LED照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)沖擊:如何將CSP發(fā)光效率提升30%?
摘要: 既然肯定了CSP技術(shù)存在的合理性,那么如何優(yōu)化CSP技術(shù),提高其發(fā)光效率?想必是業(yè)界首要關(guān)心的問題。為此,我與相關(guān)的技術(shù)及專利人員進行了交流,并存其精華。所以,本文將投讀者所好,把焦點放在CSP的不足之處上,再提出幾種提高CSP發(fā)光效率的改進方案,希望這一拙見能給讀者帶來一定的啟示。
那么,什么是全反射?
上圖一CSP的全反射方式為:外延層→ 藍(lán)寶石→熒光粉→空氣:總共有3次全反射。
上圖二的CSP的全反射方式:外延層→熒光粉→空氣:總共有2次全反射。
那么如何改進的CSP結(jié)構(gòu),從而不會因全反射問題而導(dǎo)致出光效率低?表面粗化可以解決這個問題。
下面繼續(xù)用圖說話,看看幾個表面粗化的方案——
圖三是對圖一CSP進行表面粗化,圖四則是對圖二的CSP進行表面粗化。當(dāng)然,也可以進行部分表面粗化,請看下面四張圖(圖五六七八),分別在透明襯底、外延層、熒光粉表面進行粗化技術(shù)處理。據(jù)光學(xué)模擬顯示,這一技術(shù)至少能將出光效率提升30%。
在提高出光效率的同時,還有一個問題仍須考慮——如何進一步降低成本?
從結(jié)構(gòu)上考慮,外延層是必須存在的,熒光粉(對于發(fā)白光)也是必須的。那么,只有金屬化支撐襯底并不是必須的,所以可以從這方面做考慮,去掉金屬化支撐襯底。
先來看沒有支撐襯底的CSP(見圖九、圖十)。
但是,去掉原本起支撐和固定作用的襯底后,拿什么來做支撐?
事實上,為了增加CSP的機械強度,起到支撐和固定作用,可以在最外面包一層用低廉材料制成的透明支持層,如下:
當(dāng)然,在這些結(jié)構(gòu)中,包括透明支持層在內(nèi),仍然要進行上面提到的表面粗化。
總結(jié):事實上,通過表面粗化技術(shù)提高CSP發(fā)光效率和去支撐襯底加透明支持層來降低制造成本,都只是解決問題的方式之一,但至少是目前可見的有效途徑。在采用該技術(shù)生產(chǎn)時,仍然存在諸多難點需要攻克,尤其是最后面提到的增加透明支持層這一方法,存在一個不可忽視的難點,即密封性問題——我們把這一難題留給技術(shù)界的牛人。
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