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經過十多年研究和發展,280nm以下的深紫外UVLED外量子效率已超過5%,對應發光功率大于5mW,壽命達10000h。功率的提升推動應用領域的發展,深紫外線LED的用途包括:光學傳感器和儀器(230~400 nm)、 紫外線身份驗證、條碼(230~280 nm)、飲用水殺菌、便攜式殺菌(240~280 nm)。但深紫外任存在些問題。
1、功率低?
深紫外LED外量子效率已超過5%,但與藍光的60%相比仍然很低,其原因如下。
(1)模板材料質量缺陷,在藍寶石上外延的A1N材料的位錯密度高達1X109cm2,而圖形襯底生長的GaN材料的位錯密度約為1 X107cm2,故采用圖形襯底提高模板材料質量。
(2)多層結構中深紫外光的全內反射損失,以及P型電極的吸收導致光提取效率差,目前光萃取效率只有6%。須取得對p型歐姆接觸的突破,減少對高吸光p-GaN的依賴;優化多層異質結之問的折射率差;運用圖形襯底;粗化出光面。
(3)高鋁組分的A1GaN會出現明顯的量了極化效應,使量子阱和壘中出現極化電場,導致工作電壓升高和量子效率下降。解決辦法為使用非極性面(如a面)藍寶石作為襯底,或采用組分漸變方法進行抵消。
LG所生產的UVC LED 功率己經達到了100mW。壽命 也能達到10000h。
2、散熱性差
外量子效率低致使大部分電能轉化為熱能,因此散熱問題很關鍵。從芯片和封裝方面看,薄膜倒裝深紫外LED和倒裝焊深紫外LED可以提高散熱,可制作高功率深紫外LED。
3、壽命低
與藍光的100000h比,深紫外LED的壽命只有10000h,其低壽命主要歸因于材料缺陷和散熱不良,以及封裝材料受紫外線照射易老化。