图形化蓝宝石衬底形貌对GaN基LED出光性能的影响

近年来,图形化蓝宝石衬底(PSS)作为GaN基LED外延衬底材料被广泛应用。通过干法刻蚀和湿法腐蚀制备了不同规格和形状的蓝宝石衬底图形,并进行外延生长、芯片制备和封装验证,采用扫描电子显微镜(SEM)和3D轮廓仪进行形貌表征,研究了不同规格和形状的衬底图形对LED芯片出光性能影响,并与外购锥形衬底(PSSZ2)进行对比。结果表明,在20 m A工作电流下,PSSZ2的LED光通量为8.33 lm。采用类三角锥和盾形衬底的LED光通量分别为7.83 lm和7.67 lm,分别比PSSZ2衬底低6.00%和7.92%。对锥形形貌进行优化,采用高1.69μm、直径2.62μm、间距0.42μm的锥形衬底(PSSZ3)的LED光通量为8.67 lm,比PSSZ2衬底高4.08%,优化的PSSZ3能有效地提高LED出光性能。

反射杯影响COB封装LED的光、热性能的模拟仿真与实验研究

通过应用多物理多尺度有限元软件COMSOL及光学追踪设计软件Tracepro分别模拟仿真了不同发射杯结构COB封装的LED芯片的散热和出光性能,并对结温和光效等模拟计算结果进行了实验验证。结果表明:COB封装散热性能优于SMT封装,去掉散热基板上的绝缘层会显著降低结温和热阻;通过优化COB封装情况下的反射杯结构,发现:当反射杯杯口、杯底直径、深度分别为3.0mm、1.6mm、0.6mm时,出光效率为48.36%,比无反射杯的光效提高20%,辐照强度增加1倍;铝基板上封装的LED,模拟与实测结温之间的相对误差约为4.42%,表明模拟与实验结果一致。出于经济和成本考虑,建议优选带反射杯的铝基板进行COB封装。