随着温室气体排放引起全球气温变暖,人们增强了节能环保意识。新型节能电致发光二极管(LED)的使用备受国际社会的关注。由于LED具有体积小、发光效率高、能耗低、亮度高、环保等优点,各国政府加大对LED研发的资金资助和相应政策支持。在过去十年中,LED技术得到了快速发展。目前LED已在广告媒体视频屏幕、汽车车灯、背光光源、标识与指示性照明、景观照明、室内照明(白色LED)领域得到了广泛应用。
通常高功率LED(HPLED)输入功率中有15%~20%的能量转变成光,余下80%~85%的电能均转变成热。如果不能将集中在尺寸仅为1mm×1mm×0.25mm芯片内的热量及时散逸出去,则会导致芯片温度升高和应力分布不均匀。当LED的结点温度超过器件能承受的最高温度时,LED的光输出特性将会性的衰减。研究表明,LED的工作温度从63℃升至74℃, LED的使用寿命少了3/4。
一般PN结点温度不能超过110℃,随着PN结点温度上升,发光材料的禁带宽度减小,导致LED发光光波向红波长方向位移,使白光色度变差。驱动LED工作的半导体器件允许工作温度低于100℃,当LED器件温度上升到 120℃时,亮度下降35%且引起高分子结构材料的降解。导热塑料是解决LED芯片散热的优选材料,它可以把LED发光产生的热量及时导出,有效地降低结点温度。因此,导热塑料的研制和应用也是今后LED在市场获得发展的关键问题。
导热塑料可以取代传统的铝做成散热器。导热塑料的密度要比铝轻,差不多为铝的一半,所以塑料散热器的质量只有铝散热器的1/2。塑料散热器可用注射成型加工,其成型周期可以缩短20%~50%。用导热绝缘塑料散热器就可以采用非隔离式电源而不必担心其安全问题。塑料散热器的唯一缺点是单价比较贵,所以目前还不适用于LED路灯一类大型LED散热器中,而只适合于室内小功率LED灯具。
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