LED-tehokkuus
COB-LEDien valotehokkuus on luonnostaan pienempi kuin keskitehoisten LEDien, joissa on erittäin heijastavia onteloita tehokkaan valonpoiston helpottamiseksi. InGaN-LEDien sisäinen kvanttitehokkuus (IQE) riippuu pitkälti kiekon materiaalista. Suuri epäsuhta (13 prosenttia) safiirin ja InGaN:n kidehilarakenteen välillä aiheuttaa suuren kierteitystiheyden. Tällaisissa paikoissa tapahtuva elektronisten kantajien (elektronien ja reikien) rekombinaatio on pääasiassa ei-säteilyllistä. SiC-substraateilla on oleellisesti alhainen GaN mism3). Sellaisenaan fotonien muodostumisen todennäköisyys GaN-on-SiC-LED:issä on luonnostaan suurempi kuin GaN-on-SiC-LED:issä. Siitä huolimatta GaN:n tai InGaN:n kasvattaminen vierailla substraateilla tuottaa väistämättä epitaksiaalisia vikoja ja dislokaatioita, jotka kaikki vaarantavat IQE:n. Homoepitaksiaalisesti kasvatetuille GaN-substraateille valmistetut LEDit ovat erinomainen tapa parantaa sisäistä kvanttitehokkuutta. GaN-on-GaN-LED:illä ei ole hila- ja CTE-epäsopivuutta substraatin ja n-tyypin GaN-kerroksen välillä, joten ne eivät aiheuta ei-säteilyllisiä rekombinaatioita kierteityksen dislokaatioiden vuoksi.
LEDien pakettitason tehonmenetys tapahtuu loisteainekerroksessa. Punaisen ja vihreän loisteaineen kaistan leveät emissioviivan leveydet saavat aikaan sen, että osa lyhyemmistä aallonpituuksista muuttuu pidemmiksi aallonpituuksiksi huonolla spektritehokkuudella. Tyypillisesti noin –25 prosenttia laajakaistaisen loisteaineen absorboimasta sinisestä valosta muuttuu Stokes-lämmöksi. Ratkaisu on formuloida fosforit kapealla FWHM:llä (täysleveys puolimaksimi) punaisille ja vihreille vyöhykkeille tai käyttää kvanttipisteitä (QD) kapeakaistaisen alasmuuntimena. Valonsironta ja kokonaissisäinen heijastus (TIR) ovat kaksi muuta merkittävää tekijää pakkauksen tehottomuuteen jauhe-polymeerissä -lähestymistapassa. Polymeerimatriisin ja loisteainehiukkasten välisen tiiviin taitekerroinsovituksen ylläpitäminen vähentää sirontaan liittyvää TIR-valohäviötä. Heijastuksenestopinnoite (ARC) voidaan levittää kapselointiaineeseen kokonaissisäisen heijastuksen vähentämiseksi edelleen. Remote phosphor -konsepti on kehitetty tuottamaan merkittäviä parannuksia paketin tehokkuudessa samalla kun se tarjoaa näyttävästi optimoidun ulostulon yhtenäisestä, piksilaatiovapaasta LES:stä.
