LEDje známy ako zdroj osvetlenia štvrtej generácie alebo zdroj zeleného svetla. Má vlastnosti úspory energie, ochrany životného prostredia, dlhej životnosti a malého objemu. Je široko používaný v rôznych oblastiach, ako je indikácia, displej, dekorácia, podsvietenie, všeobecné osvetlenie a mestská nočná scéna. Podľa rôznych funkcií ho možno rozdeliť do piatich kategórií: informačný displej, signálne svetlo, svetlá vozidla, podsvietenie LCD a všeobecné osvetlenie.

KonvenčnéLED lampymajú nedostatky, ako je nedostatočný jas, čo vedie k nedostatočnému prieniku. Power LED lampa má výhody dostatočnej svietivosti a dlhej životnosti, ale power LED má technické ťažkosti ako balenie. Tu je stručná analýza faktorov ovplyvňujúcich účinnosť extrakcie svetla výkonových LED balení.

Faktory balenia ovplyvňujúce účinnosť extrakcie svetla

1. Technológia odvodu tepla

Pre svetelnú diódu zloženú z PN prechodu, keď prúd v priepustnom smere vyteká z PN prechodu, má PN prechod tepelné straty. Toto teplo je vyžarované do vzduchu cez lepidlo, zalievací materiál, chladič atď. V tomto procese má každá časť materiálu tepelnú impedanciu, aby sa zabránilo tepelnému toku, to znamená tepelný odpor. Tepelný odpor je pevná hodnota určená veľkosťou, štruktúrou a materiálom zariadenia.

Nech je tepelný odpor LED rth (℃ / W) a výkon rozptylu tepla je PD (W). V tomto čase teplota PN prechodu spôsobená tepelnou stratou prúdu stúpa na:

T(℃)=Rth&TIMEs; PD

Teplota PN prechodu:

TJ=TA+Rth&TIMEs; PD

Kde TA je teplota okolia. Nárast teploty prechodu zníži pravdepodobnosť rekombinácie vyžarovania svetla z prechodu PN a jas LED sa zníži. Súčasne v dôsledku zvýšenia nárastu teploty spôsobeného tepelnými stratami sa jas LED už nebude zvyšovať úmerne k prúdu, to znamená, že vykazuje tepelnú saturáciu. Okrem toho, so zvýšením teploty spoja sa špičková vlnová dĺžka luminiscencie tiež posunie do smeru dlhých vĺn, približne 0,2-0,3 nm / ℃. V prípade bielej LED získanej zmiešaním fosforu YAG potiahnutého modrým čipom spôsobí posun modrej vlnovej dĺžky nesúlad s vlnovou dĺžkou excitácie fosforu, aby sa znížila celková svetelná účinnosť bielej LED a zmenila sa teplota farby bieleho svetla.

Pre výkonové LED je hnací prúd vo všeobecnosti viac ako stovky Ma a prúdová hustota PN prechodu je veľmi veľká, takže nárast teploty PN prechodu je veľmi zrejmý. Pokiaľ ide o balenie a aplikáciu, ako znížiť tepelný odpor produktu a zabezpečiť, aby sa teplo generované prechodom PN čo najskôr rozptýlilo, môže nielen zlepšiť saturačný prúd produktu a zlepšiť svetelnú účinnosť produktu, ale aj zlepšiť spoľahlivosť a životnosť výrobku. Aby sa znížil tepelný odpor výrobkov, po prvé, výber obalových materiálov je obzvlášť dôležitý, vrátane chladiča, lepidla atď. Tepelný odpor každého materiálu by mal byť nízky, to znamená, že sa vyžaduje dobrá tepelná vodivosť. . Po druhé, konštrukčný návrh by mal byť primeraný, tepelná vodivosť medzi materiálmi by mala byť nepretržite prispôsobená a tepelná vodivosť medzi materiálmi by mala byť dobre prepojená, aby sa predišlo zúženiu rozptylu tepla v kanáli na vedenie tepla a zabezpečilo by sa odvádzanie tepla z od vnútornej k vonkajšej vrstve. Zároveň je potrebné zabezpečiť, aby sa teplo odvádzalo včas podľa vopred navrhnutého kanála na odvod tepla.

2. Výber plniva

Podľa zákona lomu, keď svetlo dopadá zo svetlohustého média na svetlo riedke médium, keď uhol dopadu dosiahne určitú hodnotu, to znamená väčšiu alebo rovnú kritickému uhlu, dôjde k plnej emisii. Pre GaN modrý čip je index lomu materiálu GaN 2,3. Keď je svetlo vyžarované z vnútra kryštálu do vzduchu, podľa zákona lomu je kritický uhol θ0=sin-1(n2/n1)。

Kde N2 sa rovná 1, to znamená index lomu vzduchu, a N1 je index lomu Gan, z ktorého sa vypočítava kritický uhol θ0 je asi 25,8 stupňa. V tomto prípade jediné svetlo, ktoré možno vyžarovať, je svetlo v rámci priestorového priestorového uhla s uhlom dopadu ≤ 25,8 stupňa. Uvádza sa, že vonkajšia kvantová účinnosť čipu Gan je asi 30% – 40%. Preto v dôsledku vnútornej absorpcie kryštálu čipu je podiel svetla, ktoré môže byť vyžarované mimo kryštálu, veľmi malý. Uvádza sa, že vonkajšia kvantová účinnosť čipu Gan je asi 30% – 40%. Podobne by sa svetlo vyžarované čipom malo prenášať do priestoru cez obalový materiál a mal by sa zvážiť aj vplyv materiálu na účinnosť extrakcie svetla.

Preto, aby sa zlepšila účinnosť extrakcie svetla pri balení produktov LED, musí sa zvýšiť hodnota N2, to znamená, že index lomu obalového materiálu sa musí zvýšiť, aby sa zlepšil kritický uhol produktu, aby sa zlepšilo balenie. svetelná účinnosť produktu. Zároveň by mala byť absorpcia svetla obalových materiálov malá. Aby sa zlepšil podiel vychádzajúceho svetla, tvar obalu je výhodne klenutý alebo pologuľovitý, takže keď je svetlo vyžarované z obalového materiálu do vzduchu, je takmer kolmé na rozhranie, takže nedochádza k úplnému odrazu.

3. Spracovanie odrazu

Existujú dva hlavné aspekty spracovania odrazov: jedným je spracovanie odrazu vo vnútri čipu a druhým je odraz svetla od obalových materiálov. Prostredníctvom spracovania vnútorného a vonkajšieho odrazu je možné zlepšiť pomer svetelného toku emitovaného čipom, znížiť vnútornú absorpciu čipu a zlepšiť svetelnú účinnosť produktov LED. Pokiaľ ide o balenie, výkonová LED zvyčajne zostavuje výkonový čip na kovovom nosiči alebo substráte s odrazovou dutinou. Odrazová dutina nosného typu všeobecne využíva galvanické pokovovanie na zlepšenie odrazového efektu, zatiaľ čo odrazová dutina základnej dosky všeobecne prijíma leštenie. Ak je to možné, vykoná sa galvanické spracovanie, ale vyššie uvedené dva spôsoby spracovania sú ovplyvnené presnosťou formy a procesom. Spracovaná reflexná dutina má určitý odrazový efekt, ale nie je ideálny. V súčasnosti je v dôsledku nedostatočnej presnosti leštenia alebo oxidácie kovového povlaku odrazový efekt odrazovej dutiny typu substrátu vyrobený v Číne slabý, čo vedie k tomu, že po vystrelení do odrazovej plochy sa absorbuje veľa svetla a nemôže sa odraziť do povrch vyžarujúci svetlo podľa očakávaného cieľa, čo vedie k nízkej účinnosti extrakcie svetla po konečnom balení.

4. Výber a poťahovanie fosforu

Pri bielych výkonových LED súvisí zlepšenie svetelnej účinnosti aj s výberom fosforu a procesným spracovaním. Aby sa zlepšila účinnosť budenia fosforu blue chip, po prvé, výber fosforu by mal byť vhodný, vrátane excitačnej vlnovej dĺžky, veľkosti častíc, účinnosti budenia atď., Ktoré je potrebné komplexne vyhodnotiť a zohľadniť celý výkon. Po druhé, povlak luminoforu by mal byť rovnomerný, prednostne by hrúbka lepiacej vrstvy na každom povrchu vyžarujúceho svetlo čipu vyžarujúceho svetlo mala byť rovnomerná, aby sa nebránilo vyžarovaniu miestneho svetla v dôsledku nerovnomernej hrúbky, ale tiež zlepšiť kvalitu svetelného bodu.

prehľad:

Dobrý dizajn odvodu tepla zohráva významnú úlohu pri zlepšovaní svetelnej účinnosti produktov výkonových LED a je tiež predpokladom na zabezpečenie životnosti a spoľahlivosti produktov. Dobre navrhnutý svetelný výstupný kanál sa tu zameriava na štrukturálny dizajn, výber materiálu a procesné spracovanie reflexnej dutiny a plniaceho lepidla, čo môže účinne zlepšiť účinnosť extrakcie svetla výkonovej LED. Pre mocbiela LEDVýber fosforu a procesný dizajn sú tiež veľmi dôležité pre zlepšenie bodovej a svetelnej účinnosti.