LEDeste cunoscută ca sursa de iluminat de a patra generație sau sursă de lumină verde. Are caracteristici de economisire a energiei, protecție a mediului, durată lungă de viață și volum mic. Este utilizat pe scară largă în diverse domenii, cum ar fi indicarea, afișarea, decorarea, iluminarea de fundal, iluminatul general și scena de noapte urbană. În funcție de diferite funcții, acesta poate fi împărțit în cinci categorii: afișaj de informații, lampă de semnalizare, lămpi pentru vehicule, iluminare de fundal LCD și iluminare generală.

ConvenţionalLămpi cu LED-uriau deficiențe precum luminozitatea insuficientă, ceea ce duce la o penetrare insuficientă. Lampa LED de putere are avantajele unei luminozitate suficientă și o durată lungă de viață, dar LED-ul de putere are dificultăți tehnice, cum ar fi ambalarea. Iată o scurtă analiză a factorilor care afectează eficiența extracției luminii a ambalajelor cu LED-uri de putere.

Factorii de ambalare care afectează eficiența extracției luminii

1. Tehnologia de disipare a căldurii

Pentru dioda emițătoare de lumină compusă din joncțiune PN, atunci când curentul direct iese din joncțiunea PN, joncțiunea PN are pierderi de căldură. Această căldură este radiată în aer prin adeziv, material de ghiveci, radiator etc. în acest proces, fiecare parte a materialului are o impedanță termică pentru a preveni fluxul de căldură, adică rezistența termică. Rezistența termică este o valoare fixă ​​determinată de dimensiunea, structura și materialul dispozitivului.

Lăsați rezistența termică a LED-ului să fie rth (℃ / W) și puterea de disipare termică PD (W). În acest moment, temperatura joncțiunii PN cauzată de pierderea termică a curentului crește la:

T(℃)=Rth&TImes; PD

Temperatura joncțiunii PN:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

Unde TA este temperatura mediului ambiant. Creșterea temperaturii joncțiunii va reduce probabilitatea recombinării emițătoare de lumină a joncțiunii PN, iar luminozitatea LED-ului va scădea. În același timp, din cauza creșterii temperaturii cauzată de pierderea de căldură, luminozitatea LED-ului nu va mai crește proporțional cu curentul, adică arată saturație termică. În plus, odată cu creșterea temperaturii joncțiunii, lungimea de undă de vârf a luminiscenței se va deplasa și spre direcția undei lungi, aproximativ 0,2-0,3 nm / ℃. Pentru LED-ul alb obținut prin amestecarea fosforului YAG acoperit cu cip albastru, deriva lungimii de undă albastră va cauza nepotrivire cu lungimea de undă de excitație a fosforului, astfel încât să reducă eficiența luminoasă generală a LED-ului alb și să modifice temperatura de culoare a luminii albe.

Pentru LED-ul de putere, curentul de conducere este în general mai mare de sute de Ma, iar densitatea de curent a joncțiunii PN este foarte mare, astfel încât creșterea temperaturii joncțiunii PN este foarte evidentă. Pentru ambalare și aplicare, cum să reduceți rezistența termică a produsului și să faceți ca căldura generată de joncțiunea PN să se disipeze cât mai curând posibil poate nu numai să îmbunătățească curentul de saturație al produsului și să îmbunătățească eficiența luminoasă a produsului, ci și să îmbunătățească fiabilitatea și durata de viață a produsului. Pentru a reduce rezistența termică a produselor, în primul rând, selecția materialelor de ambalare este deosebit de importantă, inclusiv radiator, adeziv etc. rezistența termică a fiecărui material ar trebui să fie scăzută, adică este necesar să aibă o conductivitate termică bună. . În al doilea rând, proiectarea structurală ar trebui să fie rezonabilă, conductivitatea termică dintre materiale ar trebui să fie în mod continuu potrivită, iar conductivitatea termică dintre materiale trebuie să fie bine conectată, astfel încât să se evite blocajul de disipare a căldurii în canalul de conducție a căldurii și să se asigure disiparea căldurii din stratul interior spre exterior. În același timp, este necesar să se asigure că căldura este disipată în timp conform canalului de disipare a căldurii prestabilit.

2. Selectarea umpluturii

Conform legii de refracție, atunci când lumina este incidentă de la mediu dens ușor la mediu rar ușor, atunci când unghiul incident atinge o anumită valoare, adică mai mare sau egală cu unghiul critic, va avea loc o emisie completă. Pentru cip albastru GaN, indicele de refracție al materialului GaN este 2,3. Când lumina este emisă din interiorul cristalului în aer, conform legii de refracție, unghiul critic θ 0=sin-1(n2/n1)。

Unde N2 este egal cu 1, adică indicele de refracție al aerului, iar N1 este indicele de refracție al lui Gan, din care se calculează unghiul critic θ 0 este de aproximativ 25,8 grade. În acest caz, singura lumină care poate fi emisă este lumina din unghiul solid spațial cu unghiul de incident ≤ 25,8 grade. Se raportează că eficiența cuantică externă a cipului Gan este de aproximativ 30% - 40%. Prin urmare, datorită absorbției interne a cristalului cip, proporția de lumină care poate fi emisă în afara cristalului este foarte mică. Se raportează că eficiența cuantică externă a cipului Gan este de aproximativ 30% - 40%. În mod similar, lumina emisă de cip ar trebui să fie transmisă în spațiu prin materialul de ambalare, iar influența materialului asupra eficienței extracției luminii ar trebui, de asemenea, luată în considerare.

Prin urmare, pentru a îmbunătăți eficiența extracției luminii a ambalajului produselor LED, valoarea N2 trebuie crescută, adică indicele de refracție al materialului de ambalare trebuie crescut pentru a îmbunătăți unghiul critic al produsului, astfel încât să îmbunătățească ambalajul. eficienta luminoasa a produsului. În același timp, absorbția luminii a materialelor de ambalare ar trebui să fie mică. Pentru a îmbunătăți proporția de lumină care iese, forma pachetului este de preferință arcuită sau semisferică, astfel încât atunci când lumina este emisă din materialul de ambalare în aer, aceasta este aproape perpendiculară pe interfață, deci nu există o reflexie totală.

3. Prelucrarea reflexiei

Există două aspecte principale ale procesării reflexiei: unul este procesarea reflexiei în interiorul cipului, iar celălalt este reflectarea luminii de către materialele de ambalare. Prin procesarea reflexiei interne și externe, raportul fluxului luminos emis de cip poate fi îmbunătățit, absorbția internă a cipului poate fi redusă și eficiența luminoasă a produselor LED de putere poate fi îmbunătățită. În ceea ce privește ambalajul, LED-ul de putere asamblează de obicei cipul de putere pe suportul metalic sau substratul cu cavitate de reflexie. Cavitatea de reflexie de tip suport adoptă în general galvanizarea pentru a îmbunătăți efectul de reflexie, în timp ce cavitatea de reflexie a plăcii de bază adoptă în general lustruire. Dacă este posibil, se va efectua un tratament de galvanizare, dar cele două metode de tratare de mai sus sunt afectate de precizia și procesul mucegaiului. Cavitatea de reflexie prelucrată are un anumit efect de reflexie, dar nu este ideală. În prezent, din cauza acurateței insuficiente a lustruirii sau a oxidării acoperirii metalice, efectul de reflexie al cavității de reflexie de tip substrat fabricată în China este slab, ceea ce duce la absorbția multă lumină după fotografierea în zona de reflexie și imposibilitatea de a fi reflectată în zona de reflexie. Suprafața de emitere a luminii conform țintei așteptate, rezultând o eficiență scăzută de extracție a luminii după ambalarea finală.

4. Selecția și acoperirea fosforului

Pentru LED-ul de putere alb, îmbunătățirea eficienței luminoase este, de asemenea, legată de selectarea fosforului și de tratarea procesului. Pentru a îmbunătăți eficiența excitării fosforului a cipului albastru, în primul rând, selecția fosforului ar trebui să fie adecvată, inclusiv lungimea de undă de excitare, dimensiunea particulelor, eficiența excitației etc., care trebuie evaluate cuprinzător și să ia în considerare toate performanța. În al doilea rând, acoperirea fosforului ar trebui să fie uniformă, de preferință, grosimea stratului adeziv de pe fiecare suprafață emițătoare de lumină a cipului emițător de lumină trebuie să fie uniformă, pentru a nu împiedica emisia de lumină locală din cauza grosimii neuniforme, dar de asemenea, îmbunătățește calitatea punctului de lumină.

prezentare generala:

Designul bun de disipare a căldurii joacă un rol semnificativ în îmbunătățirea eficienței luminoase a produselor LED de putere și este, de asemenea, premisa pentru a asigura durata de viață și fiabilitatea produselor. Canalul de ieșire a luminii bine conceput aici se concentrează pe designul structural, selecția materialului și tratamentul procesului al cavității de reflexie și al adezivului de umplere, care poate îmbunătăți eficient eficiența extracției luminii a LED-ului de putere. Pentru putereLED alb, selectarea fosforului și a designului procesului sunt, de asemenea, foarte importante pentru a îmbunătăți eficiența spotului și a luminii.