LEDе известен като източник на светлина от четвърто поколение или източник на зелена светлина. Той има характеристиките на енергоспестяване, опазване на околната среда, дълъг експлоатационен живот и малък обем. Той се използва широко в различни области като индикация, дисплей, декорация, подсветка, общо осветление и градска нощна сцена. Според различните функции, той може да бъде разделен на пет категории: информационен дисплей, сигнална лампа, лампи за превозни средства, LCD подсветка и общо осветление.

КонвенционаленLED лампиимат недостатъци като недостатъчна яркост, което води до недостатъчно проникване. Power LED лампата има предимствата на достатъчна яркост и дълъг експлоатационен живот, но power LED има технически затруднения, като например опаковката. Ето кратък анализ на факторите, влияещи върху ефективността на извличане на светлина от опаковките с мощни светодиоди.

Фактори на опаковката, влияещи върху ефективността на извличане на светлина

1. Технология за разсейване на топлината

За светоизлъчващия диод, съставен от PN преход, когато токът в права посока изтича от PN прехода, PN преходът има загуба на топлина. Тази топлина се излъчва във въздуха чрез лепило, материал за саксии, радиатор и т.н. в този процес всяка част от материала има термичен импеданс, за да предотврати топлинния поток, тоест термично съпротивление. Термичното съпротивление е фиксирана стойност, определена от размера, структурата и материала на устройството.

Нека термичното съпротивление на светодиода е rth (℃ / W), а мощността на топлинно разсейване е PD (W). По това време температурата на PN прехода, причинена от термичните загуби на тока, се повишава до:

T(℃)=Rth&TImes; PD

Температура на PN преход:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

Където TA е температурата на околната среда. Повишаването на температурата на прехода ще намали вероятността от светоизлъчваща рекомбинация на PN прехода и яркостта на светодиода ще намалее. В същото време, поради увеличаването на повишаването на температурата, причинено от загуба на топлина, яркостта на светодиода вече няма да се увеличава пропорционално на тока, тоест показва термично насищане. В допълнение, с повишаването на температурата на свързване, пиковата дължина на вълната на луминесценцията също ще се отклони към посоката на дългата вълна, около 0,2-0,3 nm / ℃. За белия светодиод, получен чрез смесване на YAG фосфор, покрит със син чип, дрейфът на синята дължина на вълната ще причини несъответствие с дължината на вълната на възбуждане на фосфора, така че да намали общата светлинна ефективност на белия светодиод и да промени цветната температура на бялата светлина.

За захранващия светодиод, управляващият ток обикновено е повече от стотици Ma, а плътността на тока на PN прехода е много голяма, така че повишаването на температурата на PN прехода е много очевидно. За опаковане и приложение, как да се намали термичното съпротивление на продукта и топлината, генерирана от PN прехода, да се разсее възможно най-скоро, може не само да подобри тока на насищане на продукта и да подобри светлинната ефективност на продукта, но и да подобри надеждност и експлоатационен живот на продукта. За да се намали термичното съпротивление на продуктите, първо, изборът на опаковъчни материали е особено важен, включително радиатор, лепило и т.н. термичното съпротивление на всеки материал трябва да е ниско, т.е. изисква се да има добра топлопроводимост . Второ, структурният дизайн трябва да бъде разумен, топлопроводимостта между материалите трябва да бъде непрекъснато съвпадаща и топлопроводимостта между материалите трябва да бъде добре свързана, така че да се избегне препятствието на разсейване на топлината в канала за топлопроводимост и да се гарантира разсейването на топлината от вътрешен към външния слой. В същото време е необходимо да се гарантира, че топлината се разсейва навреме според предварително проектирания канал за разсейване на топлината.

2. Избор на пълнител

Съгласно закона за пречупване, когато светлината пада от лека плътна среда към лека рядка среда, когато ъгълът на падане достигне определена стойност, тоест по-голяма или равна на критичния ъгъл, ще настъпи пълно излъчване. За GaN син чип индексът на пречупване на GaN материал е 2,3. Когато светлината се излъчва от вътрешността на кристала към въздуха, според закона за пречупване, критичният ъгъл θ 0=sin-1(n2/n1)。

Където N2 е равно на 1, тоест индексът на пречупване на въздуха, а N1 е индексът на пречупване на Gan, от който се изчислява критичният ъгъл θ 0 е около 25,8 градуса. В този случай единствената светлина, която може да бъде излъчена, е светлината в рамките на пространствения плътен ъгъл с ъгъл на падане ≤ 25,8 градуса. Съобщава се, че външната квантова ефективност на чипа Gan е около 30% – 40%. Следователно, поради вътрешното поглъщане на кристала на чипа, делът на светлината, която може да бъде излъчена извън кристала, е много малък. Съобщава се, че външната квантова ефективност на чипа Gan е около 30% – 40%. По същия начин светлината, излъчвана от чипа, трябва да се предава в пространството през опаковъчния материал и трябва да се вземе предвид влиянието на материала върху ефективността на извличане на светлина.

Следователно, за да се подобри ефективността на извличане на светлина от опаковките на LED продукти, стойността на N2 трябва да се увеличи, тоест индексът на пречупване на опаковъчния материал трябва да се увеличи, за да се подобри критичният ъгъл на продукта, така че да се подобри опаковката светлинна ефективност на продукта. В същото време абсорбцията на светлина от опаковъчните материали трябва да бъде малка. За да се подобри съотношението на изходящата светлина, формата на опаковката за предпочитане е дъгообразна или полусферична, така че когато светлината се излъчва от опаковъчния материал към въздуха, тя е почти перпендикулярна на интерфейса, така че няма пълно отражение.

3. Обработка на отражение

Има два основни аспекта на обработката на отражение: единият е обработката на отражение вътре в чипа, а другият е отражението на светлината от опаковъчните материали. Чрез обработката на вътрешно и външно отражение съотношението на светлинния поток, излъчван от чипа, може да бъде подобрено, вътрешното поглъщане на чипа може да бъде намалено и светлинната ефективност на мощните LED продукти може да бъде подобрена. По отношение на опаковката, захранващият светодиод обикновено сглобява захранващия чип върху металната опора или субстрат с отразяваща кухина. Отражателната кухина от опорен тип обикновено използва галванопластика, за да подобри ефекта на отражение, докато отражателната кухина на основната плоча обикновено използва полиране. Ако е възможно, ще се извърши галванопластика, но горните два метода на обработка се влияят от точността на матрицата и процеса. Обработената отразяваща кухина има известен отразяващ ефект, но той не е идеален. Понастоящем, поради недостатъчна точност на полиране или окисляване на металното покритие, отразяващият ефект на отражателната кухина тип субстрат, произведена в Китай, е слаб, което води до поглъщане на много светлина след снимане в зоната на отражение и невъзможност да се отрази към светлоизлъчваща повърхност според очакваната цел, което води до ниска ефективност на извличане на светлина след окончателното опаковане.

4. Избор и покритие на фосфор

За белите захранващи светодиоди подобряването на светлинната ефективност също е свързано с избора на фосфор и обработката на процеса. За да се подобри ефективността на възбуждането на фосфор на син чип, първо, изборът на фосфор трябва да бъде подходящ, включително дължина на вълната на възбуждане, размер на частиците, ефективност на възбуждане и т.н., които трябва да бъдат изчерпателно оценени и да вземат предвид всички характеристики. Второ, покритието на фосфора трябва да бъде еднакво, за предпочитане дебелината на адхезивния слой върху всяка светлоизлъчваща повърхност на светоизлъчващия чип трябва да бъде еднаква, така че да не се предотвратява излъчването на локална светлина поради неравномерна дебелина, но също подобряват качеството на светлинното петно.

преглед:

Добрият дизайн за разсейване на топлината играе важна роля за подобряване на светлинната ефективност на мощните LED продукти и също така е предпоставката за осигуряване на експлоатационен живот и надеждност на продуктите. Добре проектираният изходен канал за светлина тук се фокусира върху структурния дизайн, избора на материал и обработването на процеса на отразяващата кухина и лепилото за запълване, което може ефективно да подобри ефективността на извличане на светлина от захранващия светодиод. За властбял светодиод, изборът на фосфор и проектирането на процеса също са много важни за подобряване на спот и светлинна ефективност.