LEDje poznat kao izvor rasvjete četvrte generacije ili izvor zelene svjetlosti. Ima karakteristike uštede energije, zaštite okoliša, dugog vijeka trajanja i malog volumena. Široko se koristi u raznim područjima kao što su indikacija, zaslon, dekoracija, pozadinsko osvjetljenje, opća rasvjeta i urbana noćna scena. Prema različitim funkcijama, može se podijeliti u pet kategorija: informacijski zaslon, signalna svjetiljka, svjetla vozila, LCD pozadinsko osvjetljenje i opća rasvjeta.

KonvencionalanLED svjetiljkeimaju nedostatke kao što je nedovoljna svjetlina, što dovodi do nedovoljne penetracije. Power LED svjetiljka ima prednosti dovoljne svjetline i dugog vijeka trajanja, ali Power LED ima tehničke poteškoće kao što je pakiranje. Ovdje je kratka analiza čimbenika koji utječu na učinkovitost izdvajanja svjetla pakiranja Power LED dioda.

Čimbenici pakiranja koji utječu na učinkovitost ekstrakcije svjetla

1. Tehnologija odvođenja topline

Za diodu koja emitira svjetlost sastavljenu od PN spoja, kada struja prema naprijed istječe iz PN spoja, PN spoj gubi toplinu. Ta se toplina zrači u zrak kroz ljepilo, materijal za posuđe, hladnjak itd. u ovom procesu svaki dio materijala ima toplinsku impedanciju koja sprječava protok topline, odnosno toplinski otpor. Toplinski otpor je fiksna vrijednost određena veličinom, strukturom i materijalom uređaja.

Neka toplinski otpor LED-a bude rth (℃ / W), a snaga rasipanja topline PD (W). U to vrijeme temperatura PN spoja uzrokovana toplinskim gubitkom struje raste na:

T(℃)=Rth&TImes; PD

Temperatura PN spoja:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

Gdje je TA temperatura okoline. Porast temperature spoja smanjit će vjerojatnost rekombinacije emitiranja svjetlosti PN spoja, a svjetlina LED-a će se smanjiti. Istovremeno, zbog povećanja porasta temperature uzrokovanog gubitkom topline, svjetlina LED-a više neće rasti proporcionalno struji, odnosno pokazuje toplinsko zasićenje. Osim toga, s povećanjem temperature spoja, vršna valna duljina luminescencije također će se pomaknuti prema smjeru dugog vala, oko 0,2-0,3 nm / ℃. Za bijeli LED dobiven miješanjem YAG fosfora presvučenog plavim čipom, pomicanje plave valne duljine uzrokovat će neusklađenost s valnom duljinom pobude fosfora, kako bi se smanjila ukupna svjetlosna učinkovitost bijelog LED-a i promijenila temperatura boje bijele svjetlosti.

Za power LED, pogonska struja je općenito veća od stotina Ma, a gustoća struje PN spoja je vrlo velika, tako da je porast temperature PN spoja vrlo očit. Za pakiranje i primjenu, kako smanjiti toplinski otpor proizvoda i raspršiti toplinu koju stvara PN spoj što je prije moguće ne samo da može poboljšati struju zasićenja proizvoda i poboljšati svjetlosnu učinkovitost proizvoda, već također poboljšati pouzdanost i vijek trajanja proizvoda. Kako bi se smanjila toplinska otpornost proizvoda, prije svega, odabir materijala za pakiranje je osobito važan, uključujući hladnjak, ljepilo itd. toplinska otpornost svakog materijala treba biti niska, odnosno potrebno je imati dobru toplinsku vodljivost . Drugo, konstrukcijski dizajn treba biti razuman, toplinska vodljivost između materijala treba se kontinuirano usklađivati, a toplinska vodljivost između materijala treba biti dobro povezana, kako bi se izbjeglo usko grlo odvođenja topline u kanalu za provođenje topline i osiguralo odvođenje topline iz unutarnji prema vanjskom sloju. Istovremeno je potrebno osigurati pravovremeni odvod topline prema unaprijed projektiranom kanalu za odvod topline.

2. Odabir punila

Prema zakonu refrakcije, kada svjetlost pada iz lakog gustog medija u lagani rijetki medij, kada upadni kut dosegne određenu vrijednost, to jest veću ili jednaku kritičnom kutu, doći će do pune emisije. Za GaN plavi čip, indeks loma GaN materijala je 2,3. Kada se svjetlost emitira iz unutrašnjosti kristala u zrak, prema zakonu refrakcije, kritični kut θ 0=sin-1(n2/n1)。

Gdje je N2 jednak 1, odnosno indeks loma zraka, a N1 je Ganov indeks loma, iz kojeg se izračunava kritični kut θ 0 je oko 25,8 stupnjeva. U ovom slučaju, jedina svjetlost koja se može emitirati je svjetlost unutar prostornog prostornog kuta s upadnim kutom ≤ 25,8 stupnjeva. Prijavljeno je da je vanjska kvantna učinkovitost Gan čipa oko 30% – 40%. Stoga, zbog unutarnje apsorpcije kristala čipa, udio svjetlosti koji se može emitirati izvan kristala je vrlo malen. Prijavljeno je da je vanjska kvantna učinkovitost Gan čipa oko 30% – 40%. Slično, svjetlost koju emitira čip trebala bi se prenositi u prostor kroz materijal za pakiranje, a također treba uzeti u obzir utjecaj materijala na učinkovitost ekstrakcije svjetlosti.

Stoga, kako bi se poboljšala učinkovitost ekstrakcije svjetla pakiranja LED proizvoda, vrijednost N2 mora se povećati, odnosno indeks loma materijala za pakiranje mora se povećati kako bi se poboljšao kritični kut proizvoda, kako bi se poboljšalo pakiranje svjetlosna učinkovitost proizvoda. U isto vrijeme, apsorpcija svjetlosti materijala za pakiranje trebala bi biti mala. Kako bi se poboljšao udio izlazne svjetlosti, oblik pakiranja je poželjno lučni ili polukuglasti, tako da kada se svjetlost emitira iz materijala za pakiranje u zrak, ona je gotovo okomita na sučelje, tako da nema potpune refleksije.

3. Obrada odraza

Dva su glavna aspekta obrade refleksije: jedna je obrada refleksije unutar čipa, a druga je refleksija svjetlosti od materijala za pakiranje. Kroz unutarnju i vanjsku obradu refleksije, omjer svjetlosnog toka koji emitira čip može se poboljšati, unutarnja apsorpcija čipa može se smanjiti, a svjetlosna učinkovitost energetskih LED proizvoda može se poboljšati. Što se tiče pakiranja, LED za napajanje obično sastavlja čip za napajanje na metalnoj podlozi ili podlozi s šupljinom za refleksiju. Reflektirajuća šupljina potpornog tipa općenito koristi galvanizaciju kako bi se poboljšao učinak refleksije, dok refleksijska šupljina osnovne ploče općenito koristi poliranje. Ako je moguće, provest će se obrada galvanizacijom, ali na gornje dvije metode obrade utječu točnost kalupa i postupak. Obrađena refleksijska šupljina ima određeni učinak refleksije, ali nije idealan. Trenutačno, zbog nedovoljne točnosti poliranja ili oksidacije metalne prevlake, učinak refleksije šupljine za refleksiju podloge proizvedene u Kini je loš, što dovodi do toga da se puno svjetla apsorbira nakon snimanja u područje refleksije i ne može se reflektirati na površina koja emitira svjetlost u skladu s očekivanim ciljem, što rezultira niskom učinkovitošću ekstrakcije svjetlosti nakon konačnog pakiranja.

4. Odabir i premazivanje fosforom

Za bijelu power LED, poboljšanje svjetlosne učinkovitosti također je povezano s odabirom fosfora i tretmanom procesa. Kako bi se poboljšala učinkovitost pobude fosfora plavog čipa, prvo bi trebao biti odgovarajući odabir fosfora, uključujući valnu duljinu pobude, veličinu čestica, učinkovitost pobude itd., što treba sveobuhvatno procijeniti i uzeti u obzir sve performanse. Drugo, premaz fosfora treba biti ujednačen, poželjno je da debljina sloja ljepila na svakoj površini svjetlosnog čipa koja emitira svjetlost treba biti ujednačena, kako se ne bi spriječilo lokalno emitiranje svjetla zbog nejednake debljine, ali također poboljšati kvalitetu svjetlosne točke.

pregled:

Dobar dizajn disipacije topline igra značajnu ulogu u poboljšanju svjetlosne učinkovitosti energetskih LED proizvoda, a također je i pretpostavka za osiguravanje radnog vijeka i pouzdanosti proizvoda. Dobro dizajniran izlazni kanal za svjetlo ovdje se fokusira na konstrukcijski dizajn, izbor materijala i procesnu obradu refleksijske šupljine i ljepila za punjenje, što može učinkovito poboljšati učinkovitost ekstrakcije svjetla Power LED. Za moćbijeli LED, odabir fosfora i dizajn procesa također su vrlo važni za poboljšanje točke i svjetlosne učinkovitosti.