LEDje známý jako zdroj světla čtvrté generace nebo zdroj zeleného světla. Má vlastnosti úspory energie, ochrany životního prostředí, dlouhé životnosti a malého objemu. Je široce používán v různých oblastech, jako je indikace, zobrazení, dekorace, podsvícení, obecné osvětlení a městská noční scéna. Podle různých funkcí jej lze rozdělit do pěti kategorií: informační displej, signální svítilna, svítilny vozidla, podsvícení LCD a obecné osvětlení.

KonvenčníLED lampymají nedostatky, jako je nedostatečný jas, což vede k nedostatečné penetraci. Power LED lampa má výhody dostatečné svítivosti a dlouhé životnosti, ale power LED má technické potíže jako je balení. Zde je stručná analýza faktorů ovlivňujících účinnost extrakce světla výkonových LED balení.

Faktory balení ovlivňující účinnost extrakce světla

1. Technologie odvodu tepla

U svítivé diody složené z PN přechodu má PN přechod při vytékání propustného proudu z PN přechodu tepelné ztráty. Toto teplo je vyzařováno do vzduchu přes lepidlo, zalévací materiál, chladič atd. v tomto procesu má každá část materiálu tepelnou impedanci, aby se zabránilo tepelnému toku, to znamená tepelný odpor. Tepelný odpor je pevná hodnota určená velikostí, konstrukcí a materiálem zařízení.

Nechť tepelný odpor LED je rth (℃ / W) a výkon rozptylu tepla je PD (W). V tomto okamžiku teplota PN přechodu způsobená tepelnou ztrátou proudu stoupá na:

T(℃)=Rth&TIMEs; PD

Teplota PN přechodu:

TJ=TA+Rth&TIMEs; PD

Kde TA je teplota okolí. Nárůst teploty přechodu sníží pravděpodobnost rekombinace světla vyzařujícího přechod PN a jas LED se sníží. Současně v důsledku zvýšení nárůstu teploty způsobeného ztrátou tepla se jas LED již nebude zvyšovat úměrně proudu, to znamená, že vykazuje tepelnou saturaci. Kromě toho, se zvýšením teploty přechodu se špičková vlnová délka luminiscence také posune do směru dlouhých vln, asi 0,2-0,3 nm / ℃. U bílé LED získané smícháním YAG fosforu potaženého modrým čipem způsobí drift modré vlnové délky nesoulad s excitační vlnovou délkou fosforu, aby se snížila celková světelná účinnost bílé LED a změnila se teplota barvy bílého světla.

U výkonových LED je hnací proud obecně více než stovky Ma a proudová hustota PN přechodu je velmi velká, takže nárůst teploty PN přechodu je velmi zřejmý. Pokud jde o balení a aplikaci, jak snížit tepelný odpor produktu a zajistit, aby se teplo generované přechodem PN co nejdříve rozptýlilo, může nejen zlepšit saturační proud produktu a zlepšit světelnou účinnost produktu, ale také zlepšit spolehlivost a životnost výrobku. Aby se snížil tepelný odpor výrobků, za prvé je zvláště důležitý výběr obalových materiálů, včetně chladiče, lepidla atd. tepelný odpor každého materiálu by měl být nízký, to znamená, že je vyžadována dobrá tepelná vodivost . Za druhé, konstrukční návrh by měl být rozumný, tepelná vodivost mezi materiály by měla být plynule přizpůsobena a tepelná vodivost mezi materiály by měla být dobře propojena, aby se zabránilo zúžení odvodu tepla v kanálu pro vedení tepla a zajistilo se odvod tepla z od vnitřní k vnější vrstvě. Zároveň je nutné zajistit, aby se teplo odvádělo včas podle předem navrženého kanálu odvodu tepla.

2. Výběr plniva

Podle zákona lomu, když světlo dopadá ze světle hustého média na světlo řídké médium, když úhel dopadu dosáhne určité hodnoty, tj. větší nebo rovné kritickému úhlu, dojde k plné emisi. Pro GaN modrý čip je index lomu materiálu GaN 2,3. Když je světlo vyzařováno z vnitřku krystalu do vzduchu, podle zákona lomu je kritický úhel θ 0=sin-1(n2/n1)。

Kde N2 se rovná 1, to znamená index lomu vzduchu, a N1 je index lomu Gan, ze kterého se vypočítá kritický úhel θ0 je asi 25,8 stupňů. V tomto případě jediné světlo, které může být vyzařováno, je světlo v prostorovém prostorovém úhlu s úhlem dopadu ≤ 25,8 stupňů. Uvádí se, že externí kvantová účinnost čipu Gan je asi 30 % – 40 %. V důsledku vnitřní absorpce krystalu čipu je proto podíl světla, které může být vyzařováno mimo krystal, velmi malý. Uvádí se, že externí kvantová účinnost čipu Gan je asi 30 % – 40 %. Podobně by se světlo vyzařované čipem mělo přenášet do prostoru přes obalový materiál a měl by být také zvážen vliv materiálu na účinnost extrakce světla.

Proto, aby se zlepšila účinnost extrakce světla u balení LED produktů, musí být zvýšena hodnota N2, to znamená, že index lomu obalového materiálu musí být zvýšen, aby se zlepšil kritický úhel produktu, aby se zlepšilo balení. světelná účinnost produktu. Současně by měla být absorpce světla obalovými materiály malá. Aby se zlepšil podíl vycházejícího světla, je tvar obalu přednostně klenutý nebo polokulovitý, takže když je světlo vyzařováno z obalového materiálu do vzduchu, je téměř kolmé k rozhraní, takže nedochází k úplnému odrazu.

3. Zpracování odrazu

Existují dva hlavní aspekty zpracování odrazu: jedním je zpracování odrazu uvnitř čipu a druhým je odraz světla obalovými materiály. Prostřednictvím zpracování vnitřního a vnějšího odrazu lze zlepšit poměr světelného toku vyzařovaného čipem, snížit vnitřní absorpci čipu a zlepšit světelnou účinnost výkonových LED produktů. Pokud jde o balení, výkonová LED obvykle sestavuje výkonový čip na kovovém nosiči nebo substrátu s odrazovou dutinou. Odrazová dutina nosného typu obecně používá galvanické pokovování pro zlepšení odrazového efektu, zatímco odrazová dutina základní desky obecně přijímá leštění. Pokud je to možné, provede se úprava galvanickým pokovováním, ale výše uvedené dvě metody úpravy jsou ovlivněny přesností formy a procesem. Zpracovaná reflexní dutina má určitý odrazový efekt, ale není ideální. V současné době je v důsledku nedostatečné přesnosti leštění nebo oxidace kovového povlaku odrazový efekt odrazové dutiny typu substrátu vyrobené v Číně špatný, což vede k tomu, že po vystřelení do odrazové plochy je absorbováno velké množství světla a nemůže se odrazit do odrazové plochy. povrch vyzařující světlo podle očekávaného cíle, což má za následek nízkou účinnost extrakce světla po konečném zabalení.

4. Výběr a povlakování fosforu

U white power LED souvisí zlepšení světelné účinnosti také s výběrem fosforu a procesním zpracováním. Aby se zlepšila účinnost excitace fosforu blue chip, za prvé by měl být vhodný výběr fosforu, včetně excitační vlnové délky, velikosti částic, účinnosti buzení atd., které je třeba komplexně vyhodnotit a vzít v úvahu veškerý výkon. Za druhé, povlak luminoforu by měl být stejnoměrný, přednostně by tloušťka adhezivní vrstvy na každém povrchu emitujícím světlo čipu emitujícího světlo měla být stejnoměrná, aby se nebránilo vyzařování místního světla kvůli nerovnoměrné tloušťce, ale také zlepšit kvalitu světelného bodu.

přehled:

Dobrý design odvodu tepla hraje významnou roli při zlepšování světelné účinnosti výkonových LED produktů a je také předpokladem pro zajištění životnosti a spolehlivosti produktů. Dobře navržený světelný výstupní kanál se zde zaměřuje na konstrukční návrh, výběr materiálu a procesní zpracování reflexní dutiny a výplňového lepidla, což může účinně zlepšit účinnost extrakce světla výkonové LED. Pro mocbílá LEDVýběr fosforu a procesní design jsou také velmi důležité pro zlepšení bodové a světelné účinnosti.