LEDdikenali sebagai sumber pencahayaan generasi keempat atau sumber cahaya hijau. Ia mempunyai ciri-ciri penjimatan tenaga, perlindungan alam sekitar, hayat perkhidmatan yang panjang dan jumlah yang kecil. Ia digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti petunjuk, paparan, hiasan, lampu latar, pencahayaan umum dan pemandangan malam bandar. Mengikut fungsi yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada lima kategori: paparan maklumat, lampu isyarat, lampu kenderaan, lampu latar LCD dan pencahayaan am.

konvensionallampu LEDmempunyai kekurangan seperti kecerahan yang tidak mencukupi, yang membawa kepada penembusan yang tidak mencukupi. Lampu LED kuasa mempunyai kelebihan kecerahan yang mencukupi dan hayat perkhidmatan yang panjang, tetapi LED kuasa mempunyai masalah teknikal seperti pembungkusan. Berikut ialah analisis ringkas tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kecekapan pengekstrakan cahaya pembungkusan LED kuasa.

Faktor pembungkusan yang mempengaruhi kecekapan pengekstrakan cahaya

1. Teknologi pelesapan haba

Untuk diod pemancar cahaya yang terdiri daripada simpang PN, apabila arus hadapan mengalir keluar dari simpang PN, simpang PN mempunyai kehilangan haba. Haba ini dipancarkan ke udara melalui pelekat, bahan pot, sink haba, dan lain-lain dalam proses ini, setiap bahagian bahan mempunyai galangan haba untuk menghalang aliran haba, iaitu rintangan haba. Rintangan haba ialah nilai tetap yang ditentukan oleh saiz, struktur dan bahan peranti.

Biarkan rintangan haba LED ialah rth (℃ / W) dan kuasa pelesapan haba ialah PD (W). Pada masa ini, suhu simpang PN yang disebabkan oleh kehilangan haba arus meningkat kepada:

T(℃)=Rth&TImes; PD

Suhu simpang PN:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

Di mana TA ialah suhu persekitaran. Kenaikan suhu simpang akan mengurangkan kebarangkalian gabungan pemancar cahaya simpang PN, dan kecerahan LED akan berkurangan. Pada masa yang sama, disebabkan peningkatan kenaikan suhu yang disebabkan oleh kehilangan haba, kecerahan LED tidak lagi meningkat mengikut kadar arus, iaitu, ia menunjukkan ketepuan haba. Di samping itu, dengan peningkatan suhu simpang, panjang gelombang puncak luminescence juga akan hanyut ke arah gelombang panjang, kira-kira 0.2-0.3nm / ℃. Untuk LED putih yang diperoleh dengan mencampurkan fosfor YAG yang disalut oleh cip biru, hanyut panjang gelombang biru akan menyebabkan ketidakpadanan dengan panjang gelombang pengujaan fosfor, supaya mengurangkan kecekapan bercahaya keseluruhan LED putih dan menukar suhu warna cahaya putih.

Untuk LED kuasa, arus pemacu biasanya lebih daripada beratus-ratus Ma, dan ketumpatan semasa persimpangan PN adalah sangat besar, jadi kenaikan suhu persimpangan PN sangat jelas. Untuk pembungkusan dan aplikasi, cara mengurangkan rintangan haba produk dan membuat haba yang dijana oleh persimpangan PN hilang secepat mungkin bukan sahaja dapat meningkatkan arus tepu produk dan meningkatkan kecekapan bercahaya produk, tetapi juga meningkatkan kebolehpercayaan dan hayat perkhidmatan produk. Untuk mengurangkan rintangan haba produk, pertama sekali, pemilihan bahan pembungkusan adalah sangat penting, termasuk sink haba, pelekat, dan lain-lain. rintangan haba setiap bahan harus rendah, iaitu, ia dikehendaki mempunyai kekonduksian haba yang baik. . Kedua, reka bentuk struktur harus munasabah, kekonduksian terma antara bahan harus dipadankan secara berterusan, dan kekonduksian terma antara bahan harus disambung dengan baik, untuk mengelakkan kesesakan pelesapan haba dalam saluran pengaliran haba dan memastikan pelesapan haba dari dalam hingga ke lapisan luar. Pada masa yang sama, adalah perlu untuk memastikan bahawa haba dilesapkan dalam masa mengikut saluran pelesapan haba yang telah direka bentuk sebelumnya.

2. Pemilihan pengisi

Mengikut undang-undang pembiasan, apabila cahaya datang dari medium tumpat ringan ke medium jarang cahaya, apabila sudut tuju mencapai nilai tertentu, iaitu, lebih besar daripada atau sama dengan sudut genting, pelepasan penuh akan berlaku. Untuk cip biru GaN, indeks biasan bahan GaN ialah 2.3. Apabila cahaya dipancarkan dari bahagian dalam kristal ke udara, mengikut hukum pembiasan, sudut genting θ 0=sin-1(n2/n1).

Di mana N2 adalah sama dengan 1, iaitu, indeks biasan udara, dan N1 ialah indeks biasan Gan, dari mana sudut genting dikira θ 0 ialah kira-kira 25.8 darjah. Dalam kes ini, satu-satunya cahaya yang boleh dipancarkan ialah cahaya dalam sudut pepejal spatial dengan sudut kejadian ≤ 25.8 darjah. Dilaporkan bahawa kecekapan kuantum luar cip Gan adalah kira-kira 30% - 40%. Oleh itu, disebabkan oleh penyerapan dalaman kristal cip, bahagian cahaya yang boleh dipancarkan di luar kristal adalah sangat kecil. Dilaporkan bahawa kecekapan kuantum luar cip Gan adalah kira-kira 30% - 40%. Begitu juga, cahaya yang dipancarkan oleh cip harus dihantar ke ruang melalui bahan pembungkus, dan pengaruh bahan terhadap kecekapan pengekstrakan cahaya juga harus dipertimbangkan.

Oleh itu, untuk meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya pembungkusan produk LED, nilai N2 mesti ditingkatkan, iaitu indeks biasan bahan pembungkusan mesti ditingkatkan untuk meningkatkan sudut kritikal produk, untuk meningkatkan pembungkusan. kecekapan bercahaya produk. Pada masa yang sama, penyerapan cahaya bahan pembungkusan hendaklah kecil. Untuk meningkatkan perkadaran cahaya keluar, bentuk pakej sebaiknya melengkung atau hemisfera, supaya apabila cahaya dipancarkan dari bahan pembungkus ke udara, ia hampir berserenjang dengan antara muka, jadi tidak ada pantulan total.

3. Pemprosesan refleksi

Terdapat dua aspek utama pemprosesan pantulan: satu ialah pemprosesan pantulan di dalam cip, dan satu lagi ialah pantulan cahaya oleh bahan pembungkusan. Melalui pemprosesan pantulan dalaman dan luaran, nisbah fluks cahaya yang dipancarkan daripada cip boleh dipertingkatkan, penyerapan dalaman cip dapat dikurangkan, dan kecekapan bercahaya produk LED kuasa boleh dipertingkatkan. Dari segi pembungkusan, LED kuasa biasanya memasang cip kuasa pada sokongan logam atau substrat dengan rongga pantulan. Rongga pantulan jenis sokongan secara amnya menggunakan penyaduran elektrik untuk meningkatkan kesan pantulan, manakala rongga pantulan plat asas secara amnya menggunakan penggilap. Jika boleh, rawatan penyaduran elektrik akan dijalankan, tetapi dua kaedah rawatan di atas dipengaruhi oleh ketepatan dan proses acuan, Rongga pantulan yang diproses mempunyai kesan pantulan tertentu, tetapi ia tidak sesuai. Pada masa ini, disebabkan ketepatan penggilapan atau pengoksidaan salutan logam yang tidak mencukupi, kesan pantulan rongga pantulan jenis substrat yang dibuat di China adalah lemah, yang membawa kepada banyak cahaya diserap selepas menembak ke kawasan pantulan dan tidak dapat dipantulkan ke permukaan pemancar cahaya mengikut sasaran yang dijangkakan, menghasilkan kecekapan pengekstrakan cahaya yang rendah selepas pembungkusan akhir.

4. Pemilihan dan salutan fosforus

Untuk LED kuasa putih, peningkatan kecekapan bercahaya juga berkaitan dengan pemilihan fosforus dan rawatan proses. Untuk meningkatkan kecekapan pengujaan fosfor cip biru, pertama sekali, pemilihan fosfor harus sesuai, termasuk panjang gelombang pengujaan, saiz zarah, kecekapan pengujaan, dan lain-lain, yang perlu dinilai secara menyeluruh dan mengambil kira semua prestasi. Kedua, salutan fosfor hendaklah seragam, sebaik-baiknya ketebalan lapisan pelekat pada setiap permukaan pemancar cahaya cip pemancar cahaya hendaklah seragam, supaya tidak menghalang cahaya tempatan daripada dipancarkan kerana ketebalan yang tidak sekata, tetapi juga meningkatkan kualiti tempat cahaya.

gambaran keseluruhan:

Reka bentuk pelesapan haba yang baik memainkan peranan penting dalam meningkatkan kecekapan bercahaya produk LED kuasa, dan ia juga merupakan premis untuk memastikan hayat perkhidmatan dan kebolehpercayaan produk. Saluran keluar cahaya yang direka dengan baik di sini memfokuskan pada reka bentuk struktur, pemilihan bahan dan rawatan proses rongga pantulan dan gam pengisi, yang boleh meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya LED kuasa dengan berkesan. Untuk kuasaLED putih, pemilihan reka bentuk fosfor dan proses juga sangat penting untuk meningkatkan kecekapan spot dan bercahaya.