LEDje poznat kao izvor svjetla četvrte generacije ili izvor zelenog svjetla. Ima karakteristike uštede energije, zaštite životne sredine, dugog veka trajanja i male zapremine. Široko se koristi u različitim oblastima kao što su indikacija, displej, dekoracija, pozadinsko osvetljenje, opšta rasveta i urbana noćna scena. Prema različitim funkcijama, može se podijeliti u pet kategorija: informativni displej, signalna lampa, svjetla vozila, LCD pozadinsko osvjetljenje i opće osvjetljenje.

KonvencionalnoLED lampeimaju nedostatke kao što je nedovoljna svjetlina, što dovodi do nedovoljne penetracije. Power LED lampa ima prednosti dovoljne svjetline i dugog vijeka trajanja, ali power LED ima tehničke poteškoće kao što je pakovanje. Ovdje je kratka analiza faktora koji utiču na efikasnost ekstrakcije svjetlosti LED ambalaže za napajanje.

Faktori pakovanja koji utiču na efikasnost ekstrakcije svetlosti

1. Tehnologija odvođenja topline

Za diodu koja emituje svjetlost sastavljenu od PN spoja, kada prava struja teče iz PN spoja, PN spoj ima gubitak topline. Ova toplota se zrači u vazduh kroz lepak, materijal za zalivanje, hladnjak itd. U ovom procesu svaki deo materijala ima termičku impedanciju da spreči protok toplote, odnosno toplotni otpor. Toplotni otpor je fiksna vrijednost određena veličinom, strukturom i materijalom uređaja.

Neka toplinski otpor LED diode bude rth (℃ / W), a snaga rasipanje topline PD (W). U ovom trenutku, temperatura PN spoja uzrokovana toplinskim gubitkom struje raste na:

T(℃)=Rth&Times; PD

Temperatura PN spoja:

TJ=TA+Rth&TIME; PD

Gdje je TA temperatura okoline. Porast temperature spoja će smanjiti vjerovatnoću rekombinacije svjetlosti PN spoja, a svjetlina LED će se smanjiti. Istovremeno, zbog porasta temperature uzrokovanog gubitkom topline, svjetlina LED više neće rasti proporcionalno struji, odnosno pokazuje toplinsko zasićenje. Pored toga, sa povećanjem temperature spoja, vršna talasna dužina luminiscencije će se takođe pomeriti u pravcu dugog talasa, oko 0,2-0,3 nm / ℃. Za bijelu LED diodu dobivenu miješanjem YAG fosfora obloženog plavim čipom, drift plave valne dužine će uzrokovati neusklađenost s talasnom dužinom pobude fosfora, kako bi se smanjila ukupna svjetlosna efikasnost bijele LED diode i promijenila temperatura boje bijele svjetlosti.

Za LED diode za napajanje, struja pokretanja je općenito više od stotina Ma, a gustina struje PN spoja je vrlo velika, tako da je porast temperature PN spoja vrlo očigledan. Za pakovanje i primjenu, kako smanjiti toplinsku otpornost proizvoda i učiniti da se toplina stvorena PN spojem što prije rasprši može ne samo poboljšati struju zasićenja proizvoda i poboljšati svjetlosnu efikasnost proizvoda, već i poboljšati pouzdanost i vijek trajanja proizvoda. Da bi se smanjila termička otpornost proizvoda, prije svega, posebno je važan izbor materijala za pakovanje, uključujući hladnjak, ljepilo itd. toplinska otpornost svakog materijala treba biti niska, odnosno potrebna je dobra toplinska provodljivost . Drugo, konstrukcijski dizajn treba da bude razuman, toplotna provodljivost između materijala treba kontinuirano da se usklađuje, a toplotna provodljivost između materijala treba da bude dobro povezana, kako bi se izbeglo usko grlo odvođenja toplote u kanalu za provođenje toplote i obezbedilo odvođenje toplote iz unutrašnjeg prema spoljašnjem sloju. Istovremeno, potrebno je osigurati da se toplina na vrijeme odvodi prema unaprijed dizajniranom kanalu za disipaciju topline.

2. Izbor punila

Prema zakonu prelamanja, kada svjetlost pada iz svjetlosnog gustog medija u svijetlo rijetku sredinu, kada upadni ugao dostigne određenu vrijednost, odnosno veći ili jednak kritičnom kutu, doći će do pune emisije. Za GaN plavi čip, indeks prelamanja GaN materijala je 2,3. Kada se svjetlost emituje iz unutrašnjosti kristala u zrak, prema zakonu refrakcije, kritični ugao θ 0=sin-1(n2/n1)。

Gdje je N2 jednak 1, odnosno indeks prelamanja zraka, a N1 je indeks prelamanja Gan, iz kojeg se izračunava kritični ugao θ 0 je oko 25,8 stepeni. U ovom slučaju, jedino svjetlo koje se može emitovati je svjetlost unutar prostornog solidnog ugla sa upadnim uglom ≤ 25,8 stepeni. Izvještava se da je vanjska kvantna efikasnost Gan čipa oko 30% – 40%. Stoga, zbog unutrašnje apsorpcije kristala čipa, udio svjetlosti koji se može emitovati izvan kristala je vrlo mali. Izvještava se da je vanjska kvantna efikasnost Gan čipa oko 30% – 40%. Slično tome, svjetlost koju emituje čip treba prenijeti u prostor kroz materijal za pakovanje, a također treba uzeti u obzir utjecaj materijala na efikasnost ekstrakcije svjetlosti.

Stoga, da bi se poboljšala efikasnost ekstrakcije svjetlosti LED ambalaže proizvoda, mora se povećati vrijednost N2, odnosno indeks prelamanja ambalažnog materijala mora se povećati kako bi se poboljšao kritični kut proizvoda, kako bi se poboljšala ambalaža. svjetlosna efikasnost proizvoda. U isto vrijeme, apsorpcija svjetlosti materijala za pakovanje treba biti mala. Kako bi se poboljšao udio izlazne svjetlosti, oblik pakovanja je poželjno lučni ili poluloptasti, tako da kada se svjetlost emituje iz ambalažnog materijala u zrak, ona je gotovo okomita na međusklop, tako da nema potpune refleksije.

3. Obrada refleksije

Postoje dva glavna aspekta obrade refleksije: jedan je obrada refleksije unutar čipa, a drugi je refleksija svjetlosti od materijala za pakovanje. Kroz unutrašnju i eksternu obradu refleksije, omjer svjetlosnog fluksa koji se emituje iz čipa može se poboljšati, unutrašnja apsorpcija čipa može se smanjiti, a svjetlosna efikasnost Power LED proizvoda može se poboljšati. Što se pakovanja tiče, LED za napajanje obično sastavlja čip za napajanje na metalnu podlogu ili podlogu sa reflektirajućom šupljinom. Reflekcijska šupljina tipa nosača općenito usvaja galvanizaciju kako bi poboljšala efekt refleksije, dok reflektirajuća šupljina osnovne ploče općenito usvaja poliranje. Ako je moguće, izvršit će se galvanizacija, ali na gornje dvije metode obrade utječu preciznost kalupa i proces. Obrađena refleksijska šupljina ima određeni efekat refleksije, ali nije idealna. Trenutno, zbog nedovoljne preciznosti poliranja ili oksidacije metalnog premaza, efekt refleksije reflektivne šupljine tipa supstrata proizvedene u Kini je slab, što dovodi do toga da se puno svjetla apsorbira nakon snimanja u područje refleksije i ne može se reflektirati na površina koja emituje svetlost prema očekivanom cilju, što rezultira niskom efikasnošću ekstrakcije svetlosti nakon konačnog pakovanja.

4. Izbor fosfora i premazivanje

Za bijele LED diode za napajanje, poboljšanje svjetlosne efikasnosti je također povezano sa odabirom fosfora i procesnim tretmanom. Da bi se poboljšala efikasnost fosforne pobude plavog čipa, prvo, odabir fosfora treba da bude odgovarajući, uključujući talasnu dužinu pobude, veličinu čestica, efikasnost pobude, itd., koje je potrebno sveobuhvatno proceniti i uzeti u obzir sve performanse. Drugo, premaz fosfora treba da bude ujednačen, poželjno je da debljina sloja lepka na svakoj svetlećoj površini čipa koji emituje svetlost bude ujednačena, kako se ne bi sprečilo emitovanje lokalnog svetla usled neujednačene debljine, ali takođe poboljšati kvalitet svetlosne tačke.

pregled:

Dobar dizajn disipacije toplote igra značajnu ulogu u poboljšanju svetlosne efikasnosti Power LED proizvoda, a takođe je i pretpostavka da se obezbedi životni vek i pouzdanost proizvoda. Dobro dizajnirani izlazni kanal ovdje se fokusira na strukturalni dizajn, odabir materijala i procesnu obradu reflektirajuće šupljine i ljepila za punjenje, što može efikasno poboljšati efikasnost ekstrakcije svjetlosti power LED. Za moćbijeli LED, izbor fosfora i dizajn procesa su takođe veoma važni za poboljšanje efikasnosti spota i svetlosti.