LEDes coneix com la font d'il·luminació de quarta generació o font de llum verda. Té les característiques d'estalvi d'energia, protecció del medi ambient, llarga vida útil i petit volum. S'utilitza àmpliament en diversos camps com ara indicació, visualització, decoració, retroil·luminació, il·luminació general i escena nocturna urbana. Segons diferents funcions, es pot dividir en cinc categories: pantalla d'informació, llum de senyal, llums de vehicles, retroil·luminació LCD i il·luminació general.

ConvencionalLàmpades LEDtenen deficiències com ara una brillantor insuficient, que condueix a una penetració insuficient. El llum LED d'alimentació té els avantatges d'una brillantor suficient i una llarga vida útil, però el LED d'alimentació té dificultats tècniques com ara l'embalatge. Aquí hi ha una breu anàlisi dels factors que afecten l'eficiència d'extracció de llum dels envasos de LED de potència.

Factors d'embalatge que afecten l'eficiència d'extracció de la llum

1. Tecnologia de dissipació de calor

Per al díode emissor de llum compost per la unió PN, quan el corrent directe surt de la unió PN, la unió PN té pèrdua de calor. Aquesta calor s'irradia a l'aire a través d'adhesius, material d'envasament, dissipador de calor, etc. En aquest procés, cada part del material té una impedància tèrmica per evitar el flux de calor, és a dir, la resistència tèrmica. La resistència tèrmica és un valor fix determinat per la mida, l'estructura i el material del dispositiu.

Deixeu que la resistència tèrmica del LED sigui rth (℃ / W) i la potència de dissipació tèrmica sigui PD (W). En aquest moment, la temperatura de la unió PN causada per la pèrdua tèrmica del corrent augmenta a:

T(℃)=Rth&TImes; PD

Temperatura de la unió PN:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

On TA és la temperatura ambient. L'augment de la temperatura de la unió reduirà la probabilitat de recombinació d'emissió de llum de la unió PN i la brillantor del LED disminuirà. Al mateix temps, a causa de l'augment de la temperatura causat per la pèrdua de calor, la brillantor del LED ja no augmentarà en proporció al corrent, és a dir, mostra saturació tèrmica. A més, amb l'augment de la temperatura de la unió, la longitud d'ona màxima de la luminescència també es desplaçarà cap a la direcció de l'ona llarga, uns 0,2-0,3 nm / ℃. Per al LED blanc obtingut mitjançant la barreja de fòsfor YAG recobert de xip blau, la deriva de la longitud d'ona blava provocarà un desajust amb la longitud d'ona d'excitació del fòsfor, per tal de reduir l'eficiència lluminosa global del LED blanc i canviar la temperatura de color de la llum blanca.

Per al LED de potència, el corrent de conducció és generalment superior a centenars de Ma i la densitat de corrent de la unió PN és molt gran, de manera que l'augment de temperatura de la unió PN és molt evident. Per a l'embalatge i l'aplicació, com reduir la resistència tèrmica del producte i fer que la calor generada per la unió PN es dissipi tan aviat com sigui possible no només pot millorar el corrent de saturació del producte i millorar l'eficiència lluminosa del producte, sinó també millorar la fiabilitat i vida útil del producte. Per reduir la resistència tèrmica dels productes, en primer lloc, la selecció de materials d'embalatge és especialment important, com ara dissipador de calor, adhesiu, etc., la resistència tèrmica de cada material ha de ser baixa, és a dir, cal tenir una bona conductivitat tèrmica. . En segon lloc, el disseny estructural ha de ser raonable, la conductivitat tèrmica entre els materials s'ha d'ajustar contínuament i la conductivitat tèrmica entre els materials ha d'estar ben connectada, per evitar el coll d'ampolla de dissipació de calor al canal de conducció de calor i assegurar la dissipació de la calor del de l'interior a la capa externa. Al mateix temps, cal assegurar-se que la calor es dissipa a temps segons el canal de dissipació de calor predissenyat.

2. Selecció de farciment

D'acord amb la llei de refracció, quan la llum incideix d'un medi dens lleuger a un medi poc lleuger, quan l'angle d'incidència arriba a un cert valor, és a dir, superior o igual a l'angle crític, es produirà una emissió completa. Per al xip blau GaN, l'índex de refracció del material GaN és de 2,3. Quan s'emet llum des de l'interior del cristall a l'aire, d'acord amb la llei de refracció, l'angle crític θ 0=sin-1(n2/n1).

On N2 és igual a 1, és a dir, l'índex de refracció de l'aire, i N1 és l'índex de refracció de Gan, a partir del qual es calcula l'angle crític θ 0 és d'uns 25,8 graus. En aquest cas, l'única llum que es pot emetre és la llum dins de l'angle sòlid espacial amb l'angle incident ≤ 25,8 graus. S'informa que l'eficiència quàntica externa del xip Gan és d'un 30% - 40%. Per tant, a causa de l'absorció interna del cristall de xip, la proporció de llum que es pot emetre fora del cristall és molt petita. S'informa que l'eficiència quàntica externa del xip Gan és d'un 30% - 40%. De la mateixa manera, la llum emesa pel xip s'ha de transmetre a l'espai a través del material d'embalatge i també s'ha de tenir en compte la influència del material en l'eficiència d'extracció de la llum.

Per tant, per millorar l'eficiència d'extracció de la llum dels envasos de productes LED, s'ha d'augmentar el valor de N2, és a dir, s'ha d'augmentar l'índex de refracció del material d'embalatge per millorar l'angle crític del producte, per tal de millorar l'embalatge. eficiència lluminosa del producte. Al mateix temps, l'absorció de llum dels materials d'embalatge hauria de ser petita. Per tal de millorar la proporció de llum que surt, la forma del paquet és preferiblement arquejada o hemisfèrica, de manera que quan la llum s'emet del material d'embalatge a l'aire, és gairebé perpendicular a la interfície, de manera que no hi ha reflex total.

3. Tractament de la reflexió

Hi ha dos aspectes principals del processament de la reflexió: un és el processament de la reflexió dins del xip i l'altre és la reflexió de la llum pels materials d'embalatge. Mitjançant el processament de reflexió interna i externa, es pot millorar la relació de flux de llum emesa pel xip, es pot reduir l'absorció interna del xip i es pot millorar l'eficiència lluminosa dels productes LED de potència. Pel que fa a l'embalatge, el LED d'alimentació sol muntar el xip d'alimentació al suport metàl·lic o al substrat amb cavitat de reflexió. La cavitat de reflex del tipus de suport generalment adopta galvanoplastia per millorar l'efecte de reflexió, mentre que la cavitat de reflexió de la placa base generalment adopta el poliment. Si és possible, es realitzarà un tractament de galvanoplastia, però els dos mètodes de tractament anteriors es veuen afectats per la precisió i el procés del motlle, la cavitat de reflexió processada té un cert efecte de reflexió, però no és ideal. Actualment, a causa d'una precisió de poliment insuficient o de l'oxidació del recobriment metàl·lic, l'efecte de reflexió de la cavitat de reflexió del tipus de substrat feta a la Xina és pobre, cosa que fa que s'absorbeixi molta llum després de disparar a l'àrea de reflexió i no es pugui reflectir a la zona de reflexió. superfície d'emissió de llum segons l'objectiu esperat, donant lloc a una baixa eficiència d'extracció de llum després de l'embalatge final.

4. Selecció i recobriment de fòsfor

Per al LED de potència blanca, la millora de l'eficiència lluminosa també està relacionada amb la selecció del fòsfor i el tractament del procés. Per millorar l'eficiència de l'excitació del fòsfor del xip blau, en primer lloc, la selecció del fòsfor hauria de ser adequada, inclosa la longitud d'ona d'excitació, la mida de les partícules, l'eficiència d'excitació, etc., que s'han d'avaluar exhaustivament i tenir en compte tot el rendiment. En segon lloc, el recobriment del fòsfor ha de ser uniforme, preferiblement el gruix de la capa adhesiva a cada superfície emissora de llum del xip emissor de llum ha de ser uniforme, per no evitar que s'emeti llum local a causa d'un gruix desigual, però també millora la qualitat del punt de llum.

visió general:

Un bon disseny de dissipació de calor té un paper important en la millora de l'eficiència lluminosa dels productes LED de potència, i també és la premissa per garantir la vida útil i la fiabilitat dels productes. El canal de sortida de llum ben dissenyat se centra aquí en el disseny estructural, la selecció de materials i el tractament del procés de la cavitat de reflexió i la cola d'ompliment, que poden millorar eficaçment l'eficiència d'extracció de llum del LED de potència. Per poderLED blanc, la selecció del fòsfor i el disseny del procés també són molt importants per millorar l'eficiència lluminosa i el punt.