LEDcoñécese como fonte de iluminación de cuarta xeración ou fonte de luz verde. Ten as características de aforro de enerxía, protección ambiental, longa vida útil e pequeno volume. É amplamente utilizado en varios campos como indicación, visualización, decoración, retroiluminación, iluminación xeral e escena nocturna urbana. Segundo as diferentes funcións, pódese dividir en cinco categorías: pantalla de información, lámpada de sinal, lámpadas de vehículos, retroiluminación LCD e iluminación xeral.

ConvencionalLámpadas LEDpresentan deficiencias como brillo insuficiente, o que leva a unha penetración insuficiente. A lámpada LED de potencia ten as vantaxes dun brillo suficiente e unha longa vida útil, pero o LED de potencia ten dificultades técnicas como o embalaxe. Aquí tes unha breve análise dos factores que afectan a eficiencia de extracción de luz dos envases LED de potencia.

Factores de envasado que afectan a eficiencia da extracción da luz

1. Tecnoloxía de disipación de calor

Para o díodo emisor de luz composto por unión PN, cando a corrente directa sae da unión PN, a unión PN ten perda de calor. Esta calor irradiase ao aire a través de adhesivo, material de envasado, disipador de calor, etc. Neste proceso, cada parte do material ten unha impedancia térmica para evitar o fluxo de calor, é dicir, a resistencia térmica. A resistencia térmica é un valor fixo determinado polo tamaño, estrutura e material do dispositivo.

Deixa que a resistencia térmica do LED sexa rth (℃ / W) e a potencia de disipación térmica sexa PD (W). Neste momento, a temperatura da unión PN causada pola perda térmica da corrente ascende a:

T(℃)=Rth&TImes; PD

Temperatura de unión PN:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

Onde TA é a temperatura ambiente. O aumento da temperatura da unión reducirá a probabilidade de recombinación de emisión de luz da unión PN e o brillo do LED diminuirá. Ao mesmo tempo, debido ao aumento da temperatura causado pola perda de calor, o brillo do LED xa non aumentará en proporción á corrente, é dicir, mostra saturación térmica. Ademais, co aumento da temperatura da unión, a lonxitude de onda máxima da luminiscencia tamén se moverá na dirección da onda longa, uns 0,2-0,3 nm / ℃. Para o LED branco obtido mesturando fósforo YAG revestido por chip azul, a deriva da lonxitude de onda azul provocará un desajuste coa lonxitude de onda de excitación do fósforo, para reducir a eficiencia luminosa global do LED branco e cambiar a temperatura da cor da luz branca.

Para o LED de potencia, a corrente de condución é xeralmente superior a centos de Ma e a densidade de corrente da unión PN é moi grande, polo que o aumento da temperatura da unión PN é moi obvio. Para o envasado e aplicación, como reducir a resistencia térmica do produto e facer que a calor xerada pola unión PN se disipe o antes posible, non só pode mellorar a corrente de saturación do produto e mellorar a eficiencia luminosa do produto, senón tamén mellorar a fiabilidade e vida útil do produto. Para reducir a resistencia térmica dos produtos, en primeiro lugar, a selección de materiais de embalaxe é especialmente importante, incluíndo disipador de calor, adhesivo, etc. A resistencia térmica de cada material debe ser baixa, é dicir, é necesario ter unha boa condutividade térmica. . En segundo lugar, o deseño estrutural debe ser razoable, a condutividade térmica entre os materiais debe coincidir continuamente e a condutividade térmica entre os materiais debe estar ben conectada, para evitar o pescozo de botella da disipación de calor na canle de condución de calor e garantir a disipación da calor desde o capa interna á externa. Ao mesmo tempo, é necesario asegurarse de que a calor se disipe no tempo segundo a canle de disipación de calor predeseñada.

2. Selección do recheo

Segundo a lei de refracción, cando a luz incide de medio denso lixeiro a medio escaso, cando o ángulo de incidencia alcanza un determinado valor, é dicir, maior ou igual ao ángulo crítico, producirase unha emisión completa. Para GaN blue chip, o índice de refracción do material GaN é 2,3. Cando a luz se emite desde o interior do cristal ao aire, segundo a lei de refracción, o ángulo crítico θ 0=sin-1(n2/n1).

Onde N2 é igual a 1, é dicir, o índice de refracción do aire, e N1 é o índice de refracción de Gan, a partir do cal se calcula o ángulo crítico θ 0 é duns 25,8 graos. Neste caso, a única luz que se pode emitir é a luz dentro do ángulo sólido espacial cun ángulo de incidencia ≤ 25,8 graos. Infórmase de que a eficiencia cuántica externa do chip Gan é de aproximadamente 30% - 40%. Polo tanto, debido á absorción interna do cristal de chip, a proporción de luz que se pode emitir fóra do cristal é moi pequena. Infórmase de que a eficiencia cuántica externa do chip Gan é de aproximadamente 30% - 40%. Do mesmo xeito, a luz emitida polo chip debe transmitirse ao espazo a través do material de embalaxe e tamén debe considerarse a influencia do material na eficiencia da extracción da luz.

Polo tanto, para mellorar a eficiencia de extracción de luz dos envases de produtos LED, hai que aumentar o valor de N2, é dicir, o índice de refracción do material de embalaxe debe aumentarse para mellorar o ángulo crítico do produto e mellorar o envase. eficiencia luminosa do produto. Ao mesmo tempo, a absorción de luz dos materiais de embalaxe debe ser pequena. Para mellorar a proporción de luz saínte, a forma do paquete é preferiblemente arqueada ou semiesférica, de modo que cando a luz se emite desde o material de embalaxe ao aire, é case perpendicular á interface, polo que non hai reflexión total.

3. Tratamento da reflexión

Hai dous aspectos principais do procesamento da reflexión: un é o procesamento da reflexión dentro do chip e o outro é a reflexión da luz polos materiais de embalaxe. A través do procesamento de reflexión interna e externa, pódese mellorar a relación de fluxo luminoso emitido polo chip, reducir a absorción interna do chip e mellorar a eficiencia luminosa dos produtos LED de potencia. En canto á embalaxe, o LED de potencia adoita ensamblar o chip de alimentación no soporte metálico ou substrato con cavidade de reflexión. A cavidade de reflexión do tipo de soporte xeralmente adopta galvanoplastia para mellorar o efecto de reflexión, mentres que a cavidade de reflexión da placa base xeralmente adopta o pulido. Se é posible, levarase a cabo o tratamento de galvanoplastia, pero os dous métodos de tratamento anteriores están afectados pola precisión e o proceso do molde. A cavidade de reflexión procesada ten un certo efecto de reflexión, pero non é ideal. Na actualidade, debido á insuficiente precisión do pulido ou á oxidación do revestimento metálico, o efecto de reflexión da cavidade de reflexión do tipo substrato feita en China é pobre, o que fai que se absorba moita luz despois de disparar na zona de reflexión e non se poida reflectir na zona de reflexión. superficie de emisión de luz segundo o obxectivo esperado, o que resulta nunha baixa eficiencia de extracción de luz despois do envasado final.

4. Selección e revestimento do fósforo

Para o LED de enerxía branca, a mellora da eficiencia luminosa tamén está relacionada coa selección do fósforo e o tratamento do proceso. Para mellorar a eficiencia da excitación do fósforo do chip azul, en primeiro lugar, a selección do fósforo debe ser axeitada, incluíndo a lonxitude de onda de excitación, o tamaño das partículas, a eficiencia da excitación, etc., que deben ser avaliados exhaustivamente e ter en conta todo o rendemento. En segundo lugar, o revestimento do fósforo debe ser uniforme, preferiblemente o grosor da capa adhesiva en cada superficie emisora ​​de luz do chip emisor de luz debe ser uniforme, para non evitar que se emita luz local debido ao grosor desigual, pero tamén mellorar a calidade do punto de luz.

visión xeral:

Un bo deseño de disipación de calor xoga un papel importante na mellora da eficiencia luminosa dos produtos LED de potencia, e tamén é a premisa para garantir a vida útil e a fiabilidade dos produtos. A canle de saída de luz ben deseñada aquí céntrase no deseño estrutural, na selección de materiais e no tratamento do proceso da cavidade de reflexión e da cola de recheo, o que pode mellorar eficazmente a eficiencia de extracción de luz do LED de potencia. Para poderLED branco, a selección do fósforo e o deseño do proceso tamén son moi importantes para mellorar o punto e a eficiencia luminosa.