Običajne svetleče diode so običajno nosilci, obdani z epoksidno smolo, z nizko močjo, skupni svetlobni tok pa ni velik, visoka svetlost pa se lahko uporablja le kot posebna razsvetljava. Z razvojem tehnologije LED čipov in tehnologije embalaže, kot odgovor na povpraševanje po LED diodah z visokim svetlobnim pretokom na področju razsvetljave, so na trg začeli prodirati moči LED. Tip LED moči ima na splošno toplotni čip, ki oddaja svetlobo, nameščen na hladilno telo hladilnega telesa, in optično lečo je sestavljeno, da doseže določeno optično prostorsko porazdelitev, in leča je napolnjena s prožnim silikonom z nizko napetostjo.
Power LED morajo vstopiti na področje razsvetljave, da dosežejo dnevno osvetlitev doma. Še vedno je veliko težav, ki jih je treba rešiti, med katerimi je najpomembnejša svetlobna učinkovitost. Trenutno je največji izkoristek svetlobe, ki ga poročajo moči LED na trgu, okoli 50 lm / W, kar je daleč od zahtev dnevne dnevne razsvetljave gospodinjstva. Da bi se izboljšala svetlobna učinkovitost moči LED, je treba izboljšati učinkovitost čipov, ki oddajajo svetlobo; po drugi strani pa je treba tehnologijo pakiranja moči LED dodatno izboljšati, začenši s konstrukcijskim načrtovanjem, tehnologijo materialov in tehnološko tehnologijo ter izboljšanjem izdelka. Učinkovitost ekstrakcije svetlobe.
Prvič, elementi paketa, ki vplivajo na učinkovitost ekstrakcije svetlobe
1. Tehnologija odvajanja toplote
Za svetlečo diodo, sestavljeno iz PN spoja, ko prednji tok teče iz PN spoja, ima PN priključek toplotne izgube, ki se izžarevajo v zrak prek lepilnega lepila, materiala za sesanje, hladilnega telesa itd. ., v postopku. Nekateri materiali imajo toplotno impedanco, ki blokira toplotni tok, to je toplotno odpornost, ki je fiksna vrednost, določena z velikostjo, strukturo in materialom naprave. Naj bo toplotna upornost LED Rth (° C / W) in moč oddajanja toplote PD (W). V tem času je povišanje temperature PN priključka zaradi toplotne izgube toka:
T (° C) = Rth × PD.
Temperatura stičišča PN je:
TJ = TA + Rth × PD
Kjer je TA temperatura okolice. S povišanjem temperature stičišča se zmanjša verjetnost rekombinacije luminescence PN stičišča in zmanjša svetlost LED. Istočasno pa zaradi povečanja temperature zaradi izgube toplote svetlost LED ne bo več sorazmerno naraščala s tokom, kar kaže na toplotno nasičenost. Poleg tega, ko se temperatura stičišča dvigne, se valovna dolžina svetlobe tudi vrti proti dolgi valovni dolžini, približno 0,2-0,3 nm / ° C, kar je za belo LED, ki jo dobimo z mešanjem YAG fosforja, prevlečenega z modrim čipom. Drsenje povzroča neusklajenost z valovno dolžino vzbujanja fosforja, s čimer se zmanjša skupna svetlobna učinkovitost bele LED in povzroči sprememba temperature bele barve.
Za močnostne LED je pogonski tok običajno več sto milliamperov ali več, gostota toka PN priključka pa je zelo velika, tako da je povišanje temperature PN-priključka zelo očitno. Za pakiranje in aplikacije, kako zmanjšati toplotno odpornost izdelka, tako da se toplota, ki jo generira PN križ, lahko čim prej razprši, ne samo da lahko izboljša saturacijski tok izdelka, izboljša svetlobno učinkovitost izdelka. , ampak tudi izboljšati zanesljivost in življenjsko dobo izdelka. . Da bi zmanjšali toplotno odpornost izdelka, je izbira embalažnih materialov še posebej pomembna, vključno s toplotnimi odvodi, lepili itd., Toplotna odpornost vsakega materiala je nizka, to pomeni, da je toplotna prevodnost dobra. Drugič, konstrukcijska konstrukcija mora biti razumna, toplotna prevodnost med materiali mora biti neprekinjeno usklajena in toplotna povezava med materiali mora biti dobra, izogibanje ozkega grla odvajanja toplote v kanalu toplotne prevodnosti in zagotavljanje odvajanja toplote od notranjega do zunanji sloj. Hkrati je treba zagotoviti, da se toplota pravočasno odvede v skladu z vnaprej določenim kanalom za odvajanje toplote.
2. Polnjenje lepila
V skladu z zakonom loma, ko se svetloba udari iz optično gostega medija v svetlobo, ki razpršuje svetlobo, ko vpadni kot doseže določeno vrednost, to je večjo ali enako kritičnemu kotu, pride do popolne emisije. V primeru GaN modrega čipa je lomni količnik GaN materiala 2,3 in ko se svetloba oddaja iz notranjosti kristala v zrak, je kritični kot θ0 = sin-1 (n2 / n1) glede na zakon loma.
Kjer je n2 enak 1, tj. Lomni količnik zraka, in n1 je lomni količnik GaN, pri čemer je izračunan kritični kot θ0 približno 25,8 stopinj. V tem primeru je svetloba, ki se lahko oddaja, le svetloba znotraj trdnega kota vpadnega kota ≤ 25,8 stopinj. Sporočeno je, da je zunanji kvantni izkoristek trenutnega GaN čipa okoli 30% -40% in zato zaradi notranje absorpcije kristala čipa. Delež svetlobe, ki se lahko oddaja zunaj kristala, je majhen. Poroča se, da je zunanja kvantna učinkovitost GaN čipov trenutno okoli 30% -40%. Podobno se svetloba, ki jo oddaja čip, prenaša skozi material za kapsuliranje v prostor, prav tako se upošteva učinek materiala na učinkovitost izločanja svetlobe.
Zato je za izboljšanje izkoristka svetlobe v proizvodnem paketu LED potrebno povečati vrednost n2, to je povečati indeks refrakcije materiala za pakiranje, da bi povečali kritični kot izdelka. s tem se izboljša svetlobna učinkovitost izdelka. Hkrati pa material za kapsuliranje manj absorbira svetlobo. Da bi povečali delež oddane svetlobe, je oblika embalaže prednostno obokana ali polkrogla, tako da je, ko je svetloba usmerjena iz materiala za kapsuliranje v zrak, skoraj pravokotna na vmesnik, tako da ni popolnega odboja. se proizvaja.
3. Obdelava refleksije
Obstajata dva glavna vidika obravnavanja razmišljanja. Ena je refleksijska obdelava znotraj čipa, druga pa je odsev svetlobe iz materiala za kapsuliranje. Odsevna obdelava notranjosti in zunanjosti izboljša delež svetlobe, ki jo oddaja notranjost čipa in zmanjšuje notranjo absorpcijo čipa. Izboljšajte svetlobno učinkovitost močnih LED izdelkov. Z vidika embalaže napajalne svetilke navadno montirajo močne žetone na kovinske nosilce ali podlage z odsevnimi votlinami. Odsevne votline nosilcev običajno uporabljajo galvanizacijo za izboljšanje odboja, medtem ko so odsevne votline v substratnem tipu na splošno polirane. V načinu se obdelava nanaša tudi pod pogoji, toda zgoraj omenjeni dve metodi obdelave vplivata na natančnost plesni in procesa, odsevna votlina po obdelavi pa ima določen učinek odboja, vendar ni idealna. . Trenutno je na Kitajskem izdelana odsevna votlina substratnega tipa. Zaradi premajhne natančnosti poliranja ali oksidacije plasti kovinske prevleke je učinek odboja slab, kar povzroči, da se veliko svetlobe absorbira, potem ko se pojavi na območju odboja, in se ne odseva na svetlečo površino glede na predvideno. končni rezultat. Učinkovitost odvajanja svetlobe po pakiranju je majhna.
Z različnimi raziskavami in eksperimenti smo razvili proces refleksijske obdelave z uporabo organskih premazov materialov z neodvisnimi pravicami intelektualne lastnine. S tem postopkom se svetloba, ki se odbija v nosilno votlino, absorbira zelo malo in večina se lahko uporabi. Svetloba, ki jo je udarila, se odraža na svetlobi, ki izstopa. Učinkovitost ekstrakcije svetlobe tako obdelanega izdelka se lahko poveča za 30% do 50% v primerjavi s tistim pred obdelavo. Naše trenutne LED lučke z 1W belo svetlobo imajo svetlobno učinkovitost 40-50 lm / W (rezultati testov na oddaljenem merilniku spektralne analize PMS-50) in dosegli dobre rezultate pakiranja.
4. Izbira in nanašanje fosforja
Pri belih LED diodah je povečanje svetlobne učinkovitosti povezano tudi z izbiro fosforja in procesa. Da bi izboljšali učinkovitost fosforja za stimulacijo modrega čipa, je treba najprej izbrati izbor fosforja, vključno z valovno dolžino vzbujanja, velikostjo delcev, učinkovitostjo vzbujanja itd. lastnosti. Drugič, prevleka fosforja mora biti enotna, prednostno enakomerna debelina sloja lepila vsake svetleče površine svetlobnega čipa, da se prepreči, da bi se zaradi neenakomerne debeline oddajala lokalna svetloba in kakovost mesta se lahko izboljša.
Drugič, sklep
Dobra toplotna zasnova pomembno vpliva na izboljšanje svetlobne učinkovitosti močnih LED-izdelkov, prav tako pa je predpogoj za zagotavljanje življenjske dobe in zanesljivosti izdelka. Dobro zasnovan izhodni kanal za svetlobo, tukaj se nanaša na konstrukcijsko načrtovanje, izbiro materiala in obdelavo procesov odsevne votline, polnila za lepilo itd., Ki lahko učinkovito izboljšajo učinkovitost izločanja svetlobe LED. Za močne bele LED diode, so izbor fosforja in načrtovanje procesov ključnega pomena za izboljšano točko in izboljšano svetlobno učinkovitost.