LEDstaat bekend als de vierde generatie lichtbron of groene lichtbron. Het heeft de kenmerken van energiebesparing, milieubescherming, lange levensduur en klein volume. Het wordt veel gebruikt op verschillende gebieden, zoals indicatie, weergave, decoratie, achtergrondverlichting, algemene verlichting en stedelijk nachtleven. Volgens verschillende functies kan het worden onderverdeeld in vijf categorieën: informatiedisplay, signaallamp, voertuiglampen, LCD-achtergrondverlichting en algemene verlichting.

ConventioneelLED-lampenhebben tekortkomingen zoals onvoldoende helderheid, wat leidt tot onvoldoende penetratie. Power LED-lamp heeft de voordelen van voldoende helderheid en een lange levensduur, maar Power LED heeft technische problemen zoals verpakking. Hier volgt een korte analyse van de factoren die van invloed zijn op de lichtextractie-efficiëntie van power-LED-verpakkingen.

Verpakkingsfactoren die de efficiëntie van de lichtextractie beïnvloeden

1. Warmteafvoertechnologie

Voor de lichtemitterende diode bestaande uit een PN-overgang, wanneer de voorwaartse stroom uit de PN-overgang vloeit, heeft de PN-overgang warmteverlies. Deze warmte wordt via lijm, potmateriaal, koellichaam enz. in de lucht uitgestraald. Bij dit proces heeft elk deel van het materiaal een thermische impedantie om warmtestroom te voorkomen, dat wil zeggen thermische weerstand. De thermische weerstand is een vaste waarde die wordt bepaald door de grootte, structuur en materiaal van het apparaat.

Stel dat de thermische weerstand van de LED rth (℃ / W) is en het thermische dissipatievermogen PD (W). Op dit moment stijgt de PN-junctietemperatuur veroorzaakt door het thermische verlies van de stroom naar:

T(℃)=Rth&TIJDen; PD

PN-junctietemperatuur:

TJ=TA+Rth&TIJDen; PD

Waar TA de omgevingstemperatuur is. De stijging van de junctietemperatuur zal de kans op lichtemitterende recombinatie van PN-junctie verkleinen, en de helderheid van LED zal afnemen. Tegelijkertijd zal, als gevolg van de toename van de temperatuurstijging veroorzaakt door warmteverlies, de helderheid van de LED niet langer toenemen in verhouding tot de stroom, dat wil zeggen dat er sprake is van thermische verzadiging. Bovendien zal, met de toename van de junctietemperatuur, de piekgolflengte van de luminescentie ook naar de lange golfrichting afdrijven, ongeveer 0,2-0,3 nm / ℃. Voor de witte LED die wordt verkregen door het mengen van YAG-fosfor bedekt met een blauwe chip, zal de drift van de blauwe golflengte een mismatch veroorzaken met de excitatiegolflengte van fosfor, om de algehele lichtefficiëntie van witte LED te verminderen en de kleurtemperatuur van wit licht te veranderen.

Voor power-LED's is de aandrijfstroom over het algemeen meer dan honderden Ma, en de stroomdichtheid van de PN-overgang is erg groot, dus de temperatuurstijging van de PN-overgang is heel duidelijk. Voor verpakking en toepassing kan het verminderen van de thermische weerstand van het product en het zo snel mogelijk laten verdwijnen van de door de PN-overgang gegenereerde warmte niet alleen de verzadigingsstroom van het product verbeteren en de lichtefficiëntie van het product verbeteren, maar ook de betrouwbaarheid en levensduur van het product. Om de thermische weerstand van producten te verminderen, is in de eerste plaats de selectie van verpakkingsmaterialen bijzonder belangrijk, waaronder koellichaam, lijm, enz. De thermische weerstand van elk materiaal moet laag zijn, dat wil zeggen dat het een goede thermische geleidbaarheid heeft. . Ten tweede moet het structurele ontwerp redelijk zijn, moet de thermische geleidbaarheid tussen materialen continu op elkaar zijn afgestemd en moet de thermische geleidbaarheid tussen materialen goed met elkaar zijn verbonden, om het knelpunt van de warmtedissipatie in het warmtegeleidingskanaal te vermijden en de warmtedissipatie van de warmtegeleidingskanalen te garanderen. binnenste naar de buitenste laag. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de warmte op tijd wordt afgevoerd volgens het vooraf ontworpen warmteafvoerkanaal.

2. Selectie van vulmiddel

Volgens de brekingswet zal, wanneer licht invalt van een lichtdicht medium naar een licht dun medium, wanneer de invalshoek een bepaalde waarde bereikt, dat wil zeggen groter dan of gelijk aan de kritische hoek, volledige emissie plaatsvinden. Voor GaN blue chip is de brekingsindex van GaN-materiaal 2,3. Wanneer licht vanuit de binnenkant van het kristal naar de lucht wordt uitgezonden, is volgens de brekingswet de kritische hoek θ 0=sin-1(n2/n1)。

Waar N2 gelijk is aan 1, dat wil zeggen de brekingsindex van lucht, en N1 de brekingsindex van Gan is, van waaruit de kritische hoek wordt berekend, is θ 0 ongeveer 25,8 graden. In dit geval is het enige licht dat kan worden uitgezonden het licht binnen de ruimtelijke ruimtehoek met een invalshoek ≤ 25,8 graden. Er wordt gemeld dat de externe kwantumefficiëntie van de Gan-chip ongeveer 30% - 40% bedraagt. Daarom is, vanwege de interne absorptie van het chipkristal, het deel van het licht dat buiten het kristal kan worden uitgezonden zeer klein. Er wordt gemeld dat de externe kwantumefficiëntie van de Gan-chip ongeveer 30% - 40% bedraagt. Op dezelfde manier moet het door de chip uitgezonden licht via het verpakkingsmateriaal naar de ruimte worden overgebracht, en moet ook rekening worden gehouden met de invloed van het materiaal op de lichtextractie-efficiëntie.

Om de lichtextractie-efficiëntie van LED-productverpakkingen te verbeteren, moet daarom de waarde van N2 worden verhoogd, dat wil zeggen dat de brekingsindex van verpakkingsmateriaal moet worden verhoogd om de kritische hoek van het product te verbeteren, om de verpakking te verbeteren lichtopbrengst van het product. Tegelijkertijd moet de lichtabsorptie van verpakkingsmaterialen klein zijn. Om de verhouding van het uitgaande licht te verbeteren, is de vorm van de verpakking bij voorkeur gebogen of halfbolvormig, zodat wanneer het licht door het verpakkingsmateriaal naar de lucht wordt uitgezonden, het bijna loodrecht op het grensvlak staat, zodat er geen totale reflectie is.

3. Reflectieverwerking

Er zijn twee hoofdaspecten van reflectieverwerking: de ene is de reflectieverwerking in de chip en de andere is de reflectie van licht door verpakkingsmaterialen. Door de interne en externe reflectieverwerking kan de door de chip uitgezonden lichtstroomverhouding worden verbeterd, kan de interne absorptie van de chip worden verminderd en kan de lichtefficiëntie van power-LED-producten worden verbeterd. Qua verpakking monteert de power-LED de power-chip meestal op de metalen steun of substraat met reflectieholte. De reflectieholte van het ondersteuningstype wordt doorgaans gegalvaniseerd om het reflectie-effect te verbeteren, terwijl de reflectieholte van de basisplaat doorgaans wordt gepolijst. Indien mogelijk zal een galvanische behandeling worden uitgevoerd, maar de bovengenoemde twee behandelingsmethoden worden beïnvloed door de nauwkeurigheid en het proces van de mal. De verwerkte reflectieholte heeft een bepaald reflectie-effect, maar is niet ideaal. Momenteel is, als gevolg van onvoldoende polijstnauwkeurigheid of oxidatie van de metaalcoating, het reflectie-effect van de reflectieholte van het substraattype gemaakt in China slecht, wat ertoe leidt dat veel licht wordt geabsorbeerd na het schieten in het reflectiegebied en niet kan worden gereflecteerd naar het reflectiegebied. lichtuitstralend oppervlak volgens het verwachte doel, resulterend in een lage lichtextractie-efficiëntie na de uiteindelijke verpakking.

4. Fosforselectie en coating

Bij White Power LED houdt de verbetering van de lichtefficiëntie ook verband met de keuze van de fosfor en de procesbehandeling. Om de efficiëntie van fosforexcitatie van blue chip te verbeteren, moet in de eerste plaats de selectie van fosfor geschikt zijn, inclusief excitatiegolflengte, deeltjesgrootte, excitatie-efficiëntie, enz., Die uitgebreid moeten worden geëvalueerd en rekening moeten houden met alle prestaties. Ten tweede moet de coating van de fosfor uniform zijn, bij voorkeur moet de dikte van de lijmlaag op elk lichtgevend oppervlak van de lichtgevende chip uniform zijn, om niet te voorkomen dat lokaal licht wordt uitgezonden als gevolg van ongelijkmatige dikte, maar verbetert ook de kwaliteit van de lichtvlek.

overzicht:

Een goed ontwerp voor warmteafvoer speelt een belangrijke rol bij het verbeteren van de lichtefficiëntie van power-LED-producten, en het is ook het uitgangspunt om de levensduur en betrouwbaarheid van producten te garanderen. Het goed ontworpen lichtuitlaatkanaal richt zich hier op het structurele ontwerp, de materiaalkeuze en de procesbehandeling van reflectieholte en vullijm, die de lichtextractie-efficiëntie van power-LED effectief kunnen verbeteren. Voor machtwitte LED, zijn de selectie van fosfor en het procesontwerp ook erg belangrijk om de spot- en lichtefficiëntie te verbeteren.