DIPIMPINdikenal sebagai sumber penerangan generasi keempat atau sumber lampu hijau. Ini memiliki karakteristik hemat energi, perlindungan lingkungan, umur panjang dan volume kecil. Hal ini banyak digunakan di berbagai bidang seperti indikasi, tampilan, dekorasi, lampu latar, penerangan umum dan pemandangan malam perkotaan. Menurut fungsinya yang berbeda, dapat dibagi menjadi lima kategori: tampilan informasi, lampu sinyal, lampu kendaraan, lampu latar LCD, dan penerangan umum.

Konvensionallampu LEDmemiliki kekurangan seperti kecerahan yang tidak mencukupi, yang menyebabkan penetrasi tidak mencukupi. Lampu LED daya memiliki keunggulan kecerahan yang cukup dan masa pakai yang lama, namun LED daya memiliki kesulitan teknis seperti pengemasan. Berikut adalah analisis singkat tentang faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi ekstraksi cahaya pada kemasan LED daya.

Faktor pengemasan mempengaruhi efisiensi ekstraksi cahaya

1. Teknologi pembuangan panas

Untuk dioda pemancar cahaya yang terdiri dari sambungan PN, ketika arus maju mengalir keluar dari sambungan PN, sambungan PN tersebut mengalami kehilangan panas. Panas ini dipancarkan ke udara melalui perekat, bahan pot, heat sink, dll. Dalam proses ini, setiap bagian bahan memiliki impedansi termal untuk mencegah aliran panas, yaitu ketahanan termal. Resistansi termal adalah nilai tetap yang ditentukan oleh ukuran, struktur, dan bahan perangkat.

Biarkan resistansi termal LED menjadi rth (℃ / W) dan daya disipasi termal menjadi PD (W). Pada saat ini, suhu sambungan PN yang disebabkan oleh hilangnya arus termal naik menjadi:

T(℃)=Rth&Waktu; PD

Suhu sambungan PN:

TJ=TA+Rth&Waktu; PD

Dimana TA adalah suhu lingkungan. Kenaikan suhu sambungan akan mengurangi kemungkinan rekombinasi pemancar cahaya sambungan PN, dan kecerahan LED akan menurun. Pada saat yang sama, karena peningkatan kenaikan suhu yang disebabkan oleh kehilangan panas, kecerahan LED tidak lagi meningkat sebanding dengan arus, yaitu menunjukkan saturasi termal. Selain itu, dengan meningkatnya suhu persimpangan, panjang gelombang puncak pendaran juga akan menyimpang ke arah gelombang panjang, sekitar 0,2-0,3nm/℃. Untuk LED putih yang diperoleh dengan mencampurkan fosfor YAG yang dilapisi chip biru, penyimpangan panjang gelombang biru akan menyebabkan ketidaksesuaian dengan panjang gelombang eksitasi fosfor, sehingga mengurangi efisiensi cahaya keseluruhan LED putih dan mengubah suhu warna cahaya putih.

Untuk LED daya, arus penggerak umumnya lebih dari ratusan Ma, dan kerapatan arus sambungan PN sangat besar, sehingga kenaikan suhu sambungan PN sangat jelas. Untuk pengemasan dan aplikasi, cara mengurangi ketahanan termal produk dan menghilangkan panas yang dihasilkan oleh sambungan PN sesegera mungkin tidak hanya dapat meningkatkan arus saturasi produk dan meningkatkan efisiensi cahaya produk, tetapi juga meningkatkan kualitas. keandalan dan masa pakai produk. Untuk mengurangi ketahanan termal produk, pertama-tama, pemilihan bahan pengemas sangat penting, termasuk heat sink, perekat, dll. Ketahanan termal setiap bahan harus rendah, artinya harus memiliki konduktivitas termal yang baik. . Kedua, desain struktur harus masuk akal, konduktivitas termal antar bahan harus terus dicocokkan, dan konduktivitas termal antar bahan harus terhubung dengan baik, untuk menghindari hambatan pembuangan panas di saluran konduksi panas dan memastikan pembuangan panas dari bahan. lapisan dalam ke lapisan luar. Pada saat yang sama, penting untuk memastikan bahwa panas hilang tepat waktu sesuai dengan saluran pembuangan panas yang telah dirancang sebelumnya.

2. Pemilihan bahan pengisi

Menurut hukum pembiasan, bila cahaya datang dari medium padat cahaya ke medium jarang cahaya, bila sudut datang mencapai nilai tertentu, yaitu lebih besar atau sama dengan sudut kritis, maka akan terjadi emisi penuh. Untuk blue chip GaN, indeks bias material GaN adalah 2,3. Ketika cahaya dipancarkan dari dalam kristal ke udara, menurut hukum pembiasan, sudut kritis θ 0=sin-1(n2/n1)。

Dimana N2 sama dengan 1, yaitu indeks bias udara, dan N1 adalah indeks bias Gan, yang darinya sudut kritis dihitung θ 0 adalah sekitar 25,8 derajat. Dalam hal ini, satu-satunya cahaya yang dapat dipancarkan adalah cahaya dalam sudut padat spasial dengan sudut datang ≤ 25,8 derajat. Dilaporkan bahwa efisiensi kuantum eksternal chip Gan adalah sekitar 30% – 40%. Oleh karena itu, karena penyerapan internal kristal chip, proporsi cahaya yang dapat dipancarkan di luar kristal menjadi sangat kecil. Dilaporkan bahwa efisiensi kuantum eksternal chip Gan adalah sekitar 30% – 40%. Demikian pula, cahaya yang dipancarkan oleh chip harus disalurkan ke ruang melalui bahan pengemas, dan pengaruh bahan terhadap efisiensi ekstraksi cahaya juga harus dipertimbangkan.

Oleh karena itu, untuk meningkatkan efisiensi ekstraksi cahaya pada kemasan produk LED, nilai N2 harus ditingkatkan, yaitu indeks bias bahan kemasan harus ditingkatkan untuk meningkatkan sudut kritis produk, sehingga dapat meningkatkan kualitas kemasan. efisiensi cahaya produk. Pada saat yang sama, penyerapan cahaya pada bahan kemasan harus kecil. Untuk meningkatkan proporsi cahaya yang keluar, bentuk kemasan sebaiknya melengkung atau setengah bola, sehingga ketika cahaya dipancarkan dari bahan kemasan ke udara, hampir tegak lurus terhadap antarmuka, sehingga tidak ada pantulan total.

3. Pemrosesan refleksi

Ada dua aspek utama pemrosesan pantulan: yang pertama adalah pemrosesan pantulan di dalam chip, dan yang lainnya adalah pantulan cahaya oleh bahan pengemas. Melalui pemrosesan refleksi internal dan eksternal, rasio fluks cahaya yang dipancarkan dari chip dapat ditingkatkan, penyerapan internal chip dapat dikurangi, dan efisiensi cahaya produk LED daya dapat ditingkatkan. Dari segi kemasan, LED daya biasanya memasang chip daya pada penyangga logam atau substrat dengan rongga pantulan. Rongga refleksi tipe pendukung umumnya mengadopsi pelapisan listrik untuk meningkatkan efek refleksi, sedangkan rongga refleksi pelat dasar umumnya mengadopsi pemolesan. Jika memungkinkan, perawatan pelapisan listrik akan dilakukan, namun kedua metode perawatan di atas dipengaruhi oleh keakuratan dan proses cetakan, Rongga refleksi yang diproses memiliki efek refleksi tertentu, tetapi tidak ideal. Saat ini, karena akurasi pemolesan atau oksidasi lapisan logam yang tidak memadai, efek pantulan rongga pantulan jenis substrat buatan China buruk, yang menyebabkan banyak cahaya diserap setelah ditembakkan ke area pantulan dan tidak dapat dipantulkan ke area pantulan. permukaan yang memancarkan cahaya sesuai dengan target yang diharapkan, menghasilkan efisiensi ekstraksi cahaya yang rendah setelah pengemasan akhir.

4. Pemilihan dan pelapisan fosfor

Untuk LED daya putih, peningkatan efisiensi cahaya juga terkait dengan pemilihan fosfor dan perlakuan proses. Untuk meningkatkan efisiensi eksitasi fosfor blue chip, pertama-tama, pemilihan fosfor harus tepat, termasuk panjang gelombang eksitasi, ukuran partikel, efisiensi eksitasi, dll., yang perlu dievaluasi secara komprehensif dan memperhitungkan semua kinerja. Kedua, lapisan fosfor harus seragam, sebaiknya ketebalan lapisan perekat pada setiap permukaan pemancar cahaya dari chip pemancar cahaya harus seragam, agar tidak mencegah pancaran cahaya lokal karena ketebalan yang tidak rata, tetapi juga meningkatkan kualitas titik cahaya.

ringkasan:

Desain pembuangan panas yang baik memainkan peran penting dalam meningkatkan efisiensi cahaya produk LED daya, dan juga merupakan dasar untuk memastikan masa pakai dan keandalan produk. Saluran outlet cahaya yang dirancang dengan baik di sini berfokus pada desain struktural, pemilihan material dan perawatan proses rongga refleksi dan lem pengisi, yang secara efektif dapat meningkatkan efisiensi ekstraksi cahaya dari LED daya. Untuk kekuasaandipimpin putih, pemilihan fosfor dan desain proses juga sangat penting untuk meningkatkan efisiensi titik dan cahaya.