LEDist als Lichtquelle der vierten Generation oder grüne Lichtquelle bekannt. Es zeichnet sich durch Energieeinsparung, Umweltschutz, lange Lebensdauer und geringes Volumen aus. Es wird häufig in verschiedenen Bereichen wie Anzeige, Anzeige, Dekoration, Hintergrundbeleuchtung, Allgemeinbeleuchtung und städtischer Nachtszene eingesetzt. Je nach Funktion lässt es sich in fünf Kategorien einteilen: Informationsanzeige, Signallampe, Fahrzeuglampen, LCD-Hintergrundbeleuchtung und Allgemeinbeleuchtung.

KonventionellLED-Lampenhaben Mängel wie eine unzureichende Helligkeit, die zu einer unzureichenden Durchdringung führt. Power-LED-Lampen haben die Vorteile einer ausreichenden Helligkeit und einer langen Lebensdauer, Power-LED weist jedoch technische Schwierigkeiten wie die Verpackung auf. Hier finden Sie eine kurze Analyse der Faktoren, die die Lichtextraktionseffizienz von Power-LED-Gehäusen beeinflussen.

Verpackungsfaktoren, die die Effizienz der Lichtextraktion beeinflussen

1. Wärmeableitungstechnologie

Wenn bei einer Leuchtdiode mit PN-Übergang der Vorwärtsstrom aus dem PN-Übergang fließt, weist der PN-Übergang einen Wärmeverlust auf. Diese Wärme wird durch Klebstoff, Vergussmaterial, Kühlkörper usw. in die Luft abgestrahlt. Bei diesem Prozess weist jeder Teil des Materials eine thermische Impedanz auf, um einen Wärmefluss zu verhindern, d. h. einen thermischen Widerstand. Der Wärmewiderstand ist ein fester Wert, der durch die Größe, Struktur und das Material des Geräts bestimmt wird.

Der Wärmewiderstand der LED sei rth (℃ / W) und die Wärmeverlustleistung sei PD (W). Zu diesem Zeitpunkt steigt die Temperatur des PN-Übergangs, verursacht durch den Wärmeverlust des Stroms, auf:

T(℃)=Rth&TImes; PD

PN-Übergangstemperatur:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

Dabei ist TA die Umgebungstemperatur. Der Anstieg der Sperrschichttemperatur verringert die Wahrscheinlichkeit einer lichtemittierenden Rekombination des PN-Übergangs und die Helligkeit der LED nimmt ab. Gleichzeitig steigt die Helligkeit der LED aufgrund des durch Wärmeverlust verursachten Temperaturanstiegs nicht mehr proportional zum Strom an, d. h. sie zeigt thermische Sättigung. Darüber hinaus verschiebt sich mit steigender Sperrschichttemperatur auch die Spitzenwellenlänge der Lumineszenz in die langwellige Richtung, etwa 0,2–0,3 nm/℃. Bei der weißen LED, die durch Mischen von mit blauem Chip beschichtetem YAG-Leuchtstoff erhalten wird, führt die Drift der blauen Wellenlänge zu einer Nichtübereinstimmung mit der Anregungswellenlänge des Leuchtstoffs, wodurch die Gesamtlichtausbeute der weißen LED verringert und die Farbtemperatur des weißen Lichts verändert wird.

Bei Leistungs-LEDs beträgt der Treiberstrom im Allgemeinen mehr als Hunderte von Ma und die Stromdichte des PN-Übergangs ist sehr groß, sodass der Temperaturanstieg des PN-Übergangs sehr offensichtlich ist. Was die Verpackung und Anwendung betrifft, kann die Reduzierung des Wärmewiderstands des Produkts und die schnellstmögliche Ableitung der durch den PN-Übergang erzeugten Wärme nicht nur den Sättigungsstrom des Produkts und die Lichtausbeute des Produkts verbessern, sondern auch die Leistung verbessern Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Produkts. Um den Wärmewiderstand von Produkten zu verringern, ist erstens die Auswahl der Verpackungsmaterialien, einschließlich Kühlkörper, Klebstoff usw., besonders wichtig. Der Wärmewiderstand jedes Materials sollte niedrig sein, d. h. es muss eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen . Zweitens sollte das strukturelle Design angemessen sein, die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Materialien sollte kontinuierlich angepasst werden und die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Materialien sollte gut verbunden sein, um den Wärmeableitungsengpass im Wärmeleitungskanal zu vermeiden und die Wärmeableitung aus dem Wärmeleitungskanal sicherzustellen von innen nach außen. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass die Wärme entsprechend dem vorgefertigten Wärmeableitungskanal rechtzeitig abgeführt wird.

2. Auswahl des Füllstoffs

Gemäß dem Brechungsgesetz tritt beim Einfall von Licht von einem lichtdichten Medium in ein lichtdichtes Medium eine vollständige Emission auf, wenn der Einfallswinkel einen bestimmten Wert erreicht, der größer oder gleich dem kritischen Winkel ist. Für GaN-Blue-Chip beträgt der Brechungsindex des GaN-Materials 2,3. Wenn Licht aus dem Inneren des Kristalls in die Luft emittiert wird, beträgt gemäß dem Brechungsgesetz der kritische Winkel θ 0=sin-1(n2/n1)。

Dabei ist N2 gleich 1, also der Brechungsindex von Luft, und N1 der Brechungsindex von Gan, aus dem der kritische Winkel berechnet wird. θ 0 beträgt etwa 25,8 Grad. In diesem Fall kann nur Licht innerhalb des räumlichen Raumwinkels mit einem Einfallswinkel ≤ 25,8 Grad emittiert werden. Es wird berichtet, dass die externe Quanteneffizienz des Gan-Chips etwa 30–40 % beträgt. Aufgrund der inneren Absorption des Chipkristalls ist daher der Anteil des Lichts, der außerhalb des Kristalls emittiert werden kann, sehr gering. Es wird berichtet, dass die externe Quanteneffizienz des Gan-Chips etwa 30–40 % beträgt. Ebenso sollte das vom Chip emittierte Licht durch das Verpackungsmaterial in den Raum übertragen werden und auch der Einfluss des Materials auf die Lichtextraktionseffizienz sollte berücksichtigt werden.

Um die Lichtextraktionseffizienz von LED-Produktverpackungen zu verbessern, muss daher der N2-Wert erhöht werden, d. h. der Brechungsindex des Verpackungsmaterials muss erhöht werden, um den kritischen Winkel des Produkts zu verbessern und so die Verpackung zu verbessern Lichtausbeute des Produkts. Gleichzeitig sollte die Lichtabsorption von Verpackungsmaterialien gering sein. Um den Anteil des austretenden Lichts zu verbessern, ist die Verpackungsform vorzugsweise gewölbt oder halbkugelförmig, so dass das Licht, wenn es vom Verpackungsmaterial an die Luft abgegeben wird, nahezu senkrecht zur Grenzfläche steht, es also zu keiner Totalreflexion kommt.

3. Reflexionsverarbeitung

Es gibt zwei Hauptaspekte der Reflexionsverarbeitung: Zum einen die Reflexionsverarbeitung innerhalb des Chips und zum anderen die Reflexion von Licht durch Verpackungsmaterialien. Durch die interne und externe Reflexionsverarbeitung kann das vom Chip emittierte Lichtstromverhältnis verbessert, die interne Absorption des Chips verringert und die Lichtausbeute von Power-LED-Produkten verbessert werden. Im Hinblick auf die Verpackung montiert die Power-LED normalerweise den Power-Chip auf dem Metallträger oder Substrat mit Reflexionshohlraum. Der Reflexionshohlraum vom Trägertyp verwendet im Allgemeinen eine Galvanisierung, um den Reflexionseffekt zu verbessern, während der Reflexionshohlraum der Grundplatte im Allgemeinen Polieren verwendet. Wenn möglich, wird eine Galvanisierungsbehandlung durchgeführt, aber die beiden oben genannten Behandlungsmethoden werden von der Formgenauigkeit und dem Prozess beeinflusst. Der bearbeitete Reflexionshohlraum hat einen gewissen Reflexionseffekt, der jedoch nicht ideal ist. Aufgrund unzureichender Poliergenauigkeit oder Oxidation der Metallbeschichtung ist der Reflexionseffekt des in China hergestellten Substrattyp-Reflexionshohlraums derzeit schlecht, was dazu führt, dass viel Licht nach dem Auftreffen auf den Reflexionsbereich absorbiert wird und nicht reflektiert werden kann Die lichtemittierende Oberfläche entspricht dem erwarteten Ziel, was zu einer geringen Lichtextraktionseffizienz nach der Endverpackung führt.

4. Auswahl und Beschichtung des Leuchtstoffs

Bei weißen Power-LEDs hängt die Verbesserung der Lichtausbeute auch mit der Auswahl des Leuchtstoffs und der Prozessbehandlung zusammen. Um die Effizienz der Leuchtstoffanregung von Blue-Chips zu verbessern, sollte zunächst die Auswahl des Leuchtstoffs angemessen sein, einschließlich Anregungswellenlänge, Partikelgröße, Anregungseffizienz usw., die umfassend bewertet und alle Leistungen berücksichtigt werden müssen. Zweitens sollte die Beschichtung des Leuchtstoffs gleichmäßig sein, vorzugsweise sollte die Dicke der Klebeschicht auf jeder lichtemittierenden Oberfläche des lichtemittierenden Chips gleichmäßig sein, um nicht zu verhindern, dass aufgrund der ungleichmäßigen Dicke lokales Licht emittiert wird, sondern verbessern auch die Qualität des Lichtflecks.

Überblick:

Ein gutes Wärmeableitungsdesign spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Lichtausbeute von Power-LED-Produkten und ist auch die Voraussetzung für die Gewährleistung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Produkte. Der gut gestaltete Lichtaustrittskanal konzentriert sich hier auf das strukturelle Design, die Materialauswahl und die Prozessbehandlung des Reflexionshohlraums und des Füllklebers, wodurch die Lichtextraktionseffizienz von Power-LED effektiv verbessert werden kann. Für Machtweiße LEDAuch die Auswahl des Leuchtstoffs und das Prozessdesign sind sehr wichtig, um die Spot- und Lichtausbeute zu verbessern.