LED, auch als Lichtquelle der vierten Generation oder grüne Lichtquelle bekannt, zeichnet sich durch Energieeinsparung, Umweltschutz, lange Lebensdauer und geringe Größe aus. Es wird häufig in verschiedenen Bereichen wie Anzeige, Anzeige, Dekoration, Hintergrundbeleuchtung, Allgemeinbeleuchtung und städtischen Nachtszenen eingesetzt. Je nach Nutzungsfunktion kann es in fünf Kategorien unterteilt werden: Informationsanzeige, Signalleuchten, Kfz-Beleuchtungskörper, Hintergrundbeleuchtung für LCD-Bildschirme und Allgemeinbeleuchtung.
Herkömmliche LED-Leuchten weisen Mängel auf, beispielsweise eine unzureichende Helligkeit, was zu einer unzureichenden Beliebtheit führt. Power-LED-Leuchten bieten Vorteile wie hohe Helligkeit und lange Lebensdauer, weisen jedoch technische Schwierigkeiten wie die Verpackung auf. Nachfolgend finden Sie eine kurze Analyse der Faktoren, die sich auf die Lichtausbeute von LED-Gehäusen für die Stromversorgung auswirken.

1. Wärmeableitungstechnologie
Wenn bei Leuchtdioden, die aus PN-Übergängen bestehen, ein Vorwärtsstrom durch den PN-Übergang fließt, erfährt der PN-Übergang einen Wärmeverlust. Diese Wärme wird durch Klebstoffe, Verkapselungsmaterialien, Kühlkörper usw. in die Luft abgestrahlt. Während dieses Prozesses weist jeder Teil des Materials eine thermische Impedanz auf, die den Wärmefluss verhindert, den sogenannten thermischen Widerstand. Der Wärmewiderstand ist ein fester Wert, der durch die Größe, Struktur und Materialien des Geräts bestimmt wird.
Unter der Annahme, dass der Wärmewiderstand der Leuchtdiode Rth (℃/W) und die Wärmeableitungsleistung PD (W) beträgt, beträgt der durch den Wärmeverlust des Stroms verursachte Temperaturanstieg des PN-Übergangs:
T (℃)=Rth&TImes; PD
Die PN-Übergangstemperatur beträgt:
TJ=TA+Rth&TImes; PD
Unter ihnen ist TA die Umgebungstemperatur. Aufgrund der Erhöhung der Sperrschichttemperatur nimmt die Wahrscheinlichkeit einer Lumineszenzrekombination am PN-Übergang ab, was zu einer Verringerung der Helligkeit der Leuchtdiode führt. Aufgrund des durch den Wärmeverlust verursachten Temperaturanstiegs nimmt die Helligkeit der Leuchtdiode inzwischen nicht mehr proportional zum Strom zu, was auf ein Phänomen der thermischen Sättigung hinweist. Darüber hinaus verschiebt sich mit steigender Sperrschichttemperatur auch die Spitzenwellenlänge des emittierten Lichts in Richtung längerer Wellenlängen, etwa 0,2–0,3 nm/℃. Bei weißen LEDs, die durch Mischen von mit blauen Lichtchips beschichtetem YAG-Fluoreszenzpulver erhalten werden, führt die Drift der Wellenlänge des blauen Lichts zu einer Nichtübereinstimmung mit der Anregungswellenlänge des Fluoreszenzpulvers, wodurch die Gesamtlichtausbeute weißer LEDs verringert und Änderungen in der Farbe des weißen Lichts verursacht werden Temperatur.
Bei leistungsstarken Leuchtdioden beträgt der Ansteuerstrom im Allgemeinen mehrere hundert Milliampere oder mehr und die Stromdichte des PN-Übergangs ist sehr hoch, sodass der Temperaturanstieg des PN-Übergangs sehr erheblich ist. Bei Verpackungen und Anwendungen kann die Reduzierung des Wärmewiderstands des Produkts, damit die durch den PN-Übergang erzeugte Wärme so schnell wie möglich abgeführt werden kann, nicht nur den Sättigungsstrom und die Lichtausbeute des Produkts verbessern, sondern auch die Zuverlässigkeit erhöhen Lebensdauer des Produkts. Um den Wärmewiderstand des Produkts zu verringern, ist die Auswahl der Verpackungsmaterialien, einschließlich Kühlkörper, Klebstoffe usw., besonders wichtig. Der Wärmewiderstand jedes Materials sollte niedrig sein, was eine gute Wärmeleitfähigkeit erfordert. Zweitens sollte das strukturelle Design sinnvoll sein und eine kontinuierliche Anpassung der Wärmeleitfähigkeit zwischen den Materialien und gute thermische Verbindungen zwischen den Materialien aufweisen, um Engpässe bei der Wärmeableitung in den Wärmekanälen zu vermeiden und die Wärmeableitung von den inneren zu den äußeren Schichten sicherzustellen. Gleichzeitig muss aus dem Prozess heraus sichergestellt werden, dass die Wärme entsprechend den vorgefertigten Wärmeableitungskanälen rechtzeitig abgeführt wird.

2. Auswahl des Füllklebers
Nach dem Brechungsgesetz kommt es beim Einfall von Licht aus einem dichten Medium in ein spärliches Medium zur vollständigen Emission, wenn der Einfallswinkel einen bestimmten Wert erreicht, d. h. größer oder gleich dem kritischen Winkel. Für GaN-Bluechips beträgt der Brechungsindex des GaN-Materials 2,3. Wenn Licht aus dem Inneren des Kristalls in Richtung Luft emittiert wird, beträgt gemäß dem Brechungsgesetz der kritische Winkel θ 0=sin-1 (n2/n1).
Unter diesen ist n2 gleich 1, was dem Brechungsindex von Luft entspricht, und n1 ist der Brechungsindex von GaN. Daher wird der kritische Winkel θ 0 mit etwa 25,8 Grad berechnet. In diesem Fall kann nur Licht innerhalb des räumlichen Raumwinkels von ≤ 25,8 Grad emittiert werden. Berichten zufolge liegt die externe Quanteneffizienz von GaN-Chips derzeit bei etwa 30–40 %. Aufgrund der inneren Absorption des Chipkristalls ist daher der Anteil des Lichts, der außerhalb des Kristalls emittiert werden kann, sehr gering. Berichten zufolge liegt die externe Quanteneffizienz von GaN-Chips derzeit bei etwa 30–40 %. Ebenso muss das vom Chip emittierte Licht das Verpackungsmaterial passieren und in den Weltraum übertragen werden, und es muss auch der Einfluss des Materials auf die Lichtsammeleffizienz berücksichtigt werden.
Um die Lichtsammeleffizienz von LED-Produktverpackungen zu verbessern, ist es daher notwendig, den Wert von n2 zu erhöhen, d. h. den Brechungsindex des Verpackungsmaterials zu erhöhen, um den kritischen Winkel des Produkts und damit zu erhöhen Verbessern Sie die Lichtausbeute der Verpackung des Produkts. Gleichzeitig sollte das Verkapselungsmaterial eine geringere Lichtabsorption aufweisen. Um den Anteil des emittierten Lichts zu erhöhen, empfiehlt sich eine gewölbte oder halbkugelförmige Form der Verpackung. Wenn Licht aus dem Verpackungsmaterial in die Luft emittiert wird, trifft es auf diese Weise nahezu senkrecht auf die Grenzfläche und erfährt keine Totalreflexion mehr.

3. Reflexionsverarbeitung
Es gibt zwei Hauptaspekte der Reflexionsbehandlung: Zum einen die Reflexionsbehandlung im Chip und zum anderen die Lichtreflexion durch das Verpackungsmaterial. Durch die interne und externe Reflexionsbehandlung wird der Anteil des aus dem Inneren des Chips emittierten Lichts erhöht, die Absorption im Inneren des Chips verringert und die Lichtausbeute von Power-LED-Produkten verbessert. Im Hinblick auf die Verpackung werden bei Leistungs-LEDs Leistungschips normalerweise auf Metallhalterungen oder Substraten mit reflektierenden Hohlräumen montiert. Der reflektierende Hohlraum vom Halterungstyp ist normalerweise plattiert, um den Reflexionseffekt zu verbessern, während der reflektierende Hohlraum vom Substrattyp normalerweise poliert ist und einer Galvanisierungsbehandlung unterzogen werden kann, wenn die Bedingungen dies zulassen. Die beiden oben genannten Behandlungsmethoden werden jedoch von der Formgenauigkeit und dem Prozess beeinflusst, und der verarbeitete reflektierende Hohlraum hat einen gewissen Reflexionseffekt, der jedoch nicht ideal ist. Derzeit ist bei der Herstellung von reflektierenden Hohlräumen vom Substrattyp in China der Reflexionseffekt aufgrund unzureichender Poliergenauigkeit oder Oxidation von Metallbeschichtungen schlecht. Dies führt dazu, dass nach Erreichen des Reflexionsbereichs viel Licht absorbiert wird, das nicht wie erwartet zur lichtemittierenden Oberfläche reflektiert werden kann, was zu einer geringen Lichtausbeute nach der Endverpackung führt.

4. Auswahl und Beschichtung von Fluoreszenzpulver
Bei weißen Power-LEDs hängt die Verbesserung der Lichtausbeute auch mit der Auswahl des Leuchtstoffpulvers und der Prozessbehandlung zusammen. Um die Effizienz der Fluoreszenzpulveranregung von Blue Chips zu verbessern, sollte die Auswahl des Fluoreszenzpulvers angemessen sein, einschließlich Anregungswellenlänge, Partikelgröße, Anregungseffizienz usw., und es sollte eine umfassende Bewertung durchgeführt werden, um verschiedene Leistungsfaktoren zu berücksichtigen. Zweitens sollte die Beschichtung aus fluoreszierendem Pulver gleichmäßig sein, vorzugsweise mit einer gleichmäßigen Dicke der Klebeschicht auf jeder lichtemittierenden Oberfläche des Chips, um eine ungleichmäßige Dicke zu vermeiden, die dazu führen kann, dass lokales Licht nicht emittiert werden kann, und auch die Verbesserung zu verbessern Qualität des Lichtflecks.

Überblick:
Eine gute Wärmeableitung spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Lichtausbeute von Power-LED-Produkten und ist auch eine Voraussetzung für die Gewährleistung der Produktlebensdauer und -zuverlässigkeit. Ein gut gestalteter Lichtausgangskanal mit Schwerpunkt auf dem strukturellen Design, der Materialauswahl und der Prozessbehandlung von reflektierenden Hohlräumen, Füllklebern usw. kann die Lichtsammeleffizienz von Leistungs-LEDs effektiv verbessern. Bei weißen Hochleistungs-LEDs sind auch die Auswahl des Leuchtstoffpulvers und das Prozessdesign entscheidend für die Verbesserung der Punktgröße und der Lichtausbeute.