LEDհայտնի է որպես չորրորդ սերնդի լուսավորության աղբյուր կամ կանաչ լույսի աղբյուր:Այն ունի էներգախնայողության, շրջակա միջավայրի պահպանության, երկար սպասարկման և փոքր ծավալի բնութագրեր։Այն լայնորեն օգտագործվում է տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են ցուցումը, ցուցադրումը, ձևավորումը, հետին լուսավորությունը, ընդհանուր լուսավորությունը և քաղաքային գիշերային տեսարանը:Ըստ տարբեր գործառույթների՝ այն կարելի է բաժանել հինգ կատեգորիայի՝ տեղեկատվական էկրան, ազդանշանային լամպ, մեքենայի լամպեր, LCD լուսարձակ և ընդհանուր լուսավորություն։

ՊայմանականLED լամպերունեն թերություններ, ինչպիսիք են անբավարար պայծառությունը, ինչը հանգեցնում է անբավարար ներթափանցման:Power LED լամպը ունի բավարար պայծառության և երկար սպասարկման առավելություններ, բայց էլեկտրական LED լամպը ունի տեխնիկական դժվարություններ, ինչպիսիք են փաթեթավորումը:Ահա էներգիայի LED փաթեթավորման լույսի արդյունահանման արդյունավետության վրա ազդող գործոնների համառոտ վերլուծություն:

Փաթեթավորման գործոններ, որոնք ազդում են լույսի արդյունահանման արդյունավետության վրա

1. Ջերմության ցրման տեխնոլոգիա

PN հանգույցից կազմված լուսարձակող դիոդի համար, երբ առաջընթաց հոսանքը դուրս է հոսում PN հանգույցից, PN հանգույցը ջերմության կորուստ ունի։Այս ջերմությունը ճառագայթվում է օդի մեջ սոսինձի, կաթսայի նյութի, ջերմատախտակի և այլնի միջոցով այս գործընթացում նյութի յուրաքանչյուր մաս ունի ջերմային դիմադրություն՝ ջերմային հոսքը կանխելու համար, այսինքն՝ ջերմային դիմադրություն:Ջերմային դիմադրությունը ֆիքսված արժեք է, որը որոշվում է սարքի չափերով, կառուցվածքով և նյութով:

Թող LED-ի ջերմային դիմադրությունը լինի rth (℃ / W), իսկ ջերմային ցրման հզորությունը լինի PD (W):Այս պահին հոսանքի ջերմային կորստի հետևանքով առաջացած PN հանգույցի ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև.

T(℃)=Rth&TIME;PD

PN հանգույցի ջերմաստիճանը.

TJ=TA+Rth&TIME;PD

Որտեղ TA-ն շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանն է:Հանգույցի ջերմաստիճանի բարձրացումը կնվազեցնի PN հանգույցի լույս արձակող ռեկոմբինացիայի հավանականությունը, իսկ LED-ի պայծառությունը կնվազի:Միևնույն ժամանակ, ջերմության կորստի հետևանքով առաջացած ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառով, LED-ի պայծառությունն այլևս չի աճի հոսանքին համաչափ, այսինքն՝ այն ցույց է տալիս ջերմային հագեցվածություն:Բացի այդ, հանգույցի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, լյումինեսցիայի ալիքի գագաթնակետային երկարությունը նույնպես կտեղափոխվի երկար ալիքի ուղղությամբ՝ մոտ 0,2-0,3 նմ / ℃:Կապույտ չիպով պատված YAG ֆոսֆորը խառնելով ստացված սպիտակ LED-ի համար կապույտ ալիքի երկարության շեղումը կառաջացնի անհամապատասխանություն ֆոսֆորի գրգռման ալիքի երկարության հետ, որպեսզի նվազեցնի սպիտակ LED-ի ընդհանուր լուսավոր արդյունավետությունը և փոխի սպիտակ լույսի գունային ջերմաստիճանը:

Էլեկտրաէներգիայի LED-ի համար շարժիչ հոսանքը հիմնականում հարյուրավոր Ma-ից ավելի է, և PN հանգույցի ընթացիկ խտությունը շատ մեծ է, ուստի PN հանգույցի ջերմաստիճանի բարձրացումը շատ ակնհայտ է:Փաթեթավորման և կիրառման համար, թե ինչպես նվազեցնել արտադրանքի ջերմային դիմադրությունը և հնարավորինս շուտ ցրել PN հանգույցի միջոցով առաջացած ջերմությունը, կարող է ոչ միայն բարելավել արտադրանքի հագեցվածության հոսանքը և բարելավել արտադրանքի լուսավոր արդյունավետությունը, այլ նաև բարելավել արտադրանքի հուսալիությունը և ծառայության ժամկետը.Արտադրանքի ջերմային դիմադրությունը նվազեցնելու համար, առաջին հերթին, հատկապես կարևոր է փաթեթավորման նյութերի ընտրությունը, ներառյալ ջերմատախտակը, սոսինձը և այլն։ Յուրաքանչյուր նյութի ջերմային դիմադրությունը պետք է լինի ցածր, այսինքն՝ պահանջվում է լավ ջերմահաղորդություն։ .Երկրորդ, կառուցվածքային դիզայնը պետք է լինի ողջամիտ, նյութերի միջև ջերմային հաղորդունակությունը պետք է անընդհատ համապատասխանի, և նյութերի միջև ջերմային հաղորդունակությունը պետք է լավ միացված լինի, որպեսզի ջերմահաղորդման ալիքում խուսափի ջերմության ցրման խոչընդոտից և ապահովի ջերմության արտահոսքը: ներքինից դեպի արտաքին շերտ:Միաժամանակ անհրաժեշտ է ապահովել, որ ջերմությունը ժամանակին ցրվի՝ ըստ նախապես մշակված ջերմության ցրման ալիքի։

2. Լցանյութի ընտրություն

Համաձայն բեկման օրենքի, երբ լույսը դիպչում է թեթև խիտ միջավայրից դեպի թեթև նոսր միջավայր, երբ անկման անկյունը հասնում է որոշակի արժեքի, այսինքն՝ կրիտիկական անկյունից մեծ կամ հավասար է, տեղի կունենա լրիվ արտանետում։GaN կապույտ չիպի համար GaN նյութի բեկման ինդեքսը 2,3 է:Երբ լույսն արտանետվում է բյուրեղի ներսից դեպի օդ, ըստ բեկման օրենքի, կրիտիկական անկյուն θ 0=sin-1(n2/n1)։

Որտեղ N2-ը հավասար է 1-ի, այսինքն՝ օդի բեկման ինդեքսը, իսկ N1-ը Գանի բեկման ինդեքսն է, որից կրիտիկական անկյունը հաշվարկվում է θ 0 մոտ 25,8 աստիճան:Այս դեպքում միակ լույսը, որը կարող է արձակվել, լույսն է տարածական պինդ անկյան տակ, որի անկման անկյունը ≤ 25,8 աստիճան է:Հաղորդվում է, որ Gan չիպի արտաքին քվանտային արդյունավետությունը կազմում է մոտ 30%-40%:Հետևաբար, չիպային բյուրեղի ներքին կլանման պատճառով լույսի համամասնությունը, որը կարող է արտանետվել բյուրեղից դուրս, շատ փոքր է:Հաղորդվում է, որ Gan չիպի արտաքին քվանտային արդյունավետությունը կազմում է մոտ 30%-40%:Նմանապես, չիպի կողմից արձակված լույսը պետք է փոխանցվի տարածություն փաթեթավորման նյութի միջոցով, ինչպես նաև պետք է հաշվի առնել նյութի ազդեցությունը լույսի արդյունահանման արդյունավետության վրա:

Հետևաբար, LED արտադրանքի փաթեթավորման լույսի արդյունահանման արդյունավետությունը բարելավելու համար N2-ի արժեքը պետք է ավելացվի, այսինքն, փաթեթավորման նյութի բեկման ինդեքսը պետք է մեծացվի արտադրանքի կրիտիկական անկյունը բարելավելու համար, որպեսզի բարելավվի փաթեթավորումը: արտադրանքի լուսավոր արդյունավետությունը.Միևնույն ժամանակ, փաթեթավորման նյութերի լույսի կլանումը պետք է լինի փոքր:Ելքային լույսի համամասնությունը բարելավելու համար փաթեթի ձևը գերադասելի է կամարակապ կամ կիսագնդաձև, այնպես, որ երբ լույսը փաթեթավորման նյութից օդ է արտանետվում, այն գրեթե ուղղահայաց է միջերեսին, այնպես որ չկա ամբողջական արտացոլում:

3. Արտացոլման մշակում

Արտացոլման մշակման երկու հիմնական ասպեկտ կա՝ մեկը չիպի ներսում արտացոլման մշակումն է, իսկ մյուսը՝ լույսի արտացոլումը փաթեթավորման նյութերով:Ներքին և արտաքին արտացոլման մշակման միջոցով չիպից արտանետվող լույսի հոսքի հարաբերակցությունը կարող է բարելավվել, չիպի ներքին կլանումը կարող է կրճատվել և հզոր LED արտադրանքների լուսավոր արդյունավետությունը կարող է բարելավվել:Փաթեթավորման առումով, ուժային լուսադիոդը սովորաբար հավաքում է հոսանքի չիպը մետաղական հենարանի կամ արտացոլող խոռոչով հիմքի վրա:Աջակցման տիպի արտացոլման խոռոչը, ընդհանուր առմամբ, ընդունում է էլեկտրալվացում՝ արտացոլման ազդեցությունը բարելավելու համար, մինչդեռ հիմնական ափսեի արտացոլման խոռոչը սովորաբար ընդունում է փայլեցում:Հնարավորության դեպքում կիրականացվի էլեկտրալվացման բուժում, բայց վերը նշված երկու բուժման մեթոդները ազդում են կաղապարի ճշգրտության և գործընթացի վրա: Մշակված արտացոլման խոռոչն ունի որոշակի արտացոլման ազդեցություն, բայց դա իդեալական չէ:Ներկայումս, ողորկման անբավարար ճշգրտության կամ մետաղի ծածկույթի օքսիդացման պատճառով, Չինաստանում արտադրված ենթաշերտի տիպի արտացոլող խոռոչի արտացոլման ազդեցությունը թույլ է, ինչը հանգեցնում է նրան, որ շատ լույս կլանվում է արտացոլման տարածք նկարահանվելուց հետո և չի կարողանում արտացոլվել լույս արտանետող մակերես՝ ըստ ակնկալվող թիրախի, ինչը հանգեցնում է լույսի արդյունահանման ցածր արդյունավետության վերջնական փաթեթավորումից հետո:

4. Ֆոսֆորի ընտրություն և ծածկույթ

Սպիտակ ուժային LED-ի համար լուսավոր արդյունավետության բարելավումը կապված է նաև ֆոսֆորի և պրոցեսի մշակման ընտրության հետ:Կապույտ չիպի ֆոսֆորի գրգռման արդյունավետությունը բարելավելու համար, առաջին հերթին, ֆոսֆորի ընտրությունը պետք է տեղին լինի, ներառյալ գրգռման ալիքի երկարությունը, մասնիկների չափը, գրգռման արդյունավետությունը և այլն, որոնք պետք է համապարփակ գնահատվեն և հաշվի առնվեն բոլոր կատարողականությունը:Երկրորդ, ֆոսֆորի ծածկույթը պետք է լինի միատեսակ, գերադասելի է, որ լուսարձակող չիպի յուրաքանչյուր լուսարձակող մակերեսի վրա սոսինձի շերտի հաստությունը պետք է լինի միատեսակ, որպեսզի թույլ չտա տեղական լույսի արտանետումը անհավասար հաստության պատճառով, բայց նաև բարելավում է լուսային կետի որակը:

ակնարկ:

Ջերմության ցրման լավ դիզայնը էական դեր է խաղում էլեկտրաէներգիայի LED արտադրանքի լուսավոր արդյունավետությունը բարելավելու գործում, և դա նաև նախադրյալ է արտադրանքի ծառայության ժամկետն ու հուսալիությունը ապահովելու համար:Լավ մշակված լույսի ելքի ալիքն այստեղ կենտրոնանում է կառուցվածքային նախագծման, նյութի ընտրության և արտացոլման խոռոչի և լցնող սոսինձի մշակման վրա, ինչը կարող է արդյունավետորեն բարելավել էներգիայի LED-ի լույսի արդյունահանման արդյունավետությունը:Իշխանության համարսպիտակ LED, ֆոսֆորի ընտրությունը և պրոցեսի դիզայնը նույնպես շատ կարևոր են տեղում և լուսավոր արդյունավետությունը բարելավելու համար: