นำเรียกว่าแหล่งกำเนิดแสงรุ่นที่สี่หรือแหล่งกำเนิดแสงสีเขียว มีลักษณะของการประหยัดพลังงาน การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม อายุการใช้งานยาวนาน และปริมาณน้อย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น การบ่งชี้ การแสดง การตกแต่ง แสงไฟ แสงทั่วไป และฉากกลางคืนในเมือง ตามฟังก์ชั่นที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งออกเป็นห้าประเภท: การแสดงข้อมูล, ไฟสัญญาณ, ไฟรถยนต์, ไฟหลังจอ LCD และไฟทั่วไป

ธรรมดาหลอดไฟ LEDมีข้อบกพร่อง เช่น ความสว่างไม่เพียงพอ ส่งผลให้การเจาะทะลุไม่เพียงพอ หลอดไฟ LED กำลังไฟมีข้อดีคือความสว่างเพียงพอและอายุการใช้งานยาวนาน แต่ LED กำลังไฟมีปัญหาทางเทคนิค เช่น บรรจุภัณฑ์ ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์โดยย่อเกี่ยวกับปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการสกัดแสงของบรรจุภัณฑ์ LED กำลัง

ปัจจัยการบรรจุที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการสกัดแสง

1. เทคโนโลยีการกระจายความร้อน

สำหรับไดโอดเปล่งแสงที่ประกอบด้วยทางแยก PN เมื่อกระแสไปข้างหน้าไหลออกจากทางแยก PN ทางแยก PN จะมีการสูญเสียความร้อน ความร้อนเหล่านี้ถูกแผ่ออกไปในอากาศผ่านกาว วัสดุปลูก แผ่นระบายความร้อน ฯลฯ ในกระบวนการนี้ แต่ละส่วนของวัสดุจะมีความต้านทานความร้อนเพื่อป้องกันการไหลของความร้อน นั่นคือ ความต้านทานความร้อน ความต้านทานความร้อนเป็นค่าคงที่ซึ่งกำหนดโดยขนาด โครงสร้าง และวัสดุของอุปกรณ์

ปล่อยให้ความต้านทานความร้อนของ LED เป็น rth (℃ / W) และพลังงานการกระจายความร้อนเป็น PD (W) ในเวลานี้ อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ PN ที่เกิดจากการสูญเสียความร้อนของกระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็น:

T(℃)=Rth&TImes; พีดี

อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ PN:

TJ=TA+Rth&TImes; พีดี

โดยที่ TA คืออุณหภูมิโดยรอบ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทางแยกจะลดความน่าจะเป็นของการรวมตัวกันของเปล่งแสงที่จุดเชื่อมต่อ PN และความสว่างของ LED จะลดลง ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่เกิดจากการสูญเสียความร้อน ความสว่างของ LED จะไม่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกระแสอีกต่อไป กล่าวคือ แสดงความอิ่มตัวของความร้อน นอกจากนี้ เมื่ออุณหภูมิจุดเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น ความยาวคลื่นสูงสุดของการเรืองแสงก็จะลอยไปในทิศทางคลื่นยาว ประมาณ 0.2-0.3 นาโนเมตร / ℃ สำหรับ LED สีขาวที่ได้จากการผสมฟอสเฟอร์ YAG ที่เคลือบด้วยชิปสีน้ำเงิน การดริฟท์ของความยาวคลื่นสีน้ำเงินจะทำให้ความยาวคลื่นการกระตุ้นของฟอสเฟอร์ไม่ตรงกัน เพื่อลดประสิทธิภาพการส่องสว่างโดยรวมของ LED สีขาวและเปลี่ยนอุณหภูมิสีของแสงสีขาว

สำหรับ LED กำลังไฟ โดยทั่วไปกระแสไฟขับจะมากกว่าหลายร้อย Ma และความหนาแน่นกระแสของทางแยก PN มีขนาดใหญ่มาก ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของทางแยก PN จึงชัดเจนมาก สำหรับบรรจุภัณฑ์และการใช้งาน วิธีลดความต้านทานความร้อนของผลิตภัณฑ์และทำให้ความร้อนที่เกิดจากจุดเชื่อมต่อ PN กระจายไปโดยเร็วที่สุดไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงกระแสอิ่มตัวของผลิตภัณฑ์และปรับปรุงประสิทธิภาพการส่องสว่างของผลิตภัณฑ์ แต่ยังปรับปรุง ความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ เพื่อลดความต้านทานความร้อนของผลิตภัณฑ์ ประการแรก การเลือกวัสดุบรรจุภัณฑ์มีความสำคัญอย่างยิ่ง เช่น แผ่นระบายความร้อน กาว ฯลฯ ความต้านทานความร้อนของวัสดุแต่ละชนิดควรจะต่ำ กล่าวคือ ต้องมีการนำความร้อนที่ดี . ประการที่สอง การออกแบบโครงสร้างควรมีความเหมาะสม การนำความร้อนระหว่างวัสดุควรจะจับคู่อย่างต่อเนื่อง และการนำความร้อนระหว่างวัสดุควรเชื่อมต่ออย่างดี เพื่อหลีกเลี่ยงคอขวดการกระจายความร้อนในช่องการนำความร้อน และให้แน่ใจว่าการกระจายความร้อนจาก ด้านในไปจนถึงชั้นนอก ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องให้แน่ใจว่าความร้อนจะกระจายไปทันเวลาตามช่องกระจายความร้อนที่ออกแบบไว้ล่วงหน้า

2. การเลือกฟิลเลอร์

ตามกฎการหักเหของแสง เมื่อแสงตกกระทบจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นของแสงไปจนถึงตัวกลางที่มีแสงกระจัดกระจาย เมื่อมุมตกกระทบถึงค่าที่กำหนด ซึ่งก็คือ มากกว่าหรือเท่ากับมุมวิกฤติ การเปล่งแสงแบบเต็มจะเกิดขึ้น สำหรับชิปสีน้ำเงิน GaN ดัชนีการหักเหของวัสดุ GaN คือ 2.3 เมื่อแสงถูกปล่อยออกมาจากด้านในของคริสตัลสู่อากาศ ตามกฎการหักเหของแสง มุมวิกฤต θ 0=sin-1(n2/n1)。

โดยที่ N2 เท่ากับ 1 นั่นคือดัชนีการหักเหของอากาศ และ N1 คือดัชนีการหักเหของ Gan ซึ่งคำนวณมุมวิกฤต θ 0 ได้ประมาณ 25.8 องศา ในกรณีนี้ แสงเดียวที่สามารถปล่อยออกมาได้คือแสงภายในมุมทึบเชิงพื้นที่ที่มีมุมตกกระทบ ≤ 25.8 องศา มีรายงานว่าประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกของชิป Gan อยู่ที่ประมาณ 30% - 40% ดังนั้นเนื่องจากการดูดกลืนภายในของชิปคริสตัล สัดส่วนของแสงที่สามารถปล่อยออกมาภายนอกคริสตัลจึงมีน้อยมาก มีรายงานว่าประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกของชิป Gan อยู่ที่ประมาณ 30% - 40% ในทำนองเดียวกัน แสงที่ปล่อยออกมาจากชิปควรถูกส่งไปยังช่องว่างผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ และควรคำนึงถึงอิทธิพลของวัสดุที่มีต่อประสิทธิภาพในการสกัดแสงด้วย

ดังนั้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัดแสงของบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์ LED ต้องเพิ่มค่า N2 นั่นคือต้องเพิ่มดัชนีการหักเหของวัสดุบรรจุภัณฑ์เพื่อปรับปรุงมุมวิกฤตของผลิตภัณฑ์ เพื่อปรับปรุงบรรจุภัณฑ์ ประสิทธิภาพการส่องสว่างของผลิตภัณฑ์ ในขณะเดียวกัน การดูดกลืนแสงของวัสดุบรรจุภัณฑ์ควรมีน้อย เพื่อปรับปรุงสัดส่วนของแสงที่ส่งออกไป รูปร่างของบรรจุภัณฑ์ควรมีลักษณะโค้งหรือครึ่งทรงกลม ดังนั้นเมื่อแสงถูกปล่อยออกมาจากวัสดุบรรจุภัณฑ์สู่อากาศ แสงนั้นจะเกือบจะตั้งฉากกับส่วนต่อประสาน ดังนั้นจึงไม่มีการสะท้อนแสงทั้งหมด

3. การประมวลผลการสะท้อน

การประมวลผลการสะท้อนมีสองส่วนหลัก ด้านหนึ่งคือการประมวลผลการสะท้อนภายในชิป และอีกด้านหนึ่งคือการสะท้อนของแสงด้วยวัสดุบรรจุภัณฑ์ ด้วยการประมวลผลการสะท้อนภายในและภายนอก อัตราฟลักซ์แสงที่ปล่อยออกมาจากชิปสามารถปรับปรุงได้ การดูดซับภายในของชิปสามารถลดลงได้ และปรับปรุงประสิทธิภาพการส่องสว่างของผลิตภัณฑ์ LED กำลังไฟได้ ในแง่ของบรรจุภัณฑ์ ไฟ LED มักจะประกอบชิปพลังงานบนส่วนรองรับโลหะหรือพื้นผิวที่มีช่องสะท้อนแสง โดยทั่วไปช่องสะท้อนประเภทรองรับจะใช้การชุบด้วยไฟฟ้าเพื่อปรับปรุงเอฟเฟกต์การสะท้อน ในขณะที่ช่องสะท้อนของแผ่นฐานโดยทั่วไปจะใช้การขัดเงา ถ้าเป็นไปได้ การรักษาด้วยการชุบด้วยไฟฟ้าจะดำเนินการ แต่ความแม่นยำและกระบวนการของแม่พิมพ์ได้รับผลกระทบจากวิธีการรักษาสองวิธีข้างต้น ช่องสะท้อนที่ผ่านการประมวลผลจะมีผลการสะท้อนบางอย่าง แต่ก็ไม่เหมาะ ในปัจจุบัน เนื่องจากความแม่นยำในการขัดเงาไม่เพียงพอหรือการออกซิเดชันของการเคลือบโลหะ ผลการสะท้อนของช่องสะท้อนประเภทพื้นผิวที่ผลิตในประเทศจีนจึงไม่ดี ซึ่งทำให้แสงจำนวนมากถูกดูดซับหลังจากยิงเข้าไปในพื้นที่สะท้อนและไม่สามารถสะท้อนไปยัง พื้นผิวเปล่งแสงตามเป้าหมายที่คาดหวัง ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการสกัดแสงน้อยหลังการบรรจุขั้นสุดท้าย

4. การเลือกและการเคลือบสารเรืองแสง

สำหรับ LED พลังงานสีขาว การปรับปรุงประสิทธิภาพการส่องสว่างยังเกี่ยวข้องกับการเลือกสารเรืองแสงและการบำบัดกระบวนการอีกด้วย เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการกระตุ้นด้วยฟอสเฟอร์ของบลูชิป ประการแรก การเลือกฟอสเฟอร์ควรมีความเหมาะสม รวมถึงความยาวคลื่นในการกระตุ้น ขนาดอนุภาค ประสิทธิภาพในการกระตุ้น ฯลฯ ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการประเมินอย่างครอบคลุมและคำนึงถึงประสิทธิภาพทั้งหมด ประการที่สอง การเคลือบสารเรืองแสงควรมีความสม่ำเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความหนาของชั้นกาวบนพื้นผิวเปล่งแสงแต่ละส่วนของชิปเปล่งแสงควรมีความสม่ำเสมอ เพื่อไม่ให้แสงในท้องถิ่นถูกปล่อยออกมาเนื่องจากความหนาไม่สม่ำเสมอ แต่ ยังปรับปรุงคุณภาพของจุดไฟอีกด้วย

ภาพรวม:

การออกแบบการกระจายความร้อนที่ดีมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพการส่องสว่างของผลิตภัณฑ์ LED กำลังไฟ และยังเป็นหลักประกันในการรับประกันอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์อีกด้วย ช่องจ่ายไฟที่ออกแบบมาอย่างดีที่นี่มุ่งเน้นไปที่การออกแบบโครงสร้าง การเลือกวัสดุ และการรักษากระบวนการของช่องสะท้อนแสงและกาวเติม ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการแยกแสงของ LED พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่ออำนาจไฟ LED สีขาวการเลือกสารเรืองแสงและการออกแบบกระบวนการก็มีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงจุดและประสิทธิภาพการส่องสว่าง