Cơ sở vật chất tiên tiến Sản xuất hiệu quảĐèn LED thông thường thường là loại khung, được bọc trong nhựa epoxy, với công suất thấp và quang thông tổng thể không lớn và độ sáng cao chỉ có thể được sử dụng như một số ánh sáng đặc biệt. Với sự phát triển của công nghệ chip LED và công nghệ đóng gói, để đáp ứng nhu cầu về các sản phẩm đèn LED thông lượng cao trong lĩnh vực chiếu sáng, đèn LED công suất đã dần được đưa vào thị trường. Đèn LED loại công suất thường có một chip phát sáng được đặt trên một bộ tản nhiệt tản nhiệt và một thấu kính quang học được lắp ráp trên đó để đạt được sự phân bố không gian quang học nhất định, và ống kính được làm bằng một silicon mềm có độ căng thấp.
Đèn LED nguồn phải đi vào lĩnh vực chiếu sáng để đạt được ánh sáng hàng ngày trong nhà. Vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết, trong đó quan trọng nhất là hiệu quả phát sáng. Hiện tại, hiệu suất quang điện cao nhất được báo cáo bởi đèn LED công suất trên thị trường là khoảng 50 lm / W, khác xa so với yêu cầu của chiếu sáng hàng ngày trong gia đình. Để cải thiện hiệu suất phát sáng của đèn LED nguồn, một mặt, hiệu quả của chip phát sáng cần phải được cải thiện; mặt khác, công nghệ đóng gói của đèn LED công suất cần được cải tiến hơn nữa, bắt đầu từ thiết kế kết cấu, công nghệ vật liệu và công nghệ xử lý, và cải tiến sản phẩm. Gói chiết xuất hiệu quả.
Các yếu tố gói ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác ánh sáng
Công nghệ tản nhiệt
Đối với một diode phát sáng bao gồm một điểm nối PN, khi một dòng điện phía trước chạy từ ngã ba PN, thì điểm nối PN bị mất nhiệt, được tỏa vào không khí thông qua một chất keo liên kết, vật liệu bầu, tản nhiệt, v.v. ., trong quá trình. Một số vật liệu có trở kháng nhiệt ngăn chặn dòng nhiệt, nghĩa là điện trở nhiệt, là giá trị cố định được xác định bởi kích thước, cấu trúc và vật liệu của thiết bị. Đặt điện trở nhiệt của đèn LED là Rth (° C / W) và công suất tản nhiệt là PD (W). Tại thời điểm này, nhiệt độ đường giao nhau PN tăng do tổn thất nhiệt của dòng điện là:
T (° C) = Rth × PD.
Nhiệt độ đường giao nhau PN là:
TJ = TA + Rth × PD
Trong đó TA là nhiệt độ môi trường. Khi nhiệt độ đường giao nhau tăng lên, xác suất tái hợp phát quang đường giao nhau PN giảm và độ sáng của đèn LED giảm. Đồng thời, do sự gia tăng nhiệt độ do mất nhiệt, độ sáng của đèn LED sẽ không còn tiếp tục tăng tỷ lệ thuận với dòng điện, biểu thị độ bão hòa nhiệt. Ngoài ra, khi nhiệt độ đường giao nhau tăng lên, bước sóng cực đại của sự phát quang cũng sẽ trôi về phía bước sóng dài, khoảng 0,2-0,3nm / ° C, dành cho đèn LED trắng thu được bằng cách trộn photpho YAG được phủ bằng chip màu xanh. Sự trôi dạt gây ra sự không phù hợp với bước sóng kích thích của phốt pho, do đó làm giảm hiệu suất phát sáng chung của đèn LED trắng và gây ra sự thay đổi nhiệt độ màu trắng.
Đối với đèn LED công suất, dòng điện nói chung là vài trăm milliamperes trở lên, và mật độ hiện tại của ngã ba PN là rất lớn, do đó sự gia tăng nhiệt độ của ngã ba PN là rất rõ ràng. Đối với bao bì và ứng dụng, làm thế nào để giảm độ bền nhiệt của sản phẩm, để nhiệt lượng được tạo ra bởi mối nối PN có thể được tiêu tan càng sớm càng tốt, không chỉ có thể cải thiện dòng bão hòa của sản phẩm, cải thiện hiệu suất phát sáng của sản phẩm , mà còn cải thiện độ tin cậy và tuổi thọ của sản phẩm. . Để giảm độ bền nhiệt của sản phẩm, việc lựa chọn vật liệu đóng gói là đặc biệt quan trọng, bao gồm tản nhiệt, chất kết dính, v.v., độ bền nhiệt của mỗi vật liệu thấp, nghĩa là độ dẫn nhiệt được yêu cầu phải tốt. Thứ hai, thiết kế kết cấu phải hợp lý, độ dẫn nhiệt giữa các vật liệu phải được liên tục khớp và kết nối nhiệt giữa các vật liệu là tốt, tránh tắc nghẽn tản nhiệt trong kênh dẫn nhiệt và đảm bảo nhiệt được tản ra từ bên trong Lớp ngoài cùng. Đồng thời, cần đảm bảo rằng nhiệt được tản ra kịp thời theo kênh tản nhiệt được thiết kế sẵn.
2. Điền keo lựa chọn
Theo định luật khúc xạ, khi ánh sáng tới từ môi trường đậm đặc quang học đến môi trường khuếch tán ánh sáng, khi góc tới đạt đến một giá trị nhất định, nghĩa là lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn, phát xạ toàn phần xảy ra. Trong trường hợp chip màu xanh GaN, chỉ số khúc xạ của vật liệu GaN là 2,3. Khi ánh sáng được phát ra từ bên trong tinh thể vào không khí, góc tới hạn θ0 = sin - 1 (n2 / n1) theo định luật khúc xạ.
Trong đó n2 bằng 1, tức là chiết suất của không khí và n1 là chiết suất của GaN, từ đó góc tới critical0 được tính là xấp xỉ 25,8 độ. Trong trường hợp này, ánh sáng có thể phát ra chỉ là ánh sáng trong góc rắn của góc tới ≤ 25,8 độ. Được biết, hiệu suất lượng tử bên ngoài của chip GaN hiện tại là khoảng 30% -40%, và do đó, do sự hấp thụ bên trong của tinh thể chip. Tỷ lệ ánh sáng có thể phát ra bên ngoài tinh thể là nhỏ. Được biết, hiệu suất lượng tử bên ngoài của chip GaN hiện tại khoảng 30% -40%. Tương tự, ánh sáng phát ra từ chip được truyền qua vật liệu đóng gói vào không gian và ảnh hưởng của vật liệu đến hiệu suất trích sáng cũng được xem xét.
Do đó, để cải thiện hiệu suất trích sáng của gói sản phẩm LED, cần tăng giá trị của n2, nghĩa là tăng chỉ số khúc xạ của vật liệu đóng gói, để tăng góc tới hạn của sản phẩm, để tăng góc tới hạn của sản phẩm, từ đó cải thiện hiệu quả phát sáng của sản phẩm. Đồng thời, vật liệu đóng gói hấp thụ ánh sáng ít hơn. Để tăng tỷ lệ của ánh sáng phát ra, hình dạng của gói tốt nhất là cong hoặc bán cầu để khi ánh sáng được hướng từ vật liệu đóng gói vào không khí, nó gần như vuông góc với giao diện, do đó không có sự phản xạ toàn phần được sản xuất.
3. Xử lý phản xạ
Có hai khía cạnh chính của điều trị phản xạ. Một là xử lý phản xạ bên trong chip và hai là phản xạ ánh sáng bằng vật liệu đóng gói. Việc xử lý phản xạ của bên trong và bên ngoài giúp cải thiện tỷ lệ ánh sáng phát ra từ bên trong chip và làm giảm sự hấp thụ bên trong của chip. Cải thiện hiệu quả phát sáng của các sản phẩm LED điện. Từ quan điểm của bao bì, đèn LED công suất thường gắn chip điện trên khung kim loại hoặc đế với các hốc phản chiếu. Các hốc phản xạ kiểu khung thường sử dụng mạ điện để cải thiện phản xạ, trong khi các hốc phản xạ kiểu đế thường được đánh bóng. Trong chế độ, xử lý mạ cũng được thực hiện trong các điều kiện, nhưng hai phương pháp xử lý trên bị ảnh hưởng bởi độ chính xác của khuôn và quy trình, và khoang phản chiếu sau khi xử lý có hiệu quả phản xạ nhất định, nhưng nó không lý tưởng . Hiện nay, khoang phản chiếu loại chất nền được sản xuất tại Trung Quốc. Do độ chính xác đánh bóng hoặc oxy hóa của lớp mạ kim loại không đủ, hiệu ứng phản xạ kém, khiến cho nhiều ánh sáng bị hấp thụ sau khi xảy ra sự cố trên khu vực phản chiếu và không thể phản xạ lên bề mặt phát sáng theo dự định mục tiêu, do đó dẫn đến kết quả cuối cùng. Hiệu suất chiết ánh sáng sau khi đóng gói thấp.
Thông qua các nghiên cứu và thí nghiệm khác nhau, chúng tôi đã phát triển một quy trình xử lý phản xạ bằng cách sử dụng lớp phủ vật liệu hữu cơ với quyền sở hữu trí tuệ độc lập. Thông qua quá trình này, ánh sáng phản xạ vào khoang mang được hấp thụ rất ít và hầu hết chúng có thể được sử dụng. Ánh sáng chiếu vào nó được phản chiếu lên bề mặt thoát ánh sáng. Hiệu suất chiết ánh sáng của sản phẩm được xử lý có thể tăng từ 30% đến 50% so với trước khi xử lý. Đèn LED công suất ánh sáng trắng 1W hiện tại của chúng tôi có hiệu suất phát sáng 40-50lm / W (kết quả thử nghiệm trên máy kiểm tra phân tích quang phổ PMS-50 từ xa) và đã đạt được kết quả đóng gói tốt.
4. Lựa chọn phốt pho và lớp phủ
Đối với đèn LED công suất trắng, việc tăng hiệu suất phát sáng cũng liên quan đến việc lựa chọn phốt pho và quy trình. Để cải thiện hiệu quả của phốt pho để kích thích chip màu xanh, trước hết, việc lựa chọn phốt pho phải phù hợp, bao gồm bước sóng kích thích, kích thước hạt, hiệu quả kích thích, v.v., và cần phải đánh giá toàn diện tài khoản tài sản khác nhau. Thứ hai, lớp phủ của phốt pho phải đồng nhất, tốt nhất là độ dày của lớp keo của mỗi bề mặt phát sáng của chip phát sáng là đồng nhất, để tránh ánh sáng cục bộ không thể phát ra do độ dày không đồng đều và chất lượng của vị trí có thể được cải thiện.
Thiết kế nhiệt tốt có tác dụng đáng kể trong việc cải thiện hiệu suất phát sáng của các sản phẩm LED công suất, và cũng là điều kiện tiên quyết để đảm bảo tuổi thọ và độ tin cậy của sản phẩm. Kênh thoát ánh sáng được thiết kế tốt tập trung vào thiết kế cấu trúc, lựa chọn vật liệu và xử lý quy trình của khoang phản chiếu, keo dán, v.v., và có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất trích sáng của đèn LED công suất. Đối với đèn LED trắng loại công suất, việc lựa chọn phốt pho và thiết kế quy trình cũng rất quan trọng đối với việc cải thiện vị trí và cải thiện hiệu quả phát sáng.