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Sunshinelux ist seit 2012 ein professioneller Großhandelslieferant und Hersteller von LED-Leuchten in China
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Sunshinelux ist seit 2012 ein professioneller Großhandelslieferant und Hersteller von LED-Leuchten in China
LED wird als Lichtquelle der vierten Generation oder grüne Lichtquelle bezeichnet. Es hat die Eigenschaften Energieeinsparung, Umweltschutz, lange Lebensdauer und geringe Größe. Es wird häufig in verschiedenen Bereichen wie Anzeige, Display, Dekoration, Hintergrundbeleuchtung, Allgemeinbeleuchtung und städtischen Nachtszenen eingesetzt. Entsprechend den verschiedenen Funktionen kann es in fünf Kategorien unterteilt werden: Informationsanzeige, Signalleuchten, Fahrzeuglampen, LCD-Hintergrundbeleuchtung und allgemeine Beleuchtung.
Herkömmliche LED-Leuchten haben Mängel wie eine unzureichende Helligkeit, was zu einer unzureichenden Durchdringung führt. Power-LED-Lampen haben die Vorteile einer ausreichenden Helligkeit und langen Lebensdauer, Power-LEDs haben jedoch technische Schwierigkeiten wie die Verpackung. Im Folgenden finden Sie eine kurze Analyse der Faktoren, die die Lichtextraktionseffizienz von Leistungs-LED-Gehäusen beeinflussen.
Einkapselungselemente, die die Effizienz der Lichtextraktion beeinflussen
1. Kühltechnik
Bei einer Licht emittierenden Diode, die aus einem PN-Übergang besteht, hat der PN-Übergang Wärmeverlust, wenn der Vorwärtsstrom durch den PN-Übergang fließt, und die Wärme wird durch den Klebstoff, das Vergussmaterial, den Kühlkörper usw. in die Luft abgestrahlt Materialien haben einen thermischen Widerstand, der den Wärmefluss verhindert, dh thermischen Widerstand. Der Wärmewiderstand ist ein fester Wert, der durch Größe, Struktur und Material des Geräts bestimmt wird.
Der thermische Widerstand der Leuchtdiode sei Rth (°C/W) und die Wärmeableitungsleistung sei PD (W). Zu diesem Zeitpunkt beträgt der durch den Wärmeverlust des Stroms verursachte Temperaturanstieg des PN-Übergangs:
T(℃)=Rth&Zeiten;PD
Die Sperrschichttemperatur des PN-Übergangs ist: TJ=TA+Rth&Zeiten;PD
wobei TA die Umgebungstemperatur ist. Da der Anstieg der Sperrschichttemperatur die Wahrscheinlichkeit einer lichtemittierenden Rekombination des PN-Übergangs verringert, nimmt die Helligkeit der lichtemittierenden Diode ab. Gleichzeitig steigt die Helligkeit der Leuchtdiode aufgrund des durch Wärmeverluste verursachten Temperaturanstiegs nicht mehr proportional zum Strom an, dh es zeigt sich das Phänomen der thermischen Sättigung. Darüber hinaus verschiebt sich mit dem Anstieg der Sperrschichttemperatur auch die Spitzenwellenlänge der Lichtemission in die langwellige Richtung, etwa 0,2–0,3 nm/℃, was etwa 0,2–0,3 nm/℃ entspricht. Drift verursacht eine Fehlanpassung mit der Anregungswellenlänge des Leuchtstoffs, wodurch die Gesamtlichtausbeute der weißen LED verringert wird und zu Änderungen in der Farbtemperatur des weißen Lichts führt.
Für lichtemittierende Leistungsdioden beträgt der Ansteuerstrom im Allgemeinen mehr als einige hundert mA, und die Stromdichte des PN-Übergangs ist sehr groß, sodass der Temperaturanstieg des PN-Übergangs sehr offensichtlich ist. Für Verpackungen und Anwendungen kann die Reduzierung des Wärmewiderstands des Produkts, damit die vom PN-Übergang erzeugte Wärme so schnell wie möglich abgeführt werden kann, nicht nur den Sättigungsstrom des Produkts erhöhen, sondern auch die Lichtausbeute des Produkts verbessern auch die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Produkts verbessern. . Um den thermischen Widerstand des Produkts zu reduzieren, ist die Auswahl der Verpackungsmaterialien besonders wichtig, einschließlich Kühlkörper, Klebstoffe usw. Der thermische Widerstand jedes Materials sollte gering sein, dh eine gute Wärmeleitfähigkeit ist erforderlich. Zweitens sollte das strukturelle Design angemessen sein, die Wärmeleitfähigkeit jedes Materials sollte kontinuierlich angepasst sein und die Wärmeleitung zwischen den Materialien sollte gut verbunden sein, um den Wärmeableitungsengpass im Wärmeleitungskanal zu vermeiden und sicherzustellen, dass die Wärme Schicht für Schicht von innen nach außen abgeführt. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass die Wärme entsprechend den vorgefertigten Wärmeableitungskanälen rechtzeitig abgeführt wird.
2. Die Wahl des Füllklebers
Gemäß dem Brechungsgesetz tritt, wenn Licht von einem optisch dichteren Medium auf ein optisch dünneres Medium einfällt, wenn der Einfallswinkel einen bestimmten Wert erreicht, d. h. größer oder gleich dem kritischen Winkel, eine vollständige Emission auf. Für den GaN-Blue-Chip beträgt der Brechungsindex des GaN-Materials 2,3. Wenn das Licht aus dem Inneren des Kristalls in die Luft emittiert wird, ist gemäß dem Brechungsgesetz der Grenzwinkel θ0 = sin-1(n2/n1).
Darunter ist n2 gleich 1, d. h. der Brechungsindex von Luft, und n1 ist der Brechungsindex von GaN, und der kritische Winkel θ0 wird mit etwa 25,8 Grad berechnet. In diesem Fall kann nur das Licht innerhalb des Raumwinkels des Einfallswinkels ≤ 25,8 Grad emittiert werden. Berichten zufolge liegt die externe Quanteneffizienz von GaN-Chips derzeit bei etwa 30 % bis 40 %. Aufgrund der internen Absorption des Chip-Kristalls ist daher der Lichtanteil, der außerhalb des Kristalls emittiert werden kann, sehr gering. Berichten zufolge liegt die aktuelle externe Quanteneffizienz von GaN-Chips bei etwa 30 % bis 40 %. Ebenso muss das vom Chip emittierte Licht durch das Verpackungsmaterial in den Raum übertragen werden, und der Einfluss des Materials auf die Lichtextraktionseffizienz muss ebenfalls berücksichtigt werden.
Um die Lichtextraktionseffizienz von LED-Produktverpackungen zu verbessern, muss daher der Wert von n2 erhöht werden, d. h. der Brechungsindex des Verpackungsmaterials muss erhöht werden, um den Grenzwinkel des Produkts zu erhöhen, wodurch die Leuchtkraft der Verpackung verbessert wird Effizienz des Produkts. Gleichzeitig absorbiert das Einkapselungsmaterial weniger Licht. Um den Anteil des austretenden Lichts zu erhöhen, ist die Form der Verpackung vorzugsweise gewölbt oder halbkugelförmig, so dass, wenn das Licht vom Verpackungsmaterial an die Luft abgegeben wird, es nahezu senkrecht zur Grenzfläche steht, also Totalreflexion vorliegt nicht mehr generiert.
3. Reflexionsverarbeitung
Es gibt zwei Hauptaspekte der Reflexionsbehandlung, einer ist die Reflexionsbehandlung innerhalb des Chips und der andere ist die Reflexion von Licht durch das Verpackungsmaterial. Durch die Reflexionsbehandlung sowohl der Innen- als auch der Außenseite wird der Anteil des von der Innenseite des Chips emittierten Lichtstroms erhöht und die interne Absorption des Chips verringert. Verbessern Sie die Lichtausbeute von Power-LED-Fertigprodukten. In Bezug auf die Verpackung werden Leistungs-LEDs normalerweise Leistungschips auf einer Metallhalterung oder einem Substrat mit einem reflektierenden Hohlraum montiert. Der reflektierende Hohlraum vom Klammertyp wird im Allgemeinen galvanisiert, um den Reflexionseffekt zu verbessern, während der reflektierende Hohlraum vom Substrattyp im Allgemeinen poliert wird. Die beiden oben genannten Behandlungsmethoden werden jedoch durch die Präzision der Form und des Prozesses beeinflusst, und der reflektierende Hohlraum nach der Behandlung hat einen gewissen Reflexionseffekt, ist jedoch nicht ideal. Gegenwärtig hat der in China hergestellte reflektierende Hohlraum vom Substrattyp einen schlechten Reflexionseffekt aufgrund unzureichender Poliergenauigkeit oder Oxidation der Metallbeschichtung, was dazu führt, dass viel Licht absorbiert wird, nachdem es auf den reflektierenden Bereich trifft, und nicht zum Licht reflektiert werden kann. emittierende Oberfläche wie erwartet, was zum Endergebnis führt. Die Lichtextraktionseffizienz nach der Einkapselung ist gering.
4. Phosphorauswahl und Beschichtung
Bei weißen Power-LEDs hängt die Verbesserung der Lichtausbeute auch mit der Auswahl und Verarbeitung von Leuchtstoffen zusammen. Um die Effizienz des Leuchtstoffs zur Anregung des Blue Chips zu verbessern, sollte zunächst die Auswahl des Leuchtstoffs angemessen sein, einschließlich Anregungswellenlänge, Partikelgröße, Anregungseffizienz usw., und muss umfassend bewertet werden alle Aufführungen berücksichtigen. Zweitens sollte die Beschichtung aus Leuchtstoffpulver gleichförmig sein, vorzugsweise ist die Dicke der Haftschicht relativ zu jeder lichtemittierenden Oberfläche des lichtemittierenden Chips gleichförmig, um zu vermeiden, dass Teillicht aufgrund ungleichmäßiger Dicke nicht emittiert werden kann , und gleichzeitig kann die Qualität des Lichtflecks verbessert werden.
Überblick:
Ein gutes Wärmeableitungsdesign 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 Lichtextraktionskanal, der sich auf das strukturelle Design, die Materialauswahl und die Prozessbehandlung des reflektierenden Hohlraums und des Füllklebers konzentriert, kann die Lichtextraktionseffizienz von Leistungs-LEDs effektiv verbessern. Auch bei Weißlicht-LEDs vom Leistungstyp sind die Auswahl der Leuchtstoffe und das Prozessdesign entscheidend für die Verbesserung des Lichtflecks und die Verbesserung der Lichtausbeute.
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