LED, i njohur gjithashtu si burimi i ndriçimit të gjeneratës së katërt ose burimi i dritës jeshile, ka karakteristikat e kursimit të energjisë, mbrojtjes së mjedisit, jetëgjatësisë së gjatë dhe madhësisë së vogël. Përdoret gjerësisht në fusha të ndryshme si indikacioni, ekrani, dekorimi, drita e prapme, ndriçimi i përgjithshëm dhe skenat e natës urbane. Sipas funksioneve të ndryshme të përdorimit, mund të ndahet në pesë kategori: ekrani i informacionit, dritat e sinjalit, pajisjet e ndriçimit të automobilave, drita e prapme e ekranit LCD dhe ndriçimi i përgjithshëm.
Dritat konvencionale LED kanë mangësi të tilla si ndriçimi i pamjaftueshëm, gjë që çon në popullaritet të pamjaftueshëm. Dritat LED të tipit të energjisë kanë përparësi të tilla si ndriçimi i lartë dhe jetëgjatësia e shërbimit, por ato kanë vështirësi teknike si paketimi. Më poshtë është një analizë e shkurtër e faktorëve që ndikojnë në efikasitetin e korrjes së dritës të paketimit LED të tipit të energjisë.

1. Teknologjia e shpërndarjes së nxehtësisë
Për diodat që lëshojnë dritë të përbëra nga nyje PN, kur rryma e përparme rrjedh nëpër kryqëzimin PN, kryqëzimi PN përjeton humbje të nxehtësisë. Kjo nxehtësi rrezatohet në ajër nëpërmjet ngjitësit, materialeve të kapsulimit, ftohësve, etj. Gjatë këtij procesi, çdo pjesë e materialit ka një rezistencë termike që pengon rrjedhjen e nxehtësisë, e njohur si rezistencë termike. Rezistenca termike është një vlerë fikse e përcaktuar nga madhësia, struktura dhe materialet e pajisjes.
Duke supozuar se rezistenca termike e diodës që lëshon dritë është Rth (℃/W) dhe fuqia e shpërndarjes së nxehtësisë është PD (W), rritja e temperaturës së kryqëzimit PN e shkaktuar nga humbja e nxehtësisë së rrymës është:
T (℃)=Rth&TIME; PD
Temperatura e kryqëzimit PN është:
TJ=TA+Rth&TIME; PD
Midis tyre, TA është temperatura e ambientit. Për shkak të rritjes së temperaturës së kryqëzimit, probabiliteti i rikombinimit të luminescencës së kryqëzimit PN zvogëlohet, duke rezultuar në një ulje të shkëlqimit të diodës që lëshon dritë. Ndërkohë, për shkak të rritjes së temperaturës nga humbja e nxehtësisë, shkëlqimi i diodës drite nuk do të vazhdojë të rritet proporcionalisht me rrymën, duke treguar një fenomen të ngopjes termike. Përveç kësaj, me rritjen e temperaturës së kryqëzimit, gjatësia e valës së pikut të dritës së emetuar do të zhvendoset gjithashtu drejt gjatësive të valëve më të gjata, rreth 0,2-0,3 nm/℃. Për LED-të e bardha të marra nga përzierja e pluhurit fluoreshente YAG të veshur me çipa të dritës blu, zhvendosja e gjatësisë së valës së dritës blu do të shkaktojë një mospërputhje me gjatësinë e valës së ngacmimit të pluhurit fluoreshent, duke reduktuar kështu efikasitetin e përgjithshëm ndriçues të LED-ve të bardhë dhe duke shkaktuar ndryshime në ngjyrën e dritës së bardhë. temperatura.
Për diodat me energji elektrike, rryma lëvizëse është përgjithësisht disa qindra miliamps ose më shumë, dhe dendësia e rrymës së kryqëzimit PN është shumë e lartë, kështu që rritja e temperaturës së kryqëzimit PN është shumë domethënëse. Për paketimin dhe aplikimet, si të zvogëlohet rezistenca termike e produktit në mënyrë që nxehtësia e gjeneruar nga kryqëzimi PN të mund të shpërndahet sa më shpejt që të jetë e mundur, jo vetëm që mund të përmirësojë rrymën e ngopjes dhe efikasitetin e ndriçimit të produktit, por gjithashtu të rrisë besueshmërinë dhe jetëgjatësia e produktit. Për të reduktuar rezistencën termike të produktit, zgjedhja e materialeve të ambalazhimit është veçanërisht e rëndësishme, duke përfshirë ftohësit, ngjitësit, etj. Rezistenca termike e secilit material duhet të jetë e ulët, gjë që kërkon përçueshmëri të mirë termike. Së dyti, dizajni strukturor duhet të jetë i arsyeshëm, me përputhje të vazhdueshme të përçueshmërisë termike midis materialeve dhe lidhje të mira termike midis materialeve për të shmangur pengesat e shpërndarjes së nxehtësisë në kanalet termike dhe për të siguruar shpërndarjen e nxehtësisë nga shtresat e brendshme në ato të jashtme. Në të njëjtën kohë, është e nevojshme të sigurohet nga procesi që nxehtësia të shpërndahet në kohën e duhur sipas kanaleve të paracaktuara të shpërndarjes së nxehtësisë.

2. Përzgjedhja e ngjitësit mbushës
Sipas ligjit të thyerjes, kur drita bie nga një mjedis i dendur në një mjedis të rrallë, emetimi i plotë ndodh kur këndi i rënies arrin një vlerë të caktuar, domethënë më i madh ose i barabartë me këndin kritik. Për çipat blu GaN, indeksi i thyerjes së materialit GaN është 2.3. Kur drita lëshohet nga pjesa e brendshme e kristalit drejt ajrit, sipas ligjit të thyerjes, këndi kritik θ 0=sin-1 (n2/n1).
Midis tyre, n2 është e barabartë me 1, që është indeksi i thyerjes së ajrit, dhe n1 është indeksi i thyerjes së GaN. Prandaj, këndi kritik θ 0 llogaritet të jetë rreth 25.8 gradë. Në këtë rast, drita e vetme që mund të emetohet është drita brenda këndit të ngurtë hapësinor prej ≤ 25,8 gradë. Sipas raporteve, efikasiteti i jashtëm kuantik i çipave GaN është aktualisht rreth 30% -40%. Prandaj, për shkak të përthithjes së brendshme të kristalit të çipit, përqindja e dritës që mund të emetohet jashtë kristalit është shumë e vogël. Sipas raporteve, efikasiteti i jashtëm kuantik i çipave GaN është aktualisht rreth 30% -40%. Në mënyrë të ngjashme, drita e emetuar nga çipi duhet të kalojë përmes materialit të paketimit dhe të transmetohet në hapësirë, dhe ndikimi i materialit në efikasitetin e korrjes së dritës gjithashtu duhet të merret parasysh.
Prandaj, për të përmirësuar efikasitetin e korrjes së dritës së paketimit të produktit LED, është e nevojshme të rritet vlera e n2, domethënë të rritet indeksi i thyerjes së materialit të paketimit, në mënyrë që të rritet këndi kritik i produktit dhe në këtë mënyrë. të përmirësojë efikasitetin ndriçues të paketimit të produktit. Në të njëjtën kohë, materiali i kapsulimit duhet të ketë më pak thithje të dritës. Për të rritur përqindjen e dritës së emetuar, është mirë që paketimi të ketë një formë të harkuar ose gjysmësferike. Në këtë mënyrë, kur drita emetohet nga materiali i paketimit në ajër, ajo është pothuajse pingul me ndërfaqen dhe nuk i nënshtrohet më reflektimit total.

3. Përpunimi i reflektimit
Ekzistojnë dy aspekte kryesore të trajtimit të reflektimit: njëri është trajtimi i reflektimit brenda çipit dhe tjetri është reflektimi i dritës nga materiali i paketimit. Nëpërmjet trajtimit të reflektimit të brendshëm dhe të jashtëm, përqindja e dritës që emetohet nga brenda çipit rritet, thithja brenda çipit zvogëlohet dhe efikasiteti i ndriçimit të produkteve LED të energjisë është përmirësuar. Për sa i përket paketimit, LED-të e tipit të energjisë zakonisht montojnë patate të skuqura të tipit të energjisë në kllapa metalike ose nënshtresa me zgavra reflektuese. Zgavra reflektuese e tipit të kllapave zakonisht është e veshur për të përmirësuar efektin e reflektimit, ndërsa zgavra reflektuese e llojit të nënshtresës zakonisht lëmohet dhe mund t'i nënshtrohet trajtimit me elektrik nëse kushtet e lejojnë. Sidoqoftë, dy metodat e mësipërme të trajtimit ndikohen nga saktësia dhe procesi i mykut, dhe zgavra reflektuese e përpunuar ka një efekt të caktuar reflektimi, por nuk është ideal. Aktualisht, në prodhimin e zgavrave reflektuese të llojit të substratit në Kinë, për shkak të saktësisë së pamjaftueshme të lustrimit ose oksidimit të veshjeve metalike, efekti i reflektimit është i dobët. Kjo rezulton në thithjen e shumë dritës pas arritjes së zonës së reflektimit, e cila nuk mund të reflektohet në sipërfaqen që lëshon dritë siç pritej, duke çuar në një efikasitet të ulët të korrjes së dritës pas paketimit përfundimtar.

4. Përzgjedhja dhe veshja e pluhurit fluoreshente
Për LED me fuqi të bardhë, përmirësimi i efikasitetit të ndriçimit lidhet gjithashtu me përzgjedhjen e pluhurit fluoreshent dhe trajtimin e procesit. Për të përmirësuar efikasitetin e ngacmimit të pluhurit fluoreshent të çipave blu, zgjedhja e pluhurit fluoreshente duhet të jetë e përshtatshme, duke përfshirë gjatësinë e valës së ngacmimit, madhësinë e grimcave, efikasitetin e ngacmimit, etj., Dhe duhet të bëhet një vlerësim gjithëpërfshirës për të marrë parasysh faktorë të ndryshëm të performancës. Së dyti, veshja e pluhurit fluoreshente duhet të jetë uniforme, mundësisht me një trashësi uniforme të shtresës ngjitëse në secilën sipërfaqe që lëshon dritë të çipit, për të shmangur trashësinë e pabarabartë që mund të bëjë që drita lokale të mos jetë në gjendje të emetohet, dhe gjithashtu të përmirësojë cilësia e pikës së dritës.

Përmbledhje:
Dizajni i mirë i shpërndarjes së nxehtësisë luan një rol të rëndësishëm në përmirësimin e efikasitetit të ndriçimit të produkteve LED të energjisë, dhe është gjithashtu një parakusht për të siguruar jetëgjatësinë dhe besueshmërinë e produktit. Një kanal i mirë-projektuar i daljes së dritës, me fokus në dizajnin strukturor, përzgjedhjen e materialit dhe trajtimin e procesit të zgavrave reflektuese, ngjitësve mbushës, etj., mund të përmirësojë efektivisht efikasitetin e korrjes së dritës të LED-ve të tipit të energjisë. Për LED të bardhë të tipit të energjisë, zgjedhja e pluhurit fluoreshent dhe dizajni i procesit janë gjithashtu vendimtare për përmirësimin e madhësisë së pikës dhe efikasitetit të ndriçimit.