DẪN ĐẾNđược gọi là nguồn chiếu sáng thế hệ thứ tư hoặc nguồn sáng xanh. Nó có đặc tính tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, tuổi thọ dài và khối lượng nhỏ. Nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như chỉ dẫn, hiển thị, trang trí, đèn nền, chiếu sáng chung và cảnh đêm đô thị. Theo các chức năng khác nhau, nó có thể được chia thành năm loại: hiển thị thông tin, đèn tín hiệu, đèn xe, đèn nền LCD và đèn chiếu sáng chung.

thông thườngđèn LEDcó những khuyết điểm như độ sáng không đủ dẫn đến độ xuyên thấu không đủ. Đèn LED nguồn có ưu điểm là đủ độ sáng và tuổi thọ cao, nhưng đèn LED nguồn có những khó khăn về kỹ thuật như đóng gói. Dưới đây là phân tích ngắn gọn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất khai thác ánh sáng của bao bì đèn LED nguồn.

Các yếu tố đóng gói ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác ánh sáng

1. Công nghệ tản nhiệt

Đối với diode phát sáng gồm điểm nối PN, khi dòng điện thuận chạy ra khỏi điểm nối PN thì điểm nối PN bị tổn thất nhiệt. Nhiệt lượng này được tỏa vào không khí thông qua chất kết dính, vật liệu làm bầu, tản nhiệt, v.v. Trong quá trình này, mỗi bộ phận của vật liệu đều có một trở kháng nhiệt để ngăn chặn dòng nhiệt, tức là khả năng chịu nhiệt. Điện trở nhiệt là một 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 (oC / W) và công suất tản nhiệt là PD (W). Lúc này, nhiệt độ tiếp giáp PN do tổn thất nhiệt của dòng điện tăng lên:

T(oC)=Rth&TImes; PD

Nhiệt độ tiếp giáp PN:

TJ=TA+Rth&TImes; PD

TA là nhiệt độ môi trường xung quanh. Sự gia tăng nhiệt độ của điểm nối sẽ làm giảm khả năng tái hợp phát sáng của điểm nối PN và độ sáng của đèn LED sẽ giảm. Đồng thời, do sự gia tăng nhiệt độ do mất nhiệt, độ sáng của đèn LED sẽ không còn tăng tỷ lệ thuận với dòng điện nữa, tức là nó thể hiện độ bão hòa nhiệt. Ngoài ra, với sự gia tăng nhiệt độ tiếp giáp, bước sóng phát quang cực đại cũng sẽ trôi về hướng sóng dài, khoảng 0,2-0,3nm / oC. Đối với đèn LED trắng thu được bằng cách trộn phốt pho YAG được phủ bởi chip xanh, sự trôi của bước sóng màu xanh lam sẽ gây ra sự không khớp với bước sóng kích thích của phốt pho, từ đó làm giảm hiệu suất phát sáng tổng thể của đèn LED trắng và thay đổi nhiệt độ màu của ánh sáng trắng.

Đối với đèn LED nguồn, dòng điện truyền động thường lớn hơn hàng trăm Ma và mật độ dòng điện ở điểm nối PN rất lớn nên sự tăng nhiệt độ của điểm nối PN là rất rõ ràng. Đối với bao bì và ứng dụng, làm thế nào để giảm khả năng chịu nhiệt của sản phẩm và làm cho nhiệt do tiếp giáp PN tỏa ra càng sớm càng tốt không chỉ có thể cải thiện dòng bão hòa của sản phẩm và cải thiện hiệu suất phát sáng của sản phẩm mà còn cải thiện hiệu suất phát sáng của sản phẩm. độ tin cậy và tuổi thọ của sản phẩm. Để giảm khả năng chịu nhiệt của sản phẩm, trước hết, việc lựa chọn vật liệu đóng gói đặc biệt quan trọng, bao gồm tản nhiệt, chất kết dính, v.v. khả năng chịu nhiệt của từng vật liệu phải thấp, nghĩa là phải có tính dẫn nhiệt tốt. . Thứ hai, thiết kế kết cấu phải hợp lý, độ dẫn nhiệt giữa các vật liệu phải liên tục phù hợp và độ dẫn nhiệt giữa các vật liệu phải được kết nối tốt để tránh tắc nghẽn tản nhiệt trong kênh dẫn nhiệt và đảm bảo tản nhiệt từ bên trong đến lớp bên ngoài. Đồng thời, cần đảm bảo nhiệt lượng được tiêu tán kịp thời theo kênh tản nhiệt được thiết kế sẵn.

2. Lựa chọn chất độn

Theo định luật khúc xạ, khi ánh sáng truyền từ môi trường đậm đặc ánh sáng sang môi trường ánh sáng thưa thớt, khi góc tới đạt đến một giá trị nhất định, tức là lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn thì sẽ xảy ra sự phát xạ hoàn toàn. Đối với chip xanh GaN, chiết suất của vật liệu GaN là 2,3. Khi ánh sáng truyền từ bên trong tinh thể ra không khí, theo định luật khúc xạ, góc tới hạn θ 0=sin-1(n2/n1)。

Trong đó N2 bằng 1, tức là chiết suất của không khí, còn N1 là chiết suất của Gan, từ đó góc tới hạn được tính θ 0 là khoảng 25,8 độ. Trong trường hợp này, ánh sáng duy nhất có thể phát ra là ánh sáng nằm trong góc khối không gian với góc tới 25,8 độ. Được biết, hiệu suất lượng tử bên ngoài của chip Gan là khoảng 30% – 40%. Do đó, do tinh thể chip hấp thụ bên trong nên tỷ lệ ánh sáng có thể phát ra bên ngoài tinh thể là rất nhỏ. Được biết, hiệu suất lượng tử bên ngoài của chip Gan là khoảng 30% – 40%. Tương tự, ánh sáng phát ra từ chip phải được truyền đến không gian thông qua vật liệu đóng gói và cũng cần xem xét ảnh hưởng của vật liệu đến hiệu quả khai thác ánh sáng.

Do đó, để cải thiện hiệu suất khai thác ánh sáng của bao bì sản phẩm LED, phải tăng giá trị của N2, nghĩa là phải tăng chỉ số khúc xạ của vật liệu đóng gói để cải thiện góc tới hạn của sản phẩm, để cải thiện bao bì. hiệu suất phát sáng của sản phẩm. Đồng thời, độ hấp thụ ánh sáng của vật liệu đóng gói phải nhỏ. Để cải thiện tỷ lệ ánh sáng đi ra, hình dạng gói tốt nhất là hình vòng cung hoặc hình bán cầu, để khi ánh sáng phát ra từ vật liệu đóng gói ra không khí, nó gần như vuông góc với bề mặt nên không có sự phản xạ toàn phần.

3. Xử lý phản ánh

Có hai khía cạnh chính của xử lý phản xạ: một là xử lý phản xạ bên trong chip và hai là phản xạ ánh sáng bằng vật liệu đóng gói. Thông qua quá trình xử lý phản xạ bên trong và bên ngoài, tỷ lệ quang thông phát ra từ chip có thể được cải thiện, độ hấp thụ bên trong của chip có thể giảm và hiệu suất phát sáng của các sản phẩm đèn LED nguồn có thể được cải thiện. Về mặt đóng gói, đèn LED nguồn thường lắp ráp chip nguồn trên giá đỡ hoặc đế kim loại có khoang phản xạ. Khoang phản xạ loại hỗ trợ thường áp dụng mạ điện để cải thiện hiệu ứng phản xạ, trong khi khoang phản xạ tấm đế thường áp dụng đánh bóng. Nếu có thể, việc xử lý mạ điện sẽ được thực hiện, nhưng hai phương pháp xử lý trên bị ảnh hưởng bởi độ chính xác và quy trình của khuôn. Khoang phản xạ được xử lý có tác dụng phản xạ nhất định, nhưng nó không lý tưởng. Hiện tại, do độ chính xác đánh bóng hoặc quá trình oxy hóa của lớp phủ kim loại không đủ nên hiệu ứng phản xạ của khoang phản xạ loại chất nền sản xuất tại Trung Quốc kém, dẫn đến rất nhiều ánh sáng bị hấp thụ sau khi bắn vào vùng phản xạ và không thể phản xạ tới vùng phản xạ. bề mặt phát sáng theo mục tiêu dự kiến, dẫn đến hiệu quả khai thác ánh sáng thấp sau khi đóng gói cuối cùng.

4. Lựa chọn và phủ phốt pho

Đối với đèn LED công suất trắng, việc cải thiện hiệu suất phát sáng cũng liên quan đến việc lựa chọn phốt pho và xử lý quy trình. Để nâng cao hiệu quả kích thích phốt pho của blue chip, trước tiên, việc lựa chọn phốt pho phải phù hợp, bao gồm bước sóng kích thích, kích thước hạt, hiệu suất kích thích, v.v., cần được đánh giá toàn diện và tính đến mọi hiệu suất. Thứ hai, lớp phủ của phốt pho phải đồng đều, tốt nhất là độ dày của lớp dính trên mỗi bề mặt phát sáng của chip phát sáng phải đồng đều, để không ngăn ánh sáng cục bộ phát ra do độ dày không đồng đều, nhưng cũng cải thiện chất lượng của điểm sáng.

Tổng quan:

Thiết kế tản nhiệt tốt đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất phát sáng của các sản phẩm đèn LED nguồn, đồng thời cũng là tiền đề để đảm bảo tuổi thọ và độ tin cậy của sản phẩm. Kênh thoát sáng được thiết kế tốt ở đây tập trung vào thiết kế kết cấu, lựa chọn vật liệu và xử lý quy trình khoang phản xạ và keo trám, có thể cải thiện hiệu quả hiệu quả khai thác ánh sáng của đèn LED nguồn. Vì quyền lựcđèn LED trắng, việc lựa chọn phốt pho và thiết kế quy trình cũng rất quan trọng để cải thiện hiệu quả phát sáng và điểm.