LED, også kendt som den fjerde generation af lyskilde eller grøn lyskilde, har egenskaberne energibesparelse, miljøbeskyttelse, lang levetid og lille størrelse. Det er meget udbredt inden for forskellige områder såsom indikation, visning, dekoration, baggrundsbelysning, generel belysning og urbane nattescener. I henhold til forskellige brugsfunktioner kan den opdeles i fem kategorier: informationsdisplay, signallys, bilbelysningsarmaturer, LCD-skærms baggrundsbelysning og generel belysning.
Konventionelle LED-lys har mangler såsom utilstrækkelig lysstyrke, hvilket fører til utilstrækkelig popularitet. Power type LED-lys har fordele såsom høj lysstyrke og lang levetid, men de har tekniske vanskeligheder såsom emballering. Nedenfor er en kort analyse af de faktorer, der påvirker lysindsamlingseffektiviteten af ​​strømtype LED-emballage.

1. Varmeafledningsteknologi
For lysemitterende dioder sammensat af PN-forbindelser, når fremadgående strøm løber gennem PN-forbindelsen, oplever PN-forbindelsen varmetab. Denne varme udstråles i luften gennem klæbemiddel, indkapslingsmaterialer, køleplader osv. Under denne proces har hver del af materialet en termisk impedans, der forhindrer varmestrømning, kendt som termisk modstand. Termisk modstand er en fast værdi, der bestemmes af enhedens størrelse, struktur og materialer.
Forudsat at den lysemitterende diodes termiske modstand er Rth (℃/W), og varmeafledningseffekten er PD (W), er temperaturstigningen i PN-forbindelsen forårsaget af strømmens varmetab:
T (℃)=Rth&TImes; PD
PN-krydstemperaturen er:
TJ=TA+Rth&TImes; PD
Blandt dem er TA den omgivende temperatur. På grund af stigningen i overgangstemperatur falder sandsynligheden for PN-junction luminescensrekombination, hvilket resulterer i et fald i lysstyrken af ​​den lysemitterende diode. I mellemtiden, på grund af stigningen i temperaturen forårsaget af varmetab, vil lysstyrken af ​​den lysemitterende diode ikke længere fortsætte med at stige proportionalt med strømmen, hvilket indikerer et fænomen med termisk mætning. Når overgangstemperaturen stiger, vil spidsbølgelængden af ​​det udsendte lys desuden også skifte mod længere bølgelængder, omkring 0,2-0,3 nm/℃. For hvide LED'er opnået ved at blande YAG fluorescerende pulver belagt med blå lyschips, vil afdriften af ​​blåt lys bølgelængde forårsage en mismatch med excitationsbølgelængden af ​​det fluorescerende pulver, hvorved den samlede lyseffektivitet af hvide LED'er reduceres og forårsage ændringer i hvidt lys farve temperatur.
For strømudsendende dioder er drivstrømmen generelt flere hundrede milliampere eller mere, og strømtætheden af ​​PN-forbindelsen er meget høj, så temperaturstigningen i PN-forbindelsen er meget betydelig. Til emballage og applikationer, hvordan man reducerer produktets termiske modstand, så varmen genereret af PN-forbindelsen kan spredes så hurtigt som muligt, kan ikke kun forbedre produktets mætningsstrøm og lyseffektivitet, men også forbedre pålideligheden og produktets levetid. For at reducere produktets termiske modstand er valget af emballagematerialer særligt vigtigt, herunder køleplader, klæbemidler osv. Den termiske modstand af hvert materiale bør være lav, hvilket kræver god varmeledningsevne. For det andet bør det strukturelle design være rimeligt med kontinuerlig afstemning af termisk ledningsevne mellem materialer og gode termiske forbindelser mellem materialer for at undgå varmeafledningsflaskehalse i de termiske kanaler og sikre varmeafledning fra de indre til de ydre lag. Samtidig er det nødvendigt at sikre fra processen, at varmen afgives rettidigt i henhold til de foruddesignede varmeafledningskanaler.

2. Valg af fyldningslim
Ifølge brydningsloven, når lys indfalder fra et tæt medium til et sparsomt medium, sker fuld emission, når indfaldsvinklen når en vis værdi, det vil sige større end eller lig med den kritiske vinkel. For GaN blå chips er brydningsindekset for GaN materiale 2,3. Når der udsendes lys fra indersiden af ​​krystallen mod luften, ifølge brydningsloven, er den kritiske vinkel θ 0=sin-1 (n2/n1).
Blandt dem er n2 lig med 1, hvilket er luftens brydningsindeks, og n1 er brydningsindekset for GaN. Derfor er den kritiske vinkel θ 0 beregnet til at være omkring 25,8 grader. I dette tilfælde er det eneste lys, der kan udsendes, lys inden for den rumlige rumvinkel på ≤ 25,8 grader. Ifølge rapporter er den eksterne kvanteeffektivitet af GaN-chips i øjeblikket omkring 30% -40%. På grund af den indre absorption af chipkrystallen er andelen af ​​lys, der kan udsendes uden for krystallen, derfor meget lille. Ifølge rapporter er den eksterne kvanteeffektivitet af GaN-chips i øjeblikket omkring 30% -40%. På samme måde skal lyset, der udsendes af chippen, passere gennem emballagematerialet og transmitteres til rummet, og materialets indvirkning på lyshøstningseffektiviteten skal også overvejes.
For at forbedre lyshøsteffektiviteten af ​​LED-produktemballage er det derfor nødvendigt at øge værdien af ​​n2, det vil sige at øge brydningsindekset for emballagematerialet, for at øge produktets kritiske vinkel og dermed forbedre emballagens lyseffektivitet af produktet. Samtidig skal indkapslingsmaterialet have mindre absorption af lys. For at øge andelen af ​​udsendt lys er det bedst at have en buet eller halvkugleformet form til emballagen. På denne måde, når lyset udsendes fra emballagematerialet til luften, er det næsten vinkelret på grænsefladen og gennemgår ikke længere total refleksion.

3. Refleksionsbehandling
Der er to hovedaspekter af reflektionsbehandling: den ene er refleksbehandlingen inde i chippen, og den anden er refleksionen af ​​lys fra emballagematerialet. Gennem både intern og ekstern reflektionsbehandling øges andelen af ​​lys, der udsendes inde fra chippen, absorptionen inde i chippen reduceres, og lyseffektiviteten af ​​power LED-produkter forbedres. Med hensyn til emballage samler strømtype-LED'er normalt strømchips på metalbeslag eller substrater med reflekterende hulrum. Det reflekterende hulrum af beslagtypen er sædvanligvis belagt for at forbedre reflektionseffekten, mens det reflekterende hulrum af substrattypen normalt er poleret og kan undergå galvaniseringsbehandling, hvis forholdene tillader det. De to ovennævnte behandlingsmetoder er imidlertid påvirket af formnøjagtighed og -proces, og det behandlede reflekterende hulrum har en vis reflektionseffekt, men det er ikke ideelt. På nuværende tidspunkt, i produktionen af ​​reflekterende hulrum af substrattype i Kina, på grund af utilstrækkelig poleringsnøjagtighed eller oxidation af metalbelægninger, er reflektionseffekten dårlig. Dette resulterer i, at meget lys absorberes efter at have nået reflektionsområdet, hvilket ikke kan reflekteres til den lysemitterende overflade som forventet, hvilket fører til en lav lyshøsteffektivitet efter den endelige emballering.

4. Valg og belægning af fluorescerende pulver
For hvid power LED er forbedringen af ​​lyseffektiviteten også relateret til valget af fluorescerende pulver og procesbehandling. For at forbedre effektiviteten af ​​fluorescerende pulverexcitation af blå chips, bør valget af fluorescerende pulver være passende, herunder excitationsbølgelængde, partikelstørrelse, excitationseffektivitet osv., og der bør udføres en omfattende vurdering for at overveje forskellige ydeevnefaktorer. For det andet bør belægningen af ​​fluorescerende pulver være ensartet, helst med en ensartet tykkelse af klæbelaget på hver lysemitterende overflade af chippen, for at undgå ujævn tykkelse, der kan forårsage, at lokalt lys ikke kan udsendes, og også forbedre lyspunktets kvalitet.

Oversigt:
Godt varmeafledningsdesign spiller en væsentlig rolle i at forbedre lyseffektiviteten af ​​power LED-produkter og er også en forudsætning for at sikre produktets levetid og pålidelighed. En veldesignet lysudgangskanal, med fokus på det strukturelle design, materialevalg og procesbehandling af reflekterende hulrum, fyldningslim osv., kan effektivt forbedre lysindsamlingseffektiviteten af ​​strømtype-LED'er. For power type hvid LED er valget af fluorescerende pulver og procesdesign også afgørende for at forbedre spotstørrelsen og lyseffektiviteten.