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LED封装技术之影响取光效率的因素有哪些led灯珠

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LED 被称为第四代照明光源或者绿色光源,具备节能、环保、寿命长、体积小等特色,广泛运用于各类唆使、显示、装饰、违光源、平凡照明以及都会夜景等范畴。按照使用功效的差别,可以将其划分为信息显示、旌旗灯号灯、车用灯具、液晶屏违光源、通用照明五年夜类。

通例LED灯存在着亮度不足等缺憾,而致使普及率不敷。功率型LED灯却有着亮度足使用寿命长等上风,可是功率型LED却有着封装等技能坚苦,下面就简朴阐发一下影响功率型LED封装取光效率的因素。

影响取光效率的封装要素

1.散热技能

对于于由PN结构成的发光二极管,当正向电流从PN结流过时,PN结有发烧损耗,这些热量经由粘结胶、灌封质料、热沉等,辐射到空气中,在这个历程中每一一部门质料都有制止热流的热阻抗,也就是热阻,热阻是由器件的尺寸、布局及质料所决议的固定值。设发光二极管的热阻为Rth(℃/W),热耗散功率为PD(W),此时因为电流的热损耗而引起的PN结温度上升为:

T(℃)=Rth×PD

PN结结温为:

TJ=TA+Rth×PD

此中TA为情况温度。因为结温的上升会使PN结发规复合的概率降落,发光二极管的亮度就会降落。同时,因为热损耗引起的温升增高,发光二极管亮度将再也不继承跟着电流成比例提高,即显示出热饱以及征象。别的,跟着结温的上升,发光的峰值波长也将向长波标的目的漂移,约0.2-0.3nm/℃,这对于于经由过程由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混淆获得的白色LED来讲,蓝光波长的漂移,会引起与荧光粉引发波长的掉配,从而降低白光LED的总体发光效率,并致使白光色温的转变。

对于于功率发光二极管来讲,驱动电流一般都为几百毫安以上,PN结的电流密度很是年夜,以是PN结的温升很是较着。对于于封装以及运用来讲,怎样降低产物的热阻,使PN结孕育发生的热量能尽快的披发出去,不仅可提高产物的饱以及电流,提高产物的发光效率,同时也提高了产物的靠得住性以及寿命。为了降低产物的热阻,起首封装质料的选择显患上尤其主要,包孕热沉、粘结胶等,各质料的热阻要低,即要求导热机能精良。其次布局设计要合理,各质料间的导热机能持续匹配,质料之间的导热毗连精良,防止在导热通道中孕育发生散热瓶颈,确保热量从内到外层层披发。同时,要从工艺上确保,热量根据预先设计的散热通道实时的披发出去。

2.填充胶的选择

按照折射定律,光芒从光密介质入射到光疏介质时,当入射角到达必然值,即年夜于等于临界角时,会发生全发射。以GaN蓝色芯片来讲,GaN质料的折射率是2.3,当光芒从晶体内部射向空气时,按照折射定律,临界角θ0=sin-1(n2/n1)。

此中n2等于1,即空气的折射率,n1是GaN的折射率,由此计较获得临界角θ0约为25.8度。在这类环境下,能射出的光只有入射角≤25.8度这个空间立体角内的光。据报道,今朝GaN芯片的外量子效率在30%-40%摆布,是以,因为芯片晶体的内部接收,能射出到晶体外面光芒的比例很少。据报道,今朝GaN芯片的外量子效率在30%-40%摆布。一样,芯片发出的光要透过封装质料,传送到空间,也要思量质料对于取光效率的影响。

以是,为了提高LED产物封装的取光效率,必需提高n2的值,即提高封装质料的折射率,以提高产物的临界角,从而提高产物的封装发光效率。同时,封装质料对于光芒的接收要小。为了提超出跨越射光的比例,封装的形状最佳是拱形或者半球形,如许,光芒从封装质料射向空气时,险些是垂直射到界面,led灯珠825于是再也不孕育发生全反射。

3.反射处置惩罚

反射处置惩罚重要有两方面,一是芯片内部的反射处置惩罚,二是封装质料对于光的反射,经由过程内、外两方面的反射处置惩罚,来提高从芯片内部射出的光通比例,削减芯片内部接收,提高功率LED制品的发光效率。从封装来讲,功率型LED凡是是将功率型芯片装置在带反射腔的金属支架或者基板上,支架势的反射腔通常为采纳电镀体式格局提高反射效果,而基板式的反射腔通常为接纳抛光体式格局,有前提的还会举行电镀处置惩罚,但以上两种处置惩罚体式格局受模具精度及工艺影响,处置惩罚后的反射腔有必然的反射效果,但其实不抱负。今朝海内建造基板式的反射腔,因为抛光精度不足或者金属镀层的氧化,反射效果较差,如许致使许多光芒在射到反射区后被接收,没法按预期的方针反射至出光面,从而致使终极封装后的取光效率偏低。

4.荧光粉选择与涂覆

对于于白色功率型LED来讲,发光效率的提高还与荧光粉的选择以及工艺处置惩罚有关。为了提高荧光粉引发蓝色芯片的效率,起首荧光粉的选摘要适合,包孕引发波长、颗粒度巨细、引发效率等,需周全查核,统筹各个机能。其次,荧光粉的涂覆要匀称,最佳是相对于发光芯片各个发光面的胶层厚度匀称,以避免因厚度不均造成局部光芒没法射出,同时也可改良光斑的质量。

综述:精良的散热设计对于提高功率型LED产物发光效率有着光鲜明显的作用,同时也是确保产物寿命以及靠得住性的条件。而设计精良的出光通道,这里着重指反射腔、填充胶等的布局设led灯珠怎么修计、质料选择以及工艺处置惩罚,可以有用提高功率型LED的取光效率。对于功率型白光LED来讲,荧光粉的选择以及工艺设计,对于光斑的改良以及发光效率的提高也至关主要。


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