Жарық диодты жарықтандыру төртінші буын көзі немесе жасыл жарық көзі ретінде белгілі, энергияны үнемдеу, қоршаған ортаны қорғау, ұзақ қызмет ету және шағын өлшем сипаттамаларына ие. Ол индикация, дисплей, безендіру, артқы жарық, жалпы жарықтандыру және қалалық түнгі көріністер сияқты әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады. Әртүрлі пайдалану функцияларына сәйкес оны бес санатқа бөлуге болады: ақпараттық дисплей, сигнал шамдары, автомобиль жарықтандыру құрылғылары, СКД экранының артқы жарығы және жалпы жарықтандыру.
Кәдімгі жарықдиодты шамдар жеткіліксіз жарықтық сияқты кемшіліктерге ие, бұл жеткіліксіз танымалдыққа әкеледі. Қуат түріндегі жарықдиодты шамдардың жоғары жарықтығы және ұзақ қызмет ету мерзімі сияқты артықшылықтары бар, бірақ олардың орау сияқты техникалық қиындықтары бар. Төменде қуат түріндегі жарықдиодты қаптаманың жарық жинау тиімділігіне әсер ететін факторлардың қысқаша талдауы берілген.

1. Жылуды бөлу технологиясы
PN өткелдерінен тұратын жарық шығаратын диодтар үшін PN өткелінен тура ток өткенде, PN өткелінде жылу жоғалады. Бұл жылу желім, инкапсуляциялық материалдар, жылу қабылдағыштар және т.б. арқылы ауаға таралады. Бұл процесс кезінде материалдың әрбір бөлігінде жылу кедергісі деп аталатын жылу ағынын болдырмайтын жылу кедергісі болады. Жылу кедергісі - құрылғының өлшемімен, құрылымымен және материалдарымен анықталатын тұрақты мән.
Жарық диодының жылу кедергісін Rth (℃/Вт) және жылуды тарату қуаты PD (Вт) деп есептесек, токтың жылу жоғалтуынан туындаған PN өткелінің температурасының көтерілуі:
T (℃)=Rth&TIME; ПД
PN түйісу температурасы:
TJ=TA+Rth&TIME; ПД
Олардың ішінде ТА қоршаған ортаның температурасы болып табылады. Түйісу температурасының жоғарылауына байланысты PN өткелінің люминесценция рекомбинациясының ықтималдығы төмендейді, нәтижесінде жарық диодының жарықтығы төмендейді. Сонымен қатар, жылуды жоғалтудан туындаған температураның жоғарылауына байланысты жарық диодының жарықтылығы бұдан былай токпен пропорционалды өсуді жалғастырмайды, бұл термиялық қанықтылық құбылысын көрсетеді. Сонымен қатар, түйісу температурасы жоғарылаған сайын, шығарылатын жарықтың ең жоғары толқын ұзындығы да ұзағырақ толқын ұзындығына қарай ығысады, шамамен 0,2-0,3 нм/℃. Көк жарық чиптерімен қапталған YAG флуоресцентті ұнтағын араластыру арқылы алынған ақ жарық диодтары үшін көк жарық толқын ұзындығының дрейфі флуоресцентті ұнтақ қоздыру толқын ұзындығымен сәйкессіздікті тудырады, осылайша ақ жарық диодтарының жалпы жарқырау тиімділігін төмендетеді және ақ жарық түсінің өзгеруіне әкеледі. температура.
Қуатты жарық диодтары үшін қозғаушы ток әдетте бірнеше жүз миллиампер немесе одан да көп, ал PN өткелінің ток тығыздығы өте жоғары, сондықтан PN өткелінің температурасының жоғарылауы өте маңызды. Буып-түю және қолдану үшін өнімнің жылу кедергісін қалай азайтуға болады, осылайша PN түйісу арқылы пайда болатын жылуды мүмкіндігінше тезірек таратуға болады, бұл өнімнің қанықтыру тогы мен жарық тиімділігін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар сенімділікті және өнімнің қызмет ету мерзімі. Өнімнің жылу кедергісін төмендету үшін орауыш материалдарын таңдау ерекше маңызды, соның ішінде жылу қабылдағыштарды, желімдерді және т.б. Әрбір материалдың жылу кедергісі төмен болуы керек, бұл жақсы жылу өткізгіштігін қажет етеді. Екіншіден, құрылымдық дизайн ақылға қонымды болуы керек, материалдар арасындағы жылу өткізгіштіктің үздіксіз сәйкестігі және жылу арналарында жылуды диссипациялау кедергілерін болдырмау және ішкі қабаттан сыртқы қабаттарға жылудың таралуын қамтамасыз ету үшін материалдар арасындағы жақсы жылу байланыстары болуы керек. Сонымен бірге, алдын ала жобаланған жылу тарату арналары бойынша жылуды уақытында шығаруды процестен қамтамасыз ету қажет.

2. Толтырғыш желім таңдау
Сыну заңы бойынша жарық тығыз ортадан сирек ортаға түскенде, түсетін бұрыш белгілі бір мәнге жеткенде, яғни критикалық бұрыштан үлкен немесе оған тең болғанда толық сәулелену пайда болады. GaN көк чиптері үшін GaN материалының сыну көрсеткіші 2,3 құрайды. Кристалдың ішінен ауаға қарай жарық шығарылғанда сыну заңы бойынша критикалық бұрыш θ 0=sin-1 (n2/n1) болады.
Олардың ішінде n2 1-ге тең, ол ауаның сыну көрсеткіші, ал n1 GaN сыну көрсеткіші болып табылады. Сондықтан θ 0 сыни бұрышы шамамен 25,8 градусқа тең деп есептеледі. Бұл жағдайда тек ≤ 25,8 градус кеңістіктік қатты бұрыштың ішіндегі жарық шығарылуы мүмкін. Есептерге сәйкес, GaN чиптерінің сыртқы кванттық тиімділігі қазіргі уақытта шамамен 30% -40% құрайды. Сондықтан чип кристалының ішкі жұтылуына байланысты кристалдан тыс шығарылатын жарықтың үлесі өте аз. Есептерге сәйкес, GaN чиптерінің сыртқы кванттық тиімділігі қазіргі уақытта шамамен 30% -40% құрайды. Сол сияқты, чип шығаратын жарық орау материалы арқылы өтіп, ғарышқа берілуі керек және материалдың жарық жинау тиімділігіне әсерін де ескеру қажет.
Сондықтан, жарықдиодты өнім қаптамасының жарық жинау тиімділігін арттыру үшін өнімнің критикалық бұрышын жоғарылату үшін n2 мәнін, яғни орау материалының сыну көрсеткішін арттыру қажет. өнімнің орамының жарық беру тиімділігін арттыру. Бұл ретте инкапсуляциялық материалдың жарықты сіңіру қабілеті аз болуы керек. Шығарылатын жарықтың үлесін ұлғайту үшін қаптаманың доғалы немесе жарты шар тәрізді пішіні болғаны дұрыс. Осылайша, орауыш материалдан ауаға жарық шығарылған кезде, ол интерфейске дерлік перпендикуляр болады және енді толық шағылыспайды.

3. Рефлексияны өңдеу
Шағылыстыратын өңдеудің екі негізгі аспектісі бар: бірі - чиптің ішіндегі шағылысу өңдеуі, екіншісі - қаптама материалы арқылы жарықтың шағылысуы. Ішкі және сыртқы шағылыстыруды өңдеу арқылы чиптің ішінен шығарылатын жарықтың үлесі артады, чиптің ішіндегі сіңіру азаяды және қуатты жарықдиодты өнімдердің жарық тиімділігі жақсарады. Қаптамаға келетін болсақ, қуат түріндегі жарық диодтары әдетте қуат түріндегі чиптерді металл кронштейндерге немесе шағылыстыратын қуыстары бар субстраттарға жинайды. Кронштейн түріндегі шағылыстырғыш қуыс әдетте шағылысу әсерін жақсарту үшін жалатылады, ал субстрат түріндегі шағылыстыратын қуыс әдетте жылтыратылады және жағдайлар рұқсат етілсе, гальваникалық өңдеуден өтуі мүмкін. Дегенмен, жоғарыда аталған екі өңдеу әдісіне пішіннің дәлдігі мен процесі әсер етеді, ал өңделген шағылысатын қуыс белгілі бір шағылыстыру әсеріне ие, бірақ ол идеалды емес. Қазіргі уақытта Қытайда субстрат түріндегі шағылыстыратын қуыстарды өндіруде, жылтыратудың жеткіліксіз дәлдігі немесе металл жабындарының тотығуы салдарынан шағылысу әсері нашар. Бұл шағылысатын аймаққа жеткеннен кейін көп жарықтың жұтылуына әкеледі, ол күтілгендей жарық шығаратын бетке шағылылмайды, бұл соңғы қаптамадан кейін жарық жинау тиімділігінің төмен болуына әкеледі.

4. Флуоресцентті ұнтақты таңдау және бояу
Ақ қуатты жарық диоды үшін жарық тиімділігін арттыру флуоресцентті ұнтақты таңдауға және технологиялық өңдеуге де қатысты. Көк чиптердің флуоресцентті ұнтақты қоздыру тиімділігін арттыру үшін қоздыру толқын ұзындығын, бөлшектердің өлшемін, қозу тиімділігін және т.б. қоса алғанда, флуоресцентті ұнтақты таңдау орынды болуы керек және әртүрлі өнімділік факторларын ескеру үшін кешенді бағалау жүргізілуі керек. Екіншіден, флуоресцентті ұнтақ жабыны біркелкі болуы керек, жақсырақ микросхеманың әрбір жарық шығаратын бетіндегі жабысқақ қабаттың біркелкі қалыңдығымен, жергілікті жарықтың шығуын тудыруы мүмкін біркелкі емес қалыңдықты болдырмас үшін, сондай-ақ жарықтандыруды жақсарту керек. жарық нүктесінің сапасы.

Шолу:
Жақсы жылу диссипациясының дизайны қуатты жарықдиодты өнімдердің жарық тиімділігін арттыруда маңызды рөл атқарады, сонымен қатар өнімнің қызмет ету мерзімі мен сенімділігін қамтамасыз етудің міндетті шарты болып табылады. Жақсы жобаланған жарық шығару арнасы құрылымдық дизайнға, материалды таңдауға және шағылысатын қуыстарды өңдеуге, желімдерді толтыруға және т. Қуат түрі ақ жарық диоды үшін флуоресцентті ұнтақты таңдау және технологиялық дизайн дақ өлшемі мен жарық тиімділігін арттыру үшін де маңызды.