LEDເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງການຜະລິດທີສີ່ຫຼືແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງສີຂຽວ. ມັນມີລັກສະນະການປະຫຍັດພະລັງງານ, ປົກປັກຮັກສາສິ່ງແວດລ້ອມ, ຊີວິດການບໍລິການຍາວແລະປະລິມານຂະຫນາດນ້ອຍ. ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂົງເຂດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຕົວຊີ້ບອກ, ການສະແດງ, ການຕົບແຕ່ງ, backlight, ແສງສະຫວ່າງທົ່ວໄປແລະ scene ໃນກາງຄືນໃນຕົວເມືອງ. ອີງຕາມການທໍາງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ມັນສາມາດແບ່ງອອກເປັນຫ້າປະເພດ: ການສະແດງຂໍ້ມູນຂ່າວສານ, ໂຄມໄຟສັນຍານ, ໂຄມໄຟຍານພາຫະນະ, backlight LCD ແລະແສງສະຫວ່າງທົ່ວໄປ.

ທຳມະດາໂຄມໄຟ LEDມີຂໍ້ບົກຜ່ອງເຊັ່ນຄວາມສະຫວ່າງບໍ່ພຽງພໍ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການເຈາະບໍ່ພຽງພໍ. ໂຄມໄຟ LED ພະລັງງານມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຄວາມສະຫວ່າງພຽງພໍແລະຊີວິດການບໍລິການທີ່ຍາວນານ, ແຕ່ພະລັງງານ LED ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກທາງດ້ານເຕັກນິກເຊັ່ນການຫຸ້ມຫໍ່. ນີ້ແມ່ນການວິເຄາະສັ້ນໆກ່ຽວກັບປັດໃຈທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບການສະກັດແສງສະຫວ່າງຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ LED ພະລັງງານ.

ປັດໄຈການຫຸ້ມຫໍ່ຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບການສະກັດແສງສະຫວ່າງ

1. ເຕັກໂນໂລຊີການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ

ສໍາລັບ diode emitting ແສງສະຫວ່າງປະກອບດ້ວຍ PN junction, ໃນເວລາທີ່ກະແສໄປຂ້າງຫນ້າໄຫຼອອກຈາກ PN junction, PN junction ມີການສູນເສຍຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມຮ້ອນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນ radiated ເຂົ້າໄປໃນອາກາດໂດຍຜ່ານກາວ, ອຸປະກອນການ potting, ລະບາຍຄວາມຮ້ອນ, ແລະອື່ນໆ, ໃນຂະບວນການນີ້, ແຕ່ລະພາກສ່ວນຂອງວັດສະດຸມີ impedance ຄວາມຮ້ອນເພື່ອປ້ອງກັນການໄຫຼຂອງຄວາມຮ້ອນ, ນັ້ນແມ່ນ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ທີ່ກໍານົດໂດຍຂະຫນາດ, ໂຄງສ້າງແລະວັດສະດຸຂອງອຸປະກອນ.

ໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງ LED ເປັນ rth (℃ / W) ແລະພະລັງງານລະບາຍຄວາມຮ້ອນເປັນ PD (W). ໃນເວລານີ້, ອຸນຫະພູມ PN junction ທີ່ເກີດຈາກການສູນເສຍຄວາມຮ້ອນຂອງປະຈຸບັນເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ:

T(℃)=Rth&ເວລາ; PD

ອຸນ​ຫະ​ພູມ PN junction:

TJ=TA+Rth&ເວລາ; PD

ບ່ອນທີ່ TA ເປັນອຸນຫະພູມສະພາບແວດລ້ອມ. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມ junction ຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງ PN junction light-emitting recombination, ແລະຄວາມສະຫວ່າງຂອງ LED ຈະຫຼຸດລົງ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ເນື່ອງຈາກການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມທີ່ເກີດຈາກການສູນເສຍຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມສະຫວ່າງຂອງ LED ຈະບໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນໃນອັດຕາສ່ວນກັບປະຈຸບັນ, ນັ້ນແມ່ນ, ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມອີ່ມຕົວຂອງຄວາມຮ້ອນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມ junction, wavelength ສູງສຸດຂອງ luminescence ຍັງຈະ drift ກັບທິດທາງຄື້ນຍາວ, ປະມານ 0.2-0.3nm / ℃. ສໍາລັບ LED ສີຂາວທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍການປະສົມ YAG phosphor ເຄືອບໂດຍ chip ສີຟ້າ, drift ຂອງຄວາມຍາວຄື້ນສີຟ້າຈະເຮັດໃຫ້ mismatch ກັບ wavelength excitation ຂອງ phosphor, ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບການສະຫວ່າງໂດຍລວມຂອງ LED ສີຂາວແລະການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມສີຂອງແສງສີຂາວ.

ສໍາລັບພະລັງງານ LED, ປະຈຸບັນຂັບລົດໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຫຼາຍກ່ວາຫຼາຍຮ້ອຍ Ma, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ PN junction ໃນປະຈຸບັນແມ່ນຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມຂອງ PN junction ແມ່ນຈະແຈ້ງຫຼາຍ. ສໍາລັບການຫຸ້ມຫໍ່ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, ວິທີການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງຜະລິດຕະພັນແລະເຮັດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດໂດຍ PN junction dissipate ໃນທັນທີທີ່ເປັນໄປໄດ້ບໍ່ພຽງແຕ່ປັບປຸງການອີ່ມຕົວຂອງຜະລິດຕະພັນໃນປະຈຸບັນແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບການສະຫວ່າງຂອງຜະລິດຕະພັນ, ແຕ່ຍັງປັບປຸງການ. ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະຊີວິດການບໍລິການຂອງຜະລິດຕະພັນ. ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງຜະລິດຕະພັນ, ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, ການເລືອກວັດສະດຸຫຸ້ມຫໍ່ແມ່ນມີຄວາມ ສຳ ຄັນໂດຍສະເພາະ, ລວມທັງການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ, ກາວ, ແລະອື່ນໆ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງແຕ່ລະວັດສະດຸຄວນຈະຕໍ່າ, ນັ້ນແມ່ນ, ມັນ ຈຳ ເປັນຕ້ອງມີຄວາມຮ້ອນທີ່ດີ. . ອັນທີສອງ, ການອອກແບບໂຄງສ້າງຄວນຈະມີຄວາມສົມເຫດສົມຜົນ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງວັດສະດຸຄວນໄດ້ຮັບການຈັບຄູ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງວັດສະດຸຄວນໄດ້ຮັບການເຊື່ອມຕໍ່ກັນດີ, ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການກະຕຸກຂອງຄວາມຮ້ອນໃນຊ່ອງທາງການນໍາຄວາມຮ້ອນແລະຮັບປະກັນການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຈາກທໍ່. ພາຍໃນເຖິງຊັ້ນນອກ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງຮັບປະກັນວ່າຄວາມຮ້ອນໄດ້ຖືກ dissipated ໃນເວລາຕາມຊ່ອງທາງການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ໄດ້ອອກແບບໄວ້ລ່ວງຫນ້າ.

2. ການຄັດເລືອກຂອງ filler

ອີງຕາມກົດ ໝາຍ ການຫັກລົບ, ເມື່ອແສງສະຫວ່າງຖືກບັງເອີນຈາກຂະ ໜາດ ກາງທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງແສງສະຫວ່າງເຖິງຂະຫນາດກາງ sparse ແສງສະຫວ່າງ, ເມື່ອມຸມສາກເຖິງມູນຄ່າທີ່ແນ່ນອນ, ນັ້ນແມ່ນ, ໃຫຍ່ກວ່າຫຼືເທົ່າກັບມຸມທີ່ສໍາຄັນ, ການປ່ອຍອາຍພິດຢ່າງເຕັມທີ່ຈະເກີດຂື້ນ. ສໍາລັບຊິບສີຟ້າ GaN, ດັດຊະນີການສະທ້ອນຂອງວັດສະດຸ GaN ແມ່ນ 2.3. ເມື່ອແສງສະຫວ່າງຖືກປ່ອຍອອກມາຈາກພາຍໃນຂອງໄປເຊຍກັນໄປສູ່ອາກາດ, ອີງຕາມກົດຫມາຍການຫັກລົບ, ມຸມທີ່ສໍາຄັນ θ 0 = sin-1(n2 / n1).

ບ່ອນທີ່ N2 ເທົ່າກັບ 1, ນັ້ນແມ່ນ, ດັດຊະນີ refractive ຂອງອາກາດ, ແລະ N1 ແມ່ນດັດຊະນີ refractive ຂອງ Gan, ຈາກທີ່ມຸມທີ່ສໍາຄັນແມ່ນຄິດໄລ່ θ 0 ແມ່ນປະມານ 25.8 ອົງສາ. ໃນ​ກໍ​ລະ​ນີ​ນີ້​, ແສງ​ສະ​ຫວ່າງ​ພຽງ​ແຕ່​ສາ​ມາດ​ປ່ອຍ​ອອກ​ມາ​ແມ່ນ​ແສງ​ສະ​ຫວ່າງ​ພາຍ​ໃນ​ມຸມ​ແຂງ​ທາງ​ກວ້າງ​ຂວາງ​ທີ່​ມີ​ມຸມ​ບັງ​ເອີນ ≤ 25.8 ອົງ​ສາ​. ມັນໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າປະສິດທິພາບ quantum ພາຍນອກຂອງຊິບ Gan ແມ່ນປະມານ 30% - 40%. ດັ່ງນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກການດູດຊຶມພາຍໃນຂອງ chip ໄປເຊຍກັນ, ອັດຕາສ່ວນຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ສາມາດ emission ພາຍນອກໄປເຊຍກັນແມ່ນຫນ້ອຍຫຼາຍ. ມັນໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າປະສິດທິພາບ quantum ພາຍນອກຂອງຊິບ Gan ແມ່ນປະມານ 30% - 40%. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ແສງສະຫວ່າງທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍຊິບຄວນຈະຖືກສົ່ງກັບຊ່ອງຜ່ານອຸປະກອນການຫຸ້ມຫໍ່, ແລະອິດທິພົນຂອງວັດສະດຸຕໍ່ປະສິດທິພາບການສະກັດແສງສະຫວ່າງຄວນໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາ.

ດັ່ງນັ້ນ, ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບການສະກັດແສງສະຫວ່າງຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ຜະລິດຕະພັນ LED, ມູນຄ່າຂອງ N2 ຕ້ອງໄດ້ຮັບການເພີ່ມຂຶ້ນ, ນັ້ນແມ່ນ, ດັດຊະນີ refractive ຂອງວັດສະດຸຫຸ້ມຫໍ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການເພີ່ມຂຶ້ນເພື່ອປັບປຸງມຸມທີ່ສໍາຄັນຂອງຜະລິດຕະພັນ, ເພື່ອປັບປຸງການຫຸ້ມຫໍ່. ປະສິດທິພາບການສະຫວ່າງຂອງຜະລິດຕະພັນ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ການດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງຂອງວັດສະດຸຫຸ້ມຫໍ່ຄວນຈະມີຂະຫນາດນ້ອຍ. ເພື່ອປັບປຸງອັດຕາສ່ວນຂອງແສງສະຫວ່າງຂາອອກ, ຮູບຮ່າງຂອງຊຸດແມ່ນມັກ arched ຫຼື hemispherical, ດັ່ງນັ້ນໃນເວລາທີ່ແສງສະຫວ່າງໄດ້ຖືກປ່ອຍອອກມາຈາກອຸປະກອນການຫຸ້ມຫໍ່ກັບອາກາດ, ມັນແມ່ນເກືອບ perpendicular ກັບການໂຕ້ຕອບ, ສະນັ້ນບໍ່ມີການສະທ້ອນທັງຫມົດ.

3. ການປະມວນຜົນການສະທ້ອນ

ມີສອງລັກສະນະຕົ້ນຕໍຂອງການປະມວນຜົນການສະທ້ອນ: ອັນຫນຶ່ງແມ່ນການສະທ້ອນພາຍໃນຊິບ, ແລະອີກດ້ານຫນຶ່ງແມ່ນການສະທ້ອນຂອງແສງສະຫວ່າງໂດຍວັດສະດຸຫຸ້ມຫໍ່. ໂດຍຜ່ານການປະມວນຜົນການສະທ້ອນພາຍໃນແລະພາຍນອກ, ອັດຕາສ່ວນ flux ແສງສະຫວ່າງທີ່ປ່ອຍອອກມາຈາກຊິບສາມາດໄດ້ຮັບການປັບປຸງ, ການດູດຊຶມພາຍໃນຂອງຊິບສາມາດຫຼຸດລົງ, ແລະປະສິດທິພາບການສະຫວ່າງຂອງຜະລິດຕະພັນ LED ພະລັງງານສາມາດໄດ້ຮັບການປັບປຸງ. ໃນແງ່ຂອງການຫຸ້ມຫໍ່, LED ພະລັງງານປົກກະຕິແລ້ວປະກອບຊິບພະລັງງານຢູ່ໃນສະຫນັບສະຫນູນໂລຫະຫຼື substrate ທີ່ມີຊ່ອງສະທ້ອນ. ປະເພດສະຫນັບສະຫນູນຢູ່ຕາມໂກນສະທ້ອນໂດຍທົ່ວໄປຮັບຮອງເອົາ electroplating ເພື່ອປັບປຸງຜົນກະທົບສະທ້ອນ, ໃນຂະນະທີ່ຢູ່ຕາມໂກນສະທ້ອນແຜ່ນພື້ນຖານໂດຍທົ່ວໄປຮັບຮອງເອົາການຂັດ. ຖ້າເປັນໄປໄດ້, ການປິ່ນປົວ electroplating ຈະຖືກປະຕິບັດ, ແຕ່ສອງວິທີການປິ່ນປົວຂ້າງເທິງນີ້ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ mold ແລະຂະບວນການ, ຂະບວນການສະທ້ອນແສງທີ່ຖືກປຸງແຕ່ງມີຜົນກະທົບທີ່ແນ່ນອນ, ແຕ່ມັນບໍ່ເຫມາະສົມ. ໃນປັດຈຸບັນ, ເນື່ອງຈາກຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຂັດຫຼືການຜຸພັງບໍ່ພຽງພໍຂອງການເຄືອບໂລຫະ, ຜົນກະທົບການສະທ້ອນຂອງແຜ່ນສະທ້ອນແສງຂອງ substrate ທີ່ຜະລິດໃນປະເທດຈີນແມ່ນບໍ່ດີ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ແສງສະຫວ່າງຫຼາຍຖືກດູດຊືມຫຼັງຈາກຍິງເຂົ້າໄປໃນພື້ນທີ່ສະທ້ອນແລະບໍ່ສາມາດສະທ້ອນກັບແສງໄດ້. ພື້ນຜິວ emitting ແສງສະຫວ່າງຕາມເປົ້າຫມາຍທີ່ຄາດໄວ້, ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການສະກັດແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາຫຼັງຈາກການຫຸ້ມຫໍ່ສຸດທ້າຍ.

4. ການຄັດເລືອກແລະການເຄືອບ Phosphor

ສໍາລັບໄຟ LED ສີຂາວ, ການປັບປຸງປະສິດທິພາບ luminous ແມ່ນຍັງກ່ຽວຂ້ອງກັບການຄັດເລືອກຂອງ phosphor ແລະການປິ່ນປົວຂະບວນການ. ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງ phosphor excitation ຂອງ chip ສີຟ້າ, ທໍາອິດ, ການຄັດເລືອກຂອງ phosphor ຄວນຈະເຫມາະສົມ, ລວມທັງ wavelength excitation, ຂະຫນາດ particle, ປະສິດທິພາບ excitation, ແລະອື່ນໆ, ເຊິ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະເມີນຜົນທີ່ສົມບູນແບບແລະຄໍານຶງເຖິງການປະຕິບັດທັງຫມົດ. ອັນທີສອງ, ການເຄືອບຂອງ phosphor ຄວນຈະເປັນເອກະພາບ, ດີກວ່າຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນກາວໃນແຕ່ລະດ້ານທີ່ປ່ອຍແສງສະຫວ່າງຂອງຊິບປ່ອຍແສງສະຫວ່າງຄວນຈະມີຄວາມເປັນເອກະພາບ, ເພື່ອບໍ່ໃຫ້ແສງສະຫວ່າງທ້ອງຖິ່ນຖືກປ່ອຍອອກມາເນື່ອງຈາກຄວາມຫນາບໍ່ສະເຫມີກັນ, ແຕ່. ຍັງປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງຈຸດແສງສະຫວ່າງ.

ພາບລວມ:

ການອອກແບບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ດີມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບການສະຫວ່າງຂອງຜະລິດຕະພັນ LED ພະລັງງານ, ແລະມັນຍັງເປັນສະຖານທີ່ເພື່ອຮັບປະກັນຊີວິດການບໍລິການແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງຜະລິດຕະພັນ. ຊ່ອງທາງອອກແສງສະຫວ່າງທີ່ໄດ້ຮັບການອອກແບບດີຢູ່ທີ່ນີ້ໄດ້ສຸມໃສ່ການອອກແບບໂຄງສ້າງ, ການຄັດເລືອກວັດສະດຸແລະຂະບວນການປິ່ນປົວຂອງຊ່ອງສຽບການສະທ້ອນແລະການຕື່ມກາວ, ເຊິ່ງສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບການສະກັດແສງສະຫວ່າງຂອງພະລັງງານ LED. ສໍາລັບພະລັງງານLED ສີຂາວ, ການຄັດເລືອກຂອງ phosphor ແລະການອອກແບບຂະບວນການຍັງມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍເພື່ອປັບປຸງຈຸດແລະປະສິດທິພາບ luminous.