LED, ასევე ცნობილია, როგორც მეოთხე თაობის განათების წყარო ან მწვანე სინათლის წყარო, აქვს ენერგიის დაზოგვის, გარემოს დაცვის, ხანგრძლივი სიცოცხლისუნარიანობის და მცირე ზომის მახასიათებლები. იგი ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში, როგორიცაა მითითება, ჩვენება, დეკორაცია, განათება, ზოგადი განათება და ურბანული ღამის სცენები. გამოყენების სხვადასხვა ფუნქციების მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს ხუთ კატეგორიად: ინფორმაციის ჩვენება, სიგნალის განათება, მანქანის განათების მოწყობილობები, LCD ეკრანის განათება და ზოგადი განათება.
ჩვეულებრივ LED განათებებს აქვს ისეთი ნაკლოვანებები, როგორიცაა არასაკმარისი სიკაშკაშე, რაც იწვევს არასაკმარის პოპულარობას. დენის ტიპის LED განათებებს აქვთ უპირატესობები, როგორიცაა მაღალი სიკაშკაშე და ხანგრძლივი მომსახურების ვადა, მაგრამ მათ აქვთ ტექნიკური სირთულეები, როგორიცაა შეფუთვა. ქვემოთ მოცემულია ფაქტორების მოკლე ანალიზი, რომლებიც გავლენას ახდენენ ელექტროენერგიის ტიპის LED შეფუთვის სინათლის მოსავლის ეფექტურობაზე.

1. სითბოს გაფრქვევის ტექნოლოგია
PN შეერთებისგან შედგენილი სინათლის გამოსხივების დიოდებისთვის, როდესაც წინა დენი მიედინება PN შეერთების გავლით, PN შეერთება განიცდის სითბოს დაკარგვას. ეს სითბო ჰაერში ასხივებს წებოვანი, ინკაფსულაციური მასალების, გამათბობლების და ა.შ. ამ პროცესის დროს, მასალის თითოეულ ნაწილს აქვს თერმული წინაღობა, რომელიც ხელს უშლის სითბოს ნაკადს, რომელიც ცნობილია როგორც თერმული წინააღმდეგობა. თერმული წინააღმდეგობა არის ფიქსირებული მნიშვნელობა, რომელიც განისაზღვრება მოწყობილობის ზომით, სტრუქტურით და მასალებით.
თუ ვივარაუდებთ, რომ სინათლის გამოსხივების დიოდის თერმული წინააღმდეგობა არის Rth (℃/W) და სითბოს გაფრქვევის სიმძლავრე PD (W), დენის სითბოს დაკარგვით გამოწვეული PN შეერთების ტემპერატურის მატებაა:
T (℃)=Rth&TIMEs; PD
PN შეერთების ტემპერატურაა:
TJ=TA+Rth&TIMEs; PD
მათ შორის TA არის გარემოს ტემპერატურა. შეერთების ტემპერატურის ზრდის გამო, PN შეერთების ლუმინესცენციის რეკომბინაციის ალბათობა მცირდება, რის შედეგადაც მცირდება სინათლის გამოსხივების დიოდის სიკაშკაშე. იმავდროულად, სითბოს დაკარგვით გამოწვეული ტემპერატურის მატების გამო, სინათლის გამოსხივების დიოდის სიკაშკაშე აღარ გაიზრდება დენის პროპორციულად, რაც მიუთითებს თერმული გაჯერების ფენომენზე. გარდა ამისა, შეერთების ტემპერატურის მატებასთან ერთად, გამოსხივებული სინათლის პიკური ტალღის სიგრძე ასევე გადაინაცვლებს უფრო გრძელი ტალღების სიგრძეზე, დაახლოებით 0,2-0,3 ნმ/℃. ლურჯი სინათლის ჩიპებით დაფარული YAG ფლუორესცენტური ფხვნილის შერევით მიღებული თეთრი LED-ებისთვის, ლურჯი სინათლის ტალღის სიგრძის დრეიფი გამოიწვევს ფლუორესცენტური ფხვნილის აგზნების ტალღის სიგრძესთან შეუსაბამობას, რითაც ამცირებს თეთრი LED-ების საერთო მანათობელ ეფექტურობას და იწვევს ცვლილებებს თეთრი სინათლის ფერში. ტემპერატურა.
სიმძლავრის სინათლის გამოსხივების დიოდებისთვის მამოძრავებელი დენი, როგორც წესი, რამდენიმე ასეული მილიამპერი ან მეტია, ხოლო PN შეერთების დენის სიმკვრივე ძალიან მაღალია, ამიტომ PN შეერთების ტემპერატურის მატება ძალიან მნიშვნელოვანია. შეფუთვისა და გამოყენებისთვის, როგორ შევამციროთ პროდუქტის თერმული წინააღმდეგობა ისე, რომ PN შეერთების მიერ წარმოქმნილი სითბო რაც შეიძლება მალე გაიფანტოს, შეიძლება არა მხოლოდ გააუმჯობესოს პროდუქტის გაჯერების დენი და მანათობელი ეფექტურობა, არამედ გაზარდოს საიმედოობა და პროდუქტის სიცოცხლის ხანგრძლივობა. პროდუქტის თერმული წინააღმდეგობის შესამცირებლად განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია შესაფუთი მასალების შერჩევა, მათ შორის გამათბობლები, წებოები და ა.შ. თითოეული მასალის თერმული წინააღმდეგობა უნდა იყოს დაბალი, რაც მოითხოვს კარგ თბოგამტარობას. მეორეც, სტრუქტურული დიზაინი უნდა იყოს გონივრული, მასალებს შორის თბოგამტარობის უწყვეტი შესაბამისობით და მასალებს შორის კარგი თერმული კავშირებით, რათა თავიდან იქნას აცილებული სითბოს გაფრქვევის ბოთლები თერმულ არხებში და უზრუნველყოფილი იყოს სითბოს გაფრქვევა შიგნიდან გარე ფენებზე. ამავდროულად, პროცესიდან აუცილებელია უზრუნველყოს სითბოს დროული გაფრქვევა წინასწარ დაპროექტებული სითბოს გაფრქვევის არხების მიხედვით.

2. შევსების წებოს შერჩევა
გარდატეხის კანონის თანახმად, როდესაც სინათლე ეცემა მკვრივი გარემოდან მწირ გარემოში, სრული ემისია ხდება მაშინ, როდესაც დაცემის კუთხე აღწევს გარკვეულ მნიშვნელობას, ანუ კრიტიკულ კუთხეზე მეტს ან ტოლს. GaN ლურჯი ჩიპებისთვის GaN მასალის რეფრაქციული ინდექსი არის 2.3. ბროლის შიგნიდან ჰაერისკენ სინათლე გამოსხივებისას, გარდატეხის კანონის მიხედვით, კრიტიკული კუთხე θ 0=sin-1 (n2/n1).
მათ შორის n2 უდრის 1-ს, რაც არის ჰაერის გარდატეხის მაჩვენებელი, ხოლო n1 არის GaN-ის გარდატეხის მაჩვენებელი. აქედან გამომდინარე, კრიტიკული კუთხე θ 0 გამოითვლება დაახლოებით 25,8 გრადუსამდე. ამ შემთხვევაში, ერთადერთი შუქი, რომელიც შეიძლება გამოსხივდეს, არის სინათლე ≤ 25,8 გრადუსიანი სივრცითი მყარი კუთხით. გავრცელებული ინფორმაციით, GaN ჩიპების გარე კვანტური ეფექტურობა ამჟამად არის დაახლოებით 30%-40%. ამიტომ, ჩიპური კრისტალის შინაგანი შთანთქმის გამო, სინათლის წილი, რომელიც შეიძლება გამოვიდეს კრისტალის გარეთ, ძალიან მცირეა. გავრცელებული ინფორმაციით, GaN ჩიპების გარე კვანტური ეფექტურობა ამჟამად არის დაახლოებით 30%-40%. ანალოგიურად, ჩიპის მიერ გამოსხივებულმა შუქმა უნდა გაიაროს შესაფუთი მასალა და გადაიცეს კოსმოსში, ასევე გასათვალისწინებელია მასალის გავლენა სინათლის მოსავლის ეფექტურობაზე.
ამიტომ, LED პროდუქტის შეფუთვის სინათლის მოსავლის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, საჭიროა n2-ის მნიშვნელობის გაზრდა, ანუ შესაფუთი მასალის რეფრაქციული ინდექსის გაზრდა, რათა გაიზარდოს პროდუქტის კრიტიკული კუთხე და ამით გააუმჯობესოს პროდუქტის შეფუთვის მანათობელი ეფექტურობა. ამავდროულად, ინკაფსულაციის მასალას უნდა ჰქონდეს სინათლის ნაკლები შთანთქმა. გამოსხივებული სინათლის პროპორციის გაზრდის მიზნით, უმჯობესია შეფუთვას ჰქონდეს თაღოვანი ან ნახევარსფერული ფორმა. ამ გზით, როდესაც შუქი გამოიყოფა შესაფუთი მასალისგან ჰაერში, ის თითქმის პერპენდიკულარულია ინტერფეისის მიმართ და აღარ განიცდის სრულ არეკვლას.

3. ასახვის დამუშავება
არეკვლის დამუშავების ორი ძირითადი ასპექტია: ერთი არის ჩიპის შიგნით ასახვის დამუშავება და მეორე არის შეფუთვის მასალის მიერ სინათლის ასახვა. როგორც შიდა, ასევე გარე არეკვლის დამუშავებით, იზრდება ჩიპის შიგნიდან გამოსხივებული სინათლის წილი, ჩიპის შიგნით შეწოვა მცირდება და გაუმჯობესებულია ელექტრო LED პროდუქტების მანათობელი ეფექტურობა. შეფუთვის თვალსაზრისით, სიმძლავრის ტიპის LED-ები ჩვეულებრივ აწყობენ დენის ტიპის ჩიპებს მეტალის სამაგრებზე ან ამრეკლავი ღრუების მქონე სუბსტრატებზე. სამაგრის ტიპის ამრეკლავი ღრუ ჩვეულებრივ მოპირკეთებულია არეკვლის ეფექტის გასაუმჯობესებლად, ხოლო სუბსტრატის ტიპის ამრეკლავი ღრუ ჩვეულებრივ გაპრიალებულია და შეიძლება გაიაროს ელექტრული დამუშავება, თუ პირობები ამის საშუალებას იძლევა. თუმცა, მკურნალობის ზემოხსენებულ ორ მეთოდზე გავლენას ახდენს ობის სიზუსტე და პროცესი, და დამუშავებულ ამრეკლავ ღრუს აქვს გარკვეული არეკვლის ეფექტი, მაგრამ ეს არ არის იდეალური. ამჟამად, ჩინეთში სუბსტრატის ტიპის ამრეკლავი ღრუების წარმოებაში, პოლირების არასაკმარისი სიზუსტის ან ლითონის საფარის დაჟანგვის გამო, ასახვის ეფექტი ცუდია. ამის შედეგად ბევრი შუქი შეიწოვება ასახვის ზონაში მიღწევის შემდეგ, რომელიც არ შეიძლება აირეკლოს სინათლის გამოსხივების ზედაპირზე, როგორც მოსალოდნელია, რაც განაპირობებს სინათლის მოსავლის დაბალ ეფექტურობას საბოლოო შეფუთვის შემდეგ.

4. ფლუორესცენტური ფხვნილის შერჩევა და საფარი
თეთრი სიმძლავრის LED-სთვის, მანათობელი ეფექტურობის გაუმჯობესება ასევე დაკავშირებულია ფლუორესცენტური ფხვნილის არჩევასთან და პროცესის დამუშავებასთან. ლურჯი ჩიპების ფლუორესცენტური ფხვნილის აგზნების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, ფლუორესცენტური ფხვნილის შერჩევა უნდა იყოს შესაბამისი, მათ შორის აგზნების ტალღის სიგრძე, ნაწილაკების ზომა, აგზნების ეფექტურობა და ა.შ. მეორეც, ფლუორესცენტური ფხვნილის საფარი უნდა იყოს ერთგვაროვანი, სასურველია წებოვანი ფენის ერთიანი სისქით ჩიპის თითოეულ შუქის გამომცემ ზედაპირზე, რათა თავიდან იქნას აცილებული არათანაბარი სისქე, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ადგილობრივი სინათლის გამოსხივება და ასევე გააუმჯობესოს სინათლის წერტილის ხარისხი.

მიმოხილვა:
სითბოს გაფრქვევის კარგი დიზაინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ელექტრო LED პროდუქტების მანათობელი ეფექტურობის გაუმჯობესებაში და ასევე არის წინაპირობა პროდუქტის სიცოცხლის ხანგრძლივობისა და საიმედოობის უზრუნველსაყოფად. კარგად შემუშავებული სინათლის გამომავალი არხი, რომელიც ფოკუსირებულია სტრუქტურულ დიზაინზე, მასალის შერჩევაზე და ამრეკლავი ღრუების პროცესის დამუშავებაზე, ადჰეზივების შევსებაზე და ა.შ., შეუძლია ეფექტურად გააუმჯობესოს ენერგიის ტიპის LED-ების სინათლის აღების ეფექტურობა. სიმძლავრის ტიპის თეთრი LED-სთვის, ფლუორესცენტური ფხვნილის შერჩევა და პროცესის დიზაინი ასევე გადამწყვეტია ადგილის ზომისა და მანათობელი ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.