एलईडी, जिसे चौथी पीढ़ी के प्रकाश स्रोत या हरे प्रकाश स्रोत के रूप में भी जाना जाता है, में ऊर्जा की बचत, पर्यावरण संरक्षण, लंबी उम्र और छोटे आकार की विशेषताएं हैं। इसका उपयोग विभिन्न क्षेत्रों जैसे संकेत, प्रदर्शन, सजावट, बैकलाइट, सामान्य प्रकाश व्यवस्था और शहरी रात के दृश्यों में व्यापक रूप से किया जाता है। विभिन्न उपयोग कार्यों के अनुसार, इसे पांच श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: सूचना प्रदर्शन, सिग्नल लाइट, ऑटोमोटिव प्रकाश जुड़नार, एलसीडी स्क्रीन बैकलाइट और सामान्य प्रकाश व्यवस्था।
पारंपरिक एलईडी लाइटों में अपर्याप्त चमक जैसी कमियां हैं, जो अपर्याप्त लोकप्रियता का कारण बनती हैं। पावर प्रकार की एलईडी लाइटों में उच्च चमक और लंबी सेवा जीवन जैसे फायदे हैं, लेकिन उनमें पैकेजिंग जैसी तकनीकी कठिनाइयां हैं। नीचे उन कारकों का संक्षिप्त विश्लेषण दिया गया है जो पावर प्रकार एलईडी पैकेजिंग की प्रकाश संचयन दक्षता को प्रभावित करते हैं।

1. ऊष्मा अपव्यय प्रौद्योगिकी
पीएन जंक्शनों से बने प्रकाश उत्सर्जक डायोड के लिए, जब पीएन जंक्शन के माध्यम से आगे की धारा प्रवाहित होती है, तो पीएन जंक्शन गर्मी के नुकसान का अनुभव करता है। यह ऊष्मा चिपकने वाले, इनकैप्सुलेशन सामग्री, हीट सिंक आदि के माध्यम से हवा में विकीर्ण होती है। इस प्रक्रिया के दौरान, सामग्री के प्रत्येक भाग में एक थर्मल प्रतिबाधा होती है जो गर्मी के प्रवाह को रोकती है, जिसे थर्मल प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है। थर्मल प्रतिरोध डिवाइस के आकार, संरचना और सामग्री द्वारा निर्धारित एक निश्चित मान है।
यह मानते हुए कि प्रकाश उत्सर्जक डायोड का तापीय प्रतिरोध Rth (℃/W) है और ऊष्मा अपव्यय शक्ति PD (W) है, धारा की ऊष्मा हानि के कारण PN जंक्शन के तापमान में वृद्धि होती है:
टी (℃)=Rth&TImes; पी.डी.
पीएन जंक्शन तापमान है:
TJ=TA+Rth&TImes; पी.डी.
उनमें से, टीए परिवेश का तापमान है। जंक्शन तापमान में वृद्धि के कारण, पीएन जंक्शन ल्यूमिनसेंस पुनर्संयोजन की संभावना कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश उत्सर्जक डायोड की चमक में कमी आती है। इस बीच, गर्मी के नुकसान के कारण तापमान में वृद्धि के कारण, प्रकाश उत्सर्जक डायोड की चमक अब वर्तमान के साथ आनुपातिक रूप से नहीं बढ़ेगी, जो थर्मल संतृप्ति की घटना का संकेत देती है। इसके अलावा, जैसे-जैसे जंक्शन तापमान बढ़ता है, उत्सर्जित प्रकाश की चरम तरंग दैर्ध्य भी लंबी तरंग दैर्ध्य, लगभग 0.2-0.3 एनएम/℃ की ओर स्थानांतरित हो जाएगी। नीले प्रकाश चिप्स के साथ लेपित YAG फ्लोरोसेंट पाउडर को मिलाकर प्राप्त सफेद एलईडी के लिए, नीले प्रकाश तरंग दैर्ध्य का बहाव फ्लोरोसेंट पाउडर की उत्तेजना तरंग दैर्ध्य के साथ एक बेमेल का कारण बनेगा, जिससे सफेद एलईडी की समग्र चमकदार दक्षता कम हो जाएगी और सफेद प्रकाश रंग में परिवर्तन होगा। तापमान।
पावर प्रकाश उत्सर्जक डायोड के लिए, ड्राइविंग करंट आम तौर पर कई सौ मिलीमीटर या उससे अधिक होता है, और पीएन जंक्शन का वर्तमान घनत्व बहुत अधिक होता है, इसलिए पीएन जंक्शन का तापमान वृद्धि बहुत महत्वपूर्ण है। पैकेजिंग और अनुप्रयोगों के लिए, उत्पाद के थर्मल प्रतिरोध को कैसे कम किया जाए ताकि पीएन जंक्शन द्वारा उत्पन्न गर्मी को जल्द से जल्द समाप्त किया जा सके, न केवल उत्पाद की संतृप्ति वर्तमान और चमकदार दक्षता में सुधार हो सकता है, बल्कि विश्वसनीयता भी बढ़ सकती है और उत्पाद का जीवनकाल. उत्पाद के थर्मल प्रतिरोध को कम करने के लिए, पैकेजिंग सामग्री का चयन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जिसमें हीट सिंक, चिपकने वाले आदि शामिल हैं। प्रत्येक सामग्री का थर्मल प्रतिरोध कम होना चाहिए, जिसके लिए अच्छी तापीय चालकता की आवश्यकता होती है। दूसरे, संरचनात्मक डिजाइन उचित होना चाहिए, जिसमें थर्मल चैनलों में गर्मी अपव्यय बाधाओं से बचने और आंतरिक से बाहरी परतों तक गर्मी अपव्यय सुनिश्चित करने के लिए सामग्रियों के बीच थर्मल चालकता और अच्छे थर्मल कनेक्शन के बीच निरंतर मिलान होना चाहिए। साथ ही, इस प्रक्रिया से यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि पूर्व-डिज़ाइन किए गए ताप अपव्यय चैनलों के अनुसार समय पर गर्मी का क्षय हो।

2. भरने वाले चिपकने का चयन
अपवर्तन के नियम के अनुसार, जब प्रकाश घने माध्यम से विरल माध्यम में आपतित होता है, तो पूर्ण उत्सर्जन तब होता है जब आपतित कोण एक निश्चित मान तक पहुँच जाता है, अर्थात क्रांतिक कोण से अधिक या उसके बराबर। GaN ब्लू चिप्स के लिए, GaN सामग्री का अपवर्तनांक 2.3 है। जब प्रकाश क्रिस्टल के अंदर से हवा की ओर उत्सर्जित होता है, तो अपवर्तन के नियम के अनुसार क्रांतिक कोण θ 0=sin-1 (n2/n1) होता है।
उनमें से, n2 1 के बराबर है, जो वायु का अपवर्तनांक है, और n1 GaN का अपवर्तनांक है। इसलिए, क्रांतिक कोण θ 0 की गणना लगभग 25.8 डिग्री की जाती है। इस मामले में, उत्सर्जित होने वाला एकमात्र प्रकाश ≤ 25.8 डिग्री के स्थानिक ठोस कोण के भीतर का प्रकाश है। रिपोर्ट्स के मुताबिक, GaN चिप्स की बाहरी क्वांटम दक्षता वर्तमान में लगभग 30% -40% है। इसलिए, चिप क्रिस्टल के आंतरिक अवशोषण के कारण, क्रिस्टल के बाहर उत्सर्जित होने वाले प्रकाश का अनुपात बहुत छोटा होता है। रिपोर्ट्स के मुताबिक, GaN चिप्स की बाहरी क्वांटम दक्षता वर्तमान में लगभग 30% -40% है। इसी प्रकार, चिप द्वारा उत्सर्जित प्रकाश को पैकेजिंग सामग्री से गुज़रने और अंतरिक्ष में प्रसारित करने की आवश्यकता होती है, और प्रकाश संचयन दक्षता पर सामग्री के प्रभाव पर भी विचार करने की आवश्यकता होती है।
इसलिए, एलईडी उत्पाद पैकेजिंग की प्रकाश संचयन दक्षता में सुधार करने के लिए, उत्पाद के महत्वपूर्ण कोण को बढ़ाने के लिए, पैकेजिंग सामग्री के अपवर्तक सूचकांक को बढ़ाने के लिए एन 2 के मूल्य को बढ़ाना आवश्यक है और इस प्रकार उत्पाद की पैकेजिंग चमकदार दक्षता में सुधार करें। साथ ही, एनकैप्सुलेशन सामग्री में प्रकाश का कम अवशोषण होना चाहिए। उत्सर्जित प्रकाश के अनुपात को बढ़ाने के लिए, पैकेजिंग के लिए धनुषाकार या अर्धगोलाकार आकार रखना सबसे अच्छा है। इस तरह, जब पैकेजिंग सामग्री से हवा में प्रकाश उत्सर्जित होता है, तो यह इंटरफ़ेस के लगभग लंबवत होता है और अब पूर्ण प्रतिबिंब से नहीं गुजरता है।

3. परावर्तन प्रसंस्करण
प्रतिबिंब उपचार के दो मुख्य पहलू हैं: एक चिप के अंदर प्रतिबिंब उपचार है, और दूसरा पैकेजिंग सामग्री द्वारा प्रकाश का प्रतिबिंब है। आंतरिक और बाह्य दोनों प्रतिबिंब उपचार के माध्यम से, चिप के अंदर से उत्सर्जित प्रकाश का अनुपात बढ़ जाता है, चिप के अंदर अवशोषण कम हो जाता है, और पावर एलईडी उत्पादों की चमकदार दक्षता में सुधार होता है। पैकेजिंग के संदर्भ में, पावर प्रकार के एलईडी आमतौर पर धातु ब्रैकेट या परावर्तक गुहाओं के साथ सब्सट्रेट पर पावर प्रकार के चिप्स को इकट्ठा करते हैं। ब्रैकेट प्रकार की परावर्तक गुहा को आमतौर पर परावर्तन प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए चढ़ाया जाता है, जबकि सब्सट्रेट प्रकार की परावर्तक गुहा को आमतौर पर पॉलिश किया जाता है और यदि स्थिति अनुमति देती है तो इलेक्ट्रोप्लेटिंग उपचार से गुजरना पड़ सकता है। हालाँकि, उपरोक्त दो उपचार विधियाँ मोल्ड सटीकता और प्रक्रिया से प्रभावित होती हैं, और संसाधित परावर्तक गुहा में एक निश्चित प्रतिबिंब प्रभाव होता है, लेकिन यह आदर्श नहीं है। वर्तमान में, चीन में सब्सट्रेट प्रकार परावर्तक गुहाओं के उत्पादन में, अपर्याप्त पॉलिशिंग सटीकता या धातु कोटिंग्स के ऑक्सीकरण के कारण, प्रतिबिंब प्रभाव खराब है। इसके परिणामस्वरूप परावर्तन क्षेत्र में पहुंचने के बाद बहुत अधिक प्रकाश अवशोषित हो जाता है, जिसे उम्मीद के मुताबिक प्रकाश उत्सर्जक सतह पर परावर्तित नहीं किया जा सकता है, जिससे अंतिम पैकेजिंग के बाद प्रकाश संचयन दक्षता कम हो जाती है।

4. फ्लोरोसेंट पाउडर का चयन और कोटिंग
सफेद पावर एलईडी के लिए, चमकदार दक्षता में सुधार फ्लोरोसेंट पाउडर के चयन और प्रक्रिया उपचार से भी संबंधित है। नीले चिप्स के फ्लोरोसेंट पाउडर उत्तेजना की दक्षता में सुधार करने के लिए, फ्लोरोसेंट पाउडर का चयन उचित होना चाहिए, जिसमें उत्तेजना तरंग दैर्ध्य, कण आकार, उत्तेजना दक्षता आदि शामिल है, और विभिन्न प्रदर्शन कारकों पर विचार करने के लिए व्यापक मूल्यांकन किया जाना चाहिए। दूसरे, फ्लोरोसेंट पाउडर की कोटिंग एक समान होनी चाहिए, अधिमानतः चिप की प्रत्येक प्रकाश उत्सर्जक सतह पर चिपकने वाली परत की एक समान मोटाई के साथ, असमान मोटाई से बचने के लिए जिससे स्थानीय प्रकाश उत्सर्जित होने में असमर्थ हो सकता है, और इसमें सुधार भी हो सकता है। प्रकाश स्थान की गुणवत्ता.

अवलोकन:
अच्छा ताप अपव्यय डिज़ाइन पावर एलईडी उत्पादों की चमकदार दक्षता में सुधार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और उत्पाद के जीवनकाल और विश्वसनीयता को सुनिश्चित करने के लिए भी एक शर्त है। एक अच्छी तरह से डिजाइन किया गया प्रकाश आउटपुट चैनल, संरचनात्मक डिजाइन, सामग्री चयन और परावर्तक गुहाओं के प्रक्रिया उपचार, चिपकने वाले भरने आदि पर ध्यान देने के साथ, पावर प्रकार एलईडी की प्रकाश संचयन दक्षता में प्रभावी ढंग से सुधार कर सकता है। पावर प्रकार की सफेद एलईडी के लिए, स्पॉट आकार और चमकदार दक्षता में सुधार के लिए फ्लोरोसेंट पाउडर और प्रक्रिया डिजाइन का चयन भी महत्वपूर्ण है।