Эффективность преобразования электрической энергии в световую в светодиодах (LED) является ключевым фактором для их производительности и долговечности. Один из наиболее значимых параметров, влияющих на эту эффективность, — коэффициент светоизвлечения. В этой статье мы рассмотрим, что такое коэффициент светоизвлечения, почему он важен и какие методы применяются для его увеличения.
Что такое коэффициент светоизвлечения?
Коэффициент светоизвлечения определяет долю света, который излучается из светодиода по отношению к общему количеству произведенного света. Теоретически, возможно извлечение 100% света, однако в современных светодиодах этот показатель составляет около 50%. Основные ограничения включают внутренние отражения на границах разделов и поглощение света внутри устройства или его корпуса.
Методы увеличения светоизвлечения
1. Инкапсуляция: Использование инкапсуляционных материалов с высоким коэффициентом преломления может уменьшить потери на границе полупроводника и воздуха. Эпоксидные герметики часто заменяются силиконовыми, которые менее подвержены деградации под воздействием высоких температур и интенсивного излучения.
2. Формирование кристалла: Определённая форма кристалла может значительно увеличить светоотдачу. Например, компания Lumileds использовала форму перевернутой пирамиды для своих красных светодиодов, что позволило достичь эффективности до 50%. Эта технология применяется в мониторах, где мелкие точки на акриле усиливают светоотдачу.
3. Текстурирование поверхности: Текстурирование поверхности светодиода способствует случайному рассеянию света, увеличивая вероятность выхода света из кристалла. Это увеличивает светоотдачу, направляя больше света в нужном направлении.
4. Фотонные кристаллы: Двумерные фотонные кристаллы могут использоваться для рассеяния волноводных мод за пределы активного слоя. Другой метод — изменение фотонной плотности состояний в активном слое, чтобы излучение светодиода было перпендикулярно его поверхности, что предотвращает внутренние отражения. Трехмерные фотонные кристаллы могут служить зеркалами с высокой отражающей способностью для светодиодов с резонансным объемом и лазеров.
5. Люминофоры с лазерной накачкой: Светодиоды с резонатором и лазеры обладают самой высокой эффективностью преобразования энергии среди всех оптоэлектронных устройств, достигая до 76% в инфракрасном диапазоне. Несмотря на высокую стоимость таких технологий, они имеют огромный потенциал для создания эффективных источников белого света.
Заключение
Повышение коэффициента светоизвлечения — это ключ к увеличению эффективности светодиодов. Современные методы, такие как инкапсуляция, формирование кристаллов, текстурирование поверхности и использование фотонных кристаллов, значительно улучшают производительность светодиодов. Будущее светодиодных технологий обещает еще большие достижения, которые сделают светодиоды основным источником света в различных областях.
Деградация https://youtu.be/
Tester - LED https://vk.com/
Комментариев нет:
Отправить комментарий