Τύποι λευκών LEDΟι κύριες τεχνικές οδοί χρήσης λευκών LED για φωτισμό είναι: ① Μπλε LED + τύπος φωσφόρου; ②Τύπος LED RGB; ③ LED υπεριώδους ακτινοβολίας + τύπος φωσφόρου.

1. Μπλε φως – τσιπ LED + κιτρινοπράσινος τύπος φωσφόρου, συμπεριλαμβανομένων πολύχρωμων παραγώγων φωσφόρου και άλλων τύπων.

Το κιτρινοπράσινο στρώμα φωσφόρου απορροφά μέρος του μπλε φωτός από το τσιπ LED για να παράγει φωτοφωταύγεια. Το άλλο μέρος του μπλε φωτός από το τσιπ LED μεταδίδεται μέσω του στρώματος φωσφόρου και συγχωνεύεται με το κιτρινοπράσινο φως που εκπέμπεται από τον φώσφορο σε διάφορα σημεία του χώρου. Τα κόκκινα, πράσινα και μπλε φώτα αναμειγνύονται για να σχηματίσουν λευκό φως. Σε αυτή τη μέθοδο, η υψηλότερη θεωρητική τιμή της απόδοσης μετατροπής φωτοφωταύγειας φωσφόρου, μία από τις εξωτερικές κβαντικές αποδόσεις, δεν θα υπερβαίνει το 75% και ο μέγιστος ρυθμός εξαγωγής φωτός από το τσιπ μπορεί να φτάσει μόνο περίπου το 70%. Επομένως, θεωρητικά, η μέγιστη φωτεινή απόδοση LED λευκού φωτός τύπου μπλε δεν θα υπερβαίνει τα 340 Lm/W. Τα τελευταία χρόνια, το CREE έφτασε τα 303Lm/W. Εάν τα αποτελέσματα των δοκιμών είναι ακριβή, αξίζει να γιορτάσουμε.

2. Κόκκινο, πράσινο και μπλε συνδυασμός τριών βασικών χρωμάτωνΤύποι LED RGBσυμπεριλαμβάνωΤύποι RGBW- LED, κ.λπ.

R-LED (κόκκινο) + G-LED (πράσινο) + B-LED (μπλε) τρεις δίοδοι εκπομπής φωτός συνδυάζονται μεταξύ τους και τα τρία κύρια χρώματα, κόκκινο, πράσινο και μπλε φως που εκπέμπεται, αναμειγνύονται απευθείας στο χώρο για να σχηματίσουν λευκό φως. Για να παραχθεί λευκό φως υψηλής απόδοσης με αυτόν τον τρόπο, πρώτα απ 'όλα, τα LED διαφόρων χρωμάτων, ειδικά τα πράσινα LED, πρέπει να είναι αποτελεσματικές πηγές φωτός. Αυτό μπορεί να φανεί από το γεγονός ότι το πράσινο φως αντιπροσωπεύει περίπου το 69% του «ισοενεργειακού λευκού φωτός». Προς το παρόν, η φωτεινή απόδοση των μπλε και κόκκινων LED είναι πολύ υψηλή, με εσωτερικές κβαντικές αποδόσεις που υπερβαίνουν το 90% και 95% αντίστοιχα, αλλά η εσωτερική κβαντική απόδοση των πράσινων LED υστερεί πολύ. Αυτό το φαινόμενο χαμηλής απόδοσης πράσινου φωτός των LED με βάση το GaN ονομάζεται «κενό πράσινου φωτός». Ο κύριος λόγος είναι ότι τα πράσινα LED δεν έχουν ακόμη βρει τα δικά τους επιταξιακά υλικά. Τα υπάρχοντα υλικά της σειράς νιτριδίων φωσφόρου-αρσενικού έχουν πολύ χαμηλή απόδοση στην περιοχή του κίτρινου-πράσινου φάσματος. Ωστόσο, η χρήση κόκκινων ή μπλε επιταξιακών υλικών για την κατασκευή πράσινων LED θα οδηγήσει σε υψηλότερη φωτεινή απόδοση από το μπλε + φώσφορο πράσινο φως. Αναφέρεται ότι η φωτεινή του απόδοση φτάνει τα 291Lm/W υπό συνθήκες ρεύματος 1mA. Ωστόσο, η φωτεινή απόδοση του πράσινου φωτός που προκαλείται από το φαινόμενο Droop μειώνεται σημαντικά σε μεγαλύτερα ρεύματα. Όταν η πυκνότητα ρεύματος αυξάνεται, η φωτεινή απόδοση μειώνεται γρήγορα. Σε ρεύμα 350mA, η φωτεινή απόδοση είναι 108Lm/W. Υπό συνθήκες 1A, η φωτεινή απόδοση μειώνεται στα 66Lm/W.

Για τα φωσφίδια της Ομάδας III, η εκπομπή φωτός στην πράσινη ζώνη έχει γίνει ένα θεμελιώδες εμπόδιο για τα υλικά συστήματα. Η αλλαγή της σύνθεσης του AlInGaP έτσι ώστε να εκπέμπει πράσινο αντί για κόκκινο, πορτοκαλί ή κίτρινο έχει ως αποτέλεσμα ανεπαρκή περιορισμό των φορέων λόγω του σχετικά χαμηλού ενεργειακού χάσματος του υλικού συστήματος, το οποίο αποκλείει τον αποτελεσματικό ακτινοβολικό ανασυνδυασμό.

Αντίθετα, είναι πιο δύσκολο για τα νιτρίδια III να επιτύχουν υψηλή απόδοση, αλλά οι δυσκολίες δεν είναι ανυπέρβλητες. Χρησιμοποιώντας αυτό το σύστημα, επεκτείνοντας το φως στην πράσινη ζώνη φωτός, δύο παράγοντες που θα προκαλέσουν μείωση της απόδοσης είναι: η μείωση της εξωτερικής κβαντικής απόδοσης και της ηλεκτρικής απόδοσης. Η μείωση της εξωτερικής κβαντικής απόδοσης προέρχεται από το γεγονός ότι, αν και το πράσινο ενεργειακό χάσμα είναι χαμηλότερο, τα πράσινα LED χρησιμοποιούν την υψηλή τάση ορθής κίνησης του GaN, η οποία προκαλεί μείωση του ρυθμού μετατροπής ισχύος. Το δεύτερο μειονέκτημα είναι ότι το πράσινο LED μειώνεται καθώς αυξάνεται η πυκνότητα ρεύματος έγχυσης και παγιδεύεται από το φαινόμενο droop. Το φαινόμενο Droop εμφανίζεται επίσης σε μπλε LED, αλλά η επίδρασή του είναι μεγαλύτερη σε πράσινα LED, με αποτέλεσμα χαμηλότερη συμβατική απόδοση ρεύματος λειτουργίας. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές εικασίες σχετικά με τις αιτίες του φαινομένου droop, όχι μόνο τον ανασυνδυασμό Auger - περιλαμβάνουν εξάρθρωση, υπερχείλιση φορέα ή διαρροή ηλεκτρονίων. Το τελευταίο ενισχύεται από ένα εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο υψηλής τάσης.

Επομένως, ο τρόπος βελτίωσης της απόδοσης φωτός των πράσινων LED: αφενός, μελέτη του τρόπου μείωσης του φαινομένου Droop υπό τις συνθήκες των υπαρχόντων επιταξιακών υλικών για τη βελτίωση της απόδοσης φωτός· αφετέρου, χρήση της μετατροπής φωτοφωταύγειας των μπλε LED και των πράσινων φωσφόρων για την εκπομπή πράσινου φωτός. Αυτή η μέθοδος μπορεί να επιτύχει πράσινο φως υψηλής απόδοσης, το οποίο θεωρητικά μπορεί να επιτύχει υψηλότερη απόδοση φωτός από το τρέχον λευκό φως. Είναι μη αυθόρμητο πράσινο φως και η μείωση της καθαρότητας χρώματος που προκαλείται από τη φασματική του διεύρυνση είναι δυσμενής για τις οθόνες, αλλά δεν είναι κατάλληλη για τους απλούς ανθρώπους. Δεν υπάρχει πρόβλημα για τον φωτισμό. Η απόδοση του πράσινου φωτός που επιτυγχάνεται με αυτή τη μέθοδο έχει την πιθανότητα να είναι μεγαλύτερη από 340 Lm/W, αλλά δεν θα υπερβεί τα 340 Lm/W μετά τον συνδυασμό με το λευκό φως. Τρίτον, συνεχίστε την έρευνα και βρείτε τα δικά σας επιταξιακά υλικά. Μόνο με αυτόν τον τρόπο, υπάρχει μια αχτίδα ελπίδας. Λαμβάνοντας πράσινο φως που είναι υψηλότερο από 340 Lm/w, το λευκό φως που συνδυάζεται από τα τρία κύρια LED χρώματος: κόκκινο, πράσινο και μπλε, μπορεί να είναι υψηλότερο από το όριο φωτεινής απόδοσης των 340 Lm/w των LED λευκού φωτός τύπου blue chip. W.

3. Υπεριώδης λυχνία LEDΤο τσιπ + τρία κύρια χρώματα φωσφορισμού εκπέμπουν φως.

Το κύριο εγγενές μειονέκτημα των δύο παραπάνω τύπων λευκών LED είναι η ανομοιόμορφη χωρική κατανομή φωτεινότητας και χρωματικότητας. Το υπεριώδες φως δεν μπορεί να γίνει αντιληπτό από το ανθρώπινο μάτι. Επομένως, αφού το υπεριώδες φως εξέλθει από το τσιπ, απορροφάται από τους τρεις κύριους φωσφόρους χρώματος στο στρώμα συσκευασίας και μετατρέπεται σε λευκό φως από τη φωτοφωταύγεια των φωσφόρων και στη συνέχεια εκπέμπεται στο διάστημα. Αυτό είναι το μεγαλύτερο πλεονέκτημά του, όπως και οι παραδοσιακοί λαμπτήρες φθορισμού, δεν έχει χωρική χρωματική ανομοιομορφία. Ωστόσο, η θεωρητική απόδοση φωτός των LED λευκού φωτός υπεριώδους τσιπ δεν μπορεί να είναι υψηλότερη από τη θεωρητική τιμή του λευκού φωτός μπλε τσιπ, πόσο μάλλον τη θεωρητική τιμή του λευκού φωτός RGB. Ωστόσο, μόνο μέσω της ανάπτυξης φωσφόρων υψηλής απόδοσης τριών κύριων χρωμάτων κατάλληλων για διέγερση με υπεριώδη ακτινοβολία μπορούμε να αποκτήσουμε λευκά LED υπεριώδους ακτινοβολίας που είναι κοντά ή και πιο αποτελεσματικά από τα δύο παραπάνω λευκά LED σε αυτό το στάδιο. Όσο πιο κοντά στο μπλε υπεριώδες είναι τα LED, τόσο πιο πιθανό είναι να είναι. Όσο μεγαλύτερα είναι, τόσο πιο απίθανα είναι τα λευκά LED μεσαίου και βραχέος κύματος τύπου UV.