Анализ на основните технически направления за бели светодиоди за осветление
Видове бели светодиоди: Основните технически маршрути за бели светодиоди за осветление са: 1 син светодиод + тип фосфор; 2RGB LED тип; 3 ултравиолетови светодиода + тип фосфор
1. Син LED чип + тип жълто-зелен фосфор включва многоцветно производно на фосфор
Жълто-зеленият фосфорен слой абсорбира част от синята светлина на LED чипа, за да генерира фотолуминесценция, а другата част от синята светлина от LED чипа предава фосфорния слой и се събира с жълто-зелената светлина, излъчвана от фосфора при различни точки в пространството и червената, зелената и синята светлина се смесват, за да образуват бяла светлина; По този начин най-високата теоретична стойност на ефективността на преобразуване на фотолуминесценцията на една от външните квантови ефективности няма да надвишава 75%; и скоростта на извличане на луминесценцията на чипа може да достигне само около 70%, така че теоретично синята светлина е бяла. Ефективността на LED светлината няма да надвишава 340 Lm/W, CREE достигна 303Lm/W през предходните години и си струва да се отпразнуваме, ако резултатите от теста са точни.
2, червена, зелена и синя комбинация от три основни цвята RGB LED тип, включително RGBW-LED тип и др.
R-LED (червен) + G-LED (зелен) + B-LED (син) Трите светодиода се комбинират и червената, зелената и синята светлина на трите основни цвята се смесват директно в пространството, за да образуват бяла светлина. За да се произведе високоефективна бяла светлина по този начин, на първо място, светодиодите с различни цветове, особено зелените светодиоди, трябва да бъдат високоефективни източници на светлина, което е около 69% видимо от "енергийно бяла светлина". В момента, ефикасността на сините и червените светодиоди е много висока и вътрешната квантова ефективност е съответно над 90% и 95%, но вътрешната квантова ефективност на зелените светодиоди е далеч назад. Феноменът, при който такава базирана на GaN LED зелена светлина не е ефективна, се нарича "пролука в зелена светлина". Основната причина е, че зеленият светодиод не е намерил собствен епитаксиален материал. Съществуващите материали от серията фосфорно-арсенов нитрид имат ниска ефективност в диапазона на жълто-зеления спектър, а епитаксиалният материал с червена светлина или синя светлина се използва за направата на зеления светодиод. При условия на по-ниска плътност на тока зелените светодиоди имат по-висока светлинна ефективност от синята + фосфорна зелена светлина поради липсата на загуба на преобразуване на фосфора. Съобщава се, че светлинната ефективност достига 291 Lm/W при 1 mA. Въпреки това, светлинният ефект на зелената светлина, причинен от Droop ефекта, е значително намален при голям ток, а когато плътността на тока се увеличи, светлинният ефект е бързо понижени. При ток от 350 mA, светлинната ефективност е 108 Lm/W, а при условие на 1 A, светлинната ефективност пада до 66 Lm/W.
За фосфидите от група III излъчването на светлина към зелената лента се превръща в основна бариера за материалната система. Промяната на състава на AlInGaP го кара да свети в зелено вместо в червено, оранжево или жълто - причинявайки недостатъчно задържане на носителя поради относително ниската енергийна празнина на материалната система, елиминирайки ефективната радиационна рекомбинация.
За разлика от тях нитридите от група III са по-трудни за постигане, но трудността не е непреодолима. При тази система два фактора, които причиняват намаляване на ефективността поради разширяването на светлината в зелената лента, са: външна квантова ефективност и влошаване на електрическата ефективност. Намаляването на външната квантова ефективност е резултат от факта, че зеленият светодиод има високо напрежение на GaN, което води до намаляване на скоростта на преобразуване на мощността. Вторият недостатък е, че зеленият светодиод намалява с увеличаване на плътността на инжекционния ток, което се улавя от ефекта на спадане. Ефектът на Droop също се появява при сините светодиоди, но е още по-важен при зелените светодиоди, което води до по-ниски работни токове. Въпреки това има много причини за причината за ефекта на спадане, не само съединението на Оже, но също и неправилното поставяне, препълване на носител или изтичане на електрони. Последното се усилва от вътрешно електрическо поле с високо напрежение.
Следователно, начинът за подобряване на светлинната ефективност на зелените светодиоди: от една страна, как да се намали ефектът на Droop при съществуващите условия на епитаксиален материал, за да се подобри светлинната ефективност; вторият аспект, фотолуминесцентното преобразуване на синия светодиод плюс зеления фосфор излъчва зелена светлина. Методът може да получи високоефективна зелена светлина и теоретично може да постигне по-висок от текущия ефект на бяла светлина, който принадлежи към неспонтанната зелена светлина, и чистотата на цвета, причинена от спектралното разширяване, намалява, което е неблагоприятно за дисплея, но за обикновения. Няма проблем с осветяването. Ефектът на зелената светлина, получен чрез този метод, има възможност за повече от 340 Lm/W, но все пак не надвишава 340 Lm/W след комбиниране на бяла светлина. Трето, продължете да изследвате и намерете свой собствен епитаксиален материал, само че по този начин има надежда, че чрез получаване на повече зелена светлина от 340 Lm/w, бялата светлина, комбинирана от червените, зелените и сините три основни цвята LED може да бъде по-висока от границата на светлинна ефективност на бял светодиод тип син чип 340 Lm/W.
3.UV LED чип + три основни цвята фосфорна светлина
Основният присъщ дефект на горните два бели светодиода е неравномерното пространствено разпределение на осветеността и цветността. Ултравиолетовата светлина не се вижда от човешкото око. Следователно, след като ултравиолетовата светлина се излъчва от чипа, тя се абсорбира от трите основни цветни фосфора на капсулиращия слой и фотолуминесценцията на фосфора се преобразува в бяла светлина, която след това се излъчва в пространството. Това е най-голямото му предимство, подобно на традиционните луминесцентни лампи, няма пространствена цветова неравномерност. Обаче теоретичният светлинен ефект на ултравиолетовия бял светодиод от типа на чипа не може да бъде по-висок от теоретичната стойност на бялата светлина от типа на синия чип и е по-малко вероятно да бъде по-висок от теоретичната стойност на бялата светлина от типа RGB. Въпреки това, само чрез разработването на високоефективни трихроматични фосфори, подходящи за възбуждане с ултравиолетова светлина, е възможно да се получат бели светодиоди от ултравиолетова светлина, които са близки до или дори по-ефективни от настоящите два бели светодиода. Колкото по-близо до ултравиолетовите светодиоди със синя светлина, толкова по-невъзможна е възможността. Колкото по-големи са средновълновите и късовълновите ултравиолетови светодиоди тип бели.