Anàlisi de les principals vies tècniques de leds blancs per a il·luminació
Tipus de LED blanc: Les principals vies tècniques dels LED blancs per a il·luminació són: 1 LED blau + tipus fòsfor; tipus LED 2RGB; 3 LED ultraviolats + tipus fòsfor
1. Xip LED blau + tipus de fòsfor groc-verd inclou derivats de fòsfor multicolor
La capa de fòsfor groc-verd absorbeix una part de la llum blava del xip LED per generar fotoluminescència, i l'altra part de la llum blava del xip LED transmet la capa de fòsfor i convergeix amb la llum groc-verda emesa pel fòsfor a diversos punts de l'espai, i la llum vermella, verda i blava es barregen per formar llum blanca; D'aquesta manera, el valor teòric més alt de l'eficiència de conversió de fotoluminescència d'una de les eficiències quàntiques externes no superarà el 75%; i la taxa d'extracció de la luminescència del xip només pot arribar al voltant del 70%, de manera que, teòricament, la llum blava és blanca. L'eficiència de la llum LED no superarà els 340 Lm/W, CREE va arribar als 303Lm/W en anys anteriors, i val la pena celebrar-ho si els resultats de les proves són precisos.
2, vermell, verd i blau de tres combinacions de colors primaris tipus LED RGB inclòs tipus RGBW-LED, etc.
R-LED (vermell) + G-LED (verd) + B- LED (blau) Els tres LED es combinen i la llum vermella, verda i blava dels tres colors primaris es barregen directament a l'espai per formar llum blanca. Per tal de produir llum blanca d'alta eficiència d'aquesta manera, en primer lloc, els LED de diversos colors, especialment els LED verds, han de ser fonts de llum d'alta eficiència, que és visible al voltant del 69% des de la "llum blanca energètica". l'eficàcia dels LED blaus i vermells ha estat molt alta i l'eficiència quàntica interna supera el 90% i el 95%, respectivament, però l'eficiència quàntica interna dels LED verds està molt enrere. El fenomen que aquesta llum verda LED basada en GaN no és eficient s'anomena "buit de llum verda". El motiu principal és que el LED verd no ha trobat el seu propi material epitaxial. Els materials existents de la sèrie de nitrur de fòsfor i arsènic tenen una baixa eficiència en el rang de l'espectre groc-verd, i el material epitaxial de llum vermella o blava s'utilitza per fer el LED verd. En condicions de densitat de corrent més baixa, els LED verds tenen una eficàcia lluminosa més alta que la llum verda blava + fòsfor perquè no hi ha pèrdua de conversió de fòsfor. S'informa que l'eficiència lluminosa arriba als 291 Lm/W a 1 mA. No obstant això, l'efecte de llum de la llum verda causada per l'efecte Droop es redueix molt a un gran corrent, i quan augmenta la densitat de corrent, l'efecte de llum és baixada ràpidament. A un corrent de 350 mA, l'eficiència lluminosa és de 108 Lm/W, i sota la condició d'1 A, l'eficiència lluminosa baixa a 66 Lm/W.
Per als fosfurs del grup III, l'emissió de llum a la banda verda es converteix en una barrera fonamental per al sistema de materials. Canviar la composició d'AlInGaP fa que brilli en verd en comptes de vermell, taronja o groc, provocant un confinament insuficient del portador a causa de la bretxa d'energia relativament baixa del sistema de materials, eliminant la recombinació radiativa eficaç.
En canvi, els nitrurs del grup III són més difícils d'aconseguir, però la dificultat no és insuperable. Amb aquest sistema, dos factors que fan que l'eficiència disminueixi a causa de l'extensió de la llum a la banda verda són: l'eficiència quàntica externa i la degradació de l'eficiència elèctrica. La disminució de l'eficiència quàntica externa resulta del fet que el LED verd té un alt voltatge directe de GaN, que fa que la taxa de conversió d'energia disminueixi. El segon desavantatge és que el LED verd disminueix a mesura que augmenta la densitat de corrent d'injecció, que queda atrapat per l'efecte caiguda. L'efecte Droop també apareix als LED blaus, però és encara més important als LED verds, donant lloc a corrents de funcionament més baixes. Tanmateix, hi ha moltes raons per a la causa de l'efecte caiguda, no només el compost Auger, sinó també el desplaçament, el desbordament del portador o la fuita d'electrons. Aquest últim es veu potenciat per un camp elèctric intern d'alta tensió.
Per tant, la manera de millorar l'eficàcia lluminosa dels LED verds: d'una banda, com reduir l'efecte Drop en les condicions de material epitaxial existents per millorar l'eficiència de la llum; el segon aspecte, la conversió de fotoluminescència del LED blau més el fòsfor verd emet llum verda, el mètode pot obtenir llum verda d'alta eficiència i, teòricament, pot aconseguir un efecte de llum blanca més alt que l'actual, que pertany a la llum verda no espontània, i la puresa del color causada per l'ampliació espectral disminueix, cosa que és desfavorable per a la visualització, però per a la visualització normal No hi ha cap problema amb la il·luminació. L'efecte de llum verda obtingut amb aquest mètode té una possibilitat de més de 340 Lm/W, però encara no supera els 340 Lm/W després de combinar llum blanca. En tercer lloc, continuar investigant i trobant el seu propi material epitaxial, només d'aquesta manera, hi ha l'esperança que en obtenir més llum verda que 340 Lm/w, la llum blanca combinada pels tres LED de color primari vermell, verd i blau pugui ser superior al límit d'eficiència lumínica del tipus de xip blau LED blanc 340 Lm/W.
3.Xip LED UV + llum de fòsfor de tres colors primaris
El principal defecte inherent dels dos LED blancs anteriors és la distribució espacial desigual de la lluminositat i la cromaticitat. La llum ultraviolada no és visible a l'ull humà. Per tant, després que la llum ultraviolada s'emeti des del xip, és absorbida pels tres fòsfors de color primari de la capa d'encapsulació i la fotoluminescència del fòsfor es converteix en llum blanca, que després s'emet a l'espai. Aquest és el seu major avantatge, igual que les làmpades fluorescents tradicionals, no té desigualtat de color espacial. Tanmateix, l'efecte de llum teòric del LED blanc de tipus xip ultraviolat no pot ser superior al valor teòric de la llum blanca de tipus xip blau, i és menys probable que sigui superior al valor teòric de la llum blanca de tipus RGB. No obstant això, només mitjançant el desenvolupament de fòsfors tricromàtics d'alta eficiència adequats per a l'excitació de la llum ultraviolada és possible obtenir LED blancs de tipus de llum ultraviolada propers o fins i tot més eficients que els dos LED blancs actuals. Com més a prop dels LED ultraviolats de llum blava, la possibilitat Com més grans siguin els LED blancs de tipus ultraviolat d'ona mitjana i d'ona curta, més impossible.