Analýza hlavních technických tras pro bílé LED pro osvětlení
Typy bílých LED: Hlavní technické cesty pro bílé LED pro osvětlení jsou: 1 modrá LED + typ fosforu; 2RGB typ LED; 3 ultrafialové LED + fosfor typu
1. Modrý-LED čip + žluto-zelený typ fosforu obsahuje vícebarevný fosforový derivát
Žlutozelená fosforová vrstva absorbuje část modrého světla LED čipu za účelem generování fotoluminiscence a druhá část modrého světla z LED čipu propouští fosforovou vrstvu a konverguje se žlutozeleným světlem vyzařovaným fosforem na různé body v prostoru a červené, zelené a modré světlo se mísí a tvoří bílé světlo; Tímto způsobem nejvyšší teoretická hodnota účinnosti konverze fotoluminiscence jedné z externích kvantových účinností nepřesáhne 75 %; a rychlost extrakce luminiscence čipu může dosáhnout pouze asi 70 %, takže teoreticky je modré světlo bílé. Světelná účinnost LED nepřesáhne 340 Lm/W, CREE dosáhla v předchozích letech 303 Lm/W a pokud jsou výsledky testů přesné, stojí za to oslavit.
2, červená, zelená a modrá kombinace tří primárních barev typu RGB LED včetně typu RGBW-LED atd.
R-LED (červená) + G-LED (zelená) + B- LED (modrá) Tři LED diody jsou zkombinovány a červené, zelené a modré světlo tří primárních barev se přímo mísí v prostoru a tvoří bílé světlo. Aby bylo možné tímto způsobem produkovat vysoce účinné bílé světlo, musí být především LED různých barev, zejména zelené LED, vysoce účinnými světelnými zdroji, které jsou z "energeticky bílého světla" viditelné asi z 69 %. účinnost modrých a červených LED je velmi vysoká a vnitřní kvantová účinnost je přes 90 % a 95 %, ale vnitřní kvantová účinnost zelených LED je daleko pozadu. Jev, že takové zelené světlo LED založené na GaN není účinné, se nazývá „mezera zeleného světla“. Hlavním důvodem je, že zelená LED nenalezla svůj vlastní epitaxní materiál. Stávající materiály řady nitridů fosforu a arsenu mají nízkou účinnost v rozsahu žlutozeleného spektra a pro výrobu zelené LED se používá epitaxní materiál s červeným nebo modrým světlem. Za podmínek nižší proudové hustoty mají zelené LED vyšší světelnou účinnost než modré + fosforově zelené světlo, protože nedochází ke ztrátě konverze fosforu. Uvádí se, že světelná účinnost dosahuje 291 Lm/W při 1 mA. Světelný efekt zeleného světla způsobený efektem Droop je však značně snížen při velkém proudu, a když se hustota proudu zvýší, světelný efekt se sníží rychle snížena. Při proudu 350 mA je světelná účinnost 108 Lm/W a při podmínce 1 A klesá světelná účinnost na 66 Lm/W.
Pro fosfidy skupiny III se vydávání světla do zeleného pásu stává základní překážkou pro materiálový systém. Změna složení AlInGaP způsobí, že bude svítit zeleně místo červené, oranžové nebo žluté, což způsobuje nedostatečné zadržení nosiče kvůli relativně nízké energetické mezeře materiálového systému, což eliminuje účinnou radiační rekombinaci.
Naproti tomu nitridy skupiny III jsou obtížněji dosažitelné, ale obtížnost není nepřekonatelná. U tohoto systému jsou dva faktory, které způsobují snížení účinnosti v důsledku rozšíření světla do zeleného pásma: externí kvantová účinnost a degradace elektrické účinnosti. Snížení externí kvantové účinnosti vyplývá ze skutečnosti, že zelená LED má vysoké dopředné napětí GaN, což způsobuje pokles konverzního poměru energie. Druhou nevýhodou je, že zelená LED se zmenšuje s rostoucí hustotou injektážního proudu, který je zachycen efektem poklesu. Droop efekt se objevuje také u modrých LED, ale ještě důležitější je u zelených LED, což má za následek nižší provozní proudy. Existuje však mnoho důvodů pro příčinu poklesu efektu, nejen Augerova sloučenina, ale také špatné umístění, přetečení nosiče nebo únik elektronů. Ten je podpořen vysokonapěťovým vnitřním elektrickým polem.
Proto způsob, jak zlepšit světelnou účinnost zelených LED: na jedné straně, jak snížit efekt Droop za stávajících podmínek epitaxního materiálu, aby se zvýšila světelná účinnost; druhý aspekt, fotoluminiscenční konverze modré LED plus zeleného fosforu vyzařuje zelené světlo, Metoda může získat vysoce účinné zelené světlo a teoreticky může dosáhnout vyššího efektu bílého světla, než je současný efekt bílého světla, který patří k nespontánnímu zelenému světlu, a snižuje se čistota barev způsobená spektrálním rozšířením, což je nevýhodné pro zobrazení, ale pro běžné Není problém s osvětlením. Efekt zeleného světla získaný touto metodou má možnost více než 340 Lm/W, ale po kombinaci bílého světla stále nepřesahuje 340 Lm/W. Za třetí, pokračujte ve výzkumu a najděte svůj vlastní epitaxní materiál, pouze tímto způsobem existuje naděje, že získáním více zeleného světla než 340 Lm/w může být bílé světlo kombinované červenými, zelenými a modrými třemi primárními barevnými LED diodami. vyšší než limit světelné účinnosti modrého čipu typu bílá LED 340 Lm/W.
3.UV LED čip + tři primární barvy fosforového světla
Hlavní inherentní vadou výše uvedených dvou bílých LED je nerovnoměrné prostorové rozložení svítivosti a chromatičnosti. Ultrafialové světlo není pro lidské oko viditelné. Po vyzáření ultrafialového světla z čipu je tedy absorbováno třemi primárními barevnými fosfory zapouzdřující vrstvy a fotoluminiscence fosforu je přeměněna na bílé světlo, které je následně emitováno do prostoru. To je jeho největší přednost, stejně jako klasické zářivky nemá prostorové barevné nerovnoměrnosti. Teoretický světelný efekt bílé LED typu ultrafialového čipu však nemůže být vyšší než teoretická hodnota bílého světla typu modrého čipu a je méně pravděpodobné, že bude vyšší než teoretická hodnota bílého světla typu RGB. Avšak pouze vývojem vysoce účinných trichromatických luminoforů vhodných pro buzení ultrafialovým světlem je možné získat bílé LED diody typu ultrafialového světla, které se blíží nebo jsou dokonce účinnější než současné dvě bílé LED. Čím blíže k modrým ultrafialovým LED diodám, možnost Čím větší jsou bílé LED diody ultrafialového typu se střední vlnou a krátkou vlnou, tím více nemožné.