Ανάλυση βασικών τεχνικών διαδρομών για λευκά LED για φωτισμό
Τύποι λευκών LED: Οι κύριες τεχνικές διαδρομές για λευκά LED για φωτισμό είναι: 1 μπλε LED + τύπος φωσφόρου. Τύπος LED 2RGB. 3 υπεριώδες LED + τύπου φωσφόρου
1. Τσιπ μπλε-LED + κιτρινοπράσινος τύπος φωσφόρου περιλαμβάνει πολύχρωμο παράγωγο φωσφόρου
Το κιτρινοπράσινο στρώμα φωσφόρου απορροφά ένα μέρος του μπλε φωτός του τσιπ LED για να δημιουργήσει φωτοφωταύγεια και το άλλο μέρος του μπλε φωτός από το τσιπ LED μεταδίδει το στρώμα φωσφόρου και συγκλίνει με το κιτρινοπράσινο φως που εκπέμπεται από τον φώσφορο στο διάφορα σημεία στο χώρο και το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε φως αναμειγνύονται για να σχηματίσουν λευκό φως. Με αυτόν τον τρόπο, η υψηλότερη θεωρητική τιμή της απόδοσης μετατροπής φωτοφωταύγειας μιας από τις εξωτερικές κβαντικές αποδόσεις δεν θα υπερβαίνει το 75%. και ο ρυθμός εξαγωγής της φωταύγειας του τσιπ μπορεί να φτάσει μόνο περίπου το 70%, οπότε θεωρητικά, το μπλε φως είναι λευκό. Η απόδοση φωτός LED δεν θα υπερβαίνει τα 340 Lm/W, το CREE έφτασε τα 303 Lm/W τα προηγούμενα χρόνια και αξίζει να γιορτάσουμε εάν τα αποτελέσματα των δοκιμών είναι ακριβή.
2, Κόκκινο, πράσινο και μπλε τρεις κύριοι συνδυασμοί χρωμάτων RGB τύπου LED συμπεριλαμβανομένου του τύπου RGBW-LED κ.λπ.
R-LED (κόκκινο) + G-LED (πράσινο) + B- LED (μπλε) Τα τρία LED συνδυάζονται και το κόκκινο, πράσινο και μπλε φως των τριών βασικών χρωμάτων αναμειγνύονται απευθείας στο χώρο για να σχηματίσουν λευκό φως. Προκειμένου να παραχθεί λευκό φως υψηλής απόδοσης με αυτόν τον τρόπο, πρώτα από όλα, τα LED διαφόρων χρωμάτων, ειδικά τα πράσινα LED, πρέπει να είναι πηγές φωτός υψηλής απόδοσης, το οποίο είναι περίπου 69% ορατό από το "ενεργειακό λευκό φως". η αποτελεσματικότητα των μπλε και κόκκινων LED ήταν πολύ υψηλή και η εσωτερική κβαντική απόδοση είναι πάνω από 90% και 95%, αντίστοιχα, αλλά η εσωτερική κβαντική απόδοση των πράσινων LED είναι πολύ πίσω. Το φαινόμενο ότι ένα τέτοιο πράσινο φως LED με βάση το GaN δεν είναι αποτελεσματικό ονομάζεται "κενό πράσινου φωτός". Ο κύριος λόγος είναι ότι το πράσινο LED δεν έχει βρει το δικό του επιταξιακό υλικό. Τα υπάρχοντα υλικά της σειράς νιτριδίου φωσφόρου-αρσενικού έχουν χαμηλή απόδοση στην περιοχή του κιτρινοπράσινου φάσματος και το επιταξιακό υλικό κόκκινου φωτός ή μπλε φωτός χρησιμοποιείται για την κατασκευή του πράσινου LED. Σε συνθήκες χαμηλότερης πυκνότητας ρεύματος, τα πράσινα LED έχουν υψηλότερη φωτεινή απόδοση από το μπλε + πράσινο φως του φωσφόρου λόγω της μη απώλειας μετατροπής φωσφόρου. Αναφέρεται ότι η φωτεινή απόδοση φτάνει τα 291 Lm/W στο 1 mA. Ωστόσο, η φωτεινή επίδραση του πράσινου φωτός που προκαλείται από το φαινόμενο Droop μειώνεται σημαντικά σε μεγάλο ρεύμα και όταν η πυκνότητα ρεύματος αυξάνεται, το φαινόμενο φωτός είναι χαμηλώθηκε γρήγορα. Σε ρεύμα 350 mA, η φωτεινή απόδοση είναι 108 Lm/W και υπό συνθήκες 1 A, η φωτεινή απόδοση πέφτει στα 66 Lm/W.
Για τα φωσφίδια της Ομάδας III, η εκπομπή φωτός στην πράσινη ζώνη γίνεται θεμελιώδης φραγμός στο σύστημα υλικών. Η αλλαγή της σύνθεσης του AlInGaP το κάνει να λάμπει πράσινο αντί για κόκκινο, πορτοκαλί ή κίτρινο—προκαλώντας ανεπαρκή περιορισμό του φορέα λόγω του σχετικά χαμηλού ενεργειακού κενού του συστήματος υλικού, εξαλείφοντας τον αποτελεσματικό ανασυνδυασμό ακτινοβολίας.
Αντίθετα, τα νιτρίδια της ομάδας III είναι πιο δύσκολο να επιτευχθούν, αλλά η δυσκολία δεν είναι ανυπέρβλητη. Με αυτό το σύστημα, δύο παράγοντες που προκαλούν τη μείωση της απόδοσης λόγω της επέκτασης του φωτός στην πράσινη ζώνη είναι: η εξωτερική κβαντική απόδοση και η υποβάθμιση της ηλεκτρικής απόδοσης. Η μείωση της εξωτερικής κβαντικής απόδοσης προκύπτει από το γεγονός ότι το πράσινο LED έχει υψηλή τάση προς τα εμπρός GaN, η οποία προκαλεί μείωση του ρυθμού μετατροπής ισχύος. Το δεύτερο μειονέκτημα είναι ότι το πράσινο LED μειώνεται καθώς αυξάνεται η πυκνότητα του ρεύματος έγχυσης, η οποία παγιδεύεται από το φαινόμενο της πτώσης. Το φαινόμενο Droop εμφανίζεται επίσης στα μπλε LED, αλλά είναι ακόμη πιο σημαντικό στα πράσινα LED, με αποτέλεσμα χαμηλότερα ρεύματα λειτουργίας. Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί λόγοι για την αιτία του φαινομένου πτώσης, όχι μόνο η ένωση Auger, αλλά και η λανθασμένη τοποθέτηση, η υπερχείλιση του φορέα ή η διαρροή ηλεκτρονίων. Το τελευταίο ενισχύεται από ένα εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο υψηλής τάσης.
Ως εκ τούτου, ο τρόπος για τη βελτίωση της φωτεινής αποτελεσματικότητας των πράσινων LED: από τη μία πλευρά, πώς να μειώσετε το φαινόμενο Droop υπό τις υπάρχουσες συνθήκες επιταξιακού υλικού για να βελτιώσετε την απόδοση φωτός. η δεύτερη πτυχή, η μετατροπή φωτοφωταύγειας του μπλε LED συν ο πράσινος φωσφόρος εκπέμπει πράσινο φως, Η μέθοδος μπορεί να αποκτήσει πράσινο φως υψηλής απόδοσης και θεωρητικά μπορεί να επιτύχει υψηλότερο από το τρέχον εφέ λευκού φωτός, το οποίο ανήκει στο μη αυθόρμητο πράσινο φως, και η καθαρότητα χρώματος που προκαλείται από τη φασματική διεύρυνση μειώνεται, κάτι που δεν είναι ευνοϊκό για εμφάνιση, αλλά για συνηθισμένο Δεν υπάρχει πρόβλημα με τον φωτισμό. Το φαινόμενο πράσινου φωτός που επιτυγχάνεται με αυτή τη μέθοδο έχει πιθανότητα μεγαλύτερη από 340 Lm/W, αλλά εξακολουθεί να μην υπερβαίνει τα 340 Lm/W μετά από συνδυασμό λευκού φωτός. Τρίτον, συνεχίστε να ερευνάτε και να βρίσκετε το δικό του επιταξιακό υλικό, μόνο με αυτόν τον τρόπο, υπάρχει η ελπίδα ότι αποκτώντας περισσότερο πράσινο φως από 340 Lm/w, το λευκό φως σε συνδυασμό με τα τρία κύρια χρώματα LED κόκκινου, πράσινου και μπλε μπορεί να είναι υψηλότερο από το όριο απόδοσης φωτός του λευκού LED τύπου μπλε τσιπ 340 Lm/W.
3. Τσιπ UV LED + φως φωσφόρου τριών βασικών χρωμάτων
Το κύριο εγγενές ελάττωμα των δύο παραπάνω λευκών LED είναι η ανομοιόμορφη χωρική κατανομή της φωτεινότητας και της χρωματικότητας. Το υπεριώδες φως δεν είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι. Επομένως, αφού το υπεριώδες φως εκπέμπεται από το τσιπ, απορροφάται από τους τρεις κύριους φωσφόρους χρώματος του στρώματος ενθυλάκωσης και η φωτοφωταύγεια του φωσφόρου μετατρέπεται σε λευκό φως, το οποίο στη συνέχεια εκπέμπεται στο χώρο. Αυτό είναι το μεγαλύτερο πλεονέκτημά του, όπως και οι παραδοσιακοί λαμπτήρες φθορισμού, δεν έχει χωρική χρωματική ανομοιομορφία. Ωστόσο, το θεωρητικό αποτέλεσμα φωτός του λευκού LED τύπου υπεριώδους τσιπ δεν μπορεί να είναι υψηλότερο από τη θεωρητική τιμή του λευκού φωτός τύπου μπλε τσιπ και είναι λιγότερο πιθανό να είναι υψηλότερο από τη θεωρητική τιμή του λευκού φωτός τύπου RGB. Ωστόσο, μόνο μέσω της ανάπτυξης τριχρωματικών φωσφόρων υψηλής απόδοσης, κατάλληλων για διέγερση υπεριώδους φωτός, είναι δυνατό να ληφθούν λευκά LED τύπου υπεριώδους φωτός που είναι κοντά ή ακόμα και πιο αποτελεσματικά από τα σημερινά δύο λευκά LED. Όσο πιο κοντά στις υπεριώδεις λυχνίες LED του μπλε φωτός, η δυνατότητα Όσο μεγαλύτερα είναι τα λευκά LED υπεριώδους τύπου μεσαίου και μικρού κύματος, τόσο πιο αδύνατη.