Análisis de las principales rutas técnicas del LED blanco para iluminación.
Tipos de LED blancos: Las principales vías técnicas de los LED blancos para iluminación son: 1 LED azul + tipo fósforo; Tipo de LED 2RGB; 3 LED ultravioleta + tipo fósforo
1. El chip LED azul + el tipo de fósforo amarillo-verde incluye un derivado de fósforo multicolor
La capa de fósforo amarillo-verde absorbe una parte de la luz azul del chip LED para generar fotoluminiscencia, y la otra parte de la luz azul del chip LED transmite la capa de fósforo y converge con la luz amarillo-verde emitida por el fósforo en varios puntos en el espacio, y la luz roja, verde y azul se mezcla para formar luz blanca; De esta forma, el valor teórico más alto de la eficiencia de conversión de fotoluminiscencia de una de las eficiencias cuánticas externas no superará el 75%; y la tasa de extracción de la luminiscencia del chip sólo puede alcanzar aproximadamente el 70%, por lo que, en teoría, la luz azul es blanca. La eficiencia de la luz LED no superará los 340 Lm/W, CREE alcanzó los 303 Lm/W en años anteriores y vale la pena celebrar si los resultados de las pruebas son precisos.
2, tipo de LED RGB con combinación de tres colores primarios rojo, verde y azul, incluido el tipo RGBW-LED, etc.
R-LED (rojo) + G-LED (verde) + B- LED (azul) Los tres LED se combinan y la luz roja, verde y azul de los tres colores primarios se mezclan directamente en el espacio para formar luz blanca. Para producir luz blanca de alta eficiencia de esta manera, en primer lugar, los LED de varios colores, especialmente los LED verdes, deben ser fuentes de luz de alta eficiencia, que son visibles aproximadamente en un 69% desde la "luz blanca energética". la eficacia de los LED azules y rojos ha sido muy alta, y la eficiencia cuántica interna supera el 90% y el 95%, respectivamente, pero la eficiencia cuántica interna de los LED verdes está muy por detrás. El fenómeno de que la luz verde LED basada en GaN no sea eficiente se denomina "brecha de luz verde". La razón principal es que el LED verde no ha encontrado su propio material epitaxial. Los materiales existentes de la serie de nitruro de fósforo y arsénico tienen baja eficiencia en el rango del espectro amarillo-verde, y el material epitaxial de luz roja o luz azul se utiliza para fabricar el LED verde. En condiciones de densidad de corriente más baja, los LED verdes tienen una mayor eficacia luminosa que la luz azul + verde fósforo debido a que no hay pérdida por conversión de fósforo. Se informa que la eficiencia luminosa alcanza 291 Lm/W a 1 mA. Sin embargo, el efecto luminoso de la luz verde causado por el efecto Droop se reduce considerablemente con una corriente grande, y cuando se aumenta la densidad de corriente, el efecto luminoso es bajó rápidamente. Con una corriente de 350 mA, la eficiencia luminosa es de 108 Lm/W, y bajo la condición de 1 A, la eficiencia luminosa cae a 66 Lm/W.
Para los fosfuros del Grupo III, la emisión de luz a la banda verde se convierte en una barrera fundamental para el sistema material. Cambiar la composición de AlInGaP hace que brille en verde en lugar de rojo, naranja o amarillo, lo que provoca un confinamiento insuficiente del portador debido a la brecha de energía relativamente baja del sistema material, lo que elimina la recombinación radiativa efectiva.
Por el contrario, los nitruros del Grupo III son más difíciles de conseguir, pero la dificultad no es insuperable. Con este sistema, dos factores que hacen que la eficiencia disminuya debido a la extensión de la luz hacia la banda verde son: la eficiencia cuántica externa y la degradación de la eficiencia eléctrica. La disminución de la eficiencia cuántica externa se debe al hecho de que el LED verde tiene un alto voltaje directo de GaN, lo que hace que la tasa de conversión de energía disminuya. La segunda desventaja es que el LED verde disminuye a medida que aumenta la densidad de corriente de inyección, lo que queda atrapado por el efecto de caída. El efecto Droop también aparece en los LED azules, pero es aún más importante en los LED verdes, lo que resulta en corrientes de funcionamiento más bajas. Sin embargo, hay muchas razones para la causa del efecto de caída, no sólo el compuesto Auger, sino también la mala colocación, el desbordamiento del portador o la fuga de electrones. Este último se ve reforzado por un campo eléctrico interno de alto voltaje.
Por lo tanto, la forma de mejorar la eficacia luminosa de los LED verdes: por un lado, cómo reducir el efecto Droop en las condiciones del material epitaxial existente para mejorar la eficiencia de la luz; El segundo aspecto, la conversión de fotoluminiscencia del LED azul más el fósforo verde emite luz verde. El método puede obtener luz verde de alta eficiencia y, en teoría, puede lograr un efecto de luz superior al actual, que pertenece a la luz verde no espontánea. y la pureza del color causada por la ampliación espectral disminuye, lo cual es desfavorable para la visualización, pero para la iluminación normal no hay problema. El efecto de luz verde obtenido por este método tiene una posibilidad de más de 340 Lm/W, pero aún no supera los 340 Lm/W después de combinar luz blanca. En tercer lugar, continuar investigando y encontrar su propio material epitaxial, sólo que de esta manera existe la esperanza de que al obtener más luz verde que 340 Lm/w, la luz blanca combinada por los tres LED de colores primarios rojo, verde y azul pueda ser superior al límite de eficiencia lumínica del LED blanco tipo blue chip 340 Lm/ W.
3.Chip LED UV + luz de fósforo de tres colores primarios
El principal defecto inherente de los dos LED blancos anteriores es la distribución espacial desigual de la luminosidad y la cromaticidad. La luz ultravioleta no es visible para el ojo humano. Por lo tanto, después de que el chip emite la luz ultravioleta, es absorbida por los tres fósforos de colores primarios de la capa encapsulante y la fotoluminiscencia del fósforo se convierte en luz blanca, que luego se emite al espacio. Ésta es su mayor ventaja, al igual que las lámparas fluorescentes tradicionales, no tiene desigualdades espaciales de color. Sin embargo, el efecto de luz teórico del LED blanco de tipo chip ultravioleta no puede ser mayor que el valor teórico de la luz blanca de tipo chip azul, y es menos probable que sea mayor que el valor teórico de la luz blanca de tipo RGB. Sin embargo, sólo mediante el desarrollo de fósforos tricromáticos de alta eficiencia adecuados para la excitación de luz ultravioleta es posible obtener LED blancos de tipo luz ultravioleta que son cercanos o incluso más eficientes que los dos LED blancos actuales. Cuanto más cerca de los LED ultravioleta de luz azul, la posibilidad. Cuanto más grandes sean los LED blancos de tipo ultravioleta de onda media y onda corta, más imposible.