Analiza glavnih tehničkih pravaca za bijele LED diode za rasvjetu
Vrste bijelih LED dioda: Glavni tehnički pravci za bijele LED diode za rasvjetu su: 1 plava LED + tip fosfora; 2RGB tip LED; 3 ultraljubičaste LED + tip fosfora
1. Blue-LED čip + tip žuto-zelenog fosfora uključuje višebojni derivat fosfora
Žuto-zeleni fosforni sloj apsorbira dio plave svjetlosti LED čipa za stvaranje fotoluminiscencije, a drugi dio plave svjetlosti iz LED čipa prenosi fosforni sloj i konvergira sa žuto-zelenom svjetlošću koju emitira fosfor na razne točke u prostoru, a crvena, zelena i plava svjetlost se miješaju da bi oblikovala bijelu svjetlost; Na taj način najveća teorijska vrijednost učinkovitosti pretvorbe fotoluminiscencije jedne od vanjskih kvantnih učinkovitosti neće premašiti 75%; a stopa ekstrakcije luminescencije čipa može doseći samo oko 70%, tako da je teoretski plavo svjetlo bijelo. Učinkovitost LED svjetla neće premašiti 340 Lm/W, CREE je dosegao 303Lm/W prethodnih godina, a vrijedi slaviti ako su rezultati ispitivanja točni.
2, crvena, zelena i plava kombinacija tri primarne boje RGB LED tip uključujući RGBW-LED tip, itd.
R-LED (crvena) + G-LED (zelena) + B-LED (plava) Tri LED diode su kombinirane, a crveno, zeleno i plavo svjetlo tri primarne boje izravno se miješaju u prostoru da bi se stvorilo bijelo svjetlo. Kako bi se proizvela visokoučinkovita bijela svjetlost na ovaj način, prije svega, LED diode različitih boja, posebno zelene LED diode, moraju biti izvori svjetlosti visoke učinkovitosti, koja je oko 69% vidljiva iz "energetskog bijelog svjetla". Trenutno, učinkovitost plavih i crvenih LED dioda bila je vrlo visoka, a interna kvantna učinkovitost je preko 90%, odnosno 95%, ali interna kvantna učinkovitost zelenih LED dioda daleko zaostaje. Fenomen da takva LED zelena svjetlost na bazi GaN-a nije učinkovita naziva se "zeleni svjetlosni procjep". Glavni razlog je taj što zelena LED dioda nije pronašla vlastiti epitaksijalni materijal. Postojeći materijali serije fosfor-arsenik nitrid imaju nisku učinkovitost u rasponu žuto-zelenog spektra, a epitaksijalni materijal crvenog svjetla ili plavog svjetla koristi se za izradu zelene LED diode. U uvjetima niže gustoće struje, zelene LED diode imaju veću svjetlosnu učinkovitost od plave + fosforno zelene svjetlosti jer nema gubitka konverzije fosfora. Zabilježeno je da svjetlosna učinkovitost doseže 291 Lm/W pri 1 mA. Međutim, svjetlosni učinak zelenog svjetla uzrokovan Droop efektom znatno je smanjen pri velikoj struji, a kada se gustoća struje poveća, svjetlosni učinak je brzo spušten. Pri struji od 350 mA, svjetlosna učinkovitost je 108 Lm/W, a pod uvjetom od 1 A, svjetlosna učinkovitost pada na 66 Lm/W.
Za fosfide grupe III, emitiranje svjetlosti u zelenu traku postaje temeljna prepreka materijalnom sustavu. Promjena sastava AlInGaP čini da svijetli zeleno umjesto crveno, narančasto ili žuto—uzrokujući nedovoljno zadržavanje nositelja zbog relativno malog energetskog jaza materijalnog sustava, eliminirajući učinkovitu rekombinaciju zračenja.
Nasuprot tome, nitride III skupine je teže postići, ali poteškoća nije nepremostiva. S ovim sustavom, dva čimbenika koji uzrokuju smanjenje učinkovitosti zbog proširenja svjetlosti u zeleni pojas su: vanjska kvantna učinkovitost i degradacija električne učinkovitosti. Smanjenje vanjske kvantne učinkovitosti proizlazi iz činjenice da zelena LED ima visok prednji napon GaN, što uzrokuje smanjenje stope pretvorbe energije. Drugi nedostatak je da zelena LED dioda opada kako se gustoća struje ubrizgavanja povećava, što je zarobljeno droop efektom. Droop efekt također se pojavljuje kod plavih LED dioda, ali je još važniji kod zelenih LED dioda, što rezultira nižim radnim strujama. Međutim, postoje mnogi razlozi za uzrok droop efekta, ne samo Augerov spoj, već i pogrešno postavljanje, preljev nosača ili curenje elektrona. Potonji je pojačan visokonaponskim unutarnjim električnim poljem.
Stoga, način poboljšanja svjetlosne učinkovitosti zelenih LED dioda: s jedne strane, kako smanjiti Droop efekt pod postojećim uvjetima epitaksijalnog materijala kako bi se poboljšala svjetlosna učinkovitost; drugi aspekt, pretvorba fotoluminiscencije plavog LED-a plus zeleni fosfor emitira zeleno svjetlo. Metoda može dobiti visokoučinkovito zeleno svjetlo i teoretski može postići veći učinak bijelog svjetla od trenutnog, koji pripada nespontanom zelenom svjetlu, i smanjuje se čistoća boje uzrokovana spektralnim širenjem, što je nepovoljno za prikaz, ali za obični Nema problema s osvjetljenjem. Efekt zelenog svjetla dobiven ovom metodom ima mogućnost više od 340 Lm/W, ali još uvijek ne prelazi 340 Lm/W nakon kombiniranja bijelog svjetla. Treće, nastavite s istraživanjem i pronađite svoj vlastiti epitaksijalni materijal, samo na ovaj način, postoji nada da bi dobivanjem više zelene svjetlosti od 340 Lm/w, bijela svjetlost u kombinaciji s tri primarne boje crvene, zelene i plave LED diode mogla biti više od granice svjetlosne učinkovitosti bijele LED diode tipa blue chip 340 Lm/W.
3.UV LED čip + tri primarne boje fosfornog svjetla
Glavni inherentni nedostatak gornje dvije bijele LED diode je neravnomjerna prostorna raspodjela svjetline i kromatičnosti. Ultraljubičasto svjetlo nije vidljivo ljudskom oku. Stoga, nakon što se ultraljubičasto svjetlo emitira iz čipa, apsorbiraju ga tri fosfora primarne boje inkapsulirajućeg sloja, a fotoluminiscencija fosfora se pretvara u bijelo svjetlo, koje se zatim emitira u prostor. To je njezina najveća prednost, kao i tradicionalne fluorescentne svjetiljke, nema prostorne neujednačenosti boja. Međutim, teoretski svjetlosni učinak ultraljubičastog bijelog LED-a tipa čipa ne može biti veći od teorijske vrijednosti bijelog svjetla tipa plavog čipa, a manje je vjerojatno da će biti veći od teorijske vrijednosti bijelog svjetla tipa RGB. Međutim, samo kroz razvoj visokoučinkovitih trikromatskih fosfora prikladnih za pobuđivanje ultraljubičastim svjetlom moguće je dobiti bijele LED diode tipa ultraljubičastog svjetla koje su bliske ili čak učinkovitije od sadašnje dvije bijele LED diode. Što su bliže ultraljubičastim LED diodama s plavim svjetlom, mogućnost Što su srednjevalne i kratkovalne ultraljubičaste bijele LED diode veće, to je nemoguća.