Жарықтандыруға арналған ақ жарық диодтарының негізгі техникалық бағыттарын талдау
Ақ жарықдиодты түрлері: Жарықтандыруға арналған ақ жарықдиодты шамдардың негізгі техникалық бағыттары: 1 көк жарық диоды + фосфор түрі; 2RGB жарықдиодты түрі; 3 ультракүлгін жарықдиодты + фосфор түрі
1. Көк-жарықдиодты чип + сары-жасыл люминофор түріне көп түсті фосфор туындысы кіреді.
Сары-жасыл люминофор қабаты фотолюминесценцияны тудыру үшін жарық диодты чиптің көк сәулесінің бір бөлігін жұтады, ал жарықдиодты чиптен шыққан көк жарықтың екінші бөлігі люминофор қабатын өткізеді және фосфор шығаратын сары-жасыл жарықпен біріктіріледі. кеңістіктегі әртүрлі нүктелер және қызыл, жасыл және көк жарық араласып, ақ жарықты құрайды; Осылайша, сыртқы кванттық тиімділіктердің бірінің фотолюминесценция түрлендіру тиімділігінің ең жоғары теориялық мәні 75% аспайды; және чип люминесценциясының экстракция жылдамдығы шамамен 70% жетуі мүмкін, сондықтан теориялық тұрғыдан көк жарық ақ болып табылады. Жарық диодты шамның тиімділігі 340 лм/Вт-тан аспайды, алдыңғы жылдары CREE 303 лм/Вт-қа жетті және сынақ нәтижелері дәл болса, мерекелеуге тұрарлық.
2, қызыл, жасыл және көк үш негізгі түсті комбинациясы RGB LED түрі, соның ішінде RGBW-LED түрі және т.б.
R-LED (қызыл) + G-LED (жасыл) + B- LED (көк) Үш жарық диоды біріктіріліп, үш негізгі түстің қызыл, жасыл және көк шамдары ақ жарықты қалыптастыру үшін кеңістікте тікелей араласады. Осындай жолмен жоғары тиімді ақ жарықты шығару үшін, ең алдымен, әртүрлі түсті жарықдиодты жарықдиодтар, әсіресе жасыл жарық диодтары, «энергиялық ақ жарықтан» шамамен 69% көрінетін жоғары тиімді жарық көздері болуы керек. көк және қызыл жарық диодтарының тиімділігі өте жоғары болды, ал ішкі кванттық тиімділік сәйкесінше 90% және 95% жоғары, бірақ жасыл жарық диодтарының ішкі кванттық тиімділігі әлдеқайда артта қалды. Мұндай GaN негізіндегі жарықдиодты жасыл шам тиімді емес құбылыс «жасыл жарық аралығы» деп аталады. Оның басты себебі - жасыл жарық диоды өзіндік эпитаксиалды материалды таппаған. Қолданыстағы фосфор-мышьяк нитриді сериясының материалдарының сары-жасыл спектр диапазонында тиімділігі төмен, ал қызыл жарық немесе көк жарық эпитаксиалды материал жасыл жарықдиодты жасау үшін пайдаланылады. Төменгі ток тығыздығы жағдайында жасыл жарық диодтары көк + фосфор жасыл шамына қарағанда жоғары жарқырау тиімділігіне ие, өйткені фосфор түрлендіру жоғалмайды. Жарық тиімділігі 1 мА кезінде 291 лм/Вт жетеді деп хабарланады. Алайда Droop әсерінен туындаған жасыл жарықтың жарық әсері үлкен токта айтарлықтай төмендейді, ал ток тығыздығы жоғарылағанда жарық әсері тез төмендеді. 350 мА ток кезінде жарық тиімділігі 108 лм/Вт, ал 1 А жағдайында жарықтың тиімділігі 66 лм/Вт дейін төмендейді.
III топтағы фосфидтер үшін жасыл жолаққа жарық шығару материалдық жүйенің негізгі кедергісіне айналады. AlInGaP құрамын өзгерту оны қызыл, қызғылт сары немесе сары түстің орнына жасыл түспен жарқыратады — материалды жүйенің салыстырмалы түрде төмен энергетикалық алшақтығына байланысты тасымалдаушыны жеткіліксіз ұстауды тудырады, тиімді радиациялық рекомбинацияны жояды.
Керісінше, III топ нитридтеріне қол жеткізу қиынырақ, бірақ қиындықты жеңу мүмкін емес. Бұл жүйеде жарықтың жасыл жолаққа кеңеюіне байланысты тиімділіктің төмендеуіне әкелетін екі фактор: сыртқы кванттық тиімділік және электр тиімділігінің төмендеуі. Сыртқы кванттық тиімділіктің төмендеуі жасыл жарық диодының GaN жоғары тура кернеуіне ие болуынан туындайды, бұл қуатты түрлендіру жылдамдығының төмендеуіне әкеледі. Екінші кемшілік - инъекциялық токтың тығыздығы артқан сайын жасыл жарық диоды азаяды, ол түсу әсерінен ұсталады. Droop әсері көк жарық диодтарында да пайда болады, бірақ ол жасыл жарықдиодты шамдарда одан да маңыздырақ, нәтижесінде жұмыс токтары төмендейді. Дегенмен, құлау әсерінің себебінің көптеген себептері бар, олар тек Auger қосылысы ғана емес, сонымен қатар дұрыс емес орналасу, тасымалдаушының толып кетуі немесе электронның ағуы. Соңғысы жоғары кернеулі ішкі электр өрісімен күшейтіледі.
Сондықтан жасыл жарық диодтарының жарық тиімділігін жақсарту жолы: бір жағынан, жарық тиімділігін арттыру үшін қолданыстағы эпитаксиалды материал жағдайында Droop әсерін қалай азайтуға болады; екінші аспект, көк жарық диодты және жасыл фосфордың фотолюминесценция түрлендіруі жасыл жарық шығарады, әдіс жоғары тиімді жасыл жарықты ала алады және теориялық тұрғыдан өздігінен емес жасыл жарыққа жататын ағымдағы ақ жарық әсерінен жоғарырақ нәтижеге қол жеткізе алады, және спектрлік кеңеюден туындайтын түс тазалығы төмендейді, бұл дисплей үшін қолайсыз, бірақ қарапайым үшін Жарықтандыруда проблема жоқ. Бұл әдіспен алынған жасыл жарық әсері 340 лм/Вт-тан астам мүмкіндікке ие, бірақ ақ жарықты біріктіргеннен кейін ол бәрібір 340 лм/Вт-тан аспайды. Үшіншіден, зерттеуді жалғастырыңыз және жеке эпитаксиалды материалды табыңыз, тек осылайша, 340 Lm/w-тен көбірек жасыл жарық алу арқылы қызыл, жасыл және көк үш негізгі түсті жарықдиодты біріктірілген ақ жарық болуы мүмкін деген үміт бар. көк чип түріндегі ақ жарық диоды 340 Lm/W жарық тиімділігі шегінен жоғары.
3.UV жарықдиодты чип + үш негізгі түсті фосфор жарығы
Жоғарыда аталған екі ақ жарықдиодтың негізгі ақауы - жарықтылық пен хроматизмнің кеңістікте біркелкі таралуы. Ультракүлгін сәулелер адам көзіне көрінбейді. Сондықтан микросхемадан ультракүлгін сәуле шыққаннан кейін оны инкапсуляциялаушы қабаттың үш негізгі түсті люминесценциясы сіңіреді, ал фосфордың фотолюминесценциясы ақ жарыққа айналады, содан кейін ол кеңістікке шығарылады. Бұл оның ең үлкен артықшылығы, дәстүрлі флуоресцентті лампалар сияқты, оның кеңістіктегі түс біркелкілігі жоқ. Дегенмен, ультракүлгін чип түріндегі ақ жарық диодының теориялық жарық әсері көк чип түріндегі ақ жарықтың теориялық мәнінен жоғары болуы мүмкін емес және RGB түріндегі ақ жарықтың теориялық мәнінен жоғары болуы ықтималдығы аз. Дегенмен, ультракүлгін сәулені қоздыру үшін жарамды жоғары тиімді трихроматикалық люминофорларды жасау арқылы ғана қазіргі екі ақ жарық диодқа жақын немесе одан да тиімді ультракүлгін жарық типті ақ жарықдиодты шамдарды алуға болады. Көк жарық ультракүлгін жарықдиодты шамдарға неғұрлым жақын болса, соғұрлым мүмкіндік Орта толқынды және қысқа толқынды ультракүлгін түрдегі ақ жарықдиодты шамдар неғұрлым үлкен болса, соғұрлым мүмкін емес.