жарыктандыруу үчүн ак LED негизги техникалык маршруттарды талдоо
Ак LED түрлөрү: жарыктандыруу үчүн ак LED үчүн негизги техникалык жолдор болуп саналат: 1 көк LED + phosphor түрү; 2RGB LED түрү; 3 ультрафиолет LED + phosphor түрү
1. Көк-LED чип + сары-жашыл phosphor түрү көп түстүү phosphor туунду камтыйт
Сары-жашыл фосфор катмары фотолюминесценцияны пайда кылуу үчүн LED чипинин көк жарыгынын бир бөлүгүн өзүнө сиңирип алат, ал эми LED чипинен чыккан көк жарыктын экинчи бөлүгү фосфор катмарын өткөрүп, люминофор чыгарган сары-жашыл жарыкка жакындайт. мейкиндиктин ар кандай чекиттери жана кызыл, жашыл жана көк жарык аралашып, ак жарыкты пайда кылат; Мына ушундай жол менен тышкы кванттык эффективдүүлүктүн биринин фотолюминесценциянын конвертациясынын эффективдүүлүгүнүн эң жогорку теориялык мааниси 75% дан ашпайт; жана чип люминесценциясын алуу ылдамдыгы болжол менен 70% га гана жетиши мүмкүн, ошондуктан теориялык жактан алганда, көк жарык ак болуп саналат. LED жарык натыйжалуулугу 340 Lm / W ашпайт, CREE өткөн жылдарда 303Lm / W жеткен, жана сыноонун натыйжалары так болсо, майрамдоо керек.
2, Кызыл, жашыл жана көк үч негизги түс айкалышы RGB LED түрү, анын ичинде RGBW-LED түрү, ж.б.
R-LED (кызыл) + G-LED (жашыл) + B- LED (көк) Үч LED бириктирилип, үч негизги түстөгү кызыл, жашыл жана көк жарык мейкиндикте түз аралашып, ак жарыкты пайда кылат. Мындай жол менен жогорку эффективдүү ак жарыкты өндүрүү үчүн, биринчи кезекте, ар кандай түстөгү, өзгөчө жашыл диоддор, жогорку эффективдүү жарык булактары болушу керек, бул болжол менен 69% "энергетикалык ак жарыктан" көрүнүп турат. көк жана кызыл диоддордун эффективдүүлүгү абдан жогору болгон жана ички кванттык эффективдүүлүк тиешелүүлүгүнө жараша 90% жана 95% дан жогору, бирок жашыл диоддордун ички кванттык эффективдүүлүгү алда канча артта. Мындай GaN негизиндеги LED жашыл жарык эффективдүү эмес көрүнүш "жашыл жарык боштугу" деп аталат. Негизги себеби жашыл светодиод өзүнүн эпитаксиалдык материалын таба элек. Учурдагы phosphorous-мышьяк нитридинин сериясындагы материалдар сары-жашыл спектр диапазонунда төмөн эффективдүүлүккө ээ, ал эми кызыл жарык же көк жарык эпитаксиалдык материал жашыл диодду жасоо үчүн колдонулат. Төмөнкү учурдагы тыгыздык шарттарында жашыл диоддор көк + phosphor жашыл жарыкка караганда көбүрөөк жарык берүүчү эффективдүүлүккө ээ, анткени фосфордун конверсиясы жоголбойт. Бул жарык натыйжалуулугу 1 mA 291 Lm / W жетет деп билдирди. Бирок, Droop таасири менен шартталган жашыл жарык жарык таасири абдан чоң ток азаят, ал эми учурдагы тыгыздыгы көбөйүп, жарык таасири болуп саналат тез төмөндөйт. 350 мА токтун учурунда жарыктын эффективдүүлүгү 108 лм/Вт, ал эми 1 А шартында жарыктын эффективдүүлүгү 66 лм/Вт чейин төмөндөйт.
III группадагы фосфиддер үчүн жашыл тилкеге жарык чыгаруу материалдык система үчүн негизги тоскоолдук болуп калат. AlInGaP курамын өзгөртүү аны кызыл, кызгылт сары же сары эмес, жашыл түстө күйгүзөт — материалдык системанын салыштырмалуу аз энергия боштугунан улам алып жүрүүчүнүн жетишсиздигине алып келет, эффективдүү радиациялык рекомбинацияны жок кылат.
Ал эми III группадагы нитриддерге жетүү кыйыныраак, бирок кыйынчылыкты жеңүү мүмкүн эмес. Бул система менен жарыктын жашыл тилкеге кеңейишинен улам эффективдүүлүктү төмөндөтүүчү эки фактор: тышкы кванттык эффективдүүлүк жана электр эффективдүүлүгүнүн начарлашы. Тышкы кванттык эффективдүүлүктүн төмөндөшү жашыл диоддун GaN жогорку алдыга чыңалуусуна ээ болгондугунан келип чыгат, бул кубаттуулукту өзгөртүү ылдамдыгын төмөндөтөт. Экинчи жетишпеген жагы, жашыл диоддун инъекциялык токтун тыгыздыгы жогорулаган сайын азаят, ал түшүү эффектиси менен кармалат. Droop эффектиси көк диоддордо да пайда болот, бирок ал жашыл диоддордо андан да маанилүү, натыйжада иштөө агымдары төмөндөйт. Бирок, бир гана Auger кошулмасы эмес, ошондой эле туура эмес жайгаштыруу, ташуучу ашыкча же электрон агып, droop эффектинин себеби үчүн көптөгөн себептер бар. Акыркысы жогорку чыңалуудагы ички электр талаасы менен күчөтүлгөн.
Ошондуктан, жашыл LED жарык натыйжалуулугун жогорулатуу жолу: бир жагынан, жарык натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн учурдагы epitaxial материалдык шарттарда Droop таасирин азайтуу үчүн; экинчи аспект, көк LED плюс жашыл фосфордун фотолюминесценция конверсиясы жашыл жарыкты чыгарат, бул ыкма жогорку эффективдүү жашыл жарыкты ала алат жана теориялык жактан стихиялуу эмес жашыл жарыкка таандык болгон учурдагы ак жарык эффектинен жогорураак натыйжага жетише алат, жана спектрдик кеңейүүдөн пайда болгон түс тазалыгы төмөндөйт, бул дисплей үчүн жагымсыз, бирок жөнөкөй үчүн жарыктандыруу менен эч кандай көйгөй жок. Бул ыкма менен алынган жашыл жарык эффекти 340 Lm/W ашык мүмкүнчүлүгү бар, бирок ал дагы эле ак жарыкты бириктиргенден кийин 340 Lm/W ашпайт. Үчүнчүдөн, изилдөөнү улантыңыз жана өзүнүн эпитаксиалдык материалын табыңыз, ушундай жол менен, 340 Lm/w караганда көбүрөөк жашыл жарыкты алуу менен, ак жарык кызыл, жашыл жана көк үч негизги түстүү светодиоддор менен бириктирилиши мүмкүн деген үмүт бар. көк чип түрү ак LED 340 Lm / W жарык натыйжалуулугун чегинен жогору.
3.UV LED чип + үч негизги түстүү Phosphor жарык
Жогорудагы эки ак светодиоддун негизги мүнөздүү кемчилиги - жарыктын жана түстүүлүктүн мейкиндикте бирдей эмес бөлүштүрүлүшү. Ультрафиолет нурлары адамдын көзүнө көрүнбөйт. Ошондуктан чиптен ультрафиолет нуру чыккандан кийин аны капсулалоочу катмардын үч негизги түстүү люминесценциясы сиңирип алат да, фосфордун фотолюминесценциясы ак жарыкка айланат да, ал мейкиндикке чыгат. Бул анын эң чоң артыкчылыгы, салттуу флуоресценттик лампалар сыяктуу эле, мейкиндик түсүнүн тегиз эместиги жок. Бирок, ультра кызгылт көк чип тибиндеги ак LEDдин теориялык жарык эффектиси көк чип түрүндөгү ак жарыктын теориялык маанисинен жогору болушу мүмкүн эмес жана RGB тибиндеги ак жарыктын теориялык маанисинен жогору болушу мүмкүн эмес. Бирок, ультрафиолет нурун дүүлүктүрүү үчүн жарактуу жогорку эффективдүү трихроматикалык люминофорлорду иштеп чыгуу аркылуу гана азыркы эки ак диодго жакын же андан да эффективдүү болгон ультра кызгылт көк жарык тибиндеги ак диоддорду алууга болот. Көк жарык ультра кызгылт көк жарык диоддоруна канчалык жакын болсо, ошончолук мүмкүнчүлүк Орто толкундуу жана кыска толкундуу ультрафиолет түрүндөгү ак диоддор канчалык чоң болсо, ошончолук мүмкүн эмес.