ການວິເຄາະເສັ້ນທາງດ້ານວິຊາການຕົ້ນຕໍສໍາລັບ LEDs ສີຂາວສໍາລັບການເຮັດໃຫ້ມີແສງ
ປະເພດ LED ສີຂາວ: ເສັ້ນທາງດ້ານວິຊາການຕົ້ນຕໍສໍາລັບ LED ສີຂາວສໍາລັບການເຮັດໃຫ້ມີແສງແມ່ນ: 1 LED ສີຟ້າ + ປະເພດ phosphor; ປະເພດ LED 2RGB; 3 ປະເພດ LED ultraviolet + phosphor
1. ຊິບສີຟ້າ-LED + ປະເພດ phosphor ສີເຫຼືອງ-ສີຂຽວ ປະກອບມີອະນຸພັນ phosphor ຫຼາຍສີ
ຊັ້ນ phosphor ສີຂຽວສີເຫຼືອງດູດເອົາບາງສ່ວນຂອງແສງສະຫວ່າງສີຟ້າຂອງຊິບ LED ເພື່ອສ້າງ photoluminescence, ແລະອີກສ່ວນຫນຶ່ງຂອງແສງສະຫວ່າງສີຟ້າຈາກຊິບ LED ສົ່ງຊັ້ນ phosphor ແລະ converges ກັບແສງສະຫວ່າງສີເຫຼືອງສີຂຽວທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍ phosphor ທີ່. ຈຸດຕ່າງໆໃນຊ່ອງ, ແລະແສງສີແດງ, ສີຂຽວແລະສີຟ້າປະສົມກັນເພື່ອສ້າງເປັນແສງສະຫວ່າງສີຂາວ; ດ້ວຍວິທີນີ້, ມູນຄ່າທາງທິດສະດີສູງສຸດຂອງປະສິດທິພາບການແປງ photoluminescence ຂອງຫນຶ່ງໃນປະສິດທິພາບ quantum ພາຍນອກຈະບໍ່ເກີນ 75%; ແລະອັດຕາການສະກັດຂອງ chip luminescence ສາມາດບັນລຸພຽງແຕ່ປະມານ 70%, ດັ່ງນັ້ນທາງທິດສະດີ, ແສງສະຫວ່າງສີຟ້າແມ່ນສີຂາວ. ປະສິດທິພາບຂອງແສງ LED ຈະບໍ່ເກີນ 340 Lm/W, CREE ບັນລຸ 303Lm/W ໃນປີທີ່ຜ່ານມາ, ແລະມັນເປັນການຊົມເຊີຍຖ້າຫາກວ່າຜົນການທົດສອບແມ່ນຖືກຕ້ອງ.
2, ສີແດງ, ສີຂຽວແລະສີຟ້າສາມສີຕົ້ນຕໍປະສົມປະສານ RGB ປະເພດ LED ລວມທັງປະເພດ RGBW-LED, ແລະອື່ນໆ.
R-LED (ສີແດງ) + G-LED (ສີຂຽວ) + B- LED (ສີຟ້າ) ສາມ LEDs ຖືກລວມເຂົ້າກັນ, ແລະແສງສີແດງ, ສີຂຽວແລະສີຟ້າຂອງສາມສີຕົ້ນຕໍແມ່ນປະສົມໂດຍກົງໃນຊ່ອງເພື່ອສ້າງເປັນແສງສະຫວ່າງສີຂາວ. ເພື່ອຜະລິດແສງສີຂາວທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງດ້ວຍວິທີນີ້, ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, ໄຟ LED ທີ່ມີສີສັນຕ່າງໆ, ໂດຍສະເພາະ LED ສີຂຽວ, ຕ້ອງເປັນແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ, ເຊິ່ງເຫັນໄດ້ຈາກ "ແສງສີຂາວພະລັງງານ" ປະມານ 69%. ປະສິດທິພາບຂອງ LED ສີຟ້າແລະສີແດງແມ່ນສູງຫຼາຍ, ແລະປະສິດທິພາບ quantum ພາຍໃນແມ່ນຫຼາຍກວ່າ 90% ແລະ 95%, ຕາມລໍາດັບ, ແຕ່ປະສິດທິພາບ quantum ພາຍໃນຂອງ LEDs ສີຂຽວແມ່ນຢູ່ໄກຫລັງ. ປະກົດການທີ່ໄຟສີຂຽວ LED ທີ່ອີງໃສ່ GaN ດັ່ງກ່າວບໍ່ມີປະສິດທິພາບແມ່ນເອີ້ນວ່າ "ຊ່ອງຫວ່າງແສງສະຫວ່າງສີຂຽວ." ເຫດຜົນຕົ້ນຕໍແມ່ນວ່າ LED ສີຂຽວບໍ່ໄດ້ພົບເຫັນອຸປະກອນການ epitaxial ຂອງຕົນເອງ. ວັດສະດຸຊຸດ phosphorous-arsenic nitride ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວມີປະສິດທິພາບຕໍ່າໃນລະດັບ spectrum ສີຂຽວສີເຫຼືອງ, ແລະອຸປະກອນການ epitaxial ແສງສະຫວ່າງສີແດງຫຼືສີຟ້າແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ LED ສີຂຽວ. ໃນເງື່ອນໄຂຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຕ່ໍາໃນປະຈຸບັນ, LEDs ສີຂຽວມີປະສິດທິພາບການສະຫວ່າງສູງກວ່າແສງສະຫວ່າງສີຟ້າ + phosphor ສີຂຽວເນື່ອງຈາກວ່າບໍ່ມີການສູນເສຍການປ່ຽນ phosphor. ມັນໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າປະສິດທິພາບການສ່ອງແສງເຖິງ 291 Lm/W ທີ່ 1 mA. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ຜົນກະທົບຂອງແສງສະຫວ່າງສີຂຽວທີ່ເກີດຈາກຜົນກະທົບ Droop ແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນກະແສຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະໃນເວລາທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນເພີ່ມຂຶ້ນ, ຜົນກະທົບແສງສະຫວ່າງແມ່ນ. ຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາ. ຢູ່ທີ່ 350 mA, ປະສິດທິພາບການສະຫວ່າງແມ່ນ 108 Lm / W, ແລະພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງ 1 A, ປະສິດທິພາບການສະຫວ່າງຫຼຸດລົງເຖິງ 66 Lm / W.
ສໍາລັບກຸ່ມ III phosphides, ການປ່ອຍແສງສະຫວ່າງໄປສູ່ແຖບສີຂຽວກາຍເປັນອຸປະສັກພື້ນຖານຂອງລະບົບວັດສະດຸ. ການປ່ຽນແປງອົງປະກອບຂອງ AlInGaP ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນສີຂຽວແທນທີ່ຈະເປັນສີແດງ, ສີສົ້ມຫຼືສີເຫຼືອງ - ເຮັດໃຫ້ເກີດການກັກຂັງບໍ່ພຽງພໍເນື່ອງຈາກຊ່ອງຫວ່າງພະລັງງານຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາຂອງລະບົບວັດສະດຸ, ກໍາຈັດການປະສົມຮັງສີທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ກຸ່ມ III nitrides ແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍທີ່ຈະບັນລຸ, ແຕ່ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກແມ່ນບໍ່ສາມາດທົນໄດ້. ດ້ວຍລະບົບນີ້, ສອງປັດໃຈທີ່ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຫຼຸດລົງເນື່ອງຈາກການຂະຫຍາຍແສງສະຫວ່າງເຂົ້າໄປໃນແຖບສີຂຽວແມ່ນ: ປະສິດທິພາບ quantum ພາຍນອກແລະການເຊື່ອມໂຊມປະສິດທິພາບໄຟຟ້າ. ການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບ quantum ພາຍນອກເປັນຜົນມາຈາກຄວາມຈິງທີ່ວ່າ LED ສີຂຽວມີແຮງດັນສົ່ງຕໍ່ສູງຂອງ GaN, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອັດຕາການແປງພະລັງງານຫຼຸດລົງ. ຂໍ້ເສຍທີ່ສອງແມ່ນວ່າ LED ສີຂຽວຫຼຸດລົງຍ້ອນວ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການສັກຢາເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຊິ່ງຖືກຕິດຢູ່ໂດຍຜົນກະທົບຂອງການຫຼຸດລົງ. ຜົນກະທົບຂອງ Droop ຍັງປາກົດຢູ່ໃນ LEDs ສີຟ້າ, ແຕ່ມັນກໍ່ມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍໃນ LEDs ສີຂຽວ, ເຮັດໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າຕ່ໍາກວ່າ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີຫຼາຍເຫດຜົນສໍາລັບສາເຫດຂອງຜົນກະທົບ droop, ບໍ່ພຽງແຕ່ສານປະກອບ Auger, ແຕ່ຍັງ misplacement, overflow ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຫຼື electron ຮົ່ວ. ສຸດທ້າຍແມ່ນໄດ້ຮັບການປັບປຸງໂດຍພາກສະຫນາມໄຟຟ້າພາຍໃນແຮງດັນສູງ.
ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການປັບປຸງປະສິດທິພາບ luminous ຂອງ LEDs ສີຂຽວ: ໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ, ວິທີການຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບ Droop ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂອຸປະກອນການ epitaxial ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບແສງສະຫວ່າງ; ລັກສະນະທີສອງ, ການແປງ photoluminescence ຂອງ LED ສີຟ້າບວກກັບ phosphor ສີຂຽວ emits ສີຂຽວ, ວິທີການສາມາດໄດ້ຮັບແສງສະຫວ່າງສີຂຽວປະສິດທິພາບສູງ, ແລະທາງທິດສະດີສາມາດບັນລຸໄດ້ສູງກ່ວາຜົນກະທົບແສງສະຫວ່າງສີຂາວໃນປະຈຸບັນ, ຊຶ່ງເປັນຂອງແສງສະຫວ່າງສີຂຽວທີ່ບໍ່ແມ່ນ spontaneous, ແລະຄວາມບໍລິສຸດຂອງສີທີ່ເກີດມາຈາກການຂະຫຍາຍ spectral ຫຼຸດລົງ, ຊຶ່ງເປັນການບໍ່ເອື້ອອໍານວຍສໍາລັບການສະແດງ, ແຕ່ສໍາລັບການປະຊຸມສະໄຫມ, ບໍ່ມີບັນຫາກັບການ illumination. ຜົນກະທົບແສງສະຫວ່າງສີຂຽວທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍວິທີການນີ້ມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍກ່ວາ 340 Lm/W, ແຕ່ວ່າມັນຍັງບໍ່ເກີນ 340 Lm/W ຫຼັງຈາກການລວມແສງສະຫວ່າງສີຂາວ. ອັນທີສາມ, ສືບຕໍ່ຄົ້ນຄ້ວາແລະຊອກຫາວັດສະດຸ epitaxial ຂອງຕົນເອງ, ພຽງແຕ່ໃນວິທີການນີ້, ມີຄວາມຫວັງວ່າໂດຍການໄດ້ຮັບແສງສະຫວ່າງສີຂຽວຫຼາຍກ່ວາ 340 Lm / w, ແສງສະຫວ່າງສີຂາວລວມໂດຍສີແດງ, ສີຂຽວແລະສີຟ້າສາມສີຕົ້ນຕໍ LEDs ອາດຈະເປັນ. ສູງກວ່າຂີດຈຳກັດປະສິດທິພາບແສງຂອງປະເພດຊິບສີຟ້າ LED ສີຂາວ 340 Lm/W.
3.UV LED chip + ສາມສີ phosphor ຕົ້ນຕໍ
ຂໍ້ບົກພ່ອງຕົ້ນຕໍຂອງໄຟ LED ສີຂາວສອງອັນຂ້າງເທິງແມ່ນການແຜ່ກະຈາຍທາງກວ້າງຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ບໍ່ສະເຫມີພາບແລະ chromaticity. ແສງ ultraviolet ແມ່ນບໍ່ສັງເກດເຫັນກັບຕາຂອງມະນຸດ. ດັ່ງນັ້ນ, ຫຼັງຈາກແສງ ultraviolet ໄດ້ຖືກປ່ອຍອອກມາຈາກຊິບ, ມັນຖືກດູດຊຶມໂດຍສາມສີຕົ້ນຕໍຂອງ phosphors ຂອງຊັ້ນ encapsulating, ແລະ photoluminescence ຂອງ phosphor ໄດ້ຖືກປ່ຽນເປັນແສງສີຂາວ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນຖືກປ່ອຍອອກມາໃນຊ່ອງ. ນີ້ແມ່ນປະໂຫຍດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງມັນ, ຄືກັນກັບໂຄມໄຟ fluorescent ແບບດັ້ງເດີມ, ມັນບໍ່ມີສີທີ່ບໍ່ສະເຫມີພາບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຜົນກະທົບທາງທິດສະດີຂອງ chip ultraviolet ປະເພດ LED ສີຂາວບໍ່ສາມາດສູງກວ່າມູນຄ່າທາງທິດສະດີຂອງແສງສະຫວ່າງສີຂາວປະເພດ chip ສີຟ້າ, ແລະມັນເປັນໄປໄດ້ຫນ້ອຍທີ່ຈະສູງກວ່າມູນຄ່າທາງທິດສະດີຂອງແສງສີຂາວປະເພດ RGB. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນເປັນພຽງແຕ່ການພັດທະນາຂອງ phosphors trichromatic ປະສິດທິພາບສູງທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຕື່ນເຕັ້ນຂອງແສງ ultraviolet ວ່າມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໄດ້ຮັບແສງສະຫວ່າງ ultraviolet ປະເພດ LEDs ສີຂາວທີ່ຢູ່ໃກ້ຫຼືແມ້ກະທັ້ງປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາສອງ LEDs ສີຂາວໃນປະຈຸບັນ. ການໃກ້ຊິດກັບ LEDs ultraviolet ສີຟ້າອ່ອນ, ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງ LEDs ສີຂາວປະເພດ ultraviolet ຄື້ນກາງແລະຄື້ນສັ້ນແມ່ນ, ເປັນໄປບໍ່ໄດ້ຫຼາຍ.