Baltų šviesos diodų apšvietimo pagrindinių techninių maršrutų analizė
Baltų šviesos diodų tipai: Pagrindiniai techniniai baltų šviesos diodų apšvietimo maršrutai yra: 1 mėlynas šviesos diodas + fosforo tipas; 2RGB LED tipo; 3 ultravioletiniai šviesos diodai + fosforo tipas
1. Mėlyna-LED lustas + geltonai žalias fosforo tipas apima kelių spalvų fosforo darinį
Geltonai žalias fosforo sluoksnis sugeria dalį LED lusto mėlynos šviesos, kad sukurtų fotoliuminescenciją, o kita dalis mėlynos šviesos iš LED lusto perduoda fosforo sluoksnį ir susilieja su geltonai žalia šviesa, kurią skleidžia fosforas. įvairūs erdvės taškai, o raudona, žalia ir mėlyna šviesa susimaišo ir susidaro balta šviesa; Tokiu būdu vieno iš išorinių kvantinių naudingumo koeficientų fotoliuminescencijos konversijos efektyvumo didžiausia teorinė vertė neviršys 75 %; o lusto liuminescencijos ištraukimo greitis gali siekti tik apie 70%, taigi teoriškai mėlyna šviesa yra balta. LED šviesos efektyvumas neviršys 340 Lm/W, CREE ankstesniais metais siekė 303Lm/W ir verta pasidžiaugti, jei bandymo rezultatai tikslūs.
2, raudona, žalia ir mėlyna trijų pagrindinių spalvų derinys RGB LED tipo, įskaitant RGBW-LED tipą ir kt.
R-LED (raudona) + G-LED (žalia) + B-LED (mėlyna) Trys šviesos diodai yra sujungti, o trijų pagrindinių spalvų raudona, žalia ir mėlyna šviesa tiesiogiai sumaišoma erdvėje, kad susidarytų balta šviesa. Tam, kad tokiu būdu būtų išgaunama itin efektyvi balta šviesa, visų pirma įvairių spalvų šviesos diodai, ypač žali LED, turi būti didelio efektyvumo šviesos šaltiniai, kurie iš „energinės baltos šviesos“ matomi apie 69 proc. mėlynų ir raudonų šviesos diodų efektyvumas buvo labai didelis, o vidinis kvantinis efektyvumas yra atitinkamai didesnis nei 90% ir 95%, tačiau vidinis žaliųjų šviesos diodų kvantinis efektyvumas gerokai atsilieka. Reiškinys, kad tokia GaN pagrindu veikianti LED žalia šviesa nėra efektyvi, vadinamas „žaliosios šviesos tarpeliu“. Pagrindinė priežastis yra ta, kad žalias šviesos diodas nerado savo epitaksinės medžiagos. Esamos fosforo-arseno nitrido serijos medžiagos turi mažą efektyvumą geltonai žalios spalvos spektro diapazone, o raudonos arba mėlynos šviesos epitaksinė medžiaga naudojama žaliam šviesos diodui gaminti. Esant mažesniam srovės tankiui, žalios šviesos diodai turi didesnį šviesos efektyvumą nei mėlyna + fosforo žalia šviesa, nes nėra fosforo konversijos nuostolių. Pranešama, kad esant 1 mA šviesos efektyvumas siekia 291 Lm/W. Tačiau esant didelei srovei, žalios šviesos šviesos efektas, kurį sukelia „Doop“ efektas, labai sumažėja, o padidinus srovės tankį šviesos efektas greitai nuleistas. Esant 350 mA srovei, šviesos efektyvumas yra 108 Lm/W, o esant 1 A sąlygai, šviesos efektyvumas sumažėja iki 66 Lm/W.
III grupės fosfidams šviesos spinduliavimas į žalią juostą tampa pagrindine kliūtimi medžiagų sistemai. Pakeitus AlInGaP sudėtį, jis švyti žaliai, o ne raudonai, oranžine ar geltona spalva – dėl to nepakanka nešiklio suvaržymo dėl santykinai mažo medžiagų sistemos energijos tarpo, pašalinant efektyvią spinduliavimo rekombinaciją.
Priešingai, III grupės nitridus pasiekti sunkiau, tačiau sunkumas nėra neįveikiamas. Naudojant šią sistemą, efektyvumas mažėja dėl šviesos išplitimo į žalią juostą: išorinis kvantinis efektyvumas ir elektros efektyvumo pablogėjimas. Išorinio kvantinio efektyvumo sumažėjimas atsiranda dėl to, kad žalias šviesos diodas turi aukštą tiesioginę GaN įtampą, todėl galios konversijos greitis mažėja. Antrasis trūkumas yra tas, kad didėjant įpurškimo srovės tankiui žalias šviesos diodas mažėja, o tai sulaiko nukritimo efektas. „Droop“ efektas taip pat atsiranda mėlynuose šviesos dioduose, tačiau jis yra dar svarbesnis žaliuose šviesos dioduose, todėl darbinės srovės yra mažesnės. Tačiau yra daug priežasčių, lemiančių nukritimo efektą, ne tik Augerio junginys, bet ir netinkamas išdėstymas, nešiklio perpildymas ar elektronų nutekėjimas. Pastarąjį sustiprina aukštos įtampos vidinis elektrinis laukas.
Todėl būdas pagerinti žaliųjų šviesos diodų šviesos efektyvumą: viena vertus, kaip sumažinti „Droop“ efektą esamomis epitaksinės medžiagos sąlygomis, kad būtų padidintas šviesos efektyvumas; antrasis aspektas, mėlyno šviesos diodo ir žalio fosforo fotoliuminescencijos konversija skleidžia žalią šviesą, metodas gali gauti didelio efektyvumo žalią šviesą ir teoriškai gali pasiekti didesnį nei dabartinis baltos šviesos efektas, kuris priklauso ne savaimingai žaliai šviesai, ir sumažėja spalvų grynumas, kurį sukelia spektrinis išplėtimas, o tai nepalanku ekranui, bet įprastai Nėra problemų su apšvietimu. Šiuo metodu gaunamas žalios šviesos efektas gali būti didesnis nei 340 Lm/W, tačiau sujungus baltą šviesą jis vis tiek neviršija 340 Lm/W. Trečia, toliau tyrinėkite ir suraskite savo epitaksinę medžiagą, tik tokiu būdu yra vilties, kad išgaunant daugiau žalios šviesos nei 340 Lm/w, balta šviesa kartu su raudonais, žaliais ir mėlynais trijų pagrindinių spalvų šviesos diodais gali būti didesnis nei blue chip tipo balto LED šviesos efektyvumo riba 340 Lm/W.
3.UV LED lustas + trijų pagrindinių spalvų fosforo šviesa
Pagrindinis pirmiau minėtų dviejų baltų šviesos diodų trūkumas yra netolygus šviesumo ir spalvingumo erdvinis pasiskirstymas. Ultravioletinės šviesos žmogaus akis nemato. Todėl po to, kai iš lusto išspinduliuoja ultravioletinė šviesa, ją sugeria trys pagrindinės kapsuliuojančio sluoksnio spalvos fosforai, o fosforo fotoliuminescencija paverčiama balta šviesa, kuri vėliau išspinduliuojama į erdvę. Tai didžiausias jo privalumas, kaip ir tradicinės liuminescencinės lempos, neturi erdvinių spalvų netolygumo. Tačiau teorinis ultravioletinio lusto tipo baltos šviesos diodo šviesos efektas negali būti didesnis už teorinę mėlynojo lusto tipo baltos šviesos vertę ir mažiau tikėtina, kad jis bus didesnis už RGB tipo baltos šviesos teorinę vertę. Tačiau tik sukūrus didelio efektyvumo trichromatinius fosforus, tinkamus ultravioletinių spindulių sužadinimui, galima gauti ultravioletinės šviesos tipo baltus šviesos diodus, kurie yra artimi arba net efektyvesni už dabartinius du baltus šviesos diodus. Kuo arčiau mėlynos šviesos ultravioletinių šviesos diodų, tuo galimybė Kuo didesni vidutinės ir trumposios bangos ultravioletinio tipo balti šviesos diodai, tuo labiau neįmanoma.