Analisis laluan teknikal utama untuk LED putih untuk pencahayaan
Jenis LED Putih: Laluan teknikal utama untuk LED putih untuk pencahayaan ialah: 1 jenis LED + fosfor biru; Jenis LED 2RGB; 3 jenis LED ultraungu + fosfor
1. Cip biru-LED + jenis fosfor kuning-hijau termasuk terbitan fosfor berbilang warna
Lapisan fosfor kuning-hijau menyerap sebahagian daripada cahaya biru cip LED untuk menghasilkan photoluminescence, dan bahagian lain cahaya biru daripada cip LED menghantar lapisan fosfor dan menumpu dengan cahaya kuning-hijau yang dipancarkan oleh fosfor pada pelbagai titik dalam ruang, dan cahaya merah, hijau dan biru bercampur untuk membentuk cahaya putih; Dengan cara ini, nilai teori tertinggi kecekapan penukaran photoluminescence bagi salah satu kecekapan kuantum luaran tidak akan melebihi 75%; dan kadar pengekstrakan luminescence cip hanya boleh mencapai kira-kira 70%, jadi secara teorinya, cahaya biru berwarna putih. Kecekapan lampu LED tidak akan melebihi 340 Lm/W, CREE mencapai 303Lm/W pada tahun-tahun sebelumnya, dan patut diraikan jika keputusan ujian adalah tepat.
2, Merah, hijau dan biru tiga kombinasi warna utama jenis RGB LED termasuk jenis RGBW-LED, dsb.
R-LED (merah) + G-LED (hijau) + B- LED (biru) Ketiga-tiga LED digabungkan, dan cahaya merah, hijau dan biru daripada tiga warna utama bercampur terus dalam ruang untuk membentuk cahaya putih. Untuk menghasilkan cahaya putih berkecekapan tinggi dengan cara ini, pertama sekali, LED pelbagai warna, terutamanya LED hijau, mestilah sumber cahaya berkecekapan tinggi, iaitu kira-kira 69% boleh dilihat daripada "cahaya putih tenaga".Pada masa ini, keberkesanan LED biru dan merah sangat tinggi, dan kecekapan kuantum dalaman masing-masing melebihi 90% dan 95%, tetapi kecekapan kuantum dalaman LED hijau jauh ketinggalan. Fenomena bahawa lampu hijau LED berasaskan GaN sedemikian tidak cekap dipanggil "jurang lampu hijau." Sebab utama ialah LED hijau tidak menemui bahan epitaxial sendiri. Bahan siri fosforus-arsenik nitrida sedia ada mempunyai kecekapan rendah dalam julat spektrum kuning-hijau, dan bahan epitaxial cahaya merah atau biru digunakan untuk membuat LED hijau. Pada keadaan ketumpatan arus yang lebih rendah, LED hijau mempunyai keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi daripada cahaya biru + fosfor hijau kerana tiada kehilangan penukaran fosfor. Dilaporkan bahawa kecekapan bercahaya mencecah 291 Lm/W pada 1 mA. Walau bagaimanapun, kesan cahaya lampu hijau yang disebabkan oleh kesan Droop sangat berkurangan pada arus yang besar, dan apabila ketumpatan arus meningkat, kesan cahaya adalah diturunkan dengan cepat. Pada arus 350 mA, kecekapan bercahaya ialah 108 Lm/W, dan di bawah keadaan 1 A, kecekapan bercahaya turun kepada 66 Lm/W.
Untuk fosfida Kumpulan III, memancarkan cahaya ke jalur hijau menjadi penghalang asas kepada sistem bahan. Menukar komposisi AlInGaP menjadikannya hijau bersinar dan bukannya merah, oren atau kuning—menyebabkan kurungan pembawa yang tidak mencukupi disebabkan oleh jurang tenaga sistem bahan yang agak rendah, menghapuskan penggabungan semula sinaran yang berkesan.
Sebaliknya, nitrida Kumpulan III lebih sukar untuk dicapai, tetapi kesukaran itu tidak dapat diatasi. Dengan sistem ini, dua faktor yang menyebabkan kecekapan berkurangan akibat lanjutan cahaya ke jalur hijau ialah: kecekapan kuantum luaran dan kemerosotan kecekapan elektrik. Penurunan kecekapan kuantum luaran disebabkan oleh fakta bahawa LED hijau mempunyai voltan hadapan tinggi GaN, yang menyebabkan kadar penukaran kuasa berkurangan. Kelemahan kedua ialah LED hijau berkurangan apabila ketumpatan arus suntikan meningkat, yang terperangkap oleh kesan droop. Kesan Droop juga muncul dalam LED biru, tetapi ia lebih penting dalam LED hijau, menyebabkan arus operasi yang lebih rendah. Walau bagaimanapun, terdapat banyak sebab untuk punca kesan droop, bukan sahaja kompaun Auger, tetapi juga salah letak, limpahan pembawa atau kebocoran elektron. Yang terakhir ini dipertingkatkan oleh medan elektrik dalaman voltan tinggi.
Oleh itu, cara untuk meningkatkan keberkesanan bercahaya LED hijau: dalam satu tangan, bagaimana untuk mengurangkan kesan Droop di bawah keadaan bahan epitaxial sedia ada untuk meningkatkan kecekapan cahaya; aspek kedua, penukaran photoluminescence LED biru ditambah fosfor hijau memancarkan cahaya hijau, Kaedah ini boleh mendapatkan lampu hijau berkecekapan tinggi, dan secara teorinya boleh mencapai lebih tinggi daripada kesan cahaya putih semasa, yang dimiliki oleh lampu hijau bukan spontan, dan ketulenan warna yang disebabkan oleh pelebaran spektrum berkurangan, yang tidak sesuai untuk paparan, tetapi untuk biasa Tiada masalah dengan pencahayaan. Kesan cahaya hijau yang diperoleh melalui kaedah ini mempunyai kemungkinan lebih daripada 340 Lm/W, tetapi ia masih tidak melebihi 340 Lm/W selepas menggabungkan cahaya putih. Ketiga, teruskan menyelidik dan mencari bahan epitaxialnya sendiri, hanya Dengan cara ini, terdapat harapan bahawa dengan memperoleh lebih banyak cahaya hijau daripada 340 Lm/w, cahaya putih yang digabungkan oleh tiga LED warna utama merah, hijau dan biru mungkin lebih tinggi daripada had kecekapan cahaya jenis cip biru LED putih 340 Lm/ W.
3. Cip LED UV + tiga cahaya fosforus warna utama
Kecacatan utama yang wujud pada dua LED putih di atas ialah taburan spatial kecerahan dan kromatik yang tidak sekata. Cahaya ultraungu tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Oleh itu, selepas cahaya ultraungu dipancarkan daripada cip, ia diserap oleh tiga fosfor warna utama lapisan pembungkus, dan photoluminescence fosfor ditukar kepada cahaya putih, yang kemudiannya dipancarkan ke dalam ruang. Ini adalah kelebihan terbesarnya, sama seperti lampu pendarfluor tradisional, ia tidak mempunyai ketidaksamaan warna spatial. Walau bagaimanapun, kesan cahaya teori bagi LED putih jenis cip ultraviolet tidak boleh lebih tinggi daripada nilai teori cahaya putih jenis cip biru, dan ia berkemungkinan kecil lebih tinggi daripada nilai teori cahaya putih jenis RGB. Walau bagaimanapun, hanya melalui pembangunan fosforus trichromatik berkecekapan tinggi yang sesuai untuk pengujaan cahaya ultraungu, adalah mungkin untuk mendapatkan LED putih jenis cahaya ultraungu yang hampir atau lebih cekap daripada dua LED putih semasa. Lebih dekat dengan LED ultraungu cahaya biru, kemungkinan Semakin besar LED putih jenis ultraungu gelombang sederhana dan gelombang pendek, semakin mustahil.