Analiza principalelor trasee tehnice pentru LED-urile albe pentru iluminat
Tipuri de LED-uri albe: Principalele trasee tehnice pentru LED-urile albe pentru iluminat sunt: 1 LED albastru + tip fosfor; tip LED 2RGB; 3 LED-uri ultraviolete + tip fosfor
1. Cipul cu LED albastru + tipul de fosfor galben-verde include derivat de fosfor multicolor
Stratul de fosfor galben-verde absoarbe o parte din lumina albastră a cipului LED pentru a genera fotoluminiscență, iar cealaltă parte a luminii albastre de la cip-ul LED transmite stratul de fosfor și converge cu lumina galben-verde emisă de fosfor la diferite puncte din spațiu, iar lumina roșie, verde și albastră se amestecă pentru a forma lumină albă; În acest fel, cea mai mare valoare teoretică a eficienței de conversie a fotoluminiscenței a uneia dintre eficiențele cuantice externe nu va depăși 75%; iar rata de extracție a luminiscenței cipului poate ajunge doar la aproximativ 70%, deci teoretic, lumina albastră este albă. Eficiența luminii LED nu va depăși 340 Lm/W, CREE a ajuns la 303Lm/W în anii anteriori și merită sărbătorit dacă rezultatele testelor sunt corecte.
2, roșu, verde și albastru combinație de trei culori primare tip LED RGB, inclusiv tip RGBW-LED etc.
R-LED (roșu) + G-LED (verde) + B- LED (albastru) Cele trei LED-uri sunt combinate, iar lumina roșie, verde și albastră a celor trei culori primare sunt amestecate direct în spațiu pentru a forma lumină albă. Pentru a produce în acest fel lumină albă de înaltă eficiență, în primul rând, LED-urile de diferite culori, în special LED-urile verzi, trebuie să fie surse de lumină de înaltă eficiență, care este vizibilă în aproximativ 69% din „lumina albă energetică”. În prezent, eficacitatea LED-urilor albastre și roșii a fost foarte mare, iar eficiența cuantică internă este de peste 90%, respectiv 95%, dar eficiența cuantică internă a LED-urilor verzi este cu mult în urmă. Fenomenul conform căruia o astfel de lumină verde LED pe bază de GaN nu este eficientă se numește „decalaj de lumină verde”. Motivul principal este că LED-ul verde nu și-a găsit propriul material epitaxial. Materialele existente din seria fosfor-nitrură de arsen au o eficiență scăzută în intervalul de spectru galben-verde, iar materialul epitaxial cu lumină roșie sau cu lumină albastră este utilizat pentru a face LED-ul verde. În condiții de densitate de curent mai scăzută, LED-urile verzi au o eficiență luminoasă mai mare decât lumina albastră + verde fosfor din cauza lipsei de conversie a fosforului. Se raportează că eficiența luminoasă ajunge la 291 Lm/W la 1 mA. Cu toate acestea, efectul de lumină al luminii verzi cauzat de efectul Drop este mult redus la un curent mare, iar atunci când densitatea curentului este crescută, efectul luminii este coborât rapid. La un curent de 350 mA, randamentul luminos este de 108 Lm/W, iar in conditia de 1 A randamentul luminos scade la 66 Lm/W.
Pentru fosfurile din grupa III, emiterea de lumină către banda verde devine o barieră fundamentală pentru sistemul material. Schimbarea compoziției AlInGaP îl face să strălucească în verde în loc de roșu, portocaliu sau galben - cauzând limitarea insuficientă a purtătorului din cauza decalajului de energie relativ scăzut al sistemului material, eliminând recombinarea radiativă eficientă.
În schimb, nitrururile din grupa III sunt mai greu de realizat, dar dificultatea nu este de nedepășit. Cu acest sistem, doi factori care fac ca eficiența să scadă din cauza extinderii luminii în banda verde sunt: eficiența cuantică externă și degradarea eficienței electrice. Scăderea eficienței cuantice externe rezultă din faptul că LED-ul verde are o tensiune directă ridicată de GaN, ceea ce face ca rata de conversie a puterii să scadă. Al doilea dezavantaj este că LED-ul verde scade pe măsură ce densitatea curentului de injecție crește, care este prins de efectul de cădere. Efectul Drop apare și în LED-urile albastre, dar este și mai important în LED-urile verzi, rezultând curenți de funcționare mai mici. Cu toate acestea, există multe motive pentru cauza efectului de cădere, nu numai compusul Auger, ci și deplasarea greșită, debordarea purtătorului sau scurgerea de electroni. Acesta din urmă este sporit de un câmp electric intern de înaltă tensiune.
Prin urmare, modalitatea de îmbunătățire a eficienței luminoase a LED-urilor verzi: pe de o parte, cum să reduceți efectul Drop în condițiile existente ale materialului epitaxial pentru a îmbunătăți eficiența luminii; al doilea aspect, conversia fotoluminiscenței LED-ului albastru plus fosforul verde emite lumină verde, metoda poate obține lumină verde de înaltă eficiență și, teoretic, poate obține un efect mai mare decât efectul actual al luminii albe, care aparține luminii verzi nespontane, iar puritatea culorii cauzată de lărgirea spectrală scade, ceea ce este nefavorabil pentru afișare, dar pentru obișnuit Nu există nicio problemă cu iluminarea. Efectul de lumină verde obținut prin această metodă are o posibilitate de peste 340 Lm/W, dar tot nu depășește 340 Lm/W după combinarea luminii albe. În al treilea rând, continuați să cercetați și să găsiți propriul material epitaxial, doar că în acest fel, există speranța că, obținând mai multă lumină verde de 340 Lm/w, lumina albă combinată cu LED-urile cu trei culori primare roșu, verde și albastru poate fi mai mare decât limita de eficiență luminoasă a LED-ului alb de tip blue chip 340 Lm/ W.
3.Cip LED UV + lumină fosfor în trei culori primare
Principalul defect inerent al celor două LED-uri albe de mai sus este distribuția spațială neuniformă a luminozității și cromaticității. Lumina ultravioletă nu este vizibilă pentru ochiul uman. Prin urmare, după ce lumina ultravioletă este emisă de cip, aceasta este absorbită de cei trei fosfori de culoare primară ai stratului de încapsulare, iar fotoluminiscența fosforului este transformată în lumină albă, care este apoi emisă în spațiu. Acesta este cel mai mare avantaj al său, la fel ca lămpile fluorescente tradiționale, nu are neuniformitate spațială a culorii. Cu toate acestea, efectul de lumină teoretic al LED-ului alb de tip cip ultraviolet nu poate fi mai mare decât valoarea teoretică a luminii albe de tip cip albastru și este mai puțin probabil să fie mai mare decât valoarea teoretică a luminii albe de tip RGB. Cu toate acestea, doar prin dezvoltarea fosforilor tricromatici de înaltă eficiență, potriviti pentru excitarea luminii ultraviolete, este posibil să se obțină LED-uri albe de tipul luminii ultraviolete care sunt apropiate sau chiar mai eficiente decât cele două LED-uri albe actuale. Cu cât sunt mai aproape de LED-urile ultraviolete cu lumină albastră, posibilitatea Cu cât LED-urile albe de tip ultraviolet cu unde medie și unde scurte sunt mai mari, cu atât mai imposibil.