Analýza hlavných technických trás pre biele LED na osvetlenie
Typy bielych LED: Hlavné technické cesty pre biele LED na osvetlenie sú: 1 modrá LED + typ fosforu; 2RGB typ LED; 3 ultrafialové LED + fosfor typu
1. Modro-LED čip + žlto-zelený typ fosforu obsahuje viacfarebný fosforový derivát
Žltozelená fosforová vrstva absorbuje časť modrého svetla LED čipu na generovanie fotoluminiscencie a druhá časť modrého svetla z LED čipu prenáša fosforovú vrstvu a zbieha sa so žltozeleným svetlom vyžarovaným fosforom na rôzne body v priestore a červené, zelené a modré svetlo sa mieša a vytvára biele svetlo; Týmto spôsobom najvyššia teoretická hodnota účinnosti konverzie fotoluminiscencie jednej z externých kvantových účinností nepresiahne 75 %; a rýchlosť extrakcie luminiscencie čipu môže dosiahnuť len asi 70 %, takže teoreticky je modré svetlo biele. LED svetelná účinnosť nepresiahne 340 Lm/W, CREE dosiahla v predchádzajúcich rokoch 303 Lm/W a ak sú výsledky testov presné, treba to osláviť.
2, červená, zelená a modrá kombinácia troch základných farieb typu RGB LED vrátane typu RGBW-LED atď.
R-LED (červená) + G-LED (zelená) + B- LED (modrá) Tri LED diódy sú kombinované a červené, zelené a modré svetlo troch základných farieb sa priamo miešajú v priestore a vytvárajú biele svetlo. Aby bolo možné týmto spôsobom produkovať vysokoúčinné biele svetlo, musia byť v prvom rade LED rôznych farieb, najmä zelené LED diódy, vysokoúčinnými svetelnými zdrojmi, ktoré sú asi na 69 % viditeľné z „energeticky bieleho svetla“. účinnosť modrých a červených LED diód bola veľmi vysoká a vnútorná kvantová účinnosť je viac ako 90% a 95%, ale vnútorná kvantová účinnosť zelených LED je ďaleko pozadu. Fenomén, že takéto zelené svetlo LED založené na GaN nie je efektívne, sa nazýva „medzera zeleného svetla“. Hlavným dôvodom je, že zelená LED nenašla svoj vlastný epitaxiálny materiál. Existujúce materiály série nitridov fosforu a arzénu majú nízku účinnosť v rozsahu žltozeleného spektra a na výrobu zelenej LED sa používa epitaxný materiál s červeným svetlom alebo modrým svetlom. Pri nižšej prúdovej hustote majú zelené LED vyššiu svetelnú účinnosť ako modré + fosforovo zelené svetlo, pretože nedochádza k strate konverzie fosforu. Uvádza sa, že svetelná účinnosť dosahuje 291 Lm/W pri 1 mA. Svetelný efekt zeleného svetla spôsobený efektom Droop je však značne znížený pri veľkom prúde a keď sa hustota prúdu zvýši, svetelný efekt sa zníži. rýchlo znížená. Pri prúde 350 mA je svetelná účinnosť 108 Lm/W a pri podmienke 1 A klesá svetelná účinnosť na 66 Lm/W.
Pre fosfidy skupiny III sa vyžarovanie svetla do zeleného pásu stáva základnou prekážkou pre materiálový systém. Zmena zloženia AlInGaP spôsobuje, že žiari zeleno namiesto červenej, oranžovej alebo žltej, čo spôsobuje nedostatočné zadržanie nosiča v dôsledku relatívne nízkej energetickej medzery materiálového systému, čím sa eliminuje efektívna rekombinácia žiarenia.
Naproti tomu nitridy skupiny III sú ťažšie dosiahnuteľné, ale obtiažnosť nie je neprekonateľná. Pri tomto systéme sú dva faktory, ktoré spôsobujú zníženie účinnosti v dôsledku rozšírenia svetla do zeleného pásma: externá kvantová účinnosť a degradácia elektrickej účinnosti. Pokles externej kvantovej účinnosti vyplýva zo skutočnosti, že zelená LED má vysoké dopredné napätie GaN, čo spôsobuje zníženie miery konverzie energie. Druhou nevýhodou je, že zelená LED klesá so zvyšujúcou sa hustotou vstrekovacieho prúdu, ktorý je zachytený efektom poklesu. Droop efekt sa objavuje aj pri modrých LED diódach, no ešte dôležitejší je u zelených LED, čo má za následok nižšie prevádzkové prúdy. Existuje však veľa dôvodov pre príčinu poklesu efektu, nielen Augerova zlúčenina, ale aj nesprávne umiestnenie, pretečenie nosiča alebo únik elektrónov. Ten je posilnený vysokonapäťovým vnútorným elektrickým poľom.
Preto spôsob, ako zlepšiť svetelnú účinnosť zelených LED: na jednej strane, ako znížiť efekt Droop za existujúcich podmienok epitaxného materiálu, aby sa zvýšila účinnosť svetla; druhý aspekt, fotoluminiscenčná konverzia modrej LED plus zeleného fosforu vyžaruje zelené svetlo, Metóda môže získať vysokoúčinné zelené svetlo a teoreticky môže dosiahnuť vyšší ako súčasný efekt bieleho svetla, ktorý patrí k nespontánnemu zelenému svetlu, a znižuje sa čistota farieb spôsobená spektrálnym rozšírením, čo je pre zobrazenie nepriaznivé, ale pre bežné Nie je problém s osvetlením. Efekt zeleného svetla získaný touto metódou má možnosť viac ako 340 Lm/W, ale po kombinácii bieleho svetla stále nepresahuje 340 Lm/W. Po tretie, pokračujte vo výskume a nájdite svoj vlastný epitaxiálny materiál, len takto existuje nádej, že získaním väčšieho množstva zeleného svetla ako 340 Lm/w môže byť biele svetlo kombinované červenými, zelenými a modrými LED diódami primárnej farby. vyššia ako limit svetelnej účinnosti typu blue chip biela LED 340 Lm/W.
3.UV LED čip + tri primárne farebné fosforové svetlo
Hlavnou inherentnou chybou vyššie uvedených dvoch bielych LED je nerovnomerné priestorové rozloženie svietivosti a farebnosti. Ultrafialové svetlo nie je pre ľudské oko viditeľné. Preto po vyžarovaní ultrafialového svetla z čipu je absorbované tromi primárnymi farebnými fosformi zapuzdrenej vrstvy a fotoluminiscencia fosforu sa premení na biele svetlo, ktoré sa potom vyžaruje do priestoru. To je jeho najväčšia výhoda, rovnako ako klasické žiarivky nemá priestorové farebné nerovnomernosti. Teoretický svetelný efekt bielej LED typu ultrafialového čipu však nemôže byť vyšší ako teoretická hodnota bieleho svetla typu modrého čipu a je menej pravdepodobné, že bude vyšší ako teoretická hodnota bieleho svetla typu RGB. Avšak len vývojom vysokoúčinných trichromatických luminoforov vhodných na excitáciu ultrafialovým svetlom je možné získať biele LED diódy typu ultrafialového svetla, ktoré sú blízke alebo dokonca účinnejšie ako súčasné dve biele LED diódy. Čím bližšie k ultrafialovým LED diódam s modrým svetlom, možnosť Čím väčšie sú biele LED diódy ultrafialového typu so strednou a krátkou vlnou, tým je nemožnejšia.