Uchambuzi wa njia kuu za kiufundi za LED nyeupe kwa taa
Aina nyeupe za LED: Njia kuu za kiufundi za LED nyeupe kwa taa ni: 1 bluu LED + aina ya phosphor; 2RGB aina ya LED; 3 ultraviolet LED + aina ya fosforasi
1. Chip ya Bluu-LED + aina ya fosforasi ya manjano-kijani inajumuisha derivative ya fosforasi ya rangi nyingi
Safu ya fosforasi ya manjano-kijani hufyonza sehemu ya mwanga wa buluu ya chipu ya LED ili kutoa mwangaza wa mwangaza wa samawati, na sehemu nyingine ya mwanga wa samawati kutoka kwa chipu ya LED hupitisha safu ya fosforasi na kuungana na mwanga wa manjano-kijani unaotolewa na fosforasi saa. pointi mbalimbali katika nafasi, na mwanga nyekundu, kijani na bluu huchanganya na kuunda mwanga nyeupe; Kwa njia hii, thamani ya juu ya kinadharia ya ufanisi wa uongofu wa photoluminescence ya mojawapo ya ufanisi wa quantum ya nje haitazidi 75%; na kiwango cha uchimbaji wa luminescence ya chip inaweza kufikia karibu 70% tu, hivyo kinadharia, mwanga wa bluu ni nyeupe. Ufanisi wa mwanga wa LED hautazidi 340 Lm/W, CREE ilifikia 303Lm/W katika miaka iliyopita, na inafaa kusherehekea ikiwa matokeo ya mtihani ni sahihi.
2, Nyekundu, kijani kibichi na bluu mchanganyiko wa rangi tatu za msingi za RGB aina ya LED ikijumuisha aina ya RGBW-LED, n.k.
R-LED (nyekundu) + G-LED (kijani) + B- LED (bluu) LED tatu zimeunganishwa, na mwanga nyekundu, kijani na bluu wa rangi tatu za msingi huchanganywa moja kwa moja katika nafasi ili kuunda mwanga mweupe. Ili kuzalisha mwanga mweupe wa ufanisi wa juu kwa njia hii, kwanza kabisa, LED za rangi mbalimbali, hasa za kijani za LED, lazima ziwe vyanzo vya mwanga vya ufanisi wa juu, ambayo ni karibu 69% inayoonekana kutoka kwa "nuru nyeupe ya nishati". ufanisi wa LED za bluu na nyekundu zimekuwa za juu sana, na ufanisi wa quantum wa ndani ni zaidi ya 90% na 95%, kwa mtiririko huo, lakini ufanisi wa ndani wa quantum wa LED za kijani ni nyuma sana. Jambo la kwamba taa hiyo ya kijani ya LED yenye makao yake GaN haifai inaitwa "pengo la mwanga wa kijani." Sababu kuu ni kwamba LED ya kijani haijapata nyenzo zake za epitaxial. Nyenzo zilizopo za mfululizo wa nitridi za fosforasi-arseniki zina ufanisi mdogo katika masafa ya masafa ya manjano-kijani, na nyenzo ya epitaxial ya mwanga nyekundu au bluu hutumiwa kutengeneza LED ya kijani. Katika hali ya chini ya msongamano wa sasa, LED za kijani zina utendakazi wa juu zaidi wa mwanga kuliko mwanga wa bluu + fosphor kijani kwa sababu hakuna hasara ya ubadilishaji wa fosforasi. Inaripotiwa kuwa ufanisi wa mwanga hufikia 291 Lm / W saa 1 mA. Hata hivyo, athari ya mwanga wa mwanga wa kijani unaosababishwa na athari ya Droop hupunguzwa sana kwa sasa kubwa, na wakati wiani wa sasa umeongezeka, athari ya mwanga ni. kupunguzwa haraka. Kwa sasa ya 350 mA, ufanisi wa mwanga ni 108 Lm / W, na chini ya hali ya 1 A, ufanisi wa mwanga hupungua hadi 66 Lm / W.
Kwa fosfidi za Kundi la III, kutoa mwanga kwa bendi ya kijani huwa kizuizi cha msingi kwa mfumo wa nyenzo. Kubadilisha muundo wa AlInGaP huifanya kung'aa kwa kijani kibichi badala ya nyekundu, chungwa au manjano-kusababisha kizuizi cha kutosha cha mtoa huduma kwa sababu ya pengo la chini la nishati la mfumo wa nyenzo, kuondoa ujumuishaji mzuri wa miale.
Kwa kulinganisha, nitridi za Kundi la III ni ngumu zaidi kufikia, lakini ugumu hauwezi kushindwa. Kwa mfumo huu, mambo mawili ambayo husababisha kupungua kwa ufanisi kutokana na ugani wa mwanga ndani ya bendi ya kijani ni: ufanisi wa quantum ya nje na uharibifu wa ufanisi wa umeme. Kupungua kwa ufanisi wa quantum ya nje hutokana na ukweli kwamba LED ya kijani ina voltage ya juu ya mbele ya GaN, ambayo husababisha kiwango cha ubadilishaji wa nguvu kupungua. Ubaya wa pili ni kwamba taa ya kijani kibichi hupungua kadiri msongamano wa sasa wa sindano unavyoongezeka, ambao unanaswa na athari ya kushuka. Athari ya Droop pia inaonekana katika LED za bluu, lakini ni muhimu zaidi katika LED za kijani, na kusababisha mikondo ya chini ya uendeshaji. Hata hivyo, kuna sababu nyingi za sababu ya athari droop, si tu kiwanja Auger, lakini pia misplacement, carrier kufurika au kuvuja elektroni. Mwisho huo huimarishwa na uwanja wa umeme wa ndani wa voltage ya juu.
Kwa hiyo, njia ya kuboresha ufanisi wa mwanga wa LED za kijani: kwa upande mmoja, jinsi ya kupunguza athari ya kushuka chini ya hali zilizopo za nyenzo za epitaxial ili kuongeza ufanisi wa mwanga; kipengele cha pili, ubadilishaji wa photoluminescence wa LED ya bluu pamoja na fosforasi ya kijani hutoa mwanga wa kijani, Njia inaweza kupata mwanga wa kijani wa ufanisi wa juu, na kinadharia inaweza kufikia juu zaidi kuliko athari ya sasa ya mwanga mweupe, ambayo ni ya mwanga wa kijani usio wa kawaida; na usafi wa rangi unaosababishwa na upanuzi wa spectral hupungua, ambayo haifai kwa maonyesho, lakini kwa kawaida Hakuna tatizo na kuangaza. Athari ya mwanga ya kijani iliyopatikana kwa njia hii ina uwezekano wa zaidi ya 340 Lm/W, lakini bado hauzidi 340 Lm/W baada ya kuchanganya mwanga mweupe. Tatu, endelea kutafiti na kupata nyenzo zake za epitaxial, tu Kwa njia hii, kuna matumaini kwamba kwa kupata mwanga zaidi wa kijani kuliko 340 Lm/w, mwanga mweupe pamoja na nyekundu, kijani na bluu za rangi tatu za msingi za LED zinaweza kuwa. juu kuliko kikomo cha ufanisi wa mwanga cha Chip ya bluu aina nyeupe LED 340 Lm/W.
Chip ya 3.UV ya LED + taa tatu za msingi za rangi ya fosforasi
Kasoro kuu ya asili ya LED mbili nyeupe hapo juu ni usambazaji usio sawa wa anga wa mwangaza na chromaticity. Mwangaza wa ultraviolet hauonekani kwa jicho la mwanadamu. Kwa hiyo, baada ya mwanga wa ultraviolet kutolewa kutoka kwa chip, huingizwa na phosphors tatu za rangi ya msingi ya safu ya encapsulating, na photoluminescence ya phosphor inabadilishwa kuwa mwanga mweupe, ambayo hutolewa kwenye nafasi. Hii ni faida yake kubwa, kama vile taa za jadi za fluorescent, haina kutofautiana kwa rangi ya anga. Hata hivyo, athari ya kinadharia ya mwanga wa LED ya chipu ya ultraviolet ya aina nyeupe haiwezi kuwa ya juu kuliko thamani ya kinadharia ya mwanga mweupe wa aina ya chipu ya bluu, na kuna uwezekano mdogo wa kuwa juu kuliko thamani ya kinadharia ya mwanga mweupe wa aina ya RGB. Hata hivyo, ni kwa njia ya maendeleo ya phosphors ya ufanisi wa juu ya trichromatic inayofaa kwa msisimko wa mwanga wa ultraviolet kwamba inawezekana kupata LEDs nyeupe za aina ya mwanga wa ultraviolet ambazo ziko karibu au hata ufanisi zaidi kuliko LED mbili nyeupe za sasa. Karibu na taa za ultraviolet za bluu, uwezekano mkubwa zaidi wa aina ya ultraviolet ya aina ya kati na ya muda mfupi ni, haiwezekani zaidi.