Yoritish uchun oq LEDlarning asosiy texnik yo'nalishlarini tahlil qilish
Oq LED turlari: Yoritish uchun oq LEDlarning asosiy texnik yo'nalishlari: 1 ko'k LED + fosfor turi; 2RGB LED turi; 3 ultrabinafsha LED + fosfor turi
1. Moviy-LED chip + sariq-yashil fosfor turi ko'p rangli fosfor hosilasini o'z ichiga oladi
Sariq-yashil fosfor qatlami fotoluminesans hosil qilish uchun LED chipining ko'k nurining bir qismini o'zlashtiradi va LED chipidagi ko'k nurning boshqa qismi fosfor qatlamini uzatadi va fosfor tomonidan chiqarilgan sariq-yashil nur bilan birlashadi. kosmosdagi turli nuqtalar va qizil, yashil va ko'k yorug'lik oq nurni hosil qilish uchun aralashadi; Shu tarzda, tashqi kvant samaradorligidan birining fotoluminesans konvertatsiya samaradorligining eng yuqori nazariy qiymati 75% dan oshmaydi; va chip luminesansining ekstraktsiya tezligi faqat taxminan 70% ga yetishi mumkin, shuning uchun nazariy jihatdan ko'k chiroq oq rangga ega. LED yorug'lik samaradorligi 340 Lm / Vt dan oshmaydi, o'tgan yillarda CREE 303 Lm / Vt ga yetdi va sinov natijalari to'g'ri bo'lsa, nishonlashga arziydi.
2, qizil, yashil va ko'k uchta asosiy rang kombinatsiyasi RGB LED turi, shu jumladan RGBW-LED turi va boshqalar.
R-LED (qizil) + G-LED (yashil) + B- LED (ko'k) Uchta LED birlashtirilgan va uchta asosiy rangning qizil, yashil va ko'k chiroqlari oq yorug'lik hosil qilish uchun to'g'ridan-to'g'ri kosmosda aralashtiriladi. Shu tarzda yuqori samarali oq yorug'likni ishlab chiqarish uchun, birinchi navbatda, turli rangdagi LEDlar, ayniqsa yashil LEDlar, "energiya oq nuri" dan taxminan 69% ko'rinadigan yuqori samarali yorug'lik manbalari bo'lishi kerak. ko'k va qizil LEDlarning samaradorligi juda yuqori bo'ldi va ichki kvant samaradorligi mos ravishda 90% va 95% dan ortiq, lekin yashil LEDlarning ichki kvant samaradorligi ancha orqada. GaN-ga asoslangan bunday LED yashil chiroqning samarali emasligi hodisasi "yashil yorug'lik bo'shlig'i" deb ataladi. Asosiy sabab shundaki, yashil LED o'zining epitaksial materialini topmagan. Mavjud fosfor-arsenik nitridi seriyali materiallar sariq-yashil spektr oralig'ida past samaradorlikka ega va qizil yorug'lik yoki ko'k yorug'lik epitaksial material yashil LEDni yaratish uchun ishlatiladi. Pastroq oqim zichligi sharoitida yashil LEDlar fosfor konvertatsiyasining yo'qolishi sababli ko'k + fosfor yashil chiroqqa qaraganda yuqori yorug'lik samaradorligiga ega. Ma'lum qilinishicha, yorug'lik samaradorligi 1 mAda 291 Lm / Vt ga etadi.Biroq, Droop effektidan kelib chiqqan yashil chiroqning yorug'lik ta'siri katta oqimda sezilarli darajada kamayadi va oqim zichligi oshirilganda yorug'lik effekti tez tushirildi. 350 mA oqimda yorug'lik samaradorligi 108 Lm / Vt ni tashkil qiladi va 1 A sharoitida yorug'lik samaradorligi 66 Lm / Vt ga tushadi.
III guruh fosfidlari uchun yashil chiziqqa yorug'lik chiqarish moddiy tizim uchun asosiy to'siq bo'ladi. AlInGaP tarkibini o'zgartirish uni qizil, to'q sariq yoki sariq o'rniga yashil rangda porlaydi - material tizimining nisbatan past energiya bo'shlig'i tufayli tashuvchining etarli darajada chegaralanishiga olib keladi va samarali radiatsiyaviy rekombinatsiyani yo'q qiladi.
Aksincha, III guruh nitridlariga erishish qiyinroq, ammo bu qiyinchilikni engib bo'lmaydi. Ushbu tizim yordamida yorug'likning yashil chiziqqa kengayishi tufayli samaradorlikning pasayishiga olib keladigan ikkita omil mavjud: tashqi kvant samaradorligi va elektr samaradorligining pasayishi. Tashqi kvant samaradorligining pasayishi yashil LEDning GaN ning yuqori to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishiga ega bo'lishidan kelib chiqadi, bu esa quvvatni konvertatsiya qilish tezligini pasayishiga olib keladi. Ikkinchi kamchilik shundaki, inyeksiya oqimining zichligi oshgani sayin yashil LED kamayadi, bu esa droop effekti bilan tutiladi. Droop effekti ko'k rangli LEDlarda ham namoyon bo'ladi, lekin yashil LEDlarda u yanada muhimroqdir, natijada ish oqimlari past bo'ladi. Biroq, cho'kish effektining sababi nafaqat Auger birikmasi, balki noto'g'ri joylashuvi, tashuvchining to'lib ketishi yoki elektron qochqinning ko'p sabablari bor. Ikkinchisi yuqori kuchlanishli ichki elektr maydoni bilan kuchaytiriladi.
Shuning uchun, yashil LEDlarning yorug'lik samaradorligini yaxshilash yo'li: bir tomondan, yorug'lik samaradorligini oshirish uchun mavjud epitaksial material sharoitida Droop effektini qanday kamaytirish kerak; Ikkinchi jihat, ko'k LED va yashil fosforning fotoluminesans konvertatsiyasi yashil yorug'lik chiqaradi, usul yuqori samarali yashil yorug'likni olishi mumkin va nazariy jihatdan o'z-o'zidan paydo bo'lmagan yashil nurga tegishli bo'lgan joriy oq yorug'lik effektidan yuqoriroq natijaga erishishi mumkin, va spektral kengayish natijasida yuzaga keladigan rang sofligi pasayadi, bu displey uchun noqulay, ammo oddiy uchun Yoritishda muammo yo'q. Ushbu usul bilan olingan yashil yorug'lik effekti 340 Lm / Vt dan ortiq imkoniyatga ega, ammo oq yorug'likni birlashtirgandan keyin u hali ham 340 Lm / Vt dan oshmaydi. Uchinchidan, tadqiqotni davom eting va o'zining epitaksial materialini toping, faqat shu tarzda, 340 Lm / w dan ko'proq yashil yorug'likni olish orqali qizil, yashil va ko'k uchta asosiy rangli LEDlar bilan birlashtirilgan oq yorug'lik bo'lishi mumkin degan umid bor. ko'k chip turi oq LEDning yorug'lik samaradorligi chegarasidan yuqori 340 Lm / Vt.
3.UV LED chipi + uchta asosiy rangli fosforli yorug'lik
Yuqoridagi ikkita oq LEDning asosiy o'ziga xos nuqsoni yorug'lik va xromatiklikning notekis fazoviy taqsimlanishidir. Ultraviyole nurlar inson ko'ziga ko'rinmaydi. Shuning uchun, ultrabinafsha nurlar chipdan chiqarilgandan so'ng, u o'ralgan qatlamning uchta asosiy rangli fosfori tomonidan so'riladi va fosforning fotolyuminessensiyasi oq nurga aylanadi, keyin esa bo'shliqqa chiqariladi. Bu uning eng katta afzalligi, xuddi an'anaviy lyuminestsent lampalar kabi, u fazoviy rang notekisligiga ega emas. Shu bilan birga, ultrabinafsha chip turi oq LEDning nazariy yorug'lik effekti ko'k chip turi oq nurning nazariy qiymatidan yuqori bo'lishi mumkin emas va RGB tipidagi oq yorug'likning nazariy qiymatidan yuqori bo'lishi ehtimoli kamroq. Shu bilan birga, ultrabinafsha yorug'lik qo'zg'alishi uchun mos keladigan yuqori samarali trikromatik fosforlarni ishlab chiqish orqali hozirgi ikkita oq LEDga yaqin yoki undan ham samaraliroq bo'lgan ultrabinafsha nurli turdagi oq LEDlarni olish mumkin. Ko'k nurli ultrabinafsha LEDlarga qanchalik yaqin bo'lsa, imkoniyat o'rta to'lqinli va qisqa to'lqinli ultrabinafsha turdagi oq rangli LEDlar qanchalik katta bo'lsa, shunchalik imkonsizdir.