Bílé typy LED: Hlavní technické cesty bílé LED pro osvětlení jsou: ① Modrá LED + typ fosforu;②Typ RGB LED;③ Ultrafialový typ LED + fosfor.

1. Modré světlo – LED čip + typ žlutozeleného fosforu včetně vícebarevných derivátů fosforu a dalších typů.

Žlutozelená fosforová vrstva absorbuje část modrého světla z LED čipu a vytváří fotoluminiscenci.Druhá část modrého světla z LED čipu je propuštěna přes fosforovou vrstvu a sloučí se se žlutozeleným světlem vyzařovaným fosforem na různých místech v prostoru.Červené, zelené a modré světlo se smísí a vytvoří bílé světlo;V této metodě nejvyšší teoretická hodnota účinnosti konverze fosforové fotoluminiscence, jedna z externích kvantových účinností, nepřekročí 75 %;a maximální míra extrakce světla z čipu může dosáhnout pouze asi 70 %.Teoreticky tedy modré bílé světlo Maximální světelná účinnost LED nepřesáhne 340 Lm/W.V posledních několika letech dosáhl CREE 303 lm/W.Pokud jsou výsledky testů přesné, stojí za to oslavit.

2. Červená, zelená a modrá kombinace tří základních barevTypy RGB LEDzahrnoutTypy RGBW-LED, atd.

R-LED (červená) + G-LED (zelená) + B-LED (modrá) tři světelné diody jsou zkombinovány dohromady a tři primární barvy červeného, ​​zeleného a modrého vyzařovaného světla se přímo mísí v prostoru a tvoří bílou. světlo.Aby bylo možné tímto způsobem produkovat vysoce účinné bílé světlo, musí být účinnými zdroji světla především LED různých barev, zejména zelené LED.To lze vidět ze skutečnosti, že zelené světlo představuje asi 69 % „izoenergetického bílého světla“.V současné době je světelná účinnost modrých a červených LED velmi vysoká, přičemž vnitřní kvantová účinnost přesahuje 90 % a 95 %, ale vnitřní kvantová účinnost zelených LED značně zaostává.Tento jev nízké účinnosti zeleného světla LED na bázi GaN se nazývá „mezera zeleného světla“.Hlavním důvodem je, že zelené LED dosud nenašly své vlastní epitaxní materiály.Stávající materiály řady nitridů fosforu a arsenu mají velmi nízkou účinnost v oblasti žlutozeleného spektra.Použití červených nebo modrých epitaxních materiálů k výrobě zelených LED však bude Za podmínek nižší hustoty proudu, protože nedochází ke ztrátě konverze fosforu, má zelená LED vyšší světelnou účinnost než modré + fosforově zelené světlo.Uvádí se, že jeho světelná účinnost dosahuje 291Lm/W při proudu 1mA.Světelná účinnost zeleného světla způsobená efektem Droop však výrazně klesá při větších proudech.Když se proudová hustota zvýší, světelná účinnost rychle klesá.Při proudu 350mA je světelná účinnost 108Lm/W.Za podmínek 1A se světelná účinnost snižuje.až 66 lm/W.

Pro fosfidy skupiny III se emitování světla do zeleného pásu stalo základní překážkou pro materiálové systémy.Změna složení AlInGaP tak, aby vyzařoval spíše zelenou než červenou, oranžovou nebo žlutou, má za následek nedostatečné zadržení nosiče v důsledku relativně nízké energetické mezery materiálového systému, což znemožňuje účinnou radiační rekombinaci.

Naproti tomu pro III-nitridy je obtížnější dosáhnout vysoké účinnosti, ale obtíže nejsou nepřekonatelné.Při použití tohoto systému, rozšíření světla do zeleného pásma, dva faktory, které způsobí snížení účinnosti, jsou: snížení externí kvantové účinnosti a elektrické účinnosti.Snížení externí kvantové účinnosti pochází ze skutečnosti, že ačkoli je zelená mezera v pásmu nižší, zelené LED diody využívají vysoké dopředné napětí GaN, které způsobuje pokles konverzního poměru energie.Druhou nevýhodou je, že zelená LED se zmenšuje s rostoucí hustotou injektážního proudu a je zachycena efektem poklesu.Droop efekt se vyskytuje také u modrých LED, ale jeho dopad je větší u zelených LED, což má za následek nižší účinnost konvenčního provozního proudu.Existuje však mnoho spekulací o příčinách poklesu efektu, nejen Augerově rekombinaci – zahrnují dislokaci, přetečení nosiče nebo únik elektronů.Ten je podpořen vysokonapěťovým vnitřním elektrickým polem.

Proto způsob, jak zlepšit světelnou účinnost zelených LED: na jedné straně prostudujte, jak snížit efekt Droop za podmínek stávajících epitaxních materiálů, abyste zlepšili světelnou účinnost;na druhou stranu použijte fotoluminiscenční konverzi modrých LED a zelených fosforů k vyzařování zeleného světla.Touto metodou lze získat vysoce účinné zelené světlo, které teoreticky může dosáhnout vyšší světelné účinnosti než současné bílé světlo.Je to nespontánní zelené světlo a pokles čistoty barev způsobený jeho spektrálním rozšířením je pro displeje nepříznivý, ale pro běžné lidi není vhodný.S osvětlením problém není.Účinnost zeleného světla získaná touto metodou může být vyšší než 340 Lm/W, ale po kombinaci s bílým světlem stále nepřesáhne 340 Lm/W.Za třetí, pokračujte ve výzkumu a najděte své vlastní epitaxní materiály.Pouze tímto způsobem je záblesk naděje.Získáním zeleného světla, které je vyšší než 340 Lm/w, může být bílé světlo kombinované třemi primárními barevnými LED diodami červené, zelené a modré vyšší než limit světelné účinnosti 340 Lm/w bílých LED diod s modrým čipem. .W.

3. Ultrafialové LEDčip + tři primární barevné fosfory vyzařují světlo.

Hlavní inherentní vadou výše uvedených dvou typů bílých LED je nerovnoměrné prostorové rozložení svítivosti a chromatičnosti.Ultrafialové světlo nemůže lidské oko vnímat.Proto poté, co ultrafialové světlo opustí čip, je absorbováno třemi primárními barevnými fosfory v obalové vrstvě a je přeměněno na bílé světlo fotoluminiscencí fosforů a poté emitováno do prostoru.To je jeho největší přednost, stejně jako klasické zářivky nemá prostorové barevné nerovnoměrnosti.Teoretická světelná účinnost ultrafialového čipu s bílým světlem LED však nemůže být vyšší než teoretická hodnota modrého čipového bílého světla, natož teoretická hodnota bílého světla RGB.Avšak pouze vývojem vysoce účinných tříprimárních barevných fosforů vhodných pro ultrafialové buzení můžeme získat ultrafialové bílé LED, které jsou v této fázi blízké nebo dokonce účinnější než výše uvedené dvě bílé LED.Čím blíže modrým ultrafialovým LED diodám jsou, tím pravděpodobněji jsou.Čím je větší, tím nejsou možné středněvlnné a krátkovlnné bílé LED typu UV.