Типи білих світлодіодів: Основні технічні шляхи білого світлодіода для освітлення: ① синій світлодіод + тип люмінофора;②Тип RGB LED;③ Ультрафіолетовий світлодіод + люмінофор.

1. Синє світло – світлодіодний чіп + жовто-зелений люмінофор, включаючи багатоколірні похідні люмінофору та інші типи.

Жовто-зелений шар люмінофора поглинає частину синього світла від світлодіодного чіпа для створення фотолюмінесценції.Інша частина синього світла від світлодіодного чіпа проходить через шар люмінофора і зливається з жовто-зеленим світлом, випромінюваним люмінофором у різних точках простору.Червоне, зелене та синє світло змішуються, утворюючи біле світло;У цьому методі найвище теоретичне значення ефективності перетворення фотолюмінесценції люмінофора, одна із зовнішніх квантових ефективностей, не перевищуватиме 75%;і максимальна швидкість вилучення світла з чіпа може досягати лише близько 70%.Таким чином, теоретично, максимальна світлодіодна ефективність білого світла синього типу не перевищуватиме 340 Лм/Вт.За останні кілька років CREE досяг 303Lm/W.Якщо результати тесту точні, це варто відсвяткувати.

2. Поєднання трьох основних кольорів червоного, зеленого та синьогоТипи світлодіодів RGBвключатиТипи світлодіодів RGBWі т.д.

R-LED (червоний) + G-LED (зелений) + B-LED (синій) три світлодіоди поєднуються разом, і три основні кольори червоного, зеленого та синього випромінюваного світла безпосередньо змішуються в просторі, утворюючи білий світло.Для отримання високоефективного білого світла таким чином, перш за все, світлодіоди різних кольорів, особливо зелені, повинні бути ефективними джерелами світла.Це видно з того факту, що на зелене світло припадає близько 69% «ізоенергетичного білого світла».В даний час світлова ефективність синіх і червоних світлодіодів дуже висока, внутрішня квантова ефективність перевищує 90% і 95% відповідно, але внутрішня квантова ефективність зелених світлодіодів значно відстає.Це явище низької ефективності зеленого світла світлодіодів на основі GaN називається «проміжком зеленого світла».Основна причина полягає в тому, що зелені світлодіоди ще не знайшли власних епітаксіальних матеріалів.Існуючі матеріали серії нітриду арсену фосфору мають дуже низьку ефективність у жовто-зеленому діапазоні спектру.Однак використання червоних або синіх епітаксійних матеріалів для виготовлення зелених світлодіодів дозволить. За умов нижчої щільності струму, оскільки немає втрат при перетворенні люмінофора, зелений світлодіод має вищу світлову ефективність, ніж світло синього + зеленого люмінофора.Повідомляється, що його світлова ефективність досягає 291 лм/Вт за умов струму 1 мА.Однак світлова ефективність зеленого світла, спричинена ефектом Друпа, значно падає при більших струмах.Коли щільність струму збільшується, світлова ефективність швидко падає.При струмі 350 мА світлова ефективність становить 108 лм/Вт.За умов 1A світлова ефективність зменшується.до 66 лм/Вт.

Для фосфідів III групи випромінювання світла в зелену смугу стало основною перешкодою для матеріальних систем.Зміна складу AlInGaP таким чином, щоб він випромінював зелений, а не червоний, помаранчевий або жовтий, призводить до недостатнього утримання носіїв через відносно низьку енергетичну щілину матеріальної системи, що перешкоджає ефективній радіаційній рекомбінації.

Навпаки, для III-нітридів важче досягти високої ефективності, але труднощі не є непереборними.Використовуючи цю систему, розширюючи світло до смуги зеленого світла, два фактори, які призведуть до зниження ефективності, є: зниження зовнішньої квантової ефективності та електричної ефективності.Зменшення зовнішньої квантової ефективності відбувається через те, що хоча ширина забороненої зони зеленого кольору менша, зелені світлодіоди використовують високу пряму напругу GaN, що спричиняє зниження швидкості перетворення потужності.Другий недолік полягає в тому, що зелений світлодіод зменшується зі збільшенням щільності інжекційного струму та захоплюється ефектом падіння.Ефект спаду також виникає в синіх світлодіодах, але його вплив сильніший у зелених світлодіодах, що призводить до нижчої звичайної ефективності робочого струму.Однак існує багато припущень про причини ефекту спаду, а не лише про рекомбінацію Оже – вони включають дислокацію, переповнення носіїв або витік електронів.Останнє посилюється внутрішнім електричним полем високої напруги.

Таким чином, спосіб покращити світлову ефективність зелених світлодіодів: з одного боку, вивчити, як зменшити ефект Droop за умов існуючих епітаксійних матеріалів для покращення світлової ефективності;з іншого боку, використовуйте фотолюмінесцентне перетворення синіх світлодіодів і зеленого люмінофора для випромінювання зеленого світла.Цей метод може отримати високоефективне зелене світло, яке теоретично може досягти вищої світлової ефективності, ніж поточне біле світло.Це неспонтанне зелене світло, і зниження чистоти кольору, викликане його спектральним розширенням, несприятливо для дисплеїв, але не підходить для звичайних людей.З освітленням проблем немає.Ефективність зеленого світла, отримана цим методом, може перевищувати 340 Лм/Вт, але вона все одно не перевищить 340 Лм/Вт після поєднання з білим світлом.По-третє, продовжуйте досліджувати та знаходити власні епітаксіальні матеріали.Тільки так є проблиск надії.Отримавши зелене світло, яке перевищує 340 Лм/Вт, біле світло, об’єднане трьома світлодіодами основного кольору: червоним, зеленим і синім, може перевищувати межу світлової ефективності 340 Лм/Вт білих світлодіодів на основі синіх мікросхем. .В.

3. Ультрафіолетовий світлодіодчіп + три люмінофори основного кольору випромінюють світло.

Основним властивим недоліком вищезазначених двох типів білих світлодіодів є нерівномірний просторовий розподіл світності та кольоровості.Ультрафіолетове світло не сприймається людським оком.Тому після того, як ультрафіолетове світло виходить із мікросхеми, воно поглинається трьома люмінофорами основного кольору в шарі упаковки, перетворюється на біле світло за допомогою фотолюмінесценції люмінофорів, а потім випромінюється в космос.Це його найбільша перевага, як і традиційні люмінесцентні лампи, він не має просторової нерівномірності кольору.Проте теоретична світлова ефективність ультрафіолетового білого світлодіода не може бути вищою за теоретичне значення білого синього світла, не кажучи вже про теоретичне значення білого світла RGB.Однак лише завдяки розробці високоефективних люмінофорів із трьома основними кольорами, придатних для ультрафіолетового збудження, ми можемо отримати ультрафіолетові білі світлодіоди, які на даному етапі є близькими або навіть більш ефективними, ніж два вищезазначені білі світлодіоди.Чим ближче до блакитного ультрафіолету світлодіоди, тим вони ймовірніші.Чим він більший, тим середньохвильові та короткохвильові ультрафіолетові білі світлодіоди неможливі.