Biele typy LED: Hlavné technické cesty bielej LED na osvetlenie sú: ① Modrá LED + typ fosforu;②Typ RGB LED;③ Ultrafialový typ LED + fosfor.

1. Modré svetlo – LED čip + žlto-zelený typ fosforu vrátane viacfarebných derivátov fosforu a iných typov.

Žltozelená fosforová vrstva absorbuje časť modrého svetla z LED čipu a vytvára fotoluminiscenciu.Druhá časť modrého svetla z LED čipu prechádza cez fosforovú vrstvu a spája sa so žltozeleným svetlom vyžarovaným fosforom na rôznych miestach v priestore.Červené, zelené a modré svetlo sa zmiešava a vytvára biele svetlo;Pri tejto metóde najvyššia teoretická hodnota účinnosti premeny fosforovej fotoluminiscencie, jedna z externých kvantových účinností, nepresiahne 75 %;a maximálna miera extrakcie svetla z čipu môže dosiahnuť len asi 70 %.Preto teoreticky modré biele svetlo Maximálna svetelná účinnosť LED nepresiahne 340 Lm/W.V posledných rokoch dosiahol CREE 303 lm/W.Ak sú výsledky testov presné, oplatí sa to osláviť.

2. Kombinácia troch základných farieb červenej, zelenej a modrejTypy RGB LEDzahŕňajúTypy RGBW-LED, atď.

R-LED (červená) + G-LED (zelená) + B-LED (modrá) tri diódy vyžarujúce svetlo sú skombinované dohromady a tri primárne farby vyžarovaného červeného, ​​zeleného a modrého svetla sa priamo zmiešajú v priestore a vytvárajú bielu. svetlo.Aby sa týmto spôsobom produkovalo vysokoúčinné biele svetlo, v prvom rade musia byť efektívne svetelné zdroje LED rôznych farieb, najmä zelené LED.Je to zrejmé zo skutočnosti, že zelené svetlo predstavuje asi 69 % „izoenergetického bieleho svetla“.V súčasnosti je svetelná účinnosť modrých a červených LED veľmi vysoká, pričom interná kvantová účinnosť presahuje 90 % a 95 %, ale vnútorná kvantová účinnosť zelených LED výrazne zaostáva.Tento jav nízkej účinnosti zeleného svetla LED na báze GaN sa nazýva „medzera zeleného svetla“.Hlavným dôvodom je, že zelené LED diódy ešte nenašli svoje vlastné epitaxné materiály.Existujúce materiály série nitridov fosforu a arzénu majú veľmi nízku účinnosť v oblasti žltozeleného spektra.Avšak použitie červených alebo modrých epitaxných materiálov na výrobu zelených LED diód bude Za podmienok nižšej prúdovej hustoty, pretože nedochádza k strate konverzie fosforu, zelená LED má vyššiu svetelnú účinnosť ako modré + fosforovo zelené svetlo.Uvádza sa, že jeho svetelná účinnosť dosahuje 291Lm/W pri prúde 1mA.Pri väčších prúdoch však svetelná účinnosť zeleného svetla spôsobená efektom Droop výrazne klesá.Keď sa hustota prúdu zvyšuje, svetelná účinnosť rýchlo klesá.Pri prúde 350mA je svetelná účinnosť 108Lm/W.V podmienkach 1A sa svetelná účinnosť znižuje.až 66Lm/W.

Pre fosfidy skupiny III sa vyžarovanie svetla do zeleného pásu stalo základnou prekážkou pre materiálové systémy.Zmena zloženia AlInGaP tak, že vyžaruje skôr zelenú ako červenú, oranžovú alebo žltú vedie k nedostatočnému zadržaniu nosiča v dôsledku relatívne nízkej energetickej medzery materiálového systému, čo bráni efektívnej radiačnej rekombinácii.

Naproti tomu pre III-nitridy je ťažšie dosiahnuť vysokú účinnosť, ale ťažkosti nie sú neprekonateľné.Použitím tohto systému, rozšírením svetla do zeleného pásma, dva faktory, ktoré spôsobia zníženie účinnosti, sú: zníženie externej kvantovej účinnosti a elektrickej účinnosti.Zníženie externej kvantovej účinnosti pochádza zo skutočnosti, že aj keď je zelená medzera v pásme nižšia, zelené LED diódy využívajú vysoké dopredné napätie GaN, čo spôsobuje zníženie miery konverzie energie.Druhou nevýhodou je, že zelená LED klesá so zvyšujúcou sa hustotou vstrekovacieho prúdu a je zachytená efektom poklesu.Droop efekt sa vyskytuje aj pri modrých LED diódach, ale jeho vplyv je väčší u zelených LED, čo má za následok nižšiu efektívnosť bežného prevádzkového prúdu.Existuje však veľa špekulácií o príčinách klesajúceho efektu, nielen Augerovej rekombinácie – zahŕňajú dislokáciu, pretečenie nosiča alebo únik elektrónov.Ten je posilnený vysokonapäťovým vnútorným elektrickým poľom.

Preto spôsob, ako zlepšiť svetelnú účinnosť zelených LED: na jednej strane študovať, ako znížiť efekt Droop v podmienkach existujúcich epitaxných materiálov, aby sa zlepšila svetelná účinnosť;na druhej strane použite fotoluminiscenčnú konverziu modrých LED a zelených fosforov na vyžarovanie zeleného svetla.Táto metóda môže získať vysokoúčinné zelené svetlo, ktoré teoreticky môže dosiahnuť vyššiu svetelnú účinnosť ako súčasné biele svetlo.Ide o nespontánne zelené svetlo a pokles čistoty farieb spôsobený jeho spektrálnym rozšírením je pre displeje nepriaznivé, no pre bežného človeka nie je vhodný.S osvetlením nie je problém.Účinnosť zeleného svetla získaná touto metódou môže byť vyššia ako 340 Lm/W, ale po kombinácii s bielym svetlom stále neprekročí 340 Lm/W.Po tretie, pokračujte vo výskume a nájdite svoje vlastné epitaxné materiály.Iba týmto spôsobom je záblesk nádeje.Získaním zeleného svetla, ktoré je vyššie ako 340 Lm/w, môže byť biele svetlo kombinované tromi primárnymi farebnými LED diódami červenej, zelenej a modrej vyššie ako limit svetelnej účinnosti 340 Lm/w modrých čipových bielych LED diód. .W.

3. Ultrafialové LEDčip + tri primárne farebné fosfory vyžarujú svetlo.

Hlavnou inherentnou chybou vyššie uvedených dvoch typov bielych LED je nerovnomerné priestorové rozloženie svietivosti a farebnosti.Ultrafialové svetlo ľudské oko nedokáže vnímať.Preto, keď ultrafialové svetlo opustí čip, je absorbované tromi primárnymi farebnými fosformi v obalovej vrstve a fotoluminiscenciou fosforov sa premení na biele svetlo a potom sa vyžaruje do priestoru.To je jeho najväčšia výhoda, rovnako ako klasické žiarivky nemá priestorové farebné nerovnomernosti.Teoretická svetelná účinnosť ultrafialového čipu s bielym svetlom však nemôže byť vyššia ako teoretická hodnota bieleho svetla s modrým čipom, nehovoriac o teoretickej hodnote bieleho svetla RGB.Avšak iba vývojom vysokoúčinných trojprimárnych farebných fosforov vhodných na ultrafialové budenie môžeme získať ultrafialové biele LED diódy, ktoré sú v tomto štádiu blízke alebo dokonca účinnejšie ako vyššie uvedené dve biele LED.Čím bližšie k modrým ultrafialovým LED diódam, tým sú pravdepodobnejšie.Čím je väčšia, tým biele LED diódy typu UV so strednou a krátkou vlnou nie sú možné.