Анализ основных технических направлений применения светодиодов белого света для освещения

1. Синий светодиодный чип + желто-зеленый люминофор, включая производный тип многоцветного люминофора

 Желто-зеленый слой люминофора поглощает частьсиний светсветодиодного чипа для создания фотолюминесценции, а другая часть синего света от светодиодного чипа передается из слоя люминофора и сливается с желто-зеленым светом, излучаемым люминофором в различных точках пространства, а красный, зеленый и синий свет смешиваются, образуя белый свет; Таким образом, наивысшее теоретическое значение эффективности преобразования фотолюминесценции люминофора, которая является одной из внешних квантовых эффективностей, не превысит 75%; и наивысшая скорость извлечения света из чипа может достигать только около 70%, поэтому в теории сине-белый свет Наивысшая светоотдача светодиода не превысит 340 Лм/Вт, а CREE достигла 303 Лм/Вт за последние несколько лет. Если результаты испытаний точны, это стоит отпраздновать.

 

2. Сочетание красного, зеленого и синегоRGB-светодиодтип включает тип RGBW-LED и т. д.

 Три светодиода R-LED (красный) + G-LED (зеленый) + B-LED (синий) объединяются вместе, и три основных цвета красный, зеленый и синий напрямую смешиваются в пространстве, образуя белый свет. Для того чтобы производить высокоэффективный белый свет таким образом, во-первых, светодиоды разных цветов, особенно зеленые светодиоды, должны быть высокоэффективными источниками света, что можно увидеть из «белого света равной энергии», в котором зеленый свет составляет около 69%. В настоящее время световая эффективность синих и красных светодиодов очень высока, с внутренней квантовой эффективностью, превышающей 90% и 95% соответственно, но внутренняя квантовая эффективность зеленых светодиодов значительно отстает. Это явление низкой эффективности зеленого света светодиодов на основе GaN называется «зеленым световым зазором». Основная причина заключается в том, что зеленые светодиоды не нашли своих собственных эпитаксиальных материалов. Существующие материалы серии фосфорного нитрида мышьяка имеют низкую эффективность в желто-зеленом спектре. Для изготовления зеленых светодиодов используются красные или синие эпитаксиальные материалы. При условии более низкой плотности тока, поскольку нет потерь на преобразование люминофора, зеленый светодиод имеет более высокую световую эффективность, чем зеленый свет типа синий + люминофор. Сообщается, что его световая эффективность достигает 291 Лм/Вт при условии тока 1 мА. Однако падение световой эффективности зеленого света, вызванное эффектом Друпа при большем токе, является значительным. Когда плотность тока увеличивается, световая эффективность быстро падает. При токе 350 мА световая эффективность составляет 108 Лм/Вт. При условии 1 А световая эффективность падает. До 66 Лм/Вт.

Для III фосфинов излучение света в зеленую полосу стало фундаментальным препятствием для материальной системы. Изменение состава AlInGaP с целью заставить его излучать зеленый свет вместо красного, оранжевого или желтого, вызывая недостаточное ограничение носителей, обусловлено относительно низкой энергетической щелью материальной системы, что исключает эффективную радиационную рекомбинацию.

Таким образом, способ повышения эффективности освещения зеленых светодиодов: с одной стороны, изучить, как уменьшить эффект Droop в условиях существующих эпитаксиальных материалов для повышения эффективности освещения; с другой стороны, использовать фотолюминесцентное преобразование синих светодиодов и зеленых люминофоров для излучения зеленого света. Этот метод может получить зеленый свет с высокой световой эффективностью, который теоретически может достичь более высокой световой эффективности, чем текущий белый свет. Он относится к неспонтанному зеленому свету. Нет никаких проблем с освещением. Эффект зеленого света, полученный этим методом, может быть больше 340 Лм/Вт, но он все равно не превысит 340 Лм/Вт после объединения белого света; в-третьих, продолжать исследования и найти свой собственный эпитаксиальный материал, только таким образом, есть проблеск надежды, что после получения зеленого света, который намного выше 340 Лм/Вт, белый свет, объединенный тремя основными цветами красного, зеленого и синего светодиодов, может быть выше предела световой эффективности белых светодиодов с синим чипом в 340 Лм/Вт.

 

3. Ультрафиолетовый светодиодчип + три основных цветных люминофора излучают свет 

Основным присущим недостатком двух вышеуказанных типов белых светодиодов является неравномерное пространственное распределение яркости и цветности. Ультрафиолетовый свет не воспринимается человеческим глазом. Поэтому после того, как ультрафиолетовый свет выходит из чипа, он поглощается тремя основными цветными люминофорами инкапсулирующего слоя, преобразуется в белый свет фотолюминесценцией люминофора, а затем излучается в пространство. Это его самое большое преимущество, так как, как и традиционные люминесцентные лампы, он не имеет пространственной цветовой неравномерности. Однако теоретическая световая эффективность ультрафиолетового чипового белого светодиода не может быть выше теоретического значения синего чипового белого света, не говоря уже о теоретическом значении белого света RGB-типа. Однако только путем разработки высокоэффективных трех основных люминофоров, подходящих для возбуждения ультрафиолетовым светом, можно будет получить ультрафиолетовые белые светодиоды, которые близки или даже выше, чем два вышеуказанных белых светодиода на данном этапе. Чем ближе к синему ультрафиолетовому свету светодиод, тем возможность большего белого света светодиода средневолнового и коротковолнового ультрафиолетового типа невозможна.


Время публикации: 24-авг-2021