Hvite LED-typerDe viktigste tekniske metodene for hvit LED for belysning er: ① Blå LED + fosfortype; ②RGB LED-type; ③ Ultrafiolett LED + fosfortype.

1. Blått lys – LED-brikke + gulgrønn fosfortype, inkludert flerfargede fosforderivater og andre typer.

Det gulgrønne fosforlaget absorberer deler av det blå lyset fra LED-brikken for å produsere fotoluminescens. Den andre delen av det blå lyset fra LED-brikken overføres gjennom fosforlaget og blandes med det gulgrønne lyset som sendes ut av fosforet på forskjellige punkter i rommet. Det røde, grønne og blå lyset blandes for å danne hvitt lys. I denne metoden vil den høyeste teoretiske verdien for fosforfotoluminescenskonverteringseffektivitet, en av de eksterne kvanteeffektivitetene, ikke overstige 75 %, og den maksimale lysutvinningshastigheten fra brikken kan bare nå omtrent 70 %. Derfor vil den maksimale lyseffektiviteten til blått hvitt lys teoretisk sett ikke overstige 340 Lm/W. I løpet av de siste årene har CREE nådd 303 Lm/W. Hvis testresultatene er nøyaktige, er det verdt å feire.

2. Rød, grønn og blå tre primære fargekombinasjonerRGB LED-typerinkludereRGBW-LED-typerosv.

R-LED (rød) + G-LED (grønn) + B-LED (blå) tre lysdioder kombineres, og de tre primærfargene rødt, grønt og blått lys som sendes ut blandes direkte i rommet for å danne hvitt lys. For å produsere høyeffektivt hvitt lys på denne måten, må LED-er i forskjellige farger, spesielt grønne LED-er, først og fremst være effektive lyskilder. Dette kan sees av det faktum at grønt lys står for omtrent 69 % av «isoenergihvitt lys». For tiden har lyseffektiviteten til blå og røde LED-er vært svært høy, med interne kvanteeffektiviteter på over henholdsvis 90 % og 95 %. Den interne kvanteeffektiviteten til grønne LED-er henger imidlertid langt etter. Dette fenomenet med lav grønt lyseffektivitet for GaN-baserte LED-er kalles «grønt lysgap». Hovedårsaken er at grønne LED-er ennå ikke har funnet sine egne epitaksiale materialer. De eksisterende materialene i fosforarsenikknitridserien har svært lav effektivitet i det gulgrønne spektrumområdet. Bruk av røde eller blå epitaksiale materialer for å lage grønne LED-er vil imidlertid ha høyere lyseffektivitet enn blått + fosforgrønt lys under forhold med lavere strømtetthet, fordi det ikke er noe fosforkonverteringstap. Det er rapportert at lyseffektiviteten når 291 Lm/W under 1 mA strømforhold. Lyseffektiviteten til grønt lys forårsaket av droop-effekten synker imidlertid betydelig ved større strømmer. Når strømtettheten øker, synker lyseffektiviteten raskt. Ved 350 mA strøm er lyseffektiviteten 108 Lm/W. Under 1 A-forhold synker lyseffektiviteten til 66 Lm/W.

For gruppe III-fosfider har det å sende ut lys inn i det grønne båndet blitt et grunnleggende hinder for materialsystemer. Å endre sammensetningen av AlInGaP slik at den sender ut grønt i stedet for rødt, oransje eller gult, resulterer i utilstrekkelig inneslutning av bærere på grunn av det relativt lave energigapet i materialsystemet, noe som utelukker effektiv radiativ rekombinasjon.

I motsetning til dette er det vanskeligere for III-nitrider å oppnå høy effektivitet, men vanskelighetene er ikke uoverstigelige. Ved å bruke dette systemet, og utvide lyset til det grønne lysbåndet, er det to faktorer som vil føre til en reduksjon i effektivitet: reduksjonen i ekstern kvanteeffektivitet og elektrisk effektivitet. Reduksjonen i ekstern kvanteeffektivitet kommer av det faktum at selv om det grønne båndgapet er lavere, bruker grønne LED-er GaNs høye foroverspenning, noe som fører til at effektomformingshastigheten synker. Den andre ulempen er at den grønne LED-en avtar når injeksjonsstrømtettheten øker og blir fanget av droop-effekten. Droop-effekten forekommer også i blå LED-er, men dens innvirkning er større i grønne LED-er, noe som resulterer i lavere konvensjonell driftsstrømeffektivitet. Det er imidlertid mange spekulasjoner om årsakene til droop-effekten, ikke bare Auger-rekombinasjon – de inkluderer dislokasjon, bæreroverløp eller elektronlekkasje. Sistnevnte forsterkes av et høyspent internt elektrisk felt.

Derfor er måten å forbedre lyseffektiviteten til grønne LED-er på: på den ene siden studere hvordan man kan redusere droop-effekten under forholdene til eksisterende epitaksiale materialer for å forbedre lyseffektiviteten; på den andre siden bruke fotoluminescenskonvertering av blå LED-er og grønn fosfor for å sende ut grønt lys. Denne metoden kan oppnå høyeffektivt grønt lys, som teoretisk sett kan oppnå en høyere lyseffektivitet enn dagens hvite lys. Det er ikke-spontan grønt lys, og reduksjonen i fargerenhet forårsaket av dets spektralutvidelse er ugunstig for skjermer, men det er ikke egnet for vanlige mennesker. Det er ikke noe problem for belysning. Den grønne lyseffektiviteten som oppnås med denne metoden har muligheten til å være større enn 340 Lm/W, men den vil fortsatt ikke overstige 340 Lm/W etter kombinasjon med hvitt lys. For det tredje, fortsett å undersøke og finn dine egne epitaksiale materialer. Bare på denne måten er det et glimt av håp. Ved å oppnå grønt lys som er høyere enn 340 Lm/w, kan det hvite lyset kombinert av de tre primærfarge-LED-ene rød, grønn og blå være høyere enn lyseffektivitetsgrensen på 340 Lm/w for hvite lys-LED-er av blue chip-typen. W.

3. Ultrafiolett LEDbrikke + tre primærfargefosforer avgir lys.

Den viktigste iboende mangelen ved de to ovennevnte typene hvite LED-er er den ujevne romlige fordelingen av lysstyrke og kromatisitet. Ultrafiolett lys kan ikke oppfattes av det menneskelige øyet. Derfor, etter at det ultrafiolette lyset forlater brikken, absorberes det av de tre primærfargede fosforene i pakningslaget, og omdannes til hvitt lys ved hjelp av fotoluminescensen til fosforene, og sendes deretter ut i rommet. Dette er den største fordelen, akkurat som tradisjonelle lysrør, har den ikke romlige fargeujevnheter. Imidlertid kan ikke den teoretiske lyseffektiviteten til ultrafiolett chip hvitt lys-LED være høyere enn den teoretiske verdien av blå chip hvitt lys, enn si den teoretiske verdien av RGB hvitt lys. Imidlertid er det bare gjennom utvikling av høyeffektive tre-primærfargede fosforer som er egnet for ultrafiolett eksitasjon, at vi kan oppnå ultrafiolette hvite LED-er som er nær eller enda mer effektive enn de to ovennevnte hvite LED-ene på dette stadiet. Jo nærmere blå ultrafiolette LED-er er, desto mer sannsynlig er de. Jo større de er, desto mellombølge- og kortbølgede UV-type hvite LED-er er ikke mulige.