Analyse av de viktigste tekniske rutene for hvite lys-LED-er for belysning

1. Blå LED-brikke + gulgrønn fosfortype inkludert flerfarget fosforderivattype

 Det gulgrønne fosforlaget absorberer en del avblått lysav LED-brikken for å produsere fotoluminescens, og den andre delen av det blå lyset fra LED-brikken sendes ut av fosforlaget og smelter sammen med det gulgrønne lyset som sendes ut av fosforet på forskjellige punkter i rommet, og det røde, grønne og blå lyset blandes for å danne hvitt lys. På denne måten vil den høyeste teoretiske verdien av fosforfotoluminescenskonverteringseffektivitet, som er en av de eksterne kvanteeffektivitetene, ikke overstige 75 %; og den høyeste lysutvinningshastigheten fra brikken kan bare nå omtrent 70 %, så i teorien vil den høyeste lyseffektiviteten til blått hvitt lys ikke overstige 340 Lm/W, og CREE har nådd 303 Lm/W de siste årene. Hvis testresultatene er nøyaktige, er det verdt å feire.

 

2. Kombinasjonen av rødt, grønt og blåttRGB LEDtypen inkluderer RGBW-LED-typen, osv.

 De tre lysdiodene R-LED (rød) + G-LED (grønn) + B-LED (blå) kombineres, og de tre primærfargene rød, grønn og blå 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, for det første være høyeffektive lyskilder. Dette kan sees fra det "likeenergihvite lyset", der grønt lys utgjør omtrent 69 %. 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 ligger langt bak. Dette fenomenet med lav grønt lyseffektivitet for GaN-baserte LED-er kalles "grønt lysgap". Hovedårsaken er at grønne LED-er ikke har funnet sine egne epitaksiale materialer. Eksisterende fosforarsenikknitrid-seriematerialer har lav effektivitet i det gulgrønne spekteret. Røde eller blå epitaksiale materialer brukes til å lage grønne LED-er. Ved lavere strømtetthet, fordi det ikke er noe tap av fosforkonvertering, har grønn LED høyere lyseffektivitet enn grønt lys av blått + fosfortypen. Det er rapportert at lyseffektiviteten når 291 Lm/W ved 1 mA strøm. Imidlertid er fallet i lyseffektiviteten til grønt lys forårsaket av droop-effekten ved en større strøm betydelig. Når strømtettheten øker, synker lyseffektiviteten raskt. Ved en strøm på 350 mA er lyseffektiviteten 108 Lm/W. Ved 1 A synker lyseffektiviteten til 66 Lm/W.

For III-fosfiner har lysutslipp til det grønne båndet blitt et grunnleggende hinder for materialsystemet. Å endre sammensetningen av AlInGaP slik at den sender ut grønt lys i stedet for rødt, oransje eller gult – noe som forårsaker utilstrekkelig bærerbegrensning – skyldes det relativt lave energigapet i materialsystemet, noe som utelukker effektiv strålingsrekombinasjon.

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, bruk fotoluminescenskonvertering av blå LED-er og grønn fosfor for å avgi grønt lys. Denne metoden kan oppnå grønt lys med høy lyseffektivitet, som teoretisk sett kan oppnå høyere lyseffektivitet enn dagens hvite lys. Det tilhører ikke-spontan grønt lys. Det er ikke noe problem med belysning. Den grønne lyseffekten oppnådd med denne metoden kan være større enn 340 Lm/W, men den vil fortsatt ikke overstige 340 Lm/W etter å ha kombinert hvitt lys; for det tredje, fortsett å undersøke og finn ditt eget epitaksiale materiale, bare på denne måten er det et glimt av håp om at etter å ha oppnådd grønt lys som er mye høyere enn 340 Lm/w, kan det hvite lyset kombinert av de tre primærfargene rød, grønn og blå LED-er være høyere enn lyseffektivitetsgrensen for blå chip hvite LED-er på 340 Lm/W.

 

3. Ultrafiolett LEDchip + tre primærfargefosforer sender ut 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 ultrafiolett lys forlater brikken, absorberes det av de tre primære fargefosforene i innkapslingslaget, omdannes til hvitt lys ved hjelp av fosforens fotoluminescens, og sendes deretter ut i rommet. Dette er dens største fordel, akkurat som tradisjonelle lysrør, har den ingen romlige fargeujevnheter. Imidlertid kan ikke den teoretiske lyseffektiviteten til den ultrafiolette chip-typen hvite lys-LED være høyere enn den teoretiske verdien av blue chip-typen hvitt lys, enn si den teoretiske verdien av RGB-typen hvitt lys. Imidlertid er det bare gjennom utvikling av høyeffektive tre primære fosforer som er egnet for ultrafiolett lyseksitasjon, at det er mulig å oppnå ultrafiolette hvite lys-LED-er som er nær eller til og med høyere enn de to ovennevnte hvite lys-LED-ene på dette stadiet. Jo nærmere den blå ultrafiolette lys-LED-en er, desto større er muligheten. Jo større mellombølge- og kortbølge-ultrafiolette lys-LED-en er.


Publisert: 24. august 2021