Tipos de LED brancosAs principais vías técnicas do LED branco para a iluminación son: ① LED azul + tipo fósforo; ②Tipo de LED RGB③ LED ultravioleta + tipo fósforo.

1. Luz azul: chip LED + tipo de fósforo amarelo-verde, incluíndo derivados de fósforo multicolor e outros tipos.

A capa de fósforo amarelo-verde absorbe parte da luz azul do chip LED para producir fotoluminescencia. A outra parte da luz azul do chip LED transmítese a través da capa de fósforo e fusiónase coa luz amarelo-verde emitida polo fósforo en varios puntos do espazo. As luces vermella, verde e azul mestúranse para formar luz branca; neste método, o valor teórico máis alto da eficiencia de conversión de fotoluminescencia de fósforo, unha das eficiencias cuánticas externas, non superará o 75 %; e a taxa máxima de extracción de luz do chip só pode alcanzar aproximadamente o 70 %. Polo tanto, teoricamente, a eficiencia luminosa máxima do LED de tipo azul non superará os 340 Lm/W. Nos últimos anos, o CREE alcanzou os 303 Lm/W. Se os resultados da proba son precisos, paga a pena celebralo.

2. Combinación de tres cores primarias de vermello, verde e azulTipos de LED RGBincluírTipos de LED RGBW, etc.

R-LED (vermello) + G-LED (verde) + B-LED (azul) combínanse tres díodos emisores de luz, e as tres cores primarias de luz vermella, verde e azul emitidas mestúranse directamente no espazo para formar luz branca. Para producir luz branca de alta eficiencia deste xeito, en primeiro lugar, os LED de varias cores, especialmente os LED verdes, deben ser fontes de luz eficientes. Isto pódese ver polo feito de que a luz verde representa aproximadamente o 69 % da "luz branca isoenerxética". Na actualidade, a eficiencia luminosa dos LED azuis e vermellos foi moi alta, con eficiencias cuánticas internas superiores ao 90 % e o 95 % respectivamente, pero a eficiencia cuántica interna dos LED verdes está moi por detrás. Este fenómeno de baixa eficiencia da luz verde dos LED baseados en GaN chámase "brecha de luz verde". A razón principal é que os LED verdes aínda non atoparon os seus propios materiais epitaxiais. Os materiais existentes da serie de nitruro de arsénico e fósforo teñen unha eficiencia moi baixa no rango do espectro amarelo-verde. Non obstante, o uso de materiais epitaxiais vermellos ou azuis para fabricar LED verdes... En condicións de menor densidade de corrente, debido a que non hai perda de conversión de fósforo, o LED verde ten unha maior eficiencia luminosa que a luz verde azul + fósforo. Informouse de que a súa eficiencia luminosa alcanza os 291 Lm/W en condicións de corrente de 1 mA. Non obstante, a eficiencia luminosa da luz verde causada polo efecto Droop diminúe significativamente a correntes maiores. Cando a densidade de corrente aumenta, a eficiencia luminosa diminúe rapidamente. A unha corrente de 350 mA, a eficiencia luminosa é de 108 Lm/W. En condicións de 1 A, a eficiencia luminosa diminúe a 66 Lm/W.

Para os fosfuros do Grupo III, a emisión de luz na banda verde converteuse nun obstáculo fundamental para os sistemas materiais. Cambiar a composición de AlInGaP para que emita verde en lugar de vermello, laranxa ou amarelo resulta nun confinamento insuficiente do portador debido á brecha de enerxía relativamente baixa do sistema material, o que impide unha recombinación radiativa eficiente.

Pola contra, é máis difícil para os nitruros III alcanzar unha alta eficiencia, pero as dificultades non son insuperables. Usando este sistema, estendendo a luz á banda de luz verde, dous factores que provocarán unha diminución da eficiencia son: a diminución da eficiencia cuántica externa e a eficiencia eléctrica. A diminución da eficiencia cuántica externa provén do feito de que, aínda que a banda prohibida verde é menor, os LED verdes usan a alta tensión directa do GaN, o que fai que a taxa de conversión de potencia diminúa. A segunda desvantaxe é que o LED verde diminúe a medida que aumenta a densidade de corrente de inxección e queda atrapado polo efecto droop. O efecto droop tamén se produce nos LED azuis, pero o seu impacto é maior nos LED verdes, o que resulta nunha menor eficiencia de corrente de funcionamento convencional. Non obstante, hai moitas especulacións sobre as causas do efecto droop, non só a recombinación Auger: inclúen a dislocación, o desbordamento do portador ou a fuga de electróns. Esta última vese potenciada por un campo eléctrico interno de alta tensión.

Polo tanto, a forma de mellorar a eficiencia luminosa dos LED verdes: por unha banda, estudar como reducir o efecto Droop nas condicións dos materiais epitaxiais existentes para mellorar a eficiencia luminosa; por outra banda, usar a conversión de fotoluminescencia de LED azuis e fósforos verdes para emitir luz verde. Este método pode obter luz verde de alta eficiencia, que teoricamente pode lograr unha eficiencia luminosa maior que a luz branca actual. É luz verde non espontánea e a diminución da pureza da cor causada polo seu ensanche espectral é desfavorable para as pantallas, pero non é axeitada para a xente común. Non hai problema para a iluminación. A eficacia da luz verde obtida por este método ten a posibilidade de ser superior a 340 Lm/W, pero aínda non superará os 340 Lm/W despois de combinala con luz branca. En terceiro lugar, continuar investigando e atopar os seus propios materiais epitaxiais. Só deste xeito, hai un raio de esperanza. Ao obter luz verde superior a 340 Lm/w, a luz branca combinada polos tres LED de cores primarias (vermello, verde e azul) pode superar o límite de eficiencia luminosa de 340 Lm/w dos LED de luz branca de tipo chip azul. W.

3. LED ultravioletachip + tres fósforos de cores primarias emiten luz.

O principal defecto inherente dos dous tipos de LED brancos mencionados anteriormente é a distribución espacial desigual da luminosidade e a cromaticidade. O ollo humano non pode percibir a luz ultravioleta. Polo tanto, despois de que a luz ultravioleta saia do chip, é absorbida polos tres fósforos de cores primarias da capa de empaquetado e convértese en luz branca pola fotoluminescencia dos fósforos, e logo emítese ao espazo. Esta é a súa maior vantaxe: do mesmo xeito que as lámpadas fluorescentes tradicionais, non ten desigualdade de cor espacial. Non obstante, a eficiencia lumínica teórica do LED de luz branca do chip ultravioleta non pode ser superior ao valor teórico da luz branca do chip azul, e moito menos ao valor teórico da luz branca RGB. Non obstante, só mediante o desenvolvemento de fósforos de tres cores primarias de alta eficiencia axeitados para a excitación ultravioleta podemos obter LED brancos ultravioleta que sexan próximos ou incluso máis eficientes que os dous LED brancos mencionados anteriormente nesta fase. Canto máis preto estean os LED ultravioleta azuis, máis probable é que se produzan. Canto máis grandes sexan, os LED brancos de tipo UV de onda media e onda curta non son posibles.