Análise das principais rutas técnicas dos LED de luz branca para a iluminación

1. Chip LED azul + tipo de fósforo amarelo-verde, incluído o tipo derivado de fósforo multicolor

 A capa de fósforo amarelo-verde absorbe parte doluz azuldo chip LED para producir fotoluminescencia, e a outra parte da luz azul do chip LED transmítese fóra da capa de fósforo e fusiónase coa luz amarelo-verde emitida polo fósforo en varios puntos do espazo, e a luz vermella, verde e azul mestúranse para formar luz branca; Deste xeito, o valor teórico máis alto da eficiencia de conversión de fotoluminescencia de fósforo, que é unha das eficiencias cuánticas externas, non superará o 75 %; e a taxa de extracción de luz máis alta do chip só pode alcanzar aproximadamente o 70 %, polo que en teoría, a luz branca azul A eficiencia luminosa LED máis alta non superará os 340 Lm/W, e o CREE alcanzou os 303 Lm/W nos últimos anos. Se os resultados das probas son precisos, paga a pena celebralo.

 

2. A combinación de vermello, verde e azulLED RGBo tipo inclúe o tipo RGBW-LED, etc.

 Os tres díodos emisores de luz R-LED (vermello) + G-LED (verde) + B-LED (azul) combínanse e as tres cores primarias vermello, verde e azul 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 de alta eficiencia, o que se pode ver na "luz branca de igual enerxía" na que a luz verde representa aproximadamente o 69 %. 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 atrás. 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 non atoparon os seus propios materiais epitaxiais. Os materiais existentes da serie de nitruro de arsénico fosforoso teñen baixa eficiencia no espectro amarelo-verde. Os materiais epitaxiais vermellos ou azuis utilízanse 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 de tipo azul + fósforo. Informouse de que a súa eficiencia luminosa alcanza os 291 Lm/W en condicións de corrente de 1 mA. Non obstante, a caída na eficiencia luminosa da luz verde causada polo efecto Droop baixo unha corrente maior é significativa. Cando a densidade de corrente aumenta, a eficiencia luminosa diminúe rapidamente. Cunha 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 as fosfinas III, a emisión de luz á banda verde converteuse nun obstáculo fundamental para o sistema material. O cambio da composición de AlInGaP para que emita luz verde en lugar de vermella, laranxa ou amarela, o que provoca unha limitación insuficiente do portador, débese á brecha de enerxía relativamente baixa do sistema material, o que exclúe a recombinación de radiación efectiva.

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 luminosa, que teoricamente pode alcanzar unha maior eficiencia luminosa que a luz branca actual. Pertence á luz verde non espontánea. Non hai problema coa iluminación. O efecto de luz verde obtido por este método pode ser superior a 340 Lm/W, pero aínda non superará os 340 Lm/W despois de combinar a luz branca; terceiro, continuar investigando e atopar o seu propio material epitaxial, só Deste xeito, hai un raio de esperanza de que despois de obter luz verde que é moito maior que 340 Lm/w, a luz branca combinada polas tres cores primarias dos LED vermello, verde e azul pode ser superior ao límite de eficiencia luminosa dos LED brancos de chip azul de 340 Lm/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. A luz ultravioleta non é perceptible polo ollo humano. Polo tanto, despois de que a luz ultravioleta saia do chip, é absorbida polos tres fósforos de cores primarias da capa de encapsulación, convertida en luz branca pola fotoluminescencia do fósforo e logo emitida 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 luminosa teórica do LED de luz branca tipo chip ultravioleta non pode ser superior ao valor teórico da luz branca tipo chip azul, e moito menos ao valor teórico da luz branca tipo RGB. Non obstante, só mediante o desenvolvemento de fósforos de tres primarios de alta eficiencia axeitados para a excitación da luz ultravioleta é posible obter LED de luz branca ultravioleta que sexan próximos ou incluso superiores aos dous LED de luz branca mencionados anteriormente nesta fase. Canto máis preto estea o LED de luz ultravioleta azul, maior será a posibilidade de que sexa imposible canto maior sexa o LED de luz branca de tipo ultravioleta de onda media e de onda curta.


Data de publicación: 24 de agosto de 2021