Analise van die belangrikste tegniese roetes van witlig-LED vir beligting

Wit LED-tipesDie belangrikste tegniese roetes van wit LED vir beligting is: ① Blou LED + fosfortipe; ②RGB LED-tipe; ③ Ultraviolet LED + fosfortipe.

LED-skyfie

1. Blou lig – LED-skyfie + geelgroen fosfortipe, insluitend veelkleurige fosforderivate en ander tipes.

Die geelgroen fosforlaag absorbeer 'n deel van die blou lig van die LED-skyfie om fotoluminessensie te produseer. Die ander deel van die blou lig van die LED-skyfie word deur die fosforlaag deurgegee en smelt saam met die geelgroen lig wat deur die fosfor op verskeie punte in die ruimte uitgestraal word. Die rooi, groen en blou ligte word gemeng om wit lig te vorm; In hierdie metode sal die hoogste teoretiese waarde van fosforfotoluminessensie-omskakelingsdoeltreffendheid, een van die eksterne kwantumdoeltreffendhede, nie 75% oorskry nie; en die maksimum ligonttrekkingstempo van die skyfie kan slegs ongeveer 70% bereik. Daarom sal die maksimum ligdoeltreffendheid van blou-tipe wit lig teoreties nie 340 Lm/W oorskry nie. In die afgelope paar jaar het CREE 303 Lm/W bereik. As die toetsresultate akkuraat is, is dit die moeite werd om te vier.

 

2. Rooi, groen en blou drie primêre kleurkombinasiesRGB LED-tipesinsluitRGBW-LED tipes, ens.

R-LED (rooi) + G-LED (groen) + B-LED (blou) drie lig-emitterende diodes word saamgevoeg, en die drie primêre kleure van rooi, groen en blou lig wat uitgestraal word, word direk in die ruimte gemeng om wit lig te vorm. Om op hierdie manier hoë-doeltreffendheid wit lig te produseer, moet LED's van verskillende kleure, veral groen LED's, eerstens doeltreffende ligbronne wees. Dit kan gesien word uit die feit dat groen lig ongeveer 69% van die "iso-energie wit lig" uitmaak. Tans is die ligdoeltreffendheid van blou en rooi LED's baie hoog, met interne kwantumdoeltreffendhede wat onderskeidelik 90% en 95% oorskry, maar die interne kwantumdoeltreffendheid van groen LED's bly ver agter. Hierdie verskynsel van lae groen ligdoeltreffendheid van GaN-gebaseerde LED's word die "groen liggaping" genoem. Die hoofrede is dat groen LED's nog nie hul eie epitaksiale materiale gevind het nie. Die bestaande fosforarseennitride-reeksmateriale het baie lae doeltreffendheid in die geelgroen spektrumreeks. Die gebruik van rooi of blou epitaksiale materiale om groen LED's te maak, sal egter onder laer stroomdigtheidstoestande, omdat daar geen fosforomskakelingsverlies is nie, 'n groen LED het 'n hoër ligdoeltreffendheid as blou + fosforgroen lig. Daar word berig dat die ligdoeltreffendheid 291 Lm/W bereik onder 1 mA stroomtoestande. Die ligdoeltreffendheid van groen lig wat deur die Droop-effek veroorsaak word, daal egter aansienlik by groter strome. Wanneer die stroomdigtheid toeneem, daal die ligdoeltreffendheid vinnig. By 350 mA stroom is die ligdoeltreffendheid 108 Lm/W. Onder 1 A-toestande neem die ligdoeltreffendheid af tot 66 Lm/W.

Vir Groep III-fosfiede het die uitstraal van lig in die groen band 'n fundamentele struikelblok vir materiaalstelsels geword. Die verandering van die samestelling van AlInGaP sodat dit groen eerder as rooi, oranje of geel uitstraal, lei tot onvoldoende draerinperking as gevolg van die relatief lae energiegaping van die materiaalstelsel, wat doeltreffende stralingsrekombinasie uitsluit.

In teenstelling hiermee is dit moeiliker vir III-nitrides om hoë doeltreffendheid te bereik, maar die probleme is nie onoorkomelik nie. Deur hierdie stelsel te gebruik, wat die lig na die groen ligband uitbrei, is twee faktore wat 'n afname in doeltreffendheid sal veroorsaak: die afname in eksterne kwantumdoeltreffendheid en elektriese doeltreffendheid. Die afname in eksterne kwantumdoeltreffendheid kom van die feit dat hoewel die groen bandgaping laer is, groen LED's GaN se hoë voorwaartse spanning gebruik, wat veroorsaak dat die kragomskakelingskoers afneem. Die tweede nadeel is dat die groen LED afneem soos die inspuitstroomdigtheid toeneem en deur die droop-effek vasgevang word. Die droop-effek kom ook voor in blou LED's, maar die impak daarvan is groter in groen LED's, wat lei tot laer konvensionele bedryfsstroomdoeltreffendheid. Daar is egter baie spekulasies oor die oorsake van die droop-effek, nie net Auger-rekombinasie nie – dit sluit in ontwrigting, draeroorloop of elektronlekkasie. Laasgenoemde word versterk deur 'n hoëspanning interne elektriese veld.

Daarom, die manier om die ligdoeltreffendheid van groen LED's te verbeter: aan die een kant, bestudeer hoe om die Droop-effek te verminder onder die toestande van bestaande epitaksiale materiale om die ligdoeltreffendheid te verbeter; aan die ander kant, gebruik die fotoluminesensie-omskakeling van blou LED's en groen fosfor om groen lig uit te straal. Hierdie metode kan hoë-doeltreffendheid groen lig verkry, wat teoreties 'n hoër ligdoeltreffendheid as die huidige wit lig kan bereik. Dit is nie-spontane groen lig, en die afname in kleursuiwerheid wat veroorsaak word deur die spektrale verbreding daarvan is ongunstig vir skerms, maar dit is nie geskik vir gewone mense nie. Daar is geen probleem vir beligting nie. Die groen ligdoeltreffendheid wat deur hierdie metode verkry word, het die moontlikheid om groter as 340 Lm/W te wees, maar dit sal steeds nie 340 Lm/W oorskry na kombinasie met wit lig nie. Derdens, gaan voort met navorsing en vind jou eie epitaksiale materiale. Slegs op hierdie manier is daar 'n sprankie hoop. Deur groen lig te verkry wat hoër as 340 Lm/w is, kan die wit lig gekombineer deur die drie primêre kleur LED's van rooi, groen en blou hoër wees as die ligdoeltreffendheidslimiet van 340 Lm/w van blou-skyfie-tipe wit lig LED's. W.

 

3. Ultraviolet LEDskyfie + drie primêre kleur fosfore straal lig uit.

Die hoof inherente gebrek van die bogenoemde twee tipes wit LED's is die ongelyke ruimtelike verspreiding van helderheid en chromatiesiteit. Ultravioletlig kan nie deur die menslike oog waargeneem word nie. Daarom, nadat die ultravioletlig die skyfie verlaat, word dit geabsorbeer deur die drie primêre kleurfosfore in die verpakkingslaag, en word dit omgeskakel in wit lig deur die fotoluminessensie van die fosfore, en dan in die ruimte uitgestraal. Dit is die grootste voordeel daarvan, net soos tradisionele fluoresserende lampe, het dit nie ruimtelike kleurongelykheid nie. Die teoretiese ligdoeltreffendheid van ultravioletskyfie witlig-LED kan egter nie hoër wees as die teoretiese waarde van blouskyfie witlig nie, wat nog te sê van die teoretiese waarde van RGB witlig. Slegs deur die ontwikkeling van hoë-doeltreffendheid drie-primêre kleurfosfore wat geskik is vir ultraviolet-opwekking kan ons egter ultraviolet wit LED's verkry wat naby of selfs meer doeltreffend is as die bogenoemde twee wit LED's op hierdie stadium. Hoe nader aan blou ultraviolet-LED's is, hoe groter is hulle waarskynlikheid. Hoe groter dit is, hoe nie mediumgolf- en kortgolf UV-tipe wit LED's is moontlik nie.


Plasingstyd: 19 Maart 2024