1. Chip LED azul + fósforo verde amarelo, incluído o derivado de fósforo policromado

A capa de fósforo verde amarelo absorbe a luz azul dalgúnschips LEDpara producir fotoluminiscencia, e a luz azul dos chips LED transmítese fóra da capa de fósforo e converxe coa luz verde amarela emitida polo fósforo en varios puntos do espazo, e a luz vermella verde azul mestúrase para formar luz branca; Deste xeito, o valor máximo teórico da eficiencia de conversión de fotoluminiscencia do fósforo, unha das eficiencias cuánticas externas, non superará o 75%; A maior taxa de extracción de luz do chip só pode alcanzar un 70%. Polo tanto, teoricamente, a eficiencia luminosa máxima do LED branco de luz azul non superará os 340 Lm/W, e o CREE chegará hai uns anos aos 303 Lm/W. Se os resultados das probas son precisos, paga a pena celebralo.

2. Vermello, verde, azul, combinación de tres cores primarias, tipo LED RGB, incluído o tipo LED RGB W, etc

Os tresemisora ​​de luzOs díodos, R-LED (vermello) + G-LED (verde) + B-LED (azul), combínanse para formar unha luz branca mesturando directamente a luz vermella, verde e azul emitida no espazo. Para xerar luz branca de alta eficiencia luminosa deste xeito, en primeiro lugar, todos os LED de cor, especialmente os LED verdes, deben ser fontes de luz eficientes, que representan preto do 69% da "luz branca de igual enerxía". Na actualidade, a eficiencia luminosa do LED azul e do LED vermello foi moi alta, sendo a eficiencia cuántica interna superior ao 90% e ao 95% respectivamente, pero a eficiencia cuántica interna do LED verde está moi atrás. Este fenómeno de baixa eficiencia da luz verde do LED baseado en GaN chámase "brecha de luz verde". A razón principal é que o LED verde aínda non atopou o seu propio material epitaxial. A eficiencia dos materiais existentes da serie de nitruro de arsénico fósforo é moi baixa no intervalo cromatográfico verde amarelo. Non obstante, o LED verde está feito de materiais epitaxiais de luz vermella ou azul. Baixo a condición de baixa densidade de corrente, porque non hai perda de conversión de fósforo, o LED verde ten unha eficiencia luminosa máis alta que a luz azul + luz verde fósforo. Infórmase de que a súa eficiencia luminosa alcanza os 291Lm/W baixo a corrente de 1mA. Non obstante, baixo unha corrente elevada, a eficiencia luminosa da luz verde causada polo efecto Droop diminúe significativamente. Cando a densidade de corrente aumenta, a eficiencia luminosa diminúe rapidamente. Baixo unha corrente de 350 mA, a eficiencia luminosa é de 108 Lm/W, e baixo a condición de 1 A, a eficiencia luminosa diminúe ata 66 Lm/W.

Para os fosfuros do grupo III, a emisión de luz á banda verde converteuse no obstáculo básico do sistema material. Cambiar a composición de AlInGaP para que emita luz verde en lugar de vermella, laranxa ou amarela, causando unha limitación insuficiente do portador, débese á brecha de enerxía relativamente baixa do sistema de material, o que impide a recombinación eficaz da radiación.

Pola contra, é máis difícil que os nitruros do Grupo III alcancen unha alta eficiencia, pero a dificultade non é insuperable. Cando a luz se estende ata a banda de luz verde con este sistema, os dous factores que reducirán a eficiencia son a eficiencia cuántica externa e a eficiencia eléctrica. A diminución da eficiencia cuántica externa vén do feito de que, aínda que a brecha da banda verde é menor, o LED verde usa a alta tensión directa de GaN, o que reduce a taxa de conversión de enerxía. A segunda desvantaxe é o verdeLED diminúeco aumento da densidade de corrente de inxección e queda atrapado polo efecto de caída. O efecto de caída tamén aparece no LED azul, pero é máis grave no LED verde, o que resulta nunha menor eficiencia da corrente de traballo convencional. Non obstante, hai moitas razóns para o efecto de caída, non só a recombinación Auger, senón tamén a luxación, o desbordamento do portador ou a fuga electrónica. Este último vese reforzado polo campo eléctrico interno de alta tensión.

Polo tanto, as formas de mellorar a eficiencia luminosa do LED verde: por unha banda, estudar como reducir o efecto Droop para mellorar a eficiencia luminosa nas condicións dos materiais epitaxiais existentes; Por outra banda, o LED azul máis o fósforo verde úsase para a conversión de fotoluminiscencia para emitir luz verde. Este método pode obter luz verde cunha alta eficiencia luminosa, que teoricamente pode acadar unha maior eficiencia luminosa que a luz branca actual. Pertence á luz verde non espontánea. O descenso da pureza da cor causado pola súa ampliación espectral é desfavorable para a visualización, pero non é un problema para a iluminación normal. É posible obter unha eficiencia luminosa verde superior a 340 Lm/W. Non obstante, a luz branca combinada non superará os 340 Lm/W; En terceiro lugar, continúa investigando e atopando os teus propios materiais epitaxiais. Só deste xeito pode haber un brillo de esperanza de que despois de obter máis luz verde que 340 Lm/w, a luz branca combinada polos tres LED de cores primarias vermella, verde e azul poida ser superior ao límite de eficiencia luminosa do chip azul. LED branco de 340 Lm/W.

3. Chip LED ultravioleta + fósforo tricolor

O principal defecto inherente dos dous tipos anteriores de LED branco é que a distribución espacial da luminosidade e do croma é desigual. A luz UV é invisible para o ollo humano. Polo tanto, a luz UV emitida polo chip é absorbida polo fósforo tricolor da capa de embalaxe, e despois convértese da fotoluminiscencia do fósforo en luz branca e emítese ao espazo. Esta é a súa maior vantaxe, ao igual que a lámpada fluorescente tradicional, non ten unha cor espacial irregular. Non obstante, a eficiencia luminosa teórica do LED branco 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 desenvolvendo fósforos tricolores eficientes axeitados para a excitación da luz UV pode ser posible obter LED branco ultravioleta cunha eficiencia lumínica similar ou incluso maior que os dous LED brancos mencionados anteriormente nesta fase. Canto máis preto estea o LED ultravioleta da luz azul, máis probable é que estea, e será imposible o LED branco con liñas ultravioleta de onda media e onda curta.