1. Cip LED albastru + fosfor galben verde, inclusiv derivat de fosfor policrom

Stratul de fosfor galben verde absoarbe lumina albastră a unoracipuri LEDpentru a produce fotoluminiscență, iar lumina albastră de la cipurile LED transmite din stratul de fosfor și converge cu lumina verde galbenă emisă de fosfor în diferite puncte din spațiu, iar lumina roșie, verde, albastră este amestecată pentru a forma lumină albă; În acest fel, valoarea maximă teoretică a eficienței de conversie a fotoluminiscenței a fosforului, una dintre eficiența cuantică externă, nu va depăși 75%; Cea mai mare rată de extracție a luminii din cip poate ajunge doar la aproximativ 70%. Prin urmare, teoretic, eficiența luminoasă maximă a LED-ului cu lumină albastră albă nu va depăși 340 Lm/W, iar CREE va ajunge la 303 Lm/W în urmă cu câțiva ani. Dacă rezultatele testelor sunt corecte, merită sărbătorit.

2. Roșu, verde, albastru, combinație de trei culori primare, tip LED RGB, inclusiv tip LED RGB W etc

Cei treiemițătoare de luminădiodele, R-LED (roșu) + G-LED (verde) + B-LED (albastru), sunt combinate pentru a forma o lumină albă prin amestecarea directă a luminii roșii, verzi și albastre emise în spațiu. Pentru a genera în acest fel lumină albă cu eficiență luminoasă ridicată, în primul rând, toate LED-urile color, în special LED-urile verzi, trebuie să fie surse de lumină eficiente, care reprezintă aproximativ 69% din „lumină albă cu energie egală”. În prezent, eficiența luminii LED-ului albastru și LED-ului roșu a fost foarte mare, eficiența cuantică internă depășind 90% și, respectiv, 95%, dar eficiența cuantică internă a LED-ului verde este cu mult în urmă. Acest fenomen de eficiență scăzută a luminii verzi a LED-ului bazat pe GaN se numește „decalaj de lumină verde”. Motivul principal este că LED-ul verde nu și-a găsit încă propriul material epitaxial. Eficiența materialelor existente din seria de nitrură de arsen fosfor este foarte scăzută în intervalul cromatografic galben verde. Cu toate acestea, LED-ul verde este realizat din materiale epitaxiale cu lumină roșie sau cu lumină albastră. În condițiile unei densități scăzute de curent, deoarece nu există pierderi de conversie a fosforului, LED-ul verde are o eficiență luminoasă mai mare decât lumina albastră + lumina verde fosfor. Se raportează că eficiența sa luminoasă ajunge la 291Lm/W sub curentul de 1mA. Cu toate acestea, în condiții de curent ridicat, eficiența luminoasă a luminii verzi cauzată de efectul Drop scade semnificativ. Când densitatea de curent crește, eficiența luminoasă scade rapid. Sub curent de 350mA, eficiența luminoasă este de 108Lm/W, iar sub condiția de 1A, eficiența luminoasă scade la 66Lm/W.

Pentru fosfuri din grupa III, emiterea de lumină către banda verde a devenit obstacolul de bază al sistemului material. Modificarea compoziției AlInGaP astfel încât să emită lumină verde în loc de roșu, portocaliu sau galben – care provoacă o limitare insuficientă a purtătorului se datorează decalajului de energie relativ scăzut al sistemului material, care împiedică recombinarea eficientă a radiațiilor.

În schimb, este mai dificil pentru nitrururile din grupa III să atingă o eficiență ridicată, dar dificultatea nu este de netrecut. Când lumina este extinsă la banda de lumină verde cu acest sistem, cei doi factori care vor reduce eficiența sunt eficiența cuantică externă și eficiența electrică. Scăderea eficienței cuantice externe vine din faptul că, deși intervalul de bandă verde este mai mic, LED-ul verde folosește tensiunea directă ridicată a GaN, ceea ce reduce rata de conversie a puterii. Al doilea dezavantaj este că verdeleLED-ul scadeodată cu creșterea densității curentului de injecție și este prins de efectul droop. Efectul de cădere apare și în LED-ul albastru, dar este mai grav în LED-ul verde, rezultând o eficiență mai scăzută a curentului de lucru convențional. Cu toate acestea, există multe motive pentru efectul de scădere, nu numai recombinarea Auger, ci și dislocarea, debordarea purtătorului sau scurgerea electronică. Acesta din urmă este sporit de câmpul electric intern de înaltă tensiune.

Prin urmare, modalitățile de îmbunătățire a eficienței luminoase a LED-ului verde: pe de o parte, studiați cum să reduceți efectul Drop pentru a îmbunătăți eficiența luminoasă în condițiile materialelor epitaxiale existente; Pe de altă parte, LED-ul albastru plus fosfor verde este folosit pentru conversia fotoluminiscenței pentru a emite lumină verde. Această metodă poate obține lumină verde cu eficiență luminoasă ridicată, care teoretic poate obține o eficiență luminoasă mai mare decât lumina albă actuală. Aparține luminii verzi nespontane. Scăderea purității culorii cauzată de lărgirea sa spectrală este nefavorabilă pentru afișare, dar nu reprezintă o problemă pentru iluminarea obișnuită. Este posibil să se obțină o eficiență luminoasă verde mai mare de 340 Lm/W, Cu toate acestea, lumina albă combinată nu va depăși 340 Lm/W; În al treilea rând, continuați să cercetați și să găsiți propriile materiale epitaxiale. Numai în acest fel poate exista o licărire de speranță că, după obținerea mai multă lumină verde de 340 Lm/w, lumina albă combinată de LED-urile cu trei culori primare roșu, verde și albastru poate fi mai mare decât limita de eficiență a luminii a cipului albastru. LED alb de 340 Lm/W.

3. Cip LED ultraviolete+fosfor tricolor

Principalul defect inerent al celor două tipuri de LED-uri albe de mai sus este că distribuția spațială a luminozității și cromaticii este neuniformă. Lumina UV este invizibilă pentru ochiul uman. Prin urmare, lumina UV emisă de cip este absorbită de fosforul tricolor al stratului de ambalare și apoi convertită din fotoluminiscența fosforului în lumină albă și emisă în spațiu. Acesta este cel mai mare avantaj al său, la fel ca lampa fluorescentă tradițională, nu are culoarea spațiului neuniform. Cu toate acestea, eficiența luminoasă teoretică a LED-ului alb de tip cip ultraviolet nu poate fi mai mare decât valoarea teoretică a luminii albe de tip cip albastru, să nu mai vorbim de valoarea teoretică a luminii albe de tip RGB. Cu toate acestea, numai prin dezvoltarea fosforilor tricolori eficienți, potriviti pentru excitarea luminii UV, se poate obține LED alb ultraviolet cu o eficiență luminoasă similară sau chiar mai mare decât cele două LED-uri albe menționate mai sus în această etapă. Cu cât LED-ul ultraviolet este mai aproape de lumina albastră, cu atât este mai probabil să fie, iar LED-ul alb cu linii ultraviolete cu unde medie și unde scurte va fi imposibil.