1. Синий светодиодный чип + желто-зеленый люминофор, включая производное полихромного люминофора.

Слой желто-зеленого люминофора поглощает синий свет некоторыхсветодиодные чипыдля создания фотолюминесценции, причем синий свет от светодиодных чипов выходит из слоя люминофора и сходится с желто-зеленым светом, излучаемым люминофором в различных точках пространства, а красный-зеленый-синий свет смешивается с образованием белого света; Таким образом, максимальное теоретическое значение эффективности преобразования фотолюминесценции люминофора, одного из внешних квантовых выходов, не будет превышать 75%; Максимальная скорость извлечения света из чипа может достигать лишь около 70%. Поэтому теоретически максимальная светоотдача синего света белого светодиода не превысит 340 Лм/Вт, а CREE несколько лет назад достигнет 303 Лм/Вт. Если результаты тестов точны, это стоит отпраздновать.

2. Красный, зеленый, синий, три основных цвета, комбинация светодиодов RGB, включая светодиоды RGB W и т. д.

Троесветоизлучающийдиоды R-LED (красный)+G-LED (зеленый)+B-LED (синий) объединяются для формирования белого света путем непосредственного смешивания красного, зеленого и синего света, излучаемого в пространстве. Чтобы таким образом генерировать белый свет с высокой светоотдачей, прежде всего, все цветные светодиоды, особенно зеленые светодиоды, должны быть эффективными источниками света, на долю которых приходится около 69% «белого света равной энергии». В настоящее время световая эффективность синих и красных светодиодов очень высока: внутренняя квантовая эффективность превышает 90% и 95% соответственно, но внутренняя квантовая эффективность зеленых светодиодов сильно отстает. Это явление низкой эффективности зеленого света светодиодов на основе GaN называется «пробелом в зеленом свете». Основная причина в том, что зеленый светодиод еще не нашел свой эпитаксиальный материал. Эффективность существующих материалов серии нитрида фосфора и мышьяка очень низкая в желто-зеленом хроматографическом диапазоне. Однако зеленый светодиод изготовлен из эпитаксиальных материалов красного или синего света. В условиях низкой плотности тока, поскольку отсутствуют потери преобразования люминофора, зеленый светодиод имеет более высокую светоотдачу, чем синий свет + зеленый свет люминофора. Сообщается, что его светоотдача достигает 291 лм/Вт при токе 1 мА. Однако при сильном токе светоотдача зеленого света, вызванная эффектом Спада, значительно снижается. При увеличении плотности тока светоотдача быстро снижается. При токе 350 мА светоотдача составляет 108 лм/Вт, а при токе 1 А светоотдача снижается до 66 лм/Вт.

Для фосфидов III группы излучение света в зеленой полосе стало основным препятствием материальной системы. Изменение состава AlInGaP так, чтобы он излучал зеленый свет вместо красного, оранжевого или желтого, что приводит к недостаточному ограничению носителей заряда из-за относительно низкой энергетической щели материальной системы, что исключает эффективную рекомбинацию излучения.

Напротив, нитридам группы III труднее достичь высокой эффективности, но эта трудность не является непреодолимой. Когда с помощью этой системы свет расширяется до диапазона зеленого света, двумя факторами, которые снижают эффективность, являются внешний квантовый выход и электрический КПД. Уменьшение внешней квантовой эффективности происходит из-за того, что, хотя ширина запрещенной зоны зеленого цвета меньше, зеленый светодиод использует высокое прямое напряжение GaN, что снижает скорость преобразования энергии. Второй недостаток – зеленыйСветодиод уменьшаетсяс увеличением плотности инжекционного тока и захватывается эффектом спада. Эффект спада также проявляется у синего светодиода, но он более серьезен у зеленого светодиода, что приводит к снижению эффективности обычного рабочего тока. Однако существует множество причин эффекта спада: не только оже-рекомбинация, но и дислокация, переполнение носителей или утечка электронов. Последнее усиливается внутренним электрическим полем высокого напряжения.

Поэтому пути повышения светоотдачи зеленых светодиодов: с одной стороны, изучить способы уменьшения эффекта Дропа для повышения светоотдачи в условиях существующих эпитаксиальных материалов; С другой стороны, синий светодиод плюс зеленый люминофор используются для преобразования фотолюминесценции в излучение зеленого света. Этот метод позволяет получить зеленый свет с высокой светоотдачей, что теоретически может обеспечить более высокую светоотдачу, чем нынешний белый свет. Это относится к неспонтанному зеленому свету. Снижение чистоты цвета, вызванное расширением его спектра, неблагоприятно для дисплея, но не представляет проблемы для обычного освещения. Можно получить зеленую светоотдачу более 340 Лм/Вт. Однако комбинированный белый свет не превысит 340 Лм/Вт; В-третьих, продолжайте исследования и находите собственные эпитаксиальные материалы. Только таким образом может возникнуть проблеск надежды на то, что после получения зеленого света, превышающего 340 Лм/Вт, белый свет, объединенный тремя светодиодами основных цветов красного, зеленого и синего, может превысить предел светоотдачи синего чипа. белый светодиод 340 Лм/Вт.

3. Ультрафиолетовый светодиодный чип+трехцветный люминофор

Основной дефект, присущий двум вышеупомянутым типам белых светодиодов, заключается в неравномерном пространственном распределении яркости и цветности. Ультрафиолетовое излучение невидимо для человеческого глаза. Таким образом, УФ-свет, излучаемый чипом, поглощается трехцветным люминофором упаковочного слоя, а затем преобразуется из фотолюминесценции люминофора в белый свет и излучается в пространство. Это ее самое большое преимущество: как и традиционная люминесцентная лампа, она не имеет неравномерного цветового пространства. Однако теоретическая светоотдача белого светодиода типа ультрафиолетового чипа не может быть выше теоретического значения белого света типа синего чипа, не говоря уже о теоретическом значении белого света типа RGB. Однако только путем разработки эффективных трехцветных люминофоров, подходящих для возбуждения УФ-светом, можно будет получить белый ультрафиолетовый светодиод с такой же или даже более высокой светоотдачей, чем два белых светодиода, упомянутых выше на данном этапе. Чем ближе ультрафиолетовый светодиод к синему свету, тем больше вероятность, а белый светодиод со средневолновыми и коротковолновыми ультрафиолетовыми линиями будет невозможен.