Tipus de LED blancsLes principals vies tècniques del LED blanc per a la il·luminació són: ① LED blau + tipus de fòsfor; ②Tipus de LED RGB③ LED ultraviolat + tipus de fòsfor.

1. Llum blava: xip LED + tipus de fòsfor groc-verd, incloent-hi derivats de fòsfor multicolor i altres tipus.

La capa de fòsfor groc-verd absorbeix part de la llum blava del xip LED per produir fotoluminescència. L'altra part de la llum blava del xip LED es transmet a través de la capa de fòsfor i es fusiona amb la llum groc-verda emesa pel fòsfor en diversos punts de l'espai. Les llums vermella, verda i blava es barregen per formar llum blanca; en aquest mètode, el valor teòric més alt de l'eficiència de conversió de fotoluminescència de fòsfor, una de les eficiències quàntiques externes, no superarà el 75%; i la taxa màxima d'extracció de llum del xip només pot arribar a aproximadament el 70%. Per tant, teòricament, la llum blanca de tipus blau L'eficiència lluminosa màxima del LED no superarà els 340 Lm/W. En els darrers anys, CREE va arribar als 303 Lm/W. Si els resultats de la prova són precisos, val la pena celebrar-ho.

2. Combinació de tres colors primaris: vermell, verd i blauTipus de LED RGBincloureTipus de LED RGBW, etc.

R-LED (vermell) + G-LED (verd) + B-LED (blau) tres díodes emissors de llum es combinen, i els tres colors primaris de llum vermella, verda i blava emesa es barregen directament a l'espai per formar llum blanca. Per produir llum blanca d'alta eficiència d'aquesta manera, en primer lloc, els LED de diversos colors, especialment els LED verds, han de ser fonts de llum eficients. Això es pot veure pel fet que la llum verda representa aproximadament el 69% de la "llum blanca isoenergia". Actualment, l'eficiència lluminosa dels LED blaus i vermells ha estat molt alta, amb eficiències quàntiques internes superiors al 90% i el 95% respectivament, però l'eficiència quàntica interna dels LED verds està molt endarrerida. Aquest fenomen de baixa eficiència de llum verda dels LED basats en GaN s'anomena "bretxa de llum verda". La raó principal és que els LED verds encara no han trobat els seus propis materials epitaxials. Els materials de la sèrie de nitrur d'arsènic de fòsfor existents tenen una eficiència molt baixa en el rang de l'espectre groc-verd. Tanmateix, l'ús de materials epitaxials vermells o blaus per fabricar LED verds... En condicions de densitat de corrent més baixa, com que no hi ha pèrdua de conversió de fòsfor, el LED verd té una eficiència lluminosa més alta que la llum verda blava + fòsfor. S'ha informat que la seva eficiència lluminosa arriba als 291 Lm/W en condicions de corrent d'1 mA. Tanmateix, l'eficiència lluminosa de la llum verda causada per l'efecte Droop disminueix significativament a corrents més grans. Quan la densitat de corrent augmenta, l'eficiència lluminosa disminueix ràpidament. Amb un corrent de 350 mA, l'eficiència lluminosa és de 108 Lm/W. En condicions d'1 A, l'eficiència lluminosa disminueix a 66 Lm/W.

Per als fosfurs del Grup III, l'emissió de llum a la banda verda s'ha convertit en un obstacle fonamental per als sistemes materials. Canviar la composició d'AlInGaP perquè emeti verd en lloc de vermell, taronja o groc resulta en un confinament insuficient del portador a causa de la bretxa energètica relativament baixa del sistema material, cosa que impedeix una recombinació radiativa eficient.

En canvi, és més difícil que els nitrids III aconsegueixin una alta eficiència, però les dificultats no són insuperables. Utilitzant aquest sistema, estenent la llum a la banda de llum verda, dos factors que causaran una disminució de l'eficiència són: la disminució de l'eficiència quàntica externa i l'eficiència elèctrica. La disminució de l'eficiència quàntica externa prové del fet que, tot i que la banda prohibida verda és més baixa, els LED verds utilitzen l'alta tensió directa del GaN, cosa que fa que la taxa de conversió de potència disminueixi. El segon desavantatge és que el LED verd disminueix a mesura que augmenta la densitat de corrent d'injecció i queda atrapat per l'efecte droop. L'efecte droop també es produeix en els LED blaus, però el seu impacte és més gran en els LED verds, cosa que resulta en una menor eficiència de corrent de funcionament convencional. Tanmateix, hi ha moltes especulacions sobre les causes de l'efecte droop, no només la recombinació Auger: inclouen la dislocació, el desbordament del portador o la fuita d'electrons. Aquesta última es veu reforçada per un camp elèctric intern d'alt voltatge.

Per tant, la manera de millorar l'eficiència lumínica dels LED verds: d'una banda, estudiar com reduir l'efecte Droop en les condicions dels materials epitaxials existents per millorar l'eficiència lumínica; d'altra banda, utilitzar la conversió de fotoluminescència de LED blaus i fòsfors verds per emetre llum verda. Aquest mètode pot obtenir llum verda d'alta eficiència, que teòricament pot aconseguir una eficiència lumínica més alta que la llum blanca actual. És llum verda no espontània, i la disminució de la puresa del color causada pel seu eixamplament espectral és desfavorable per a les pantalles, però no és adequada per a la gent corrent. No hi ha cap problema per a la il·luminació. L'eficàcia de la llum verda obtinguda per aquest mètode té la possibilitat de ser superior a 340 Lm/W, però encara no superarà els 340 Lm/W després de combinar-la amb llum blanca. En tercer lloc, continueu investigant i trobeu els vostres propis materials epitaxials. Només d'aquesta manera hi ha una mica d'esperança. En obtenir llum verda superior a 340 Lm/w, la llum blanca combinada pels tres LED de colors primaris (vermell, verd i blau) pot ser superior al límit d'eficiència lluminosa de 340 Lm/w dels LED de llum blanca de tipus xip blau. W.

3. LED ultraviolatxip + tres fòsfors de colors primaris emeten llum.

El principal defecte inherent dels dos tipus de LED blancs anteriors és la distribució espacial desigual de la lluminositat i la cromaticitat. La llum ultraviolada no pot ser percebuda per l'ull humà. Per tant, després que la llum ultraviolada surti del xip, és absorbida pels tres fòsfors de color primari de la capa d'encapsulat i es converteix en llum blanca per la fotoluminescència dels fòsfors, i després s'emet a l'espai. Aquest és el seu major avantatge, igual que les làmpades fluorescents tradicionals, no té desigualitat de color espacial. Tanmateix, l'eficiència lumínica teòrica del LED de llum blanca del xip ultraviolat no pot ser superior al valor teòric de la llum blanca del xip blau, i molt menys al valor teòric de la llum blanca RGB. Tanmateix, només mitjançant el desenvolupament de fòsfors de tres colors primaris d'alta eficiència adequats per a l'excitació ultraviolada podem obtenir LED blancs ultraviolats que siguin propers o fins i tot més eficients que els dos LED blancs anteriors en aquesta etapa. Com més a prop dels LED ultraviolats blaus estiguin, més probable és que siguin. Com més grans siguin, els LED blancs de tipus UV d'ona mitjana i d'ona curta no són possibles.