1. Chip LED azul+fósforo verde amarillo, incluido derivado de fósforo policromado

La capa de fósforo verde amarillo absorbe la luz azul de algunoschips LEDpara producir fotoluminiscencia, y la luz azul de los chips LED se transmite fuera de la capa de fósforo y converge con la luz verde amarilla emitida por el fósforo en varios puntos del espacio, y la luz roja, verde y azul se mezcla para formar luz blanca; De esta forma, el valor teórico máximo de la eficiencia de conversión de fotoluminiscencia del fósforo, una de las eficiencias cuánticas externas, no superará el 75%; La tasa más alta de extracción de luz del chip sólo puede alcanzar alrededor del 70%. Por tanto, teóricamente, la eficiencia luminosa máxima del LED blanco de luz azul no superará los 340 Lm/W, y el CREE alcanzará los 303 Lm/W hace unos años. Si los resultados de las pruebas son precisos, vale la pena celebrarlo.

2. Tipo de LED RGB con combinación de tres colores primarios, rojo, verde, azul, incluido el tipo de LED RGB W, etc.

los tresemisor de luzLos diodos, R-LED (rojo) + G-LED (verde) + B-LED (azul), se combinan para formar una luz blanca mezclando directamente la luz roja, verde y azul emitida en el espacio. Para generar luz blanca de alta eficiencia luminosa de esta manera, en primer lugar, todos los LED de colores, especialmente los LED verdes, deben ser fuentes de luz eficientes, que representan aproximadamente el 69% de la "luz blanca de igual energía". En la actualidad, la eficiencia luminosa del LED azul y el LED rojo ha sido muy alta, con una eficiencia cuántica interna superior al 90% y el 95% respectivamente, pero la eficiencia cuántica interna del LED verde está muy por detrás. Este fenómeno de baja eficiencia de luz verde de los LED basados ​​en GaN se denomina "brecha de luz verde". La razón principal es que el LED verde aún no ha encontrado su propio material epitaxial. La eficiencia de los materiales de la serie de nitruro de fósforo y arsénico existentes es muy baja en el rango cromatográfico amarillo-verde. Sin embargo, el LED verde está hecho de materiales epitaxiales de luz roja o luz azul. En condiciones de baja densidad de corriente, debido a que no hay pérdida de conversión de fósforo, el LED verde tiene una mayor eficiencia luminosa que la luz azul + luz verde de fósforo. Se informa que su eficiencia luminosa alcanza 291Lm/W con una corriente de 1mA. Sin embargo, bajo corriente alta, la eficiencia luminosa de la luz verde causada por el efecto Droop disminuye significativamente. Cuando aumenta la densidad de corriente, la eficiencia luminosa disminuye rápidamente. Con una corriente de 350 mA, la eficiencia luminosa es de 108 Lm/W, y con una corriente de 1 A, la eficiencia luminosa disminuye a 66 Lm/W.

Para los fosfuros del grupo III, la emisión de luz a la banda verde se ha convertido en el obstáculo básico del sistema material. Cambiar la composición de AlInGaP para que emita luz verde en lugar de roja, naranja o amarilla, lo que provoca una limitación insuficiente de los portadores, se debe a la brecha de energía relativamente baja del sistema material, que impide una recombinación efectiva de la radiación.

Por el contrario, es más difícil para los nitruros del grupo III lograr una alta eficiencia, pero la dificultad no es insuperable. Cuando la luz se extiende a la banda de luz verde con este sistema, los dos factores que reducirán la eficiencia son la eficiencia cuántica externa y la eficiencia eléctrica. La disminución de la eficiencia cuántica externa se debe al hecho de que, aunque la banda prohibida verde es menor, el LED verde utiliza el alto voltaje directo de GaN, lo que reduce la tasa de conversión de energía. La segunda desventaja es que el verdeLED disminuyecon el aumento de la densidad de corriente de inyección y queda atrapado por el efecto de caída. El efecto de caída también aparece en el LED azul, pero es más grave en el LED verde, lo que resulta en una menor eficiencia de la corriente de trabajo convencional. Sin embargo, hay muchas razones para el efecto de caída, no solo la recombinación Auger, sino también la dislocación, el desbordamiento del portador o la fuga electrónica. Este último se ve reforzado por el campo eléctrico interno de alto voltaje.

Por tanto, las formas de mejorar la eficiencia luminosa del LED verde: por un lado, estudiar cómo reducir el efecto Droop para mejorar la eficiencia luminosa en las condiciones de los materiales epitaxiales existentes; Por otro lado, el LED azul más fósforo verde se utiliza para la conversión de fotoluminiscencia para emitir luz verde. Este método puede obtener luz verde con alta eficiencia luminosa, que teóricamente puede lograr una mayor eficiencia luminosa que la luz blanca actual. Pertenece a la luz verde no espontánea. La disminución de la pureza del color causada por su ampliación espectral es desfavorable para la visualización, pero no es un problema para la iluminación normal. Es posible obtener una eficiencia luminosa verde superior a 340 Lm/W, sin embargo, la luz blanca combinada no superará los 340 Lm/W; En tercer lugar, continúe investigando y encuentre sus propios materiales epitaxiales. Sólo así puede haber un rayo de esperanza de que después de obtener más luz verde que 340 Lm/w, la luz blanca combinada por los tres LED de colores primarios rojo, verde y azul pueda ser superior al límite de eficiencia lumínica del chip azul. LED blanco de 340 Lm/W.

3. Chip LED ultravioleta+fósforo tricolor

El principal defecto inherente de los dos tipos de LED blancos anteriores es que la distribución espacial de la luminosidad y la croma es desigual. La luz ultravioleta es invisible para el ojo humano. Por lo tanto, la luz ultravioleta emitida por el chip es absorbida por el fósforo tricolor de la capa de embalaje y luego convertida de la fotoluminiscencia del fósforo a luz blanca y emitida al espacio. Esta es su mayor ventaja, al igual que la lámpara fluorescente tradicional, no tiene un color espacial desigual. Sin embargo, la eficiencia luminosa teórica del LED blanco tipo chip ultravioleta no puede ser mayor que el valor teórico de la luz blanca tipo chip azul, y mucho menos el valor teórico de la luz blanca tipo RGB. Sin embargo, sólo mediante el desarrollo de fósforos tricolores eficientes adecuados para la excitación de la luz ultravioleta puede ser posible obtener un LED blanco ultravioleta con una eficiencia luminosa similar o incluso mayor que los dos LED blancos mencionados anteriormente en esta etapa. Cuanto más cerca esté el LED ultravioleta de la luz azul, más probable será, y el LED blanco con líneas ultravioleta de onda media y corta será imposible.