Սպիտակ LED-ների տեսակներըՍպիտակ լուսադիոդի լուսավորության հիմնական տեխնիկական ուղիներն են՝ ① Կապույտ լուսադիոդ + ֆոսֆորի տեսակ; ②RGB LED տեսակը; ③ Ուլտրամանուշակագույն LED + ֆոսֆորային տեսակ։

1. Կապույտ լույս – LED չիպ + դեղին-կանաչ ֆոսֆորի տեսակ, ներառյալ բազմագույն ֆոսֆորի ածանցյալներ և այլ տեսակներ։

Դեղնականաչավուն ֆոսֆորային շերտը կլանում է LED չիպից կապույտ լույսի մի մասը՝ առաջացնելով ֆոտոլյումինեսցենցիա։ LED չիպից կապույտ լույսի մյուս մասը անցնում է ֆոսֆորային շերտով և միաձուլվում է ֆոսֆորի կողմից տարածության տարբեր կետերում արձակվող դեղնականաչավուն լույսի հետ։ Կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսերը խառնվում են՝ առաջացնելով սպիտակ լույս։ Այս մեթոդով ֆոսֆորի ֆոտոլյումինեսցենցիայի փոխակերպման արդյունավետության ամենաբարձր տեսական արժեքը, որը արտաքին քվանտային արդյունավետություններից մեկն է, չի գերազանցի 75%-ը, իսկ չիպից լույսի առավելագույն արդյունահանման արագությունը կարող է հասնել միայն մոտ 70%-ի։ Հետևաբար, տեսականորեն, կապույտ տիպի սպիտակ լույսի առավելագույն լուսային արդյունավետությունը չի գերազանցի 340 լմ/Վտ։ Վերջին մի քանի տարիների ընթացքում CREE-ն հասել է 303 լմ/Վտ-ի։ Եթե փորձարկման արդյունքները ճշգրիտ են, ապա արժե նշել։

2. Կարմիր, կանաչ և կապույտ երեք հիմնական գույների համադրությունRGB LED-ների տեսակներըներառելRGBW- LED տեսակներըև այլն

R-LED (կարմիր) + G-LED (կանաչ) + B-LED (կապույտ) երեք լուսադիոդները միացված են իրար, և կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսի երեք հիմնական գույները ուղղակիորեն խառնվում են տարածության մեջ՝ առաջացնելով սպիտակ լույս։ Այս կերպ բարձր արդյունավետությամբ սպիտակ լույս ստանալու համար, նախևառաջ, տարբեր գույների լուսադիոդները, մասնավորապես կանաչ լուսադիոդները, պետք է լինեն արդյունավետ լույսի աղբյուրներ։ Սա կարելի է տեսնել այն փաստից, որ կանաչ լույսը կազմում է «իզոէներգետիկ սպիտակ լույսի» մոտ 69%-ը։ Ներկայումս կապույտ և կարմիր լուսադիոդների լուսային արդյունավետությունը շատ բարձր է եղել, ներքին քվանտային արդյունավետությունը գերազանցում է համապատասխանաբար 90%-ը և 95%-ը, բայց կանաչ լուսադիոդների ներքին քվանտային արդյունավետությունը զգալիորեն հետ է մնում։ GaN-ի վրա հիմնված լուսադիոդների կանաչ լույսի ցածր արդյունավետության այս երևույթը կոչվում է «կանաչ լույսի բաց»։ Հիմնական պատճառն այն է, որ կանաչ լուսադիոդները դեռևս չեն գտել իրենց սեփական էպիտաքսիալ նյութերը։ Գոյություն ունեցող ֆոսֆոր-արսենի նիտրիդային շարքի նյութերը շատ ցածր արդյունավետություն ունեն դեղին-կանաչ սպեկտրի տիրույթում։ Սակայն, կանաչ լուսադիոդներ պատրաստելու համար կարմիր կամ կապույտ էպիտաքսիալ նյութերի օգտագործումը ցածր հոսանքի խտության պայմաններում, քանի որ ֆոսֆորի փոխակերպման կորուստ չկա, կանաչ լուսադիոդն ունի ավելի բարձր լուսային արդյունավետություն, քան կապույտ + ֆոսֆոր կանաչ լույսը: Հաղորդվում է, որ դրա լուսային արդյունավետությունը 1 մԱ հոսանքի պայմաններում հասնում է 291 լմ/Վտ-ի: Այնուամենայնիվ, Droop էֆեկտի պատճառով կանաչ լույսի լուսային արդյունավետությունը զգալիորեն նվազում է ավելի մեծ հոսանքների դեպքում: Երբ հոսանքի խտությունը մեծանում է, լուսային արդյունավետությունը արագորեն նվազում է: 350 մԱ հոսանքի դեպքում լուսային արդյունավետությունը կազմում է 108 լմ/Վտ: 1 Ա պայմաններում լուսային արդյունավետությունը նվազում է մինչև 66 լմ/Վտ:

III խմբի ֆոսֆիդների համար կանաչ գոտու մեջ լույս արձակելը դարձել է նյութական համակարգերի համար հիմնարար խոչընդոտ: AlInGaP-ի կազմի փոփոխությունը այնպես, որ այն արձակի կանաչ, այլ ոչ թե կարմիր, նարնջագույն կամ դեղին, հանգեցնում է կրիչների անբավարար սահմանափակման՝ նյութական համակարգի համեմատաբար ցածր էներգետիկ բացի պատճառով, ինչը խոչընդոտում է արդյունավետ ճառագայթային ռեկոմբինացիային:

Ի տարբերություն դրա, III-նիտրիդների համար ավելի դժվար է հասնել բարձր արդյունավետության, սակայն դժվարությունները անհաղթահարելի չեն: Այս համակարգը կիրառելով՝ լույսը կանաչ լույսի գոտի տարածելով, արդյունավետության նվազման պատճառ կդառնան երկու գործոն՝ արտաքին քվանտային արդյունավետության և էլեկտրական արդյունավետության նվազումը: Արտաքին քվանտային արդյունավետության նվազումը պայմանավորված է նրանով, որ չնայած կանաչ գոտու բացը ցածր է, կանաչ LED-ները օգտագործում են GaN-ի բարձր ուղիղ լարումը, ինչը հանգեցնում է հզորության փոխակերպման արագության նվազմանը: Երկրորդ թերությունն այն է, որ կանաչ LED-ը նվազում է ներարկման հոսանքի խտության մեծացմանը զուգընթաց և խրվում է կաթիլային էֆեկտի մեջ: Կաթիլային էֆեկտը տեղի է ունենում նաև կապույտ LED-ներում, սակայն դրա ազդեցությունն ավելի մեծ է կանաչ LED-ներում, ինչը հանգեցնում է ավանդական շահագործման հոսանքի արդյունավետության նվազմանը: Այնուամենայնիվ, կաթիլային էֆեկտի պատճառների վերաբերյալ կան բազմաթիվ ենթադրություններ, ոչ միայն Օգերի վերակոմբինացիան՝ դրանք ներառում են դիսլոկացիա, կրիչի գերբեռնվածություն կամ էլեկտրոնների արտահոսք: Վերջինս ուժեղանում է բարձր լարման ներքին էլեկտրական դաշտով:

Հետևաբար, կանաչ լուսադիոդների լուսային արդյունավետությունը բարելավելու եղանակը հետևյալն է՝ մի կողմից ուսումնասիրել, թե ինչպես նվազեցնել Droop էֆեկտը առկա էպիտաքսիալ նյութերի պայմաններում՝ լույսի արդյունավետությունը բարելավելու համար, մյուս կողմից՝ օգտագործել կապույտ լուսադիոդների և կանաչ ֆոսֆորների լուսալյումինեսցենցիայի փոխակերպումը՝ կանաչ լույս արձակելու համար: Այս մեթոդը կարող է ստանալ բարձր արդյունավետության կանաչ լույս, որը տեսականորեն կարող է հասնել ավելի բարձր լուսային արդյունավետության, քան ներկայիս սպիտակ լույսը: Այն ոչ ինքնաբուխ կանաչ լույս է, և դրա սպեկտրալ լայնացման պատճառով գունային մաքրության նվազումը անբարենպաստ է էկրանների համար, բայց այն հարմար չէ սովորական մարդկանց համար: Լուսավորության համար խնդիր չկա: Այս մեթոդով ստացված կանաչ լույսի արդյունավետությունը կարող է լինել ավելի մեծ, քան 340 լմ/Վտ, բայց այն դեռևս չի գերազանցի 340 լմ/Վտ-ը սպիտակ լույսի հետ միանալուց հետո: Երրորդ՝ շարունակեք ուսումնասիրել և գտնել ձեր սեփական էպիտաքսիալ նյութերը: Միայն այս կերպ կա հույսի մի շող: Ստանալով 340 լմ/վտ-ից բարձր կանաչ լույս, երեք հիմնական գույների՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ լուսադիոդների համակցված սպիտակ լույսը կարող է ավելի բարձր լինել, քան կապույտ չիպով սպիտակ լույսի լուսադիոդների 340 լմ/վտ լուսային արդյունավետության սահմանը։ Վ.

3. Ուլտրամանուշակագույն LEDչիպ + երեք հիմնական գույնի ֆոսֆորներ լույս են արձակում:

Վերոնշյալ երկու տեսակի սպիտակ լուսադիոդների հիմնական թերությունը լուսատվության և գունային երանգի անհավասար տարածական բաշխումն է: Ուլտրամանուշակագույն լույսը չի կարող ընկալվել մարդու աչքի կողմից: Հետևաբար, ուլտրամանուշակագույն լույսը չիպից դուրս գալուց հետո այն կլանվում է փաթեթավորման շերտում գտնվող երեք հիմնական գույնի ֆոսֆորների կողմից և ֆոսֆորների լուսարձակման միջոցով վերածվում է սպիտակ լույսի, ապա արտանետվում է տիեզերք: Սա դրա ամենամեծ առավելությունն է, ինչպես ավանդական լյումինեսցենտային լամպերը, այն չունի տարածական գունային անհավասարություն: Այնուամենայնիվ, ուլտրամանուշակագույն չիպային սպիտակ լույսի լուսադիոդների տեսական լուսային արդյունավետությունը չի կարող ավելի բարձր լինել, քան կապույտ չիպային սպիտակ լույսի տեսական արժեքը, և առավել ևս՝ RGB սպիտակ լույսի տեսական արժեքը: Այնուամենայնիվ, միայն ուլտրամանուշակագույն գրգռման համար հարմար բարձր արդյունավետությամբ եռ հիմնական գույնի ֆոսֆորների մշակման միջոցով կարող ենք ստանալ ուլտրամանուշակագույն սպիտակ լուսադիոդներ, որոնք այս փուլում մոտ են կամ նույնիսկ ավելի արդյունավետ, քան վերը նշված երկու սպիտակ լուսադիոդները: Որքան մոտ են կապույտ ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդները, այնքան ավելի հավանական է, որ դրանք լինեն: Որքան մեծ են, այնքան միջին ալիքային և կարճ ալիքային ուլտրամանուշակագույն տիպի սպիտակ լուսադիոդները հնարավոր չեն: