Սպիտակ լույսի լուսադիոդային լուսավորության հիմնական տեխնիկական ուղիների վերլուծություն

Սպիտակ LED տեսակներըՍպիտակ LED լուսավորության հիմնական տեխնիկական ուղիներն են. ① Կապույտ LED + ֆոսֆորի տեսակ;②RGB LED տեսակը;③ Ուլտրամանուշակագույն LED + ֆոսֆորի տեսակը:

led chip

1. Կապույտ լույս – LED չիպ + դեղին-կանաչ ֆոսֆորի տեսակ՝ ներառյալ բազմագույն ֆոսֆորի ածանցյալները և այլ տեսակներ:

Դեղին-կանաչ ֆոսֆորի շերտը կլանում է LED չիպի կապույտ լույսի մի մասը՝ ֆոտոլյումինեսցենտություն առաջացնելու համար:LED չիպի կապույտ լույսի մյուս մասը փոխանցվում է ֆոսֆորի շերտով և միաձուլվում է ֆոսֆորի արձակած դեղնականաչ լույսի հետ տարածության տարբեր կետերում:Կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսերը խառնվում են՝ ձևավորելով սպիտակ լույս;Այս մեթոդով ֆոսֆորի ֆոտոլյումինեսցենցիայի փոխակերպման արդյունավետության ամենաբարձր տեսական արժեքը՝ արտաքին քվանտային արդյունավետություններից մեկը, չի գերազանցի 75%-ը.իսկ չիպից լույսի արդյունահանման առավելագույն արագությունը կարող է հասնել միայն մոտ 70%-ի:Հետևաբար, տեսականորեն, կապույտ տիպի սպիտակ լույս: Առավելագույն լուսադիոդային լուսավորության արդյունավետությունը չի գերազանցի 340 Լմ/Վտ:Անցած մի քանի տարիների ընթացքում CREE-ն հասել է 303 լմ/Վտ:Եթե ​​թեստի արդյունքները ճշգրիտ են, արժե տոնել:

 

2. Կարմիր, կանաչ և կապույտ երեք հիմնական գույների համադրությունRGB LED տեսակներըներառումRGBW- LED տեսակներըև այլն։

R-LED (կարմիր) + G-LED (կանաչ) + B-LED (կապույտ) երեք լուսարձակող դիոդներ միավորված են միասին, և արձակված երեք հիմնական գույները՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսը ուղղակիորեն խառնվում են տարածության մեջ՝ ձևավորելով սպիտակ: լույս.Այս եղանակով բարձր արդյունավետությամբ սպիտակ լույս արտադրելու համար առաջին հերթին տարբեր գույների լուսադիոդները, հատկապես կանաչ լուսադիոդները, պետք է արդյունավետ լույսի աղբյուրներ լինեն։Դա երևում է այն փաստից, որ կանաչ լույսը կազմում է «իզոէներգետիկ սպիտակ լույսի» մոտ 69%-ը։Ներկայումս կապույտ և կարմիր LED-ների լուսային արդյունավետությունը շատ բարձր է եղել, ներքին քվանտային արդյունավետությունը գերազանցում է համապատասխանաբար 90% և 95%-ը, սակայն կանաչ LED-ների ներքին քվանտային արդյունավետությունը շատ հետ է մնում:GaN-ի վրա հիմնված LED-ների կանաչ լույսի ցածր արդյունավետության այս երեւույթը կոչվում է «կանաչ լույսի բացը»:Հիմնական պատճառն այն է, որ կանաչ լուսադիոդները դեռ չեն գտել իրենց էպիտաքսիալ նյութերը:Գոյություն ունեցող ֆոսֆորի մկնդեղի նիտրիդային շարքի նյութերը շատ ցածր արդյունավետություն ունեն դեղին-կանաչ սպեկտրի տիրույթում:Այնուամենայնիվ, կանաչ լուսադիոդներ պատրաստելու համար կարմիր կամ կապույտ էպիտաքսիալ նյութերի օգտագործումը տեղի կունենա ավելի ցածր ընթացիկ խտության պայմաններում, քանի որ ֆոսֆորի փոխակերպման կորուստ չկա, կանաչ LED-ն ունի ավելի բարձր լուսավոր արդյունավետություն, քան կապույտ + ֆոսֆոր կանաչ լույսը:Հաղորդվում է, որ դրա լուսային արդյունավետությունը հասնում է 291Lm/W-ի՝ 1mA ընթացիկ պայմաններում։Այնուամենայնիվ, կանաչ լույսի լուսավոր արդյունավետությունը, որն առաջանում է Droop էֆեկտի հետևանքով, զգալիորեն նվազում է ավելի մեծ հոսանքների դեպքում:Երբ ընթացիկ խտությունը մեծանում է, լուսավոր արդյունավետությունը արագ նվազում է:350 մԱ հոսանքի դեպքում լուսավոր արդյունավետությունը 108 լմ/Վտ է:1A պայմաններում լուսավորության արդյունավետությունը նվազում է:մինչև 66 լմ/Վտ:

III խմբի ֆոսֆիդների համար կանաչ շերտի մեջ լույսի արձակումը դարձել է նյութական համակարգերի հիմնարար խոչընդոտ:AlInGaP-ի կազմի փոփոխությունն այնպես, որ այն արտանետի կանաչ, այլ ոչ թե կարմիր, նարնջագույն կամ դեղին, հանգեցնում է կրիչի անբավարար սահմանափակման՝ նյութական համակարգի համեմատաբար ցածր էներգիայի բացվածքի պատճառով, ինչը բացառում է արդյունավետ ճառագայթային վերահամակցումը:

Ի հակադրություն III-նիտրիդների համար ավելի դժվար է հասնել բարձր արդյունավետության, սակայն դժվարությունները անհաղթահարելի չեն։Օգտագործելով այս համակարգը, ընդլայնելով լույսը դեպի կանաչ լույսի գոտի, երկու գործոն, որոնք կառաջացնեն արդյունավետության նվազում, հետևյալն են՝ արտաքին քվանտային արդյունավետության նվազումը և էլեկտրական արդյունավետությունը:Արտաքին քվանտային արդյունավետության նվազումը գալիս է նրանից, որ թեև կանաչ գոտու բացը ավելի ցածր է, կանաչ LED-ները օգտագործում են GaN-ի բարձր առաջնային լարումը, ինչը հանգեցնում է էներգիայի փոխակերպման արագության նվազմանը:Երկրորդ թերությունն այն է, որ կանաչ լուսադիոդը նվազում է, քանի որ ներարկման հոսանքի խտությունը մեծանում է և թակարդում է անկման էֆեկտը:Droop-ի էֆեկտը տեղի է ունենում նաև կապույտ LED-ներում, սակայն դրա ազդեցությունն ավելի մեծ է կանաչ LED-ներում, ինչը հանգեցնում է սովորական գործառնական հոսանքի ավելի ցածր արդյունավետության:Այնուամենայնիվ, կան բազմաթիվ ենթադրություններ անկման էֆեկտի պատճառների մասին, ոչ միայն Auger-ի վերահամակցման. դրանք ներառում են տեղահանում, կրիչի արտահոսք կամ էլեկտրոնի արտահոսք:Վերջինս ուժեղանում է բարձր լարման ներքին էլեկտրական դաշտով։

Հետևաբար, կանաչ LED-ների լույսի արդյունավետությունը բարելավելու ուղին. մի կողմից ուսումնասիրեք, թե ինչպես նվազեցնել Droop-ի էֆեկտը գոյություն ունեցող էպիտաքսիալ նյութերի պայմաններում լույսի արդյունավետությունը բարելավելու համար.մյուս կողմից, օգտագործեք կապույտ լուսադիոդների և կանաչ ֆոսֆորների ֆոտոլյումինեսցենտային փոխակերպումը կանաչ լույս արձակելու համար:Այս մեթոդը կարող է ստանալ բարձր արդյունավետության կանաչ լույս, որը տեսականորեն կարող է հասնել ավելի բարձր լույսի արդյունավետության, քան ներկայիս սպիտակ լույսը:Դա ոչ ինքնաբուխ կանաչ լույս է, և դրա սպեկտրային ընդլայնման հետևանքով առաջացած գունային մաքրության նվազումը անբարենպաստ է ցուցադրման համար, բայց այն հարմար չէ սովորական մարդկանց համար:Լուսավորության խնդիր չկա։Այս մեթոդով ստացված կանաչ լույսի արդյունավետությունը կարող է լինել ավելի քան 340 Լմ/Վտ, սակայն սպիտակ լույսի հետ համադրվելուց հետո այն դեռ չի գերազանցի 340 Լմ/Վտ-ը:Երրորդ, շարունակեք ուսումնասիրել և գտնել ձեր սեփական էպիտաքսիալ նյութերը:Միայն այս կերպ հույսի շող կա։Ստանալով կանաչ լույս, որը բարձր է 340 լմ/վտ-ից, սպիտակ լույսը, որը համակցված է կարմիր, կանաչ և կապույտ երեք հիմնական գույնի LED-ներով, կարող է ավելի բարձր լինել, քան կապույտ չիպի տիպի սպիտակ լույսի LED-ների լուսային արդյունավետության սահմանը 340 Լմ/վտ: .Վ.

 

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

Վերոնշյալ երկու տեսակի սպիտակ լուսադիոդների հիմնական բնածին թերությունը լուսավորության և գույնի անհավասար տարածական բաշխումն է:Ուլտրամանուշակագույն լույսը չի կարող ընկալվել մարդու աչքով։Հետևաբար, այն բանից հետո, երբ ուլտրամանուշակագույն լույսը դուրս է գալիս չիպից, այն ներծծվում է փաթեթավորման շերտի երեք հիմնական գունավոր ֆոսֆորներով և ֆոսֆորների ֆոտոլյումինեսցենտով վերածվում է սպիտակ լույսի, այնուհետև արտանետվում է տիեզերք:Սա նրա ամենամեծ առավելությունն է, ճիշտ այնպես, ինչպես ավանդական լյումինեսցենտային լամպերը, այն չունի տարածական գունային անհավասարություն:Այնուամենայնիվ, ուլտրամանուշակագույն չիպի սպիտակ լույսի LED-ի տեսական լույսի արդյունավետությունը չի կարող ավելի բարձր լինել, քան կապույտ չիպի սպիտակ լույսի տեսական արժեքը, էլ չենք խոսում RGB սպիտակ լույսի տեսական արժեքի մասին:Այնուամենայնիվ, միայն ուլտրամանուշակագույն գրգռման համար հարմար բարձր արդյունավետության երեք հիմնական գույնի ֆոսֆորների մշակման միջոցով կարող ենք ձեռք բերել ուլտրամանուշակագույն սպիտակ LED-ներ, որոնք մոտ են կամ նույնիսկ ավելի արդյունավետ, քան վերը նշված երկու սպիտակ LED-ները այս փուլում:Որքան մոտ են կապույտ ուլտրամանուշակագույն LED-ները, այնքան ավելի հավանական է դրանք:Որքան մեծ է այն, միջին ալիքների և կարճ ալիքների ուլտրամանուշակագույն տիպի սպիտակ LED-ները հնարավոր չեն:


Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-19-2024