1. Chip LED azul + fósforo verde amarelo, incluindo derivado de fósforo policromado

A camada de fósforo verde-amarelada absorve a luz azul de algunsChips LEDpara produzir fotoluminescência, e a luz azul dos chips LED transmite para fora da camada de fósforo e converge com a luz verde amarela emitida pelo fósforo em vários pontos do espaço, e a luz vermelha verde azul é misturada para formar luz branca; Desta forma, o valor teórico máximo da eficiência de conversão fotoluminescente do fósforo, uma das eficiências quânticas externas, não ultrapassará 75%; A maior taxa de extração de luz do chip só pode atingir cerca de 70%. Portanto, teoricamente, a eficiência luminosa máxima do LED branco de luz azul não excederá 340 Lm/W, e o CREE atingirá 303 Lm/W há alguns anos. Se os resultados dos testes forem precisos, vale a pena comemorar.

2. Vermelho verde azul combinação de três cores primárias tipo LED RGB, incluindo tipo RGB W LED, etc.

Os trêsemissor de luzdiodos, R-LED (vermelho)+G-LED (verde)+B-LED (azul), são combinados para formar uma luz branca misturando diretamente a luz vermelha, verde e azul emitida no espaço. Para gerar luz branca de alta eficiência luminosa desta forma, em primeiro lugar, todos os LEDs coloridos, especialmente os LED verdes, devem ser fontes de luz eficientes, que representam cerca de 69% da “luz branca de energia igual”. Atualmente, a eficiência luminosa do LED azul e do LED vermelho tem sido muito alta, com a eficiência quântica interna excedendo 90% e 95%, respectivamente, mas a eficiência quântica interna do LED verde está muito atrás. Este fenômeno de baixa eficiência da luz verde do LED baseado em GaN é chamado de “gap de luz verde”. A principal razão é que o LED verde ainda não encontrou seu próprio material epitaxial. A eficiência dos materiais existentes da série de nitreto de arsênio e fósforo é muito baixa na faixa cromatográfica verde-amarela. No entanto, o LED verde é feito de materiais epitaxiais de luz vermelha ou azul. Sob a condição de baixa densidade de corrente, porque não há perda de conversão de fósforo, o LED verde tem maior eficiência luminosa do que a luz azul + luz verde de fósforo. É relatado que sua eficiência luminosa atinge 291Lm/W sob a corrente de 1mA. No entanto, sob alta corrente, a eficiência luminosa da luz verde causada pelo efeito Droop diminui significativamente. Quando a densidade de corrente aumenta, a eficiência luminosa diminui rapidamente. Sob corrente de 350mA, a eficiência luminosa é de 108Lm/W, e sob condição de 1A, a eficiência luminosa diminui para 66Lm/W.

Para os fosfetos do grupo III, a emissão de luz para a faixa verde tornou-se o obstáculo básico do sistema material. Alterar a composição do AlInGaP para que emita luz verde em vez de vermelha, laranja ou amarela – causando limitação insuficiente da portadora é devido ao intervalo de energia relativamente baixo do sistema material, o que impede a recombinação eficaz da radiação.

Em contraste, é mais difícil para os nitretos do Grupo III atingirem alta eficiência, mas a dificuldade não é intransponível. Quando a luz é estendida para a faixa de luz verde com este sistema, os dois fatores que irão reduzir a eficiência são a eficiência quântica externa e a eficiência elétrica. A diminuição da eficiência quântica externa vem do fato de que embora o band gap verde seja menor, o LED verde utiliza a alta tensão direta do GaN, o que reduz a taxa de conversão de energia. A segunda desvantagem é que o verdeLED diminuicom o aumento da densidade da corrente de injeção e fica preso pelo efeito de queda. O efeito droop também aparece no LED azul, mas é mais grave no LED verde, resultando em menor eficiência da corrente de trabalho convencional. No entanto, existem muitas razões para o efeito de queda, não apenas a recombinação Auger, mas também o deslocamento, o transbordamento de portadores ou o vazamento eletrônico. Este último é potencializado pelo campo elétrico interno de alta tensão.

Portanto, as formas de melhorar a eficiência luminosa do LED verde: por um lado, estudar como reduzir o efeito Droop para melhorar a eficiência luminosa nas condições dos materiais epitaxiais existentes; Por outro lado, o LED azul mais o fósforo verde são usados ​​para conversão de fotoluminescência para emitir luz verde. Este método pode obter luz verde com alta eficiência luminosa, o que teoricamente pode atingir maior eficiência luminosa do que a luz branca atual. Pertence à luz verde não espontânea. O declínio da pureza da cor causado pelo seu alargamento espectral é desfavorável para a exibição, mas não é problema para a iluminação normal. É possível obter eficiência luminosa verde superior a 340 Lm/W, porém a luz branca combinada não ultrapassará 340 Lm/W; Terceiro, continue pesquisando e encontre seus próprios materiais epitaxiais. Somente desta forma pode haver um vislumbre de esperança de que, após obter mais luz verde do que 340 Lm/w, a luz branca combinada pelos três LEDs de cores primárias vermelho, verde e azul possa ser superior ao limite de eficiência luminosa do chip azul. LED branco de 340 Lm/W.

3. Chip LED ultravioleta + fósforo tricolor

O principal defeito inerente aos dois tipos de LED branco acima é que a distribuição espacial da luminosidade e do croma é desigual. A luz UV é invisível ao olho humano. Portanto, a luz UV emitida pelo chip é absorvida pelo fósforo tricolor da camada de embalagem e depois convertida da fotoluminescência do fósforo em luz branca e emitida para o espaço. Essa é a sua maior vantagem, assim como a lâmpada fluorescente tradicional, não possui cor espacial irregular. No entanto, a eficiência luminosa teórica do LED branco do tipo chip ultravioleta não pode ser superior ao valor teórico da luz branca do tipo blue chip, muito menos ao valor teórico da luz branca do tipo RGB. No entanto, somente desenvolvendo fósforos tricolores eficientes e adequados para excitação de luz UV será possível obter LED branco ultravioleta com eficiência luminosa semelhante ou até superior aos dois LEDs brancos mencionados acima nesta fase. Quanto mais próximo o LED ultravioleta estiver da luz azul, maior será a probabilidade de que seja, e o LED branco com linhas ultravioleta de ondas médias e ondas curtas será impossível.