Цагаан LED төрлүүдЦагаан LED гэрэлтүүлгийн гол техникийн замууд нь: 1 Цэнхэр LED + фосфорын төрөл; 2RGB LED төрөл; 3 Хэт ягаан туяаны LED + фосфорын төрөл.

1. Цэнхэр гэрэл – LED чип + шар-ногоон фосфорын төрөл, үүнд олон өнгийн фосфорын уламжлал болон бусад төрлүүд багтана.

Шар-ногоон фосфорын давхарга нь LED чипээс цэнхэр гэрлийн нэг хэсгийг шингээж фотолюминесценц үүсгэдэг. LED чипээс цэнхэр гэрлийн нөгөө хэсэг нь фосфорын давхаргаар дамжин орон зайн янз бүрийн цэгүүдэд фосфороос ялгарч буй шар-ногоон гэрэлтэй нийлдэг. Улаан, ногоон, цэнхэр гэрлүүд холилдон цагаан гэрэл үүсгэдэг; Энэ аргаар гадаад квант үр ашгийн нэг болох фосфорын фотолюминесценцийн хувиргалтын үр ашгийн хамгийн өндөр онолын утга нь 75%-иас хэтрэхгүй; чипээс хамгийн их гэрэл гаргаж авах хурд нь ердөө 70% орчимд хүрч болно. Тиймээс онолын хувьд цэнхэр төрлийн цагаан гэрэл. LED-ийн хамгийн их гэрэлтүүлгийн үр ашиг 340 лм/Вт-аас хэтрэхгүй. Сүүлийн хэдэн жилд CREE нь 303 лм/Вт хүрсэн. Хэрэв туршилтын үр дүн үнэн зөв бол тэмдэглэх нь зүйтэй.

2. Улаан, ногоон, цэнхэр гурван үндсэн өнгөний хослолRGB LED төрлүүдоруулахRGBW-LED төрлүүдгэх мэт

R-LED (улаан) + G-LED (ногоон) + B-LED (цэнхэр) гурван гэрэл ялгаруулдаг диодыг хооронд нь нэгтгэж, ялгардаг улаан, ногоон, цэнхэр гэрлийн гурван үндсэн өнгийг орон зайд шууд хольж цагаан гэрэл үүсгэдэг. Ийм байдлаар өндөр үр ашигтай цагаан гэрэл үүсгэхийн тулд юуны өмнө янз бүрийн өнгийн LED, ялангуяа ногоон LED нь үр ашигтай гэрлийн эх үүсвэр байх ёстой. Үүнийг ногоон гэрэл нь "изоэнерги цагаан гэрлийн" 69 орчим хувийг эзэлдэгээс харж болно. Одоогийн байдлаар цэнхэр, улаан LED-ийн гэрэлтэлтийн үр ашиг маш өндөр байсан бөгөөд дотоод квант үр ашиг нь тус тус 90% ба 95%-иас давсан боловч ногоон LED-ийн дотоод квант үр ашиг нь хол хоцорч байна. GaN дээр суурилсан LED-ийн ногоон гэрлийн үр ашиг багатай энэ үзэгдлийг "ногоон гэрлийн зай" гэж нэрлэдэг. Гол шалтгаан нь ногоон LED нь өөрийн гэсэн эпитаксиал материалыг хараахан олоогүй байгаатай холбоотой юм. Одоо байгаа фосфорын хүнцлийн нитридийн цуврал материалууд шар-ногоон спектрийн хүрээнд маш бага үр ашигтай байдаг. Гэсэн хэдий ч улаан эсвэл цэнхэр эпитаксиал материалыг ашиглан ногоон LED хийх нь гүйдлийн нягтрал багатай нөхцөлд фосфорын хувиргалтын алдагдал байхгүй тул ногоон LED нь цэнхэр + фосфорын ногоон гэрлээс илүү өндөр гэрэлтэлтийн үр ашигтай байдаг. Түүний гэрлийн үр ашиг 1мА гүйдлийн нөхцөлд 291лм/Вт хүрдэг гэж мэдээлсэн. Гэсэн хэдий ч Доошын нөлөөгөөр үүссэн ногоон гэрлийн гэрлийн үр ашиг нь их гүйдэлд мэдэгдэхүйц буурдаг. Гүйдлийн нягтрал нэмэгдэхэд гэрэлтэлтийн үр ашиг хурдан буурдаг. 350мА гүйдэлд гэрэлтэлтийн үр ашиг 108лм/Вт байдаг. 1А нөхцөлд гэрэлтэлтийн үр ашиг 66лм/Вт хүртэл буурдаг.

III бүлгийн фосфидын хувьд ногоон зурвас руу гэрэл ялгаруулах нь материалын системд үндсэн саад тотгор болж байна. AlInGaP-ийн найрлагыг улаан, улбар шар эсвэл шар биш ногоон ялгаруулдаг болгон өөрчлөх нь материалын системийн харьцангуй бага энергийн зөрүүгээс болж тээвэрлэгчийн хязгаарлалт хангалтгүй болж, үр ашигтай цацраг идэвхт рекомбинацийг үгүй ​​хийдэг.

Үүний эсрэгээр III-нитридүүдийн хувьд өндөр үр ашигт хүрэх нь илүү хэцүү боловч бэрхшээлүүд нь даван туулах аргагүй зүйл биш юм. Энэхүү системийг ашиглан гэрлийг ногоон гэрлийн зурвас руу өргөтгөхөд үр ашгийг бууруулах хоёр хүчин зүйл бол гадаад квант үр ашиг болон цахилгаан үр ашгийн бууралт юм. Гадаад квант үр ашгийн бууралт нь ногоон зурвасын зай бага боловч ногоон LED нь GaN-ийн өндөр урагшлах хүчдэлийг ашигладаг бөгөөд энэ нь цахилгаан хувиргалтын хурдыг бууруулдагтай холбоотой юм. Хоёр дахь сул тал нь тарилгын гүйдлийн нягтрал нэмэгдэхийн хэрээр ногоон LED буурч, уналтын нөлөөнд автдаг. Уналтын нөлөө нь цэнхэр LED-д бас тохиолддог боловч ногоон LED-д түүний нөлөө илүү их байдаг тул уламжлалт үйл ажиллагааны гүйдлийн үр ашгийг бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч уналтын нөлөөний шалтгааны талаар зөвхөн Ожегийн рекомбинаци төдийгүй олон таамаглал байдаг - үүнд дислокаци, зөөгч халих эсвэл электрон алдагдал орно. Сүүлийнх нь өндөр хүчдэлийн дотоод цахилгаан оронгоор нэмэгддэг.

Тиймээс ногоон LED-ийн гэрлийн үр ашгийг сайжруулах арга зам: нэг талаас, одоо байгаа эпитаксиал материалын нөхцөлд Дрооп эффектийг хэрхэн бууруулахыг судалж, гэрлийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх; нөгөө талаас цэнхэр LED болон ногоон фосфорын фотолюминесценцийн хувиргалтыг ашиглан ногоон гэрэл ялгаруулах. Энэ арга нь өндөр үр ашигтай ногоон гэрлийг олж авах боломжтой бөгөөд энэ нь онолын хувьд одоогийн цагаан гэрлээс илүү өндөр гэрлийн үр ашгийг бий болгож чадна. Энэ нь аяндаа үүсдэггүй ногоон гэрэл бөгөөд спектрийн тэлэлтээс үүдэлтэй өнгөний цэвэршилт буурах нь дэлгэцэнд тохиромжгүй боловч энгийн хүмүүст тохиромжгүй. Гэрэлтүүлгийн хувьд асуудал байхгүй. Энэ аргаар олж авсан ногоон гэрлийн үр ашиг нь 340 Lm/W-ээс их байх боломжтой боловч цагаан гэрэлтэй хослуулсны дараа 340 Lm/W-ээс хэтрэхгүй хэвээр байх болно. Гуравдугаарт, судалгаагаа үргэлжлүүлж, өөрийн эпитаксиал материалыг олоорой. Зөвхөн ийм байдлаар л найдварын гэрэл гарч ирнэ. 340 Lm/w-ээс дээш ногоон гэрлийг олж авснаар улаан, ногоон, цэнхэр гэсэн гурван үндсэн өнгөт LED-тэй хосолсон цагаан гэрэл нь цэнхэр чип хэлбэрийн цагаан гэрлийн LED-ийн 340 Lm/w гэрэлтүүлгийн үр ашгийн хязгаараас өндөр байж болно. W.

3. Хэт ягаан туяаны LEDчип + гурван үндсэн өнгөт фосфор нь гэрэл ялгаруулдаг.

Дээрх хоёр төрлийн цагаан LED-ийн гол төрөлхийн дутагдал нь гэрэлтэлт ба хроматикийн орон зайн жигд бус тархалт юм. Хэт ягаан туяаг хүний ​​нүдээр мэдрэх боломжгүй. Тиймээс хэт ягаан туяа чипээс гарсны дараа савлагааны давхарга дахь гурван үндсэн өнгөт фосфор шингэж, фосфорын фотолюминесценцийн нөлөөгөөр цагаан гэрэл болж хувирч, дараа нь орон зайд цацагддаг. Энэ бол түүний хамгийн том давуу тал бөгөөд уламжлалт флюресцент чийдэнгийн нэгэн адил орон зайн өнгөний жигд бус байдал байдаггүй. Гэсэн хэдий ч хэт ягаан туяаны чип цагаан гэрлийн LED-ийн онолын гэрлийн үр ашиг нь цэнхэр чип цагаан гэрлийн онолын утгаас өндөр байж болохгүй, тэр ч байтугай RGB цагаан гэрлийн онолын утгаас ч өндөр байж болохгүй. Гэсэн хэдий ч хэт ягаан туяаны өдөөлтөд тохиромжтой өндөр үр ашигтай гурван үндсэн өнгөт фосфорыг боловсруулснаар л бид энэ үе шатанд дээрх хоёр цагаан LED-тэй ойролцоо эсвэл бүр илүү үр ашигтай хэт ягаан туяаны цагаан LED-ийг авах боломжтой. Цэнхэр хэт ягаан туяаны LED-үүд ойртох тусам магадлал өндөр байдаг. Том байх тусам дунд долгионы болон богино долгионы хэт ягаан туяаны төрлийн цагаан LED-үүд боломжгүй юм.