Гэрэлтүүлгийн цагаан гэрлийн LED-ийн техникийн үндсэн чиглэлүүдийн шинжилгээ

1. Цэнхэр-LED чип + шар-ногоон фосфорын төрөл, үүнд олон өнгийн фосфорын дериватив төрөл

 Шар-ногоон фосфорын давхарга нь зарим хэсгийг шингээдэгцэнхэр гэрэлLED чипээс фотолюминесценц үүсгэх ба LED чипээс гарч буй цэнхэр гэрлийн нөгөө хэсэг нь фосфорын давхаргаас дамжиж, сансар огторгуйн янз бүрийн цэгүүдэд фосфороос ялгарах шар-ногоон гэрэлтэй нийлж, улаан, ногоон, цэнхэр гэрлийг хольж, цагаан гэрэл үүсгэдэг;Ийм байдлаар гадаад квантын үр ашгийн нэг болох фосфорын фотолюминесценцийн хувиргалтын үр ашгийн онолын хамгийн өндөр үнэ цэнэ нь 75% -иас хэтрэхгүй байх болно;чипээс хамгийн их гэрэл олборлох хурд нь зөвхөн 70% хүрч чаддаг тул онолын хувьд цэнхэр цагаан гэрэл Хамгийн их LED гэрлийн үр ашиг нь 340 лм/Вт-аас хэтрэхгүй бөгөөд CREE нь сүүлийн хэдэн жилд 303 лм/Вт хүрсэн байна.Туршилтын үр дүн үнэн зөв гарсан бол үүнийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

 

2. Улаан, ногоон, цэнхэр өнгийн хослолRGB LEDтөрөлд RGBW-LED төрөл гэх мэт орно.

 R-LED (улаан) + G-LED (ногоон) + B- LED (цэнхэр) гэсэн гурван гэрэл ялгаруулах диодыг нэгтгэж, улаан, ногоон, цэнхэр гэсэн гурван үндсэн өнгийг огторгуйд шууд хольж, цагаан өнгөтэй болгодог. гэрэл.Ийм аргаар өндөр үр ашигтай цагаан гэрлийг бий болгохын тулд нэгдүгээрт, янз бүрийн өнгөт LED, ялангуяа ногоон LED нь өндөр үр ашигтай гэрлийн эх үүсвэр байх ёстой бөгөөд үүнийг ногоон гэрлийг бүрдүүлдэг "тэнцүү энергийн цагаан гэрэл"-ээс харж болно. ойролцоогоор 69%.Одоогийн байдлаар цэнхэр, улаан LED-ийн гэрэлтүүлгийн үр ашиг маш өндөр, дотоод квантын үр ашиг тус тус 90% ба 95% -иас давсан боловч ногоон LED-ийн дотоод квант үр ашиг хамаагүй хоцорчээ.GaN-д суурилсан LED-ийн ногоон гэрлийн үр ашиг багатай энэ үзэгдлийг "ногоон гэрлийн цоорхой" гэж нэрлэдэг.Гол шалтгаан нь ногоон LED нь өөрийн эпитаксиаль материалыг олоогүй явдал юм.Одоо байгаа фосфорын хүнцэл нитридын цуврал материалууд нь шар-ногоон спектрийн үр ашиг багатай байдаг.Улаан эсвэл цэнхэр өнгийн эпитаксиаль материалыг ногоон LED хийхэд ашигладаг.Гүйдлийн нягтрал багатай нөхцөлд фосфор хувиргах алдагдал байхгүй тул ногоон LED нь цэнхэр + фосфорын төрлийн ногоон гэрлээс илүү гэрэлтүүлгийн үр ашигтай байдаг.Түүний гэрлийн үр ашиг нь 1мА гүйдлийн нөхцөлд 291Лм/Вт хүрдэг гэж мэдээлсэн.Гэсэн хэдий ч их хэмжээний гүйдлийн дор уналтын нөлөөллөөс үүдэлтэй ногоон гэрлийн гэрлийн үр ашгийн бууралт нь мэдэгдэхүйц юм.Одоогийн нягтрал нэмэгдэхэд гэрлийн үр ашиг хурдан буурдаг.350 мА гүйдлийн үед гэрлийн үр ашиг нь 108 лм/Вт байна.1А-ийн нөхцөлд гэрлийн үр ашиг буурдаг.66 лм/Вт хүртэл.

III фосфины хувьд ногоон зурваст гэрэл цацрах нь материаллаг системийн үндсэн саад болж байна.AlInGaP-ийн найрлагыг улаан, улбар шар эсвэл шар өнгийн оронд ногоон гэрлээр ялгаруулахын тулд өөрчлөх нь тээвэрлэгчийн хязгаарлалтыг хангалтгүй болгож байгаа нь материалын системийн энергийн харьцангуй бага зайтай холбоотой бөгөөд энэ нь цацрагийн үр дүнтэй рекомбинацийг үгүйсгэдэг.

Тиймээс ногоон LED-ийн гэрлийн үр ашгийг дээшлүүлэх арга зам: нэг талаас гэрлийн үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд одоо байгаа эпитаксиаль материалын нөхцөлд Droop нөлөөг хэрхэн бууруулах талаар судлах;Хоёрдугаарт, ногоон гэрлийг ялгаруулахын тулд цэнхэр LED ба ногоон фосфорын фотолюминесценцийн хувиргалтыг ашиглана.Энэ арга нь өндөр гэрэлтүүлгийн үр ашигтай ногоон гэрлийг олж авах боломжтой бөгөөд онолын хувьд одоогийн цагаан гэрлээс илүү өндөр гэрэлтүүлгийн үр ашгийг олж авах боломжтой.Энэ нь аяндаа гардаггүй ногоон гэрэлд хамаарна.Гэрэлтүүлгийн хувьд ямар ч асуудал байхгүй.Энэ аргаар олж авсан ногоон гэрлийн нөлөө нь 340 лм/Вт-аас их байж болох ч цагаан гэрлийг нэгтгэсний дараа 340 лм/Вт-аас хэтрэхгүй байх болно;Гуравдугаарт, үргэлжлүүлэн судалж, өөрийн эпитаксиаль материалаа олоорой, зөвхөн ийм байдлаар 340 лм/w-ээс хамаагүй өндөр ногоон гэрлийг олж авсны дараа цагаан гэрлийг улаан өнгийн гурван үндсэн өнгө, ногоон ба цэнхэр LED нь цэнхэр чиптэй цагаан LED-ийн 340 лм/Вт-ын гэрэлтүүлгийн үр ашгийн хязгаараас өндөр байж болно.

 

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

Дээрх хоёр төрлийн цагаан LED-ийн гол дутагдал нь гэрэлтүүлэг ба өнгөний орон зайн жигд бус хуваарилалт юм.Хэт ягаан туяа нь хүний ​​нүдэнд мэдрэгддэггүй.Тиймээс чипээс хэт ягаан туяа гарсны дараа капсулын давхаргын гурван үндсэн өнгөт фосфорд шингэж, фосфорын фотолюминесценцээр цагаан гэрэл болж хувирч, дараа нь орон зайд цацагдана.Энэ нь түүний хамгийн том давуу тал бөгөөд уламжлалт флюресцент чийдэнгийн нэгэн адил орон зайн өнгөний тэгш бус байдал байдаггүй.Гэсэн хэдий ч хэт ягаан туяаны чип төрлийн цагаан гэрлийн LED-ийн онолын гэрэлтүүлгийн үр ашиг нь RGB төрлийн цагаан гэрлийн онолын үнэ цэнэ нь бүү хэл цэнхэр чип төрлийн цагаан гэрлийн онолын утгаас өндөр байж болохгүй.Гэсэн хэдий ч, хэт ягаан туяаны өдөөлтөд тохиромжтой, өндөр үр ашигтай гурван үндсэн фосфорыг хөгжүүлснээр л энэ үе шатанд дээрх хоёр цагаан гэрлийн LED-тэй ойролцоо эсвэл түүнээс ч өндөр хэт ягаан туяаны цагаан гэрлийн LED-уудыг олж авах боломжтой.Цэнхэр хэт ягаан туяа LED-д ойртох тусам боломж өндөр байх тусмаа дунд болон богино долгионы хэт ягаан туяаны төрлийн цагаан өнгийн LED том байх боломжгүй.


Шуудангийн цаг: 2021 оны 8-р сарын 24-ний хооронд