تجزیه و تحلیل مسیرهای فنی اصلی LED های نور سفید برای روشنایی

۱. تراشه LED آبی + نوع فسفر زرد-سبز شامل نوع مشتق فسفر چند رنگ

 لایه فسفر زرد-سبز بخشی از آن را جذب می‌کندنور آبیاز تراشه LED برای تولید فوتولومینسانس، و بخش دیگر نور آبی از تراشه LED از لایه فسفر خارج شده و با نور زرد-سبز ساطع شده توسط فسفر در نقاط مختلف فضا ادغام می‌شود و نور قرمز، سبز و آبی برای تشکیل نور سفید مخلوط می‌شوند. به این ترتیب، بالاترین مقدار نظری راندمان تبدیل فوتولومینسانس فسفر، که یکی از راندمان‌های کوانتومی خارجی است، از 75٪ تجاوز نخواهد کرد. و بالاترین میزان استخراج نور از تراشه تنها می‌تواند به حدود 70٪ برسد، بنابراین در تئوری، نور سفید آبی بالاترین راندمان نوری LED از 340 لومن بر وات تجاوز نخواهد کرد و CREE در چند سال گذشته به 303 لومن بر وات رسیده است. اگر نتایج آزمایش دقیق باشد، ارزش جشن گرفتن دارد.

 

۲. ترکیب قرمز، سبز و آبیال‌ای‌دی RGBنوع شامل نوع RGBW-LED و غیره است.

 سه دیود ساطع کننده نور R-LED (قرمز) + G-LED (سبز) + B-LED (آبی) با هم ترکیب می‌شوند و سه رنگ اصلی قرمز، سبز و آبی مستقیماً در فضا مخلوط می‌شوند تا نور سفید تشکیل شود. برای تولید نور سفید با راندمان بالا به این روش، ابتدا LED های رنگ‌های مختلف، به ویژه LED های سبز، باید منابع نوری با راندمان بالا باشند که می‌توان آن را از "نور سفید با انرژی برابر" که در آن نور سبز حدود 69٪ را تشکیل می‌دهد، مشاهده کرد. در حال حاضر، راندمان نوری LED های آبی و قرمز بسیار بالا بوده است و راندمان کوانتومی داخلی آنها به ترتیب بیش از 90٪ و 95٪ است، اما راندمان کوانتومی داخلی LED های سبز بسیار عقب مانده است. این پدیده راندمان پایین نور سبز LED های مبتنی بر GaN "شکاف نور سبز" نامیده می‌شود. دلیل اصلی این است که LED های سبز مواد اپیتاکسیال خود را پیدا نکرده‌اند. مواد سری نیترید آرسنیک فسفر موجود در طیف زرد-سبز راندمان پایینی دارند. از مواد اپیتاکسیال قرمز یا آبی برای ساخت LED های سبز استفاده می‌شود. تحت شرایط چگالی جریان پایین‌تر، به دلیل عدم وجود اتلاف تبدیل فسفر، LED سبز بازده نوری بالاتری نسبت به نور سبز آبی + فسفری دارد. گزارش شده است که بازده نوری آن تحت جریان ۱ میلی‌آمپر به ۲۹۱ لومن بر وات می‌رسد. با این حال، افت بازده نوری نور سبز ناشی از اثر افت (Droop effect) تحت جریان بیشتر قابل توجه است. هنگامی که چگالی جریان افزایش می‌یابد، بازده نوری به سرعت کاهش می‌یابد. در جریان ۳۵۰ میلی‌آمپر، بازده نوری ۱۰۸ لومن بر وات است. تحت شرایط ۱ آمپر، بازده نوری به ۶۶ لومن بر وات کاهش می‌یابد.

برای فسفین‌های III، انتشار نور به باند سبز به یک مانع اساسی برای سیستم ماده تبدیل شده است. تغییر ترکیب AlInGaP برای انتشار نور سبز به جای قرمز، نارنجی یا زرد - که باعث محدودیت حامل ناکافی می‌شود - به دلیل شکاف انرژی نسبتاً کم سیستم ماده است که مانع از بازترکیب مؤثر تابش می‌شود.

بنابراین، راه بهبود راندمان نوری LED های سبز: از یک سو، مطالعه چگونگی کاهش اثر افت در شرایط مواد اپیتاکسیال موجود برای بهبود راندمان نوری؛ از سوی دیگر، استفاده از تبدیل فوتولومینسانس LED های آبی و فسفرهای سبز برای انتشار نور سبز. این روش می‌تواند نور سبز با راندمان نوری بالا را به دست آورد که از نظر تئوری می‌تواند به راندمان نوری بالاتری نسبت به نور سفید فعلی دست یابد. این نور سبز به نور سبز غیر خودبخودی تعلق دارد. مشکلی در نورپردازی وجود ندارد. اثر نور سبز به دست آمده با این روش ممکن است بیشتر از 340 لومن بر وات باشد، اما پس از ترکیب نور سفید، همچنان از 340 لومن بر وات تجاوز نخواهد کرد. سوم، به تحقیق و یافتن ماده اپیتاکسیال خود ادامه دهید، فقط به این ترتیب، کورسوی امیدی وجود دارد که پس از به دست آوردن نور سبز که بسیار بالاتر از 340 لومن بر وات است، نور سفید ترکیب شده توسط سه رنگ اصلی LED های قرمز، سبز و آبی ممکن است بالاتر از حد راندمان نوری LED های سفید تراشه آبی 340 لومن بر وات باشد.

 

3. ال‌ای‌دی فرابنفشتراشه + سه فسفر رنگ اصلی نور ساطع می‌کنند 

نقص ذاتی اصلی دو نوع LED سفید فوق، توزیع فضایی ناهموار درخشندگی و رنگ‌پذیری است. نور فرابنفش توسط چشم انسان قابل درک نیست. بنابراین، پس از خروج نور فرابنفش از تراشه، توسط سه فسفر رنگی اصلی لایه کپسول جذب می‌شود، توسط فوتولومینسانس فسفر به نور سفید تبدیل می‌شود و سپس در فضا منتشر می‌شود. این بزرگترین مزیت آن است، درست مانند لامپ‌های فلورسنت سنتی، هیچ ناهمواری رنگی فضایی ندارد. با این حال، بازده نوری نظری LED نور سفید از نوع تراشه فرابنفش نمی‌تواند بالاتر از مقدار نظری نور سفید از نوع تراشه آبی باشد، چه رسد به مقدار نظری نور سفید از نوع RGB. با این حال، تنها از طریق توسعه فسفرهای سه اولیه با راندمان بالا که برای تحریک نور فرابنفش مناسب هستند، می‌توان LEDهای نور سفید فرابنفش را به دست آورد که در این مرحله نزدیک یا حتی بالاتر از دو LED نور سفید فوق باشند. هرچه به LED نور فرابنفش آبی نزدیک‌تر باشد، احتمال بزرگتر شدن LED نور سفید از نوع موج متوسط ​​و فرابنفش موج کوتاه غیرممکن است.


زمان ارسال: ۲۴ آگوست ۲۰۲۱