1. Blauwe LED-chip + geelgroene fosfor, inclusief polychroom fosforderivaat

De geelgroene fosforlaag absorbeert bij sommigen het blauwe lichtLED-chipsom fotoluminescentie te produceren, en het blauwe licht van de LED-chips komt uit de fosforlaag en convergeert met het geelgroene licht dat op verschillende punten in de ruimte door de fosfor wordt uitgezonden, en het roodgroen-blauwe licht wordt gemengd om wit licht te vormen; Op deze manier zal de maximale theoretische waarde van de fotoluminescentie-omzettingsefficiëntie van fosfor, een van de externe kwantumefficiëntie, niet hoger zijn dan 75%; De hoogste lichtextractiesnelheid uit de chip kan slechts ongeveer 70% bereiken. Daarom zal de maximale lichtefficiëntie van blauwlicht-witte LED's theoretisch niet hoger zijn dan 340 Lm/W, en zal CREE een paar jaar geleden 303 Lm/W bereiken. Als de testresultaten accuraat zijn, is het een feestje waard.

2. Rood groen blauw RGB LED-type met drie primaire kleurencombinaties, inclusief RGB W LED-type, enz

De drielichtgevenddiodes, R-LED (rood)+G-LED (groen)+B-LED (blauw), worden gecombineerd om wit licht te vormen door het rode, groene en blauwe licht dat in de ruimte wordt uitgezonden direct te mengen. Om op deze manier wit licht met een hoge lichtopbrengst te genereren, moeten allereerst alle gekleurde LED's, vooral groene LED's, efficiënte lichtbronnen zijn, die ongeveer 69% van het "witte licht met gelijke energie" uitmaken. Momenteel is de lichtefficiëntie van blauwe LED en rode LED erg hoog, waarbij de interne kwantumefficiëntie respectievelijk meer dan 90% en 95% bedraagt, maar de interne kwantumefficiëntie van groene LED blijft ver achter. Dit fenomeen van lage groene lichtefficiëntie van op GaN gebaseerde LED's wordt "groenlichtkloof" genoemd. De belangrijkste reden is dat de groene LED nog geen eigen epitaxiaal materiaal heeft gevonden. De efficiëntie van de bestaande materialen uit de fosfor-arseennitride-serie is zeer laag in het geelgroene chromatografische bereik. De groene LED is echter gemaakt van epitaxiale materialen met rood licht of blauw licht. Onder de voorwaarde van een lage stroomdichtheid, omdat er geen fosforconversieverlies is, heeft de groene LED een hogere lichtefficiëntie dan het blauwe licht + fosforgroene licht. Er wordt gerapporteerd dat de lichtopbrengst 291Lm/W bereikt onder de stroom van 1mA. Bij hoge stroomsterkte neemt de lichtefficiëntie van groen licht, veroorzaakt door het Droop-effect, echter aanzienlijk af. Wanneer de stroomdichtheid toeneemt, neemt het lichtrendement snel af. Onder een stroomsterkte van 350 mA bedraagt ​​de lichtopbrengst 108 Lm/W, en onder een stroomsterkte van 1 A neemt de lichtopbrengst af tot 66 Lm/W.

Voor fosfiden uit groep III is het uitzenden van licht naar de groene band het fundamentele obstakel van het materiële systeem geworden. Het veranderen van de samenstelling van AlInGaP zodat het groen licht uitzendt in plaats van rood, oranje of geel – waardoor er onvoldoende draaggolfbeperking ontstaat, is te wijten aan de relatief lage energiekloof van het materiaalsysteem, wat effectieve stralingsrecombinatie uitsluit.

Daarentegen is het voor groep III-nitriden moeilijker om een ​​hoog rendement te bereiken, maar de moeilijkheid is niet onoverkomelijk. Wanneer het licht met dit systeem wordt uitgebreid naar de groene lichtband, zijn de twee factoren die de efficiëntie zullen verminderen de externe kwantumefficiëntie en de elektrische efficiëntie. De afname van de externe kwantumefficiëntie komt voort uit het feit dat, hoewel de groene bandafstand kleiner is, de groene LED de hoge voorwaartse spanning van GaN gebruikt, waardoor de stroomconversiesnelheid afneemt. Het tweede nadeel is dat groenLED neemt afmet de toename van de injectiestroomdichtheid en wordt opgesloten door het droop-effect. Het droop-effect treedt ook op bij blauwe LED's, maar is ernstiger bij groene LED's, wat resulteert in een lagere efficiëntie van conventionele werkstroom. Er zijn echter veel redenen voor het droop-effect, niet alleen Auger-recombinatie, maar ook dislocatie, carrier-overflow of elektronische lekkage. Dit laatste wordt versterkt door het interne elektrische veld met hoge spanning.

Daarom zijn de manieren om de lichtefficiëntie van groene LED te verbeteren: aan de ene kant bestuderen hoe het Droop-effect kan worden verminderd om de lichtefficiëntie te verbeteren onder de omstandigheden van bestaande epitaxiale materialen; Aan de andere kant wordt de blauwe LED plus groene fosfor gebruikt voor fotoluminescentie-conversie om groen licht uit te zenden. Deze methode kan groen licht verkrijgen met een hoge lichtefficiëntie, wat theoretisch een hogere lichtefficiëntie kan bereiken dan het huidige witte licht. Het hoort bij niet spontaan groen licht. De afname van de kleurzuiverheid als gevolg van de spectrale verbreding is ongunstig voor weergave, maar is geen probleem voor gewone verlichting. Het is mogelijk een groen lichtrendement te verkrijgen van meer dan 340 Lm/W. Het gecombineerde witte licht zal echter niet hoger zijn dan 340 Lm/W; Ten derde: blijf onderzoek doen en vind je eigen epitaxiale materialen. Alleen op deze manier kan er een sprankje hoop bestaan ​​dat na het verkrijgen van meer groen licht dan 340 Lm/w, het witte licht gecombineerd door de rode, groene en blauwe drie primaire kleuren-LED's hoger kan zijn dan de lichtefficiëntielimiet van de blue chip. witte LED van 340 Lm/W.

3. Ultraviolette LED-chip + driekleurenfosfor

Het belangrijkste inherente defect van de bovengenoemde twee soorten witte LED is dat de ruimtelijke verdeling van helderheid en chroma ongelijkmatig is. Het UV-licht is onzichtbaar voor het menselijk oog. Daarom wordt het door de chip uitgezonden UV-licht geabsorbeerd door de driekleurenfosfor van de verpakkingslaag en vervolgens omgezet van de fotoluminescentie van de fosfor naar wit licht en in de ruimte uitgestraald. Dit is het grootste voordeel: net als de traditionele fluorescentielamp heeft deze geen ongelijkmatige kleur van de ruimte. De theoretische lichtefficiëntie van de witte LED van het ultraviolette chip-type kan echter niet hoger zijn dan de theoretische waarde van het witte licht van het blue-chip-type, laat staan ​​de theoretische waarde van het witte licht van het RGB-type. Alleen door efficiënte driekleurige fosforen te ontwikkelen die geschikt zijn voor excitatie van UV-licht kan het echter mogelijk zijn om ultraviolette witte LED's te verkrijgen met een vergelijkbare of zelfs hogere lichtefficiëntie dan de twee hierboven genoemde witte LED's in dit stadium. Hoe dichter de ultraviolette LED bij het blauwe licht is, hoe waarschijnlijker het is, en de witte LED met middengolf- en kortegolf-ultraviolette lijnen zal onmogelijk zijn.