1. Цэнхэр LED чип+шар ногоон фосфор, үүнд полихром фосфорын дериватив орно

Шар ногоон фосфорын давхарга нь заримынх нь цэнхэр гэрлийг шингээдэгLED чипүүдфотолюминесценц үүсгэх ба LED чипээс гарч буй цэнхэр гэрэл нь фосфорын давхаргаас гадагш дамжиж, сансар огторгуйн янз бүрийн цэгүүдэд фосфороос ялгарах шар ногоон гэрэлтэй нийлж, улаан ногоон цэнхэр туяа холилдож, цагаан гэрэл үүсгэдэг; Ийм байдлаар гадаад квантын үр ашгийн нэг болох фосфорын фотолюминесценцийг хувиргах үр ашгийн онолын дээд утга нь 75% -иас хэтрэхгүй байх болно; Чипээс гэрлийн хамгийн их ялгарах хурд нь ердөө 70% хүрдэг. Тиймээс онолын хувьд цэнхэр гэрлийн цагаан LED-ийн хамгийн их гэрэлтүүлгийн үр ашиг нь 340 лм/Вт-аас хэтрэхгүй байх ба CREE хэдэн жилийн өмнө 303 лм/Вт хүрэх болно. Туршилтын үр дүн үнэн зөв гарсан бол үүнийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

2. Улаан ногоон цэнхэр гурван үндсэн өнгөний хослол RGB LED төрөл, үүнд RGB W LED төрөл гэх мэт

Гуравгэрэл ялгаруулахR-LED (улаан)+G-LED (ногоон)+B-LED (цэнхэр) диодуудыг нэгтгэж, сансарт ялгарах улаан, ногоон, цэнхэр гэрлийг шууд хольж цагаан гэрлийг үүсгэдэг. Ийм аргаар өндөр гэрэлтүүлгийн үр ашигтай цагаан гэрлийг бий болгохын тулд юуны түрүүнд бүх өнгөт LED, ялангуяа ногоон LED нь "тэнцүү энергийн цагаан гэрлийн" 69 орчим хувийг бүрдүүлдэг үр ашигтай гэрлийн эх үүсвэр байх ёстой. Одоогийн байдлаар цэнхэр LED болон улаан LED-ийн гэрлийн үр ашиг маш өндөр байгаа бөгөөд дотоод квантын үр ашиг тус бүр 90% ба 95% -иас давсан боловч ногоон LED-ийн дотоод квантын үр ашиг хол хоцорч байна. GaN дээр суурилсан LED-ийн ногоон гэрлийн үр ашиг багатай энэ үзэгдлийг "ногоон гэрлийн цоорхой" гэж нэрлэдэг. Гол шалтгаан нь ногоон LED нь өөрийн эпитаксиаль материалыг хараахан олоогүй байна. Одоо байгаа фосфорын хүнцэл нитридын цуврал материалын үр ашиг нь шар ногоон хроматографийн мужид маш бага байна. Гэсэн хэдий ч ногоон LED нь улаан гэрэл эсвэл цэнхэр гэрлийн эпитаксиаль материалаар хийгдсэн байдаг. Гүйдлийн нягтрал багатай нөхцөлд фосфор хувиргах алдагдал байхгүй тул ногоон LED нь цэнхэр гэрэл+фосфор ногоон гэрлээс илүү гэрэлтүүлгийн үр ашигтай байдаг. Түүний гэрлийн үр ашиг нь 1 мА гүйдлийн дор 291 лм/Вт хүрдэг гэж мэдээлж байна. Гэсэн хэдий ч өндөр гүйдлийн үед Droop эффектээс үүдэлтэй ногоон гэрлийн гэрэлтүүлгийн үр ашиг мэдэгдэхүйц буурдаг. Гүйдлийн нягтрал нэмэгдэхэд гэрлийн үр ашиг хурдан буурдаг. 350мА гүйдлийн үед гэрлийн үр ашиг 108Лм/Вт, 1А нөхцөлд гэрэлтүүлгийн үр ашиг 66Лм/Вт хүртэл буурдаг.

III бүлгийн фосфидын хувьд ногоон зурваст гэрэл цацрах нь материаллаг системийн үндсэн саад болж байна. AlInGaP-ийн найрлагыг улаан, улбар шар, шар өнгийн оронд ногоон гэрлээр ялгаруулж өөрчлөх нь зөөвөрлөгчийн хязгаарлалтыг хангалтгүй болгож байгаа нь материалын системийн энергийн харьцангуй бага зайтай холбоотой бөгөөд энэ нь цацрагийн үр дүнтэй рекомбинацийг хориглодог.

Үүний эсрэгээр, III бүлгийн нитридын хувьд өндөр үр дүнд хүрэх нь илүү хэцүү байдаг ч бэрхшээлийг даван туулах боломжгүй юм. Энэхүү системийн тусламжтайгаар гэрлийг ногоон гэрлийн зурвас руу сунгахад үр ашгийг бууруулах хоёр хүчин зүйл нь гадаад квант үр ашиг ба цахилгааны үр ашиг юм. Гадны квант үр ашгийн бууралт нь ногоон зурвасын зөрүү бага боловч ногоон LED нь цахилгаан хувиргах хурдыг бууруулдаг GaN-ийн өндөр хүчдэлийг ашигладагтай холбоотой юм. Хоёр дахь сул тал бол ногоон өнгөтэйLED буурдагтарилгын гүйдлийн нягтрал ихсэх тусам уналтын нөлөөнд баригдана. Цэнхэр LED-д уналтын эффект гарч ирдэг боловч ногоон LED-д илүү ноцтой байдаг тул ердийн ажлын гүйдлийн үр ашиг буурдаг. Гэсэн хэдий ч уналтын нөлөө үзүүлэх олон шалтгаан бий, зөвхөн Auger-ийн рекомбинацаас гадна мултрах, зөөвөрлөгч халих эсвэл электрон гоожих зэрэг олон шалтгаан бий. Сүүлийнх нь өндөр хүчдэлийн дотоод цахилгаан талбараар нэмэгддэг.

Тиймээс ногоон LED-ийн гэрэлтүүлгийн үр ашгийг дээшлүүлэх арга замууд: нэг талаас, одоо байгаа эпитаксиаль материалын нөхцөлд гэрэлтүүлгийн үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд Droop эффектийг хэрхэн бууруулах талаар судлах; Нөгөөтэйгүүр, цэнхэр LED нэмэх ногоон фосфор нь ногоон гэрлийг ялгаруулах фотолюминесценцийг хувиргахад ашиглагддаг. Энэ арга нь өндөр гэрэлтүүлгийн үр ашиг бүхий 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. Спектрийн тэлэлтээс үүдэлтэй өнгөний цэвэршилт буурах нь дэлгэцийн хувьд тааламжгүй боловч энгийн гэрэлтүүлгийн хувьд энэ нь асуудал биш юм. Ногоон гэрэлтүүлгийн үр ашгийг 340 лм / Вт-аас их авах боломжтой боловч хосолсон цагаан гэрэл нь 340 лм / Вт-аас хэтрэхгүй; Гуравдугаарт, үргэлжлүүлэн судалж, өөрийн эпитаксиаль материалыг хайж олох. Зөвхөн ийм байдлаар л 340 Lm/w-аас илүү ногоон гэрлийг олж авсны дараа улаан, ногоон, цэнхэр гурван үндсэн өнгөт LED-ийн цагаан гэрэл нь цэнхэр чипийн гэрлийн үр ашгийн хязгаараас өндөр байх болно гэсэн найдварын гялбаа гарч ирнэ. 340 лм/Вт цагаан LED.

3. Хэт ягаан туяаны LED чип+гурвалсан өнгөт фосфор

Дээрх хоёр төрлийн цагаан LED-ийн гол дутагдал нь гэрэлтэлт ба хромын орон зайн хуваарилалт жигд бус байдаг. Хэт ягаан туяа нь хүний ​​нүдэнд харагдахгүй. Иймээс чипээс ялгарах хэт ягаан туяа нь савлагааны давхаргын гурван өнгийн фосфорд шингэж, дараа нь фосфорын фотолюминесценцээс цагаан гэрэл болон хувирч, сансарт цацагдана. Энэ бол түүний хамгийн том давуу тал бөгөөд уламжлалт флюресцент чийдэнгийн нэгэн адил тэгш бус орон зайн өнгө байдаггүй. Гэсэн хэдий ч, хэт ягаан туяаны чип төрлийн цагаан LED-ийн онолын гэрэлтүүлгийн үр ашиг нь RGB төрлийн цагаан гэрлийн онолын үнэ цэнэ битгий хэл цэнхэр чип төрлийн цагаан гэрлийн онолын утгаас өндөр байж болохгүй. Гэсэн хэдий ч, хэт ягаан туяаны гэрлийг өдөөхөд тохиромжтой, үр ашигтай гурван өнгийн фосфорыг хөгжүүлснээр л энэ үе шатанд дээр дурдсан хоёр цагаан LED-тай ижил төстэй эсвэл бүр өндөр гэрлийн үр ашигтай хэт ягаан туяаны цагаан LED авах боломжтой. Хэт ягаан туяаны LED нь цэнхэр гэрэлд ойртох тусам түүний магадлал өндөр байх бөгөөд дунд болон богино долгионы хэт ягаан туяа бүхий цагаан LED нь боломжгүй болно.