Тыпы белых святлодыёдаўАсноўныя тэхнічныя шляхі выкарыстання белых святлодыёдаў для асвятлення: 1. Сіні святлодыёд + люмінафор; 2.Тып RGB-святлодыёда; ③ Ультрафіялетавы святлодыёд + тып люмінафора.

1. Сіняе святло – святлодыёдны чып + тып жоўта-зялёнага люмінафора, уключаючы шматколерныя вытворныя люмінафора і іншыя тыпы.

Жоўта-зялёны пласт люмінесцэнцыі паглынае частку сіняга святла ад святлодыёднага чыпа для стварэння фоталюмінесцэнцыі. Іншая частка сіняга святла ад святлодыёднага чыпа праходзіць праз пласт люмінесцэнцыі і зліваецца з жоўта-зялёным святлом, якое выпраменьваецца люмінесцэнтам у розных кропках прасторы. Чырвонае, зялёнае і сіняе святло змешваюцца, утвараючы белае святло. Пры гэтым метадзе найвышэйшае тэарэтычнае значэнне эфектыўнасці пераўтварэння фоталюмінесцэнцыі люмінесцэнцыі люмінесцэнту, адной з знешніх квантавых эфектыўнасцей, не перавышае 75%; а максімальная хуткасць вывядзення святла з чыпа можа дасягаць толькі каля 70%. Такім чынам, тэарэтычна, максімальная светлавая эфектыўнасць сіняга белага святла святлодыёда не перавышае 340 лм/Вт. За апошнія некалькі гадоў CREE дасягнуў 303 лм/Вт. Калі вынікі выпрабаванняў дакладныя, гэта варта адзначыць.

2. Спалучэнне трох асноўных колераў: чырвонага, зялёнага і сінягаТыпы RGB-святлодыёдаўуключацьТыпы RGBW-святлодыёдаўі г.д.

R-LED (чырвоны) + G-LED (зялёны) + B-LED (сіні) — тры святлодыёды, якія аб'ядноўваюцца разам, і тры асноўныя колеры выпраменьванага святла: чырвоны, зялёны і сіні, непасрэдна змешваюцца ў прасторы, утвараючы белае святло. Каб такім чынам атрымліваць высокаэфектыўнае белае святло, перш за ўсё, святлодыёды розных колераў, асабліва зялёныя, павінны быць эфектыўнымі крыніцамі святла. Гэта відаць з таго факту, што зялёнае святло складае каля 69% «ізаэнергетычнага белага святла». У цяперашні час светлавая эфектыўнасць сініх і чырвоных святлодыёдаў вельмі высокая, з унутранай квантавай эфектыўнасцю, якая перавышае 90% і 95% адпаведна, але ўнутраная квантавая эфектыўнасць зялёных святлодыёдаў значна адстае. Гэта з'ява нізкай эфектыўнасці зялёнага святла святлодыёдаў на аснове GaN называецца «шчылінай зялёнага святла». Асноўная прычына заключаецца ў тым, што зялёныя святлодыёды пакуль не знайшлі сваіх уласных эпітаксіяльных матэрыялаў. Існуючыя матэрыялы серыі нітрыду фосфару і мыш'яку маюць вельмі нізкую эфектыўнасць у жоўта-зялёным дыяпазоне спектру. Аднак выкарыстанне чырвоных або сініх эпітаксіяльных матэрыялаў для вырабу зялёных святлодыёдаў пры ўмовах больш нізкай шчыльнасці току будзе мець вышэйшую святлоаддачу, чым сіні + люмінафорны зялёны святлодыёд. Паведамляецца, што яго святлоаддача дасягае 291 лм/Вт пры току 1 мА. Аднак святлоаддача зялёнага святла, выкліканая эфектам Друпа, значна падае пры большых токах. Пры павелічэнні шчыльнасці току святлоаддача хутка падае. Пры току 350 мА святлоаддача складае 108 лм/Вт. Пры току 1 А святлоаддача зніжаецца да 66 лм/Вт.

Для фасфідаў III групы выпраменьванне святла ў зялёнай паласе стала фундаментальнай перашкодай для матэрыяльных сістэм. Змена складу AlInGaP такім чынам, каб ён выпраменьваў зялёны, а не чырвоны, аранжавы або жоўты колер, прыводзіць да недастатковага ўтрымання носьбітаў зарада з-за адносна нізкай энергетычнай забароненай зоны матэрыяльнай сістэмы, што перашкаджае эфектыўнай радыяцыйнай рэкамбінацыі.

У адрозненне ад гэтага, III-нітрыдам цяжэй дасягнуць высокай эфектыўнасці, але гэтыя цяжкасці не з'яўляюцца непераадольнымі. Пры выкарыстанні гэтай сістэмы, якая пашырае святло на зялёны дыяпазон, два фактары, якія прывядуць да зніжэння эфектыўнасці: зніжэнне знешняй квантавай эфектыўнасці і электрычнай эфектыўнасці. Зніжэнне знешняй квантавай эфектыўнасці звязана з тым, што, хоць шырыня забароненай зоны зялёнай меншая, зялёныя святлодыёды выкарыстоўваюць высокае прамое напружанне GaN, што прыводзіць да зніжэння хуткасці пераўтварэння магутнасці. Другі недахоп заключаецца ў тым, што яркасць зялёнага святлодыёда памяншаецца па меры павелічэння шчыльнасці току ўвядзення і трапляе пад дзеянне эфекту падзення. Эфект падзення таксама сустракаецца ў сініх святлодыёдах, але яго ўплыў большы ў зялёных святлодыёдах, што прыводзіць да зніжэння звычайнай эфектыўнасці па току працы. Аднак існуе шмат здагадак пра прычыны эфекту падзення, не толькі пра рэкамбінацыю Ожэ - яны ўключаюць дыслакацыю, перапаўненне носьбітаў або ўцечку электронаў. Апошняе ўзмацняецца ўнутраным электрычным полем высокага напружання.

Такім чынам, спосаб павышэння светлавой эфектыўнасці зялёных святлодыёдаў: з аднаго боку, вывучыць, як паменшыць эфект Друпа ва ўмовах існуючых эпітаксіяльных матэрыялаў для павышэння светлавой эфектыўнасці; з другога боку, выкарыстоўваць фоталюмінесцэнтнае пераўтварэнне сініх святлодыёдаў і зялёных люмінафораў для выпраменьвання зялёнага святла. Гэты метад дазваляе атрымаць высокаэфектыўнае зялёнае святло, якое тэарэтычна можа дасягнуць больш высокай светлавой эфектыўнасці, чым сучаснае белае святло. Гэта неспантанае зялёнае святло, і зніжэнне чысціні колеру, выкліканае яго спектральным пашырэннем, неспрыяльна для дысплеяў, але яно не падыходзіць для звычайных людзей. Няма праблем для асвятлення. Эфектыўнасць зялёнага святла, атрыманая гэтым метадам, можа перавышаць 340 лм/Вт, але яна ўсё роўна не перавысіць 340 лм/Вт пасля спалучэння з белым святлом. Па-трэцяе, працягваць даследаванні і знаходзіць свае ўласныя эпітаксіяльныя матэрыялы. Толькі так з'яўляецца прамень надзеі. Атрымліваючы зялёнае святло з яркасцю больш за 340 лм/в, белае святло, аб'яднанае трыма асноўнымі каляровымі святлодыёдамі: чырвоным, зялёным і сінім, можа перавышаць мяжу светлавой эфектыўнасці 340 лм/в для белых святлодыёдаў сіняга тыпу. Вт.

3. Ультрафіялетавы святлодыёдЧып + тры асноўныя каляровыя люмінафоры выпраменьваюць святло.

Асноўным уласцівым недахопам двух вышэйзгаданых тыпаў белых святлодыёдаў з'яўляецца нераўнамернае прасторавае размеркаванне свяцільнасці і каляровасці. Ультрафіялетавае святло не ўспрымаецца чалавечым вокам. Таму пасля выхаду з чыпа ультрафіялетавае святло паглынаецца трыма асноўнымі каляровымі люмінафорамі ў пакавальным пласце і пераўтвараецца ў белае святло пад уздзеяннем фоталюмінесцэнцыі люмінафораў, а затым выпраменьваецца ў прастору. Гэта яго найбольшая перавага: як і ў традыцыйных люмінесцэнтных лямпаў, ён не мае прасторавай нераўнамернасці колеру. Аднак тэарэтычная светлавая эфектыўнасць ультрафіялетавага белага святлодыёда не можа быць вышэйшай за тэарэтычнае значэнне белага святла сіняга чыпа, не кажучы ўжо пра тэарэтычнае значэнне белага святла RGB. Аднак толькі дзякуючы распрацоўцы высокаэфектыўных трох асноўных каляровых люмінафораў, прыдатных для ультрафіялетавага ўзбуджэння, мы можам атрымаць ультрафіялетавыя белыя святлодыёды, якія на дадзеным этапе блізкія або нават больш эфектыўныя, чым два вышэйзгаданыя белыя святлодыёды. Чым бліжэй да сініх ультрафіялетавых святлодыёдаў, тым большая верагоднасць іх атрымання. Чым большы гэты паказчык, тым немагчымыя белыя святлодыёды сярэдняга і кароткага колераў УФ-тыпу.