Ак LED түрлөрүАк LED жарыктандыруунун негизги техникалык жолдору: 1. Көк LED + фосфор түрү; 2.RGB LED түрү; ③ Ультрафиолет LED + фосфор түрү.

1. Көк жарык – LED чип + сары-жашыл фосфор түрү, анын ичинде көп түстүү фосфор туундулары жана башка түрлөрү.

Сары-жашыл фосфор катмары LED чипинен чыккан көк жарыктын бир бөлүгүн сиңирип, фотолюминесценцияны пайда кылат. LED чипинен чыккан көк жарыктын экинчи бөлүгү фосфор катмары аркылуу өтүп, мейкиндиктин ар кайсы чекиттеринен фосфор чыгарган сары-жашыл жарык менен биригет. Кызыл, жашыл жана көк жарыктар аралашып, ак жарыкты пайда кылат; бул ыкмада фосфордун фотолюминесценцияны конверсиялоо эффективдүүлүгүнүн эң жогорку теориялык мааниси, тышкы кванттык эффективдүүлүктүн бири, 75% ашпайт; ал эми чиптен жарыкты максималдуу алуу ылдамдыгы болжол менен 70% гана жетиши мүмкүн. Ошондуктан, теориялык жактан алганда, көк типтеги ак жарыктын максималдуу жарык эффективдүүлүгү 340 лм/Вт ашпайт. Акыркы бир нече жылда CREE 303 лм/Вт жетти. Эгерде сыноонун жыйынтыктары так болсо, аны майрамдоого арзыйт.

2. Кызыл, жашыл жана көк үч негизги түстүн айкалышыRGB LED түрлөрүкошууRGBW- LED түрлөрү, жана башкалар.

R-LED (кызыл) + G-LED (жашыл) + B-LED (көк) үч жарык чыгаруучу диоддор бириктирилип, кызыл, жашыл жана көк жарыктын үч негизги түсү мейкиндикте түз аралашып, ак жарыкты пайда кылат. Жогорку эффективдүү ак жарыкты ушундай жол менен өндүрүү үчүн, биринчиден, ар кандай түстөгү светодиоддор, айрыкча жашыл светодиоддор, натыйжалуу жарык булактары болушу керек. Муну жашыл жарык "изоэнергиялык ак жарыктын" болжол менен 69% түзөөрүнөн көрүүгө болот. Учурда көк жана кызыл светодиоддордун жарык эффективдүүлүгү абдан жогору болуп, ички кванттык эффективдүүлүк тиешелүүлүгүнө жараша 90% жана 95% ашты, бирок жашыл светодиоддордун ички кванттык эффективдүүлүгү бир топ артта калууда. GaN негизиндеги светодиоддордун жашыл жарык эффективдүүлүгүнүн төмөндүгүнүн бул көрүнүшү "жашыл жарык ажырымы" деп аталат. Негизги себеби, жашыл светодиоддор өзүнүн эпитаксиалдык материалдарын али таба элек. Фосфор мышьяк нитрид сериясындагы бар материалдар сары-жашыл спектр диапазонунда өтө төмөн эффективдүүлүккө ээ. Бирок, жашыл светодиоддорду жасоо үчүн кызыл же көк эпитаксиалдык материалдарды колдонуу токтун тыгыздыгы төмөн шарттарда, фосфордун конверсиясынын жоготуусу болбогондуктан, жашыл светодиоддун жарык эффективдүүлүгү көк + фосфор жашыл жарыгына караганда жогору. Анын жарык эффективдүүлүгү 1 мА ток шартында 291 лм/Вт жетет деп айтылат. Бирок, Droop эффектинен улам пайда болгон жашыл жарыктын жарык эффективдүүлүгү чоңураак токтордо бир кыйла төмөндөйт. Токтун тыгыздыгы жогорулаганда, жарык эффективдүүлүгү тез төмөндөйт. 350 мА токтун жарык эффективдүүлүгү 108 лм/Вт түзөт. 1 А шарттарында жарык эффективдүүлүгү 66 лм/Вт чейин төмөндөйт.

III топтун фосфиддери үчүн жашыл тилкеге ​​жарык чыгаруу материалдык системалар үчүн негизги тоскоолдук болуп калды. AlInGaP курамын кызыл, кызгылт сары же сары эмес, жашыл түс чыгаруучу кылып өзгөртүү материалдык системанын салыштырмалуу төмөн энергия ажырымынан улам алып жүрүүчүлөрдүн жетишсиз кармалышына алып келет, бул натыйжалуу радиациялык рекомбинацияга жол бербейт.

Ал эми III-нитриддер үчүн жогорку натыйжалуулукка жетүү кыйыныраак, бирок кыйынчылыктарды жеңүүгө мүмкүн эмес. Жарыкты жашыл жарык тилкесине чейин кеңейтүү менен, натыйжалуулуктун төмөндөшүнө алып келүүчү эки фактор бар: тышкы кванттык натыйжалуулуктун жана электрдик натыйжалуулуктун төмөндөшү. Тышкы кванттык натыйжалуулуктун төмөндөшү жашыл тилке аралыгы төмөн болгону менен, жашыл светодиоддор GaNдин жогорку алдыга чыңалуусун колдонушат, бул кубаттуулукту конверсиялоо ылдамдыгынын төмөндөшүнө алып келет. Экинчи кемчилиги - жашыл светодиод инжекциялык токтун тыгыздыгы жогорулаган сайын азаят жана төмөндөө эффектиси менен кармалып калат. Төңкөрүү эффектиси көк светодиоддордо да кездешет, бирок анын таасири жашыл светодиоддордо көбүрөөк болот, бул кадимки иштөө тогунун натыйжалуулугун төмөндөтөт. Бирок, төмөндөө эффектинин себептери жөнүндө көптөгөн божомолдор бар, алар Оже рекомбинациясын гана эмес - аларга дислокация, ташуучунун ашып кетиши же электрондордун агып кетиши кирет. Акыркысы жогорку чыңалуудагы ички электр талаасы менен күчөтүлөт.

Ошондуктан, жашыл светодиоддордун жарык эффективдүүлүгүн жогорулатуунун жолу: бир жагынан, жарык эффективдүүлүгүн жогорулатуу үчүн учурдагы эпитаксиалдык материалдардын шарттарында Дрооп эффектин кантип азайтуу керектигин изилдөө; экинчи жагынан, жашыл жарыкты чыгаруу үчүн көк светодиоддордун жана жашыл фосфорлордун фотолюминесценция конверсиясын колдонуу. Бул ыкма жогорку эффективдүү жашыл жарыкты алууга мүмкүндүк берет, ал теориялык жактан азыркы ак жарыкка караганда жогорку жарык эффективдүүлүгүнө жетише алат. Бул өзүнөн-өзү пайда болгон жашыл жарык эмес жана анын спектрдик кеңейишинен улам түстүн тазалыгынын төмөндөшү дисплейлер үчүн жагымсыз, бирок ал карапайым адамдар үчүн ылайыктуу эмес. Жарыктандыруу үчүн эч кандай көйгөй жок. Бул ыкма менен алынган жашыл жарыктын эффективдүүлүгү 340 лм/Вттан жогору болушу мүмкүн, бирок ак жарык менен айкалышкандан кийин дагы эле 340 лм/Вттан ашпайт. Үчүнчүдөн, изилдөөнү улантып, өзүңүздүн эпитаксиалдык материалдарыңызды табыңыз. Ушундай жол менен гана үмүт жаркырап турат. 340 Lm/w жогору жашыл жарык алуу менен, кызыл, жашыл жана көк үч негизги түстөгү светодиоддор менен айкалышкан ак жарык көк чип түрүндөгү ак жарык светодиоддорунун 340 Lm/w жарыктык натыйжалуулук чегинен жогору болушу мүмкүн.

3. Ультрафиолет LEDчип + үч негизги түстүү фосфор жарык чыгарат.

Жогорудагы эки типтеги ак светодиоддордун негизги кемчилиги - жарыктыктын жана хроматикалыктын мейкиндиктеги бирдей эмес бөлүштүрүлүшү. Ультрафиолет нурун адамдын көзү кабылдай албайт. Ошондуктан, ультрафиолет нуру чиптен чыккандан кийин, ал таңгактоо катмарындагы үч негизги түстүү фосфор тарабынан сиңирилип, фосфорлордун фотолюминесценциясы менен ак жарыкка айланат, андан кийин космоско чыгарылат. Бул анын эң чоң артыкчылыгы, салттуу флуоресценттик лампалар сыяктуу эле, анын мейкиндиктеги түстөрүнүн бирдей эместиги жок. Бирок, ультрафиолет чиптүү ак жарык светодиодунун теориялык жарык эффективдүүлүгү көк чиптүү ак жарыктын теориялык маанисинен жогору боло албайт, RGB ак жарыктын теориялык маанисин айтпай эле коелу. Бирок, ультрафиолет дүүлүктүрүүгө ылайыктуу жогорку эффективдүү үч негизги түстүү фосфорлорду иштеп чыгуу аркылуу гана биз бул этапта жогорудагы эки ак светодиодго жакын же андан да эффективдүү болгон ультрафиолет ак светодиоддорду ала алабыз. Көк ультрафиолет светодиоддор канчалык жакын болсо, алардын ыктымалдуулугу ошончолук жогору. Ал канчалык чоң болсо, орто толкундуу жана кыска толкундуу ультрафиолет тибиндеги ак светодиоддорду алуу мүмкүн эмес.