การวิเคราะห์เส้นทางทางเทคนิคหลักของไฟ LED สีขาวสำหรับการให้แสงสว่าง

ประเภท LED สีขาว: เส้นทางทางเทคนิคหลักของไฟ LED สีขาวสำหรับให้แสงสว่างคือ: 1. ไฟ LED สีน้ำเงิน + ประเภทฟอสเฟอร์;②ชนิดไฟ LED RGB;3 ชนิด LED อัลตราไวโอเลต + ฟอสเฟอร์

ชิปนำ

1. แสงสีน้ำเงิน – ชิป LED + ชนิดฟอสเฟอร์สีเหลืองเขียว รวมถึงอนุพันธ์ฟอสเฟอร์หลายสีและชนิดอื่น ๆ

ชั้นฟอสเฟอร์สีเหลืองเขียวดูดซับส่วนหนึ่งของแสงสีน้ำเงินจากชิป LED เพื่อผลิตแสงเรืองแสงอีกส่วนหนึ่งของแสงสีน้ำเงินจากชิป LED จะถูกส่งผ่านชั้นฟอสเฟอร์และรวมเข้ากับแสงสีเหลืองสีเขียวที่ปล่อยออกมาจากฟอสเฟอร์ที่จุดต่างๆ ในอวกาศแสงสีแดง เขียว และน้ำเงินผสมกันจนเกิดเป็นแสงสีขาวในวิธีนี้ ค่าทางทฤษฎีสูงสุดของประสิทธิภาพการแปลงฟอสเฟอร์โฟโตลูมิเนสเซนซ์ ซึ่งเป็นหนึ่งในประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก จะไม่เกิน 75%และอัตราการแยกแสงสูงสุดจากชิปสามารถทำได้เพียงประมาณ 70% เท่านั้นดังนั้นตามทฤษฎีแล้ว แสงสีขาวชนิดสีน้ำเงิน ประสิทธิภาพการส่องสว่าง LED สูงสุดจะไม่เกิน 340 Lm/Wในไม่กี่ปีที่ผ่านมา CREE ถึง 303Lm/Wหากผลการทดสอบแม่นยำก็ควรค่าแก่การเฉลิมฉลอง

 

2. การผสมสีหลักสามสีคือสีแดง เขียว และน้ำเงินประเภทไฟ LED RGBรวมประเภท RGBW- LEDฯลฯ

R-LED (สีแดง) + G-LED (สีเขียว) + B-LED (สีน้ำเงิน) ไดโอดเปล่งแสงสามดวงถูกรวมเข้าด้วยกัน และสีหลักสามสีของแสงสีแดง เขียว และสีน้ำเงินที่ปล่อยออกมาจะถูกผสมโดยตรงในอวกาศเพื่อสร้างเป็นสีขาว แสงสว่าง.ในการผลิตแสงสีขาวประสิทธิภาพสูงในลักษณะนี้ อันดับแรก LED ที่มีสีต่างๆ โดยเฉพาะ LED สีเขียว จะต้องเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพจะเห็นได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแสงสีเขียวคิดเป็นประมาณ 69% ของ “แสงสีขาวที่มีพลังงานไอโซพลังงาน”ปัจจุบัน ประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สีน้ำเงินและสีแดงสูงมาก โดยประสิทธิภาพควอนตัมภายในเกิน 90% และ 95% ตามลำดับ แต่ประสิทธิภาพควอนตัมภายในของ LED สีเขียวยังล้าหลังมากปรากฏการณ์ประสิทธิภาพแสงสีเขียวต่ำของ LED ที่ใช้ GaN นี้เรียกว่า "ช่องว่างแสงสีเขียว"สาเหตุหลักคือ LED สีเขียวยังไม่พบวัสดุ epitaxis ของตัวเองวัสดุซีรีส์สารหนูไนไตรด์ฟอสฟอรัสที่มีอยู่มีประสิทธิภาพต่ำมากในช่วงสเปกตรัมสีเหลืองสีเขียวอย่างไรก็ตาม การใช้วัสดุ epitaxis สีแดงหรือสีน้ำเงินเพื่อสร้าง LED สีเขียวจะอยู่ภายใต้สภาวะความหนาแน่นกระแสที่ต่ำกว่า เนื่องจากไม่มีการสูญเสียการแปลงฟอสเฟอร์ LED สีเขียวจึงมีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงกว่าแสงสีเขียวสีน้ำเงิน + ฟอสเฟอร์มีรายงานว่าประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงถึง 291Lm/W ภายใต้สภาวะปัจจุบัน 1mAอย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการส่องสว่างของแสงสีเขียวที่เกิดจากเอฟเฟกต์ Droop จะลดลงอย่างมากที่กระแสน้ำที่มีขนาดใหญ่กว่าเมื่อความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะลดลงอย่างรวดเร็วที่กระแสไฟ 350mA ประสิทธิภาพการส่องสว่างอยู่ที่ 108Lm/Wภายใต้สภาวะ 1A ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะลดลงถึง 66 ลิตร/วัตต์

สำหรับฟอสไฟด์กลุ่ม III การเปล่งแสงเข้าไปในแถบสีเขียวกลายเป็นอุปสรรคพื้นฐานสำหรับระบบวัสดุการเปลี่ยนองค์ประกอบของ AlInGaP เพื่อให้ปล่อยสีเขียวแทนที่จะเป็นสีแดง สีส้ม หรือสีเหลือง ส่งผลให้การกักตัวพาหะไม่เพียงพอ เนื่องจากช่องว่างพลังงานที่ค่อนข้างต่ำของระบบวัสดุ ซึ่งทำให้การรวมตัวกันของการแผ่รังสีอย่างมีประสิทธิภาพไม่มีประสิทธิภาพ

ในทางตรงกันข้าม III-ไนไตรด์เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงนั้นยากกว่า แต่ความยากลำบากนั้นก็ผ่านไม่ได้การใช้ระบบนี้ขยายแสงไปยังแถบแสงสีเขียว ปัจจัยสองประการที่จะทำให้ประสิทธิภาพลดลง ได้แก่ ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกที่ลดลง และประสิทธิภาพทางไฟฟ้าประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกที่ลดลงมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแม้ว่าช่องว่างแถบสีเขียวจะลดลง แต่ LED สีเขียวจะใช้แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าสูงของ GaN ซึ่งทำให้อัตราการแปลงพลังงานลดลงข้อเสียประการที่สองคือ LED สีเขียวจะลดลงเมื่อความหนาแน่นของกระแสการฉีดเพิ่มขึ้น และถูกกักไว้โดยเอฟเฟกต์การตกเอฟเฟกต์ Droop ยังเกิดขึ้นใน LED สีน้ำเงิน แต่จะมีผลกระทบมากกว่าใน LED สีเขียว ส่งผลให้ประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้าในการทำงานแบบทั่วไปลดลงอย่างไรก็ตาม มีการคาดเดามากมายเกี่ยวกับสาเหตุของเอฟเฟกต์การตก ไม่ใช่แค่การรวมตัวของสว่านเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเคลื่อนตัว การไหลล้นของพาหะ หรือการรั่วไหลของอิเล็กตรอนอย่างหลังได้รับการปรับปรุงด้วยสนามไฟฟ้าแรงสูงภายใน

ดังนั้น วิธีปรับปรุงประสิทธิภาพแสงของ LED สีเขียว: ในด้านหนึ่ง ศึกษาวิธีลดเอฟเฟกต์ Droop ภายใต้เงื่อนไขของวัสดุ epitaxis ที่มีอยู่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพแสงในทางกลับกัน ให้ใช้การแปลงโฟโตลูมิเนสเซนซ์ของ LED สีน้ำเงินและสารเรืองแสงสีเขียวเพื่อปล่อยแสงสีเขียววิธีนี้สามารถให้แสงสีเขียวประสิทธิภาพสูงได้ ซึ่งตามทฤษฎีแล้วสามารถให้ประสิทธิภาพแสงที่สูงกว่าแสงสีขาวในปัจจุบันได้เป็นแสงสีเขียวที่ไม่เกิดขึ้นเอง และความบริสุทธิ์ของสีที่ลดลงซึ่งเกิดจากการขยายสเปกตรัมนั้นไม่เป็นผลดีต่อการแสดงผล แต่ไม่เหมาะสำหรับคนทั่วไปไม่มีปัญหาเรื่องแสงสว่างประสิทธิภาพแสงสีเขียวที่ได้จากวิธีนี้มีความเป็นไปได้ที่จะมากกว่า 340 Lm/W แต่จะไม่เกิน 340 Lm/W หลังจากรวมกับแสงสีขาวแล้วประการที่สาม ค้นคว้าและค้นหาวัสดุ epitaxis ของคุณเองต่อไปด้วยวิธีนี้เท่านั้นจึงจะมีความหวังอันริบหรี่เมื่อได้รับแสงสีเขียวที่สูงกว่า 340 Lm/w แสงสีขาวที่รวมกันโดยไฟ LED สีหลัก 3 ดวง ได้แก่ สีแดง เขียว และน้ำเงิน อาจสูงกว่าขีดจำกัดประสิทธิภาพการส่องสว่างที่ 340 Lm/w ของไฟ LED สีขาวประเภทชิปสีน้ำเงิน .ว.

 

3. อัลตราไวโอเลตแอลอีดีชิป + สารเรืองแสงสีหลักสามสีเปล่งแสง

ข้อบกพร่องหลักโดยธรรมชาติของไฟ LED สีขาวสองประเภทข้างต้นคือการกระจายความส่องสว่างและความเป็นสีเชิงพื้นที่ไม่สม่ำเสมอแสงอัลตราไวโอเลตไม่สามารถรับรู้ได้ด้วยตามนุษย์ดังนั้น หลังจากที่แสงอัลตราไวโอเลตออกจากชิป มันจะถูกดูดซับโดยฟอสเฟอร์สีหลักสามสีในชั้นบรรจุภัณฑ์ และถูกแปลงเป็นแสงสีขาวโดยโฟโตลูมิเนสเซนซ์ของฟอสเฟอร์ จากนั้นจึงปล่อยออกสู่อวกาศนี่เป็นข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุด เช่นเดียวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ทั่วไป ที่ไม่มีสีเชิงพื้นที่ไม่สม่ำเสมออย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพแสงทางทฤษฎีของไฟ LED สีขาวชิปอัลตราไวโอเลตไม่สามารถสูงกว่าค่าทางทฤษฎีของแสงสีขาวชิปสีน้ำเงิน ไม่ต้องพูดถึงค่าทางทฤษฎีของแสงสีขาว RGBอย่างไรก็ตาม มีเพียงการพัฒนาฟอสเฟอร์สีหลักสามสีประสิทธิภาพสูงซึ่งเหมาะสำหรับการกระตุ้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตเท่านั้น เราจึงสามารถได้รับไฟ LED สีขาวอัลตราไวโอเลตที่ใกล้เคียงหรือมีประสิทธิภาพมากกว่าไฟ LED สีขาวสองตัวข้างต้นในขั้นตอนนี้ยิ่งไฟ LED อัลตราไวโอเลตสีน้ำเงินอยู่ใกล้มากเท่าไรก็ยิ่งมีแนวโน้มมากขึ้นเท่านั้นยิ่งมีขนาดใหญ่ ไฟ LED สีขาวประเภท UV คลื่นปานกลางและคลื่นสั้นจะไม่สามารถทำได้


เวลาโพสต์: 19 มี.ค. 2024