การวิเคราะห์เส้นทางทางเทคนิคหลักของไฟ LED แสงสีขาวเพื่อการส่องสว่าง

1. ชิป Blue-LED + ประเภทฟอสเฟอร์สีเหลืองสีเขียวรวมถึงประเภทอนุพันธ์ฟอสเฟอร์หลายสี

 ชั้นสารเรืองแสงสีเหลืองสีเขียวดูดซับส่วนหนึ่งของแสงสีฟ้าของชิป LED เพื่อผลิตแสงโฟโตลูมิเนสเซนซ์ และอีกส่วนหนึ่งของแสงสีน้ำเงินจากชิป LED จะถูกส่งออกจากชั้นฟอสเฟอร์ไปรวมเข้ากับแสงสีเหลือง-เขียวที่ปล่อยออกมาจากฟอสเฟอร์ที่จุดต่างๆ ในช่องว่าง และสีแดง แสงสีเขียวและสีน้ำเงินผสมกันเป็นแสงสีขาวด้วยวิธีนี้ ค่าทางทฤษฎีสูงสุดของประสิทธิภาพการแปลงโฟโตลูมิเนสเซนซ์ของฟอสเฟอร์ ซึ่งเป็นหนึ่งในประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก จะไม่เกิน 75%และอัตราการแยกแสงสูงสุดจากชิปสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 70% เท่านั้น ดังนั้นตามทฤษฎีแล้ว แสงสีขาวสีน้ำเงิน ประสิทธิภาพการส่องสว่าง LED สูงสุดจะไม่เกิน 340 Lm/W และ CREE ถึง 303 Lm/W ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาหากผลการทดสอบแม่นยำก็ควรค่าแก่การเฉลิมฉลอง

 

2. การผสมผสานระหว่างสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินไฟ LED RGBประเภทรวมถึงประเภท RGBW-LED ฯลฯ

 ไดโอดเปล่งแสงสามดวง ได้แก่ R-LED (สีแดง) + G-LED (สีเขียว) + B- LED (สีน้ำเงิน) ถูกรวมเข้าด้วยกัน และสีหลักสามสี ได้แก่ สีแดง เขียว และน้ำเงินผสมกันโดยตรงในอวกาศเพื่อสร้างเป็นสีขาว แสงสว่าง.ในการผลิตแสงสีขาวประสิทธิภาพสูงในลักษณะนี้ ประการแรก ไฟ LED ที่มีสีต่างๆ โดยเฉพาะไฟ LED สีเขียว จะต้องเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งมองเห็นได้จาก “แสงสีขาวพลังงานเท่ากัน” ซึ่งมีแสงสีเขียวเป็นตัวกำหนด ประมาณ 69%ปัจจุบัน ประสิทธิภาพการส่องสว่างของไฟ LED สีน้ำเงินและสีแดงสูงมาก โดยประสิทธิภาพควอนตัมภายในเกิน 90% และ 95% ตามลำดับ แต่ประสิทธิภาพควอนตัมภายในของ LED สีเขียวยังตามหลังอยู่มากปรากฏการณ์ประสิทธิภาพแสงสีเขียวต่ำของ LED ที่ใช้ GaN นี้เรียกว่า "ช่องว่างแสงสีเขียว"สาเหตุหลักก็คือ LED สีเขียวไม่พบวัสดุที่เยื่อบุผิวในตัวเองวัสดุซีรีส์สารหนูไนไตรด์ฟอสฟอรัสที่มีอยู่มีประสิทธิภาพต่ำในสเปกตรัมสีเหลืองเขียววัสดุ epitaxis สีแดงหรือสีน้ำเงินใช้ในการผลิต LED สีเขียวภายใต้เงื่อนไขของความหนาแน่นกระแสต่ำกว่า เนื่องจากไม่มีการสูญเสียการแปลงฟอสเฟอร์ LED สีเขียวจึงมีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงกว่าแสงสีเขียวประเภทสีน้ำเงิน + ฟอสเฟอร์มีรายงานว่าประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงถึง 291Lm/W ภายใต้สภาวะกระแสไฟ 1mAอย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพแสงสีเขียวที่ลดลงซึ่งเกิดจากเอฟเฟกต์ Droop ภายใต้กระแสไฟที่มากขึ้นนั้นมีความสำคัญอย่างมากเมื่อความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพแสงจะลดลงอย่างรวดเร็วที่กระแสไฟ 350mA ประสิทธิภาพแสงอยู่ที่ 108Lm/Wภายใต้สภาวะ 1A ประสิทธิภาพแสงจะลดลงถึง 66 ลิตร/วัตต์

สำหรับฟอสฟีนระดับ III การปล่อยแสงไปยังแถบสีเขียวกลายเป็นอุปสรรคพื้นฐานต่อระบบวัสดุการเปลี่ยนองค์ประกอบของ AlInGaP เพื่อให้เปล่งแสงสีเขียวแทนที่จะเป็นสีแดง สีส้ม หรือสีเหลือง ซึ่งทำให้เกิดข้อจำกัดของพาหะไม่เพียงพอนั้นเนื่องมาจากช่องว่างพลังงานที่ค่อนข้างต่ำของระบบวัสดุ ซึ่งไม่รวมการรวมตัวกันใหม่ของรังสีที่มีประสิทธิผล

ดังนั้น วิธีปรับปรุงประสิทธิภาพแสงของ LED สีเขียว: ในด้านหนึ่ง ศึกษาวิธีลดเอฟเฟกต์ Droop ภายใต้เงื่อนไขของวัสดุ epitaxis ที่มีอยู่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแสงประการที่สอง ให้ใช้การแปลงโฟโตลูมิเนสเซนซ์ของ LED สีน้ำเงินและสารเรืองแสงสีเขียวเพื่อปล่อยแสงสีเขียววิธีนี้สามารถให้แสงสีเขียวที่มีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง ซึ่งตามทฤษฎีแล้วสามารถบรรลุประสิทธิภาพการส่องสว่างที่สูงกว่าแสงสีขาวในปัจจุบันมันเป็นของแสงสีเขียวที่ไม่เกิดขึ้นเองไม่มีปัญหาเรื่องแสงสว่างเอฟเฟกต์แสงสีเขียวที่ได้จากวิธีนี้อาจมากกว่า 340 Lm/W แต่จะยังคงไม่เกิน 340 Lm/W หลังจากรวมแสงสีขาวแล้วประการที่สาม ค้นคว้าต่อไปและค้นหาวัสดุ epitaxis ของคุณเองเท่านั้น ด้วยวิธีนี้ มีความหวังริบหรี่ว่าหลังจากได้รับแสงสีเขียวที่สูงกว่า 340 Lm/w มาก แสงสีขาวจะรวมกันเป็นสีหลักสามสีคือสีแดง ไฟ LED สีเขียวและสีน้ำเงินอาจสูงกว่าขีดจำกัดประสิทธิภาพการส่องสว่างของไฟ LED สีขาวชิปสีน้ำเงินที่ 340 Lm/ W

 

3. อัลตราไวโอเลตแอลอีดีชิป + สารเรืองแสงสีหลักสามสีเปล่งแสง 

ข้อบกพร่องหลักโดยธรรมชาติของไฟ LED สีขาวสองประเภทข้างต้นคือการกระจายความส่องสว่างและความเป็นสีเชิงพื้นที่ไม่สม่ำเสมอแสงอัลตราไวโอเลตไม่สามารถรับรู้ได้ด้วยตามนุษย์ดังนั้น หลังจากที่แสงอัลตราไวโอเลตออกจากชิป มันจะถูกดูดซับโดยฟอสเฟอร์สีหลักสามตัวของชั้นห่อหุ้ม และถูกแปลงเป็นแสงสีขาวโดยโฟโตลูมิเนสเซนซ์ของฟอสเฟอร์ จากนั้นจึงปล่อยออกสู่อวกาศนี่เป็นข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุด เช่นเดียวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ทั่วไป คือไม่มีสีเชิงพื้นที่ไม่สม่ำเสมออย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการส่องสว่างทางทฤษฎีของไฟ LED สีขาวประเภทชิปอัลตราไวโอเลตต้องไม่สูงกว่าค่าทางทฤษฎีของแสงสีขาวประเภทชิปสีน้ำเงิน ไม่ต้องพูดถึงค่าทางทฤษฎีของแสงสีขาวประเภท RGB เลยอย่างไรก็ตาม เฉพาะการพัฒนาสารเรืองแสงสามหลักที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งเหมาะสำหรับการกระตุ้นแสงอัลตราไวโอเลตเท่านั้น จึงจะสามารถได้รับไฟ LED สีขาวอัลตราไวโอเลตที่ใกล้เคียงหรือสูงกว่าไฟ LED สีขาวสองดวงข้างต้นในขั้นตอนนี้ยิ่งใกล้กับไฟ LED อัลตราไวโอเลตสีน้ำเงิน ความเป็นไปได้ ไฟ LED สีขาวขนาดใหญ่ของคลื่นกลางและประเภทอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้นเป็นไปไม่ได้


เวลาโพสต์: 24 ส.ค.-2021