Weiße LED-Typen: Die wichtigsten technischen Wege der weißen LED für die Beleuchtung sind: ① Blaue LED + Phosphortyp;②RGB-LED-Typ;③ Ultravioletter LED + Phosphortyp.

1. Blaues Licht – LED-Chip + gelbgrüner Leuchtstofftyp, einschließlich mehrfarbiger Leuchtstoffderivate und anderer Typen.

Die gelbgrüne Leuchtstoffschicht absorbiert einen Teil des blauen Lichts des LED-Chips und erzeugt so Photolumineszenz.Der andere Teil des blauen Lichts des LED-Chips wird durch die Leuchtstoffschicht geleitet und vermischt sich an verschiedenen Stellen im Raum mit dem gelbgrünen Licht, das der Leuchtstoff aussendet.Das rote, grüne und blaue Licht wird zu weißem Licht gemischt;Bei dieser Methode wird der höchste theoretische Wert der Phosphor-Photolumineszenz-Umwandlungseffizienz, eine der externen Quanteneffizienzen, 75 % nicht überschreiten;und die maximale Lichtextraktionsrate des Chips kann nur etwa 70 % erreichen.Daher wird die maximale LED-Lichtausbeute bei blauem weißem Licht theoretisch 340 Lm/W nicht überschreiten.In den letzten Jahren erreichte CREE 303 Lm/W.Wenn die Testergebnisse korrekt sind, ist das ein Grund zum Feiern.

2. Drei Grundfarbenkombinationen aus Rot, Grün und BlauRGB-LED-TypenenthaltenRGBW-LED-Typen, usw.

R-LED (rot) + G-LED (grün) + B-LED (blau) Drei Leuchtdioden werden miteinander kombiniert und die drei emittierten Primärfarben Rot, Grün und Blau werden direkt im Raum gemischt, um Weiß zu bilden Licht.Um auf diese Weise hocheffizientes weißes Licht zu erzeugen, müssen zunächst LEDs verschiedener Farben, insbesondere grüne LEDs, effiziente Lichtquellen sein.Dies lässt sich daran erkennen, dass grünes Licht etwa 69 % des „isoenergetischen weißen Lichts“ ausmacht.Derzeit ist die Lichtausbeute blauer und roter LEDs sehr hoch, wobei die interne Quantenausbeute über 90 % bzw. 95 % liegt, die interne Quantenausbeute grüner LEDs liegt jedoch weit zurück.Dieses Phänomen der geringen Effizienz des grünen Lichts von GaN-basierten LEDs wird als „Grünlichtlücke“ bezeichnet.Der Hauptgrund liegt darin, dass grüne LEDs noch keine eigenen Epitaxiematerialien gefunden haben.Die vorhandenen Materialien der Phosphor-Arsen-Nitrid-Reihe weisen im gelbgrünen Spektralbereich eine sehr geringe Effizienz auf.Die Verwendung roter oder blauer Epitaxiematerialien zur Herstellung grüner LEDs führt jedoch dazu, dass grüne LEDs unter Bedingungen mit geringerer Stromdichte eine höhere Lichtausbeute aufweisen als blaues + phosphoreszierendes grünes Licht, da es keinen Phosphorumwandlungsverlust gibt.Es wird berichtet, dass seine Lichtausbeute bei einem Strom von 1 mA 291 Lm/W erreicht.Allerdings sinkt die durch den Droop-Effekt verursachte Lichtausbeute von grünem Licht bei größeren Strömen deutlich.Bei steigender Stromdichte sinkt die Lichtausbeute schnell.Bei 350mA Strom beträgt die Lichtausbeute 108Lm/W.Unter 1A-Bedingungen nimmt die Lichtausbeute ab.bis 66Lm/W.

Für Phosphide der Gruppe III ist die Emission von Licht in das grüne Band zu einem grundlegenden Hindernis für Materialsysteme geworden.Wenn man die Zusammensetzung von AlInGaP so ändert, dass es grün statt rot, orange oder gelb emittiert, führt dies aufgrund der relativ geringen Energielücke des Materialsystems zu einer unzureichenden Ladungsträgereingrenzung, was eine effiziente Strahlungsrekombination ausschließt.

Im Gegensatz dazu ist es für III-Nitride schwieriger, eine hohe Effizienz zu erreichen, aber die Schwierigkeiten sind nicht unüberwindbar.Bei Verwendung dieses Systems, das das Licht auf das grüne Lichtband ausdehnt, führen zwei Faktoren zu einer Verringerung der Effizienz: die Verringerung der externen Quanteneffizienz und der elektrischen Effizienz.Der Rückgang der externen Quanteneffizienz ist darauf zurückzuführen, dass zwar die grüne Bandlücke geringer ist, grüne LEDs jedoch die hohe Durchlassspannung von GaN nutzen, was zu einer Verringerung der Leistungsumwandlungsrate führt.Der zweite Nachteil besteht darin, dass die grüne LED mit zunehmender Injektionsstromdichte abnimmt und durch den Droop-Effekt eingefangen wird.Der Droop-Effekt tritt auch bei blauen LEDs auf, seine Auswirkung ist jedoch bei grünen LEDs größer, was zu einer geringeren herkömmlichen Betriebsstromeffizienz führt.Es gibt jedoch viele Spekulationen über die Ursachen des Droop-Effekts, nicht nur über die Auger-Rekombination – dazu gehören Versetzung, Ladungsträgerüberlauf oder Elektronenleckage.Letzteres wird durch ein internes elektrisches Hochspannungsfeld verstärkt.

Der Weg zur Verbesserung der Lichteffizienz grüner LEDs besteht daher darin, einerseits zu untersuchen, wie der Droop-Effekt unter den Bedingungen vorhandener Epitaxiematerialien reduziert werden kann, um die Lichteffizienz zu verbessern.Andererseits nutzen sie die Photolumineszenzumwandlung von blauen LEDs und grünen Leuchtstoffen, um grünes Licht zu emittieren.Mit dieser Methode kann hocheffizientes grünes Licht erhalten werden, das theoretisch eine höhere Lichteffizienz als das derzeitige weiße Licht erreichen kann.Es handelt sich um nicht spontanes grünes Licht, und die durch seine spektrale Verbreiterung verursachte Abnahme der Farbreinheit ist für Displays ungünstig, für normale Menschen jedoch nicht geeignet.Für die Beleuchtung gibt es kein Problem.Die mit dieser Methode erzielte grüne Lichtausbeute kann über 340 Lm/W liegen, wird aber nach der Kombination mit weißem Licht immer noch nicht über 340 Lm/W liegen.Drittens: Forschen Sie weiter und finden Sie Ihre eigenen Epitaxiematerialien.Nur so gibt es einen Hoffnungsschimmer.Wenn man grünes Licht mit mehr als 340 Lm/W erhält, kann das von den drei Primärfarb-LEDs Rot, Grün und Blau kombinierte weiße Licht höher sein als der Lichtausbeutegrenzwert von 340 Lm/W für weiße LEDs mit blauem Chip .W.

3. Ultraviolette LEDChip + drei Primärfarbleuchtstoffe emittieren Licht.

Der Hauptfehler der beiden oben genannten Arten weißer LEDs ist die ungleichmäßige räumliche Verteilung von Leuchtkraft und Farbart.Ultraviolettes Licht kann vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden.Daher wird das ultraviolette Licht, nachdem es den Chip verlässt, von den drei Primärfarbleuchtstoffen in der Verpackungsschicht absorbiert und durch die Photolumineszenz der Leuchtstoffe in weißes Licht umgewandelt und dann in den Weltraum emittiert.Dies ist ihr größter Vorteil, da sie wie herkömmliche Leuchtstofflampen keine räumlichen Farbungleichmäßigkeiten aufweist.Allerdings kann die theoretische Lichtausbeute von LEDs mit ultraviolettem Chip-Weißlicht nicht höher sein als der theoretische Wert von Blue-Chip-Weißlicht, geschweige denn der theoretische Wert von RGB-Weißlicht.Allerdings können wir nur durch die Entwicklung hocheffizienter Drei-Primärfarb-Leuchtstoffe, die für die UV-Anregung geeignet sind, ultraviolette weiße LEDs erhalten, die den beiden oben genannten weißen LEDs in diesem Stadium nahekommen oder sogar effizienter sind.Je näher die blauen UV-LEDs sind, desto wahrscheinlicher ist dies.Je größer es ist, desto mehr sind weiße LEDs vom mittelwelligen und kurzwelligen UV-Typ nicht möglich.