Analyse der wichtigsten technischen Wege von Weißlicht-LEDs für die Beleuchtung

1. Blauer LED-Chip + gelbgrüner Leuchtstofftyp, einschließlich mehrfarbiger Leuchtstoffderivattyp

 Die gelbgrüne Leuchtstoffschicht absorbiert einen Teil davonblaues Lichtdes LED-Chips, um Photolumineszenz zu erzeugen, und der andere Teil des blauen Lichts des LED-Chips wird aus der Leuchtstoffschicht übertragen und verschmilzt mit dem gelbgrünen Licht, das der Leuchtstoff an verschiedenen Stellen im Raum emittiert, und dem roten, grünes und blaues Licht werden zu weißem Licht gemischt;Auf diese Weise wird der höchste theoretische Wert der Phosphor-Photolumineszenz-Umwandlungseffizienz, der zu den externen Quanteneffizienzen zählt, 75 % nicht überschreiten;und die höchste Lichtextraktionsrate des Chips kann nur etwa 70 % erreichen, sodass theoretisch blaues weißes Licht die höchste LED-Lichtausbeute 340 Lm/W nicht überschreitet, und der CREE erreichte in den letzten Jahren 303 Lm/W.Wenn die Testergebnisse korrekt sind, ist das ein Grund zum Feiern.

 

2. Die Kombination aus Rot, Grün und BlauRGB-LEDTyp umfasst RGBW-LED-Typ usw.

 Die drei Leuchtdioden R-LED (rot) + G-LED (grün) + B-LED (blau) werden miteinander kombiniert und die drei 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, hocheffiziente Lichtquellen sein, was sich am „weißen Licht gleicher Energie“ erkennen lässt, bei dem grünes Licht ausmacht etwa 69 %.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 keine eigenen Epitaxiematerialien gefunden haben.Bestehende Materialien der Phosphor-Arsen-Nitrid-Reihe weisen im gelbgrünen Spektrum eine geringe Effizienz auf.Zur Herstellung grüner LEDs werden rote oder blaue Epitaxiematerialien verwendet.Unter der Bedingung einer geringeren Stromdichte hat eine grüne LED eine höhere Lichtausbeute als grünes Licht vom Typ Blau + Phosphor, da es keinen Phosphorumwandlungsverlust gibt.Es wird berichtet, dass seine Lichtausbeute bei 1 mA Strom 291 Lm/W erreicht.Der durch den Droop-Effekt bei einem größeren Strom verursachte Abfall der Lichteffizienz des grünen Lichts ist jedoch erheblich.Bei steigender Stromdichte sinkt die Lichtausbeute schnell.Bei einem Strom von 350mA beträgt die Lichtausbeute 108Lm/W.Unter der Bedingung 1A sinkt die Lichtausbeute.Bis 66Lm/W.

Bei III-Phosphinen ist die Emission von Licht in das grüne Band zu einem grundlegenden Hindernis für das Materialsystem geworden.Die Änderung der Zusammensetzung von AlInGaP, sodass es grünes Licht anstelle von rotem, orangefarbenem oder gelbem Licht emittiert – was zu einer unzureichenden Ladungsträgerbegrenzung führt, ist auf die relativ geringe Energielücke des Materialsystems zurückzuführen, die eine wirksame Strahlungsrekombination ausschließt.

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.Zweitens nutzen Sie die Photolumineszenzumwandlung von blauen LEDs und grünen Leuchtstoffen, um grünes Licht zu emittieren.Mit dieser Methode kann grünes Licht mit hoher Lichtausbeute erzielt werden, das theoretisch eine höhere Lichtausbeute als das derzeitige weiße Licht erreichen kann.Es gehört zum nicht spontanen grünen Licht.Mit der Beleuchtung gibt es kein Problem.Der mit dieser Methode erzielte grüne Lichteffekt kann mehr als 340 Lm/W betragen, wird aber nach der Kombination von weißem Licht immer noch nicht mehr als 340 Lm/W betragen;Drittens: Forschen Sie weiter und finden Sie Ihr eigenes Epitaxiematerial. Auf diese Weise gibt es einen Hoffnungsschimmer, dass nach Erhalt von grünem Licht, das viel höher als 340 Lm/w ist, das weiße Licht durch die drei Primärfarben Rot kombiniert wird. Grüne und blaue LEDs können über der Lichtausbeutegrenze von weißen Blue-Chip-LEDs von 340 Lm/W liegen.

 

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.Das ultraviolette Licht ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.Daher wird das ultraviolette Licht, nachdem es den Chip verlässt, von den drei Primärfarbleuchtstoffen der Verkapselungsschicht absorbiert, durch die Photolumineszenz des Leuchtstoffs in weißes Licht umgewandelt und dann in den Raum emittiert.Dies ist ihr größter Vorteil, da sie wie herkömmliche Leuchtstofflampen keine räumlichen Farbungleichmäßigkeiten aufweist.Die theoretische Lichtausbeute der LED mit weißem Licht vom Ultraviolett-Chip-Typ kann jedoch nicht höher sein als der theoretische Wert des weißen Lichts vom Blue-Chip-Typ, geschweige denn der theoretische Wert des weißen Lichts vom RGB-Typ.Allerdings kann es nur durch die Entwicklung hocheffizienter Drei-Primär-Leuchtstoffe, die für die Anregung mit ultraviolettem Licht geeignet sind, möglich sein, LEDs mit ultraviolettem Weißlicht zu erhalten, die in diesem Stadium den beiden oben genannten Weißlicht-LEDs nahe kommen oder diese sogar übertreffen.Je näher an der LED mit blauem ultraviolettem Licht, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die LED mit weißem Licht vom mittelwelligen und kurzwelligen Ultravioletttyp größer ist.


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. August 2021