Types de LED blanches:Les principales voies techniques de la LED blanche pour l'éclairage sont : 1 LED bleue + type phosphore ; 2Type de LED RVB; ③ Type LED ultraviolette + phosphore.

1. Lumière bleue – puce LED + type phosphore jaune-vert, y compris les dérivés de phosphore multicolores et d’autres types.

La couche de phosphore jaune-vert absorbe une partie de la lumière bleue de la puce LED pour produire de la photoluminescence. L'autre partie de la lumière bleue de la puce LED traverse la couche de phosphore et fusionne avec la lumière jaune-verte émise par le phosphore en différents points de l'espace. Les lumières rouge, verte et bleue se mélangent pour former de la lumière blanche. Avec cette méthode, la valeur théorique maximale du rendement de conversion de la photoluminescence du phosphore, l'un des rendements quantiques externes, ne dépassera pas 75 % ; et le taux d'extraction maximal de lumière de la puce ne peut atteindre qu'environ 70 %. Par conséquent, théoriquement, l'efficacité lumineuse maximale des LED pour la lumière blanche de type bleu ne dépassera pas 340 lm/W. Ces dernières années, le CREE a atteint 303 lm/W. Si les résultats des tests sont exacts, il y a lieu de se réjouir.

2. Combinaison de trois couleurs primaires rouge, vert et bleuTypes de LED RVBinclureTypes de LED RGBW, etc.

Trois diodes électroluminescentes (R-LED (rouge) + G-LED (verte) + B-LED (bleue)) sont combinées, et les trois couleurs primaires (rouge, vert et bleu) émises sont directement mélangées dans l'espace pour former une lumière blanche. Pour produire une lumière blanche hautement efficace, les LED de différentes couleurs, et en particulier les LED vertes, doivent avant tout être des sources lumineuses performantes. En effet, la lumière verte représente environ 69 % de la « lumière blanche isoénergétique ». Actuellement, l'efficacité lumineuse des LED bleues et rouges est très élevée, avec des rendements quantiques internes dépassant respectivement 90 % et 95 %, tandis que celle des LED vertes est très inférieure. Ce phénomène de faible rendement lumineux vert des LED à base de GaN est appelé « gap de lumière verte ». La principale raison est que les LED vertes n'ont pas encore trouvé leurs propres matériaux épitaxiaux. Les matériaux existants de la série nitrure de phosphore et d'arsenic présentent une très faible efficacité dans la gamme du spectre jaune-vert. Cependant, l'utilisation de matériaux épitaxiaux rouges ou bleus pour fabriquer des LED vertes permettra, dans des conditions de densité de courant plus faible, car il n'y a pas de perte de conversion du phosphore, une LED verte avec une efficacité lumineuse supérieure à celle de la lumière verte bleue + phosphore. Son efficacité lumineuse atteint 291 Lm/W sous un courant de 1 mA. Cependant, l'efficacité lumineuse de la lumière verte, causée par l'effet Droop, chute considérablement à des courants plus élevés. Lorsque la densité de courant augmente, l'efficacité lumineuse chute rapidement. À un courant de 350 mA, l'efficacité lumineuse est de 108 Lm/W. Sous 1 A, l'efficacité lumineuse diminue à 66 Lm/W.

Pour les phosphures du groupe III, l'émission de lumière dans la bande verte est devenue un obstacle majeur pour les systèmes de matériaux. Modifier la composition de l'AlInGaP pour qu'il émette de la lumière verte plutôt que rouge, orange ou jaune entraîne un confinement insuffisant des porteurs de charge en raison de la bande interdite relativement faible du système de matériaux, ce qui empêche une recombinaison radiative efficace.

En revanche, il est plus difficile pour les nitrures III d'atteindre un rendement élevé, mais les difficultés ne sont pas insurmontables. Avec ce système, qui étend la lumière à la bande verte, deux facteurs entraînent une baisse du rendement : la diminution du rendement quantique externe et du rendement électrique. Cette baisse du rendement quantique externe est due au fait que, malgré une bande interdite verte plus faible, les LED vertes utilisent la tension directe élevée du GaN, ce qui entraîne une diminution du taux de conversion de puissance. Le deuxième inconvénient est que la LED verte diminue à mesure que la densité de courant d'injection augmente et est piégée par l'effet de statisme. Cet effet se produit également dans les LED bleues, mais son impact est plus important dans les LED vertes, ce qui entraîne une baisse du rendement du courant de fonctionnement conventionnel. Cependant, de nombreuses spéculations existent sur les causes de cet effet, et pas seulement la recombinaison Auger : elles incluent la dislocation, le débordement de porteurs ou la fuite d'électrons. Cette dernière est amplifiée par un champ électrique interne à haute tension.

Par conséquent, pour améliorer l'efficacité lumineuse des LED vertes, il faut d'une part étudier comment réduire l'effet Droop dans les conditions des matériaux épitaxiaux existants afin d'améliorer l'efficacité lumineuse ; d'autre part, utiliser la conversion photoluminescente des LED bleues et des phosphores verts pour émettre de la lumière verte. Cette méthode permet d'obtenir une lumière verte à haut rendement, théoriquement supérieure à la lumière blanche actuelle. Il s'agit d'une lumière verte non spontanée, dont la perte de pureté des couleurs due à son élargissement spectral est défavorable aux écrans, mais inadaptée au grand public. Elle ne pose aucun problème pour l'éclairage. L'efficacité lumineuse verte obtenue par cette méthode pourrait dépasser 340 lm/W, mais ne dépassera pas 340 lm/W après combinaison avec la lumière blanche. Enfin, poursuivre la recherche et trouver ses propres matériaux épitaxiaux. C'est la seule façon de voir les choses. En obtenant une lumière verte supérieure à 340 Lm/w, la lumière blanche combinée par les trois LED de couleur primaire rouge, verte et bleue peut être supérieure à la limite d'efficacité lumineuse de 340 Lm/w des LED à lumière blanche de type puce bleue. W.

3. LED ultraviolettepuce + trois phosphores de couleur primaire émettent de la lumière.

Le principal défaut inhérent aux deux types de LED blanches mentionnés ci-dessus est la distribution spatiale inégale de la luminosité et de la chromaticité. La lumière ultraviolette n'est pas perceptible par l'œil humain. Par conséquent, après sa sortie de la puce, elle est absorbée par les trois phosphores de couleur primaire présents dans la couche d'encapsulation, puis convertie en lumière blanche par photoluminescence, puis émise dans l'espace. C'est son principal avantage : à l'instar des lampes fluorescentes traditionnelles, elle ne présente aucune irrégularité de couleur spatiale. Cependant, l'efficacité lumineuse théorique des LED blanches à puce ultraviolette ne peut dépasser celle de la lumière blanche à puce bleue, et encore moins celle de la lumière blanche RVB. Cependant, seul le développement de phosphores à trois couleurs primaires hautement efficaces, adaptés à l'excitation ultraviolette, permettra d'obtenir des LED blanches à ultraviolets proches, voire supérieures, à ces deux LED blanches. Plus les LED ultraviolettes sont proches du bleu, plus elles sont susceptibles d'être produites. Plus elles sont grandes, plus les LED blanches UV à ondes moyennes et courtes sont impossibles.