Analyse des principales filières techniques des LED à lumière blanche pour l'éclairage

1. Puce LED bleue + type de phosphore jaune-vert, y compris le type de dérivé de phosphore multicolore

 La couche de phosphore jaune-vert absorbe une partie dulumière bleuede la puce LED pour produire une photoluminescence, et l'autre partie de la lumière bleue de la puce LED est transmise hors de la couche de phosphore et fusionne avec la lumière jaune-verte émise par le phosphore à divers points de l'espace, et le rouge, la lumière verte et bleue est mélangée pour former une lumière blanche ;De cette façon, la valeur théorique la plus élevée de l’efficacité de conversion de photoluminescence du phosphore, qui est l’une des efficacités quantiques externes, ne dépassera pas 75 % ;et le taux d'extraction de lumière le plus élevé de la puce ne peut atteindre qu'environ 70 %, donc en théorie, la lumière blanche bleue. L'efficacité lumineuse des LED la plus élevée ne dépassera pas 340 Lm/W, et le CREE a atteint 303 Lm/W au cours des dernières années.Si les résultats des tests sont exacts, cela vaut la peine de se réjouir.

 

2. La combinaison du rouge, du vert et du bleuLED RVBle type inclut le type RGBW-LED, etc.

 Les trois diodes électroluminescentes R-LED (rouge) + G-LED (vert) + B-LED (bleu) sont combinées ensemble, et les trois couleurs primaires rouge, vert et bleu sont directement mélangées dans l'espace pour former du blanc. lumière.Afin de produire de cette manière une lumière blanche à haut rendement, les LED de différentes couleurs, en particulier les LED vertes, doivent être des sources de lumière à haut rendement, comme le montre la « lumière blanche à énergie égale » dans laquelle la lumière verte représente environ 69 %.À l'heure actuelle, l'efficacité lumineuse des LED bleues et rouges est très élevée, avec des efficacités quantiques internes dépassant respectivement 90 % et 95 %, mais l'efficacité quantique interne des LED vertes est loin derrière.Ce phénomène de faible efficacité de lumière verte des LED à base de GaN est appelé « écart de lumière verte ».La raison principale est que les LED vertes n’ont pas trouvé leurs propres matériaux épitaxiaux.Les matériaux existants de la série des nitrures de phosphore et d'arsenic ont une faible efficacité dans le spectre jaune-vert.Des matériaux épitaxiaux rouges ou bleus sont utilisés pour fabriquer des LED vertes.Dans des conditions de densité de courant plus faible, car il n'y a pas de perte de conversion du phosphore, la LED verte a une efficacité lumineuse plus élevée que la lumière verte de type bleu + phosphore.Il est rapporté que son efficacité lumineuse atteint 291 Lm/W dans des conditions de courant de 1 mA.Cependant, la baisse de l’efficacité lumineuse de la lumière verte provoquée par l’effet Droop sous un courant plus important est significative.Lorsque la densité de courant augmente, l’efficacité lumineuse diminue rapidement.Avec un courant de 350 mA, l'efficacité lumineuse est de 108 Lm/W.Sous la condition de 1A, l’efficacité lumineuse diminue.À 66Lm/W.

Pour les phosphines III, l’émission de lumière vers la bande verte est devenue un obstacle fondamental au système matériel.Changer la composition d'AlInGaP pour qu'il émette de la lumière verte au lieu de rouge, orange ou jaune, ce qui entraîne une limitation insuffisante des porteurs, est dû à l'écart énergétique relativement faible du système matériel, qui exclut une recombinaison efficace des rayonnements.

Par conséquent, la manière d'améliorer l'efficacité lumineuse des LED vertes : d'une part, étudier comment réduire l'effet Droop dans les conditions des matériaux épitaxiaux existants pour améliorer l'efficacité lumineuse ;sur le second, utilisez la conversion de photoluminescence des LED bleues et des phosphores verts pour émettre de la lumière verte.Cette méthode peut obtenir une lumière verte à haute efficacité lumineuse, qui peut théoriquement atteindre une efficacité lumineuse supérieure à celle de la lumière blanche actuelle.Il appartient au feu vert non spontané.Il n'y a aucun problème d'éclairage.L'effet de lumière verte obtenu par cette méthode peut être supérieur à 340 Lm/W, mais il ne dépassera toujours pas 340 Lm/W après combinaison de la lumière blanche ;troisièmement, continuez à rechercher et à trouver votre propre matériau épitaxial, seulement de cette façon, il y a une lueur d'espoir qu'après avoir obtenu une lumière verte bien supérieure à 340 Lm/w, la lumière blanche combinée aux trois couleurs primaires du rouge, Les LED vertes et bleues peuvent être supérieures à la limite d'efficacité lumineuse des LED blanches bleues de 340 Lm/W.

 

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

Le principal défaut inhérent aux deux types de LED blanches ci-dessus est la répartition spatiale inégale de la luminosité et de la chromaticité.La lumière ultraviolette n'est pas perceptible par l'œil humain.Par conséquent, une fois que la lumière ultraviolette a quitté la puce, elle est absorbée par les trois luminophores de couleur primaire de la couche d'encapsulation, convertie en lumière blanche par la photoluminescence du luminophore, puis émise dans l'espace.C'est son plus grand avantage, tout comme les lampes fluorescentes traditionnelles, elle ne présente aucune inégalité spatiale des couleurs.Cependant, l'efficacité lumineuse théorique de la lumière blanche de type puce ultraviolette LED ne peut pas être supérieure à la valeur théorique de la lumière blanche de type puce bleue, sans parler de la valeur théorique de la lumière blanche de type RVB.Cependant, ce n'est que grâce au développement de luminophores à trois primaires à haut rendement adaptés à l'excitation de la lumière ultraviolette qu'il sera possible d'obtenir des LED à lumière blanche ultraviolette proches ou même supérieures aux deux LED à lumière blanche ci-dessus à ce stade.Plus la LED de lumière ultraviolette bleue est proche, plus la possibilité est grande. Plus la LED de lumière blanche de type ultraviolet à ondes moyennes et à ondes courtes est impossible.


Heure de publication : 24 août 2021