Oq rangli LED turlariOq LEDning yoritish uchun asosiy texnik yo'nalishlari: 1 Moviy LED + fosfor turi; 2RGB LED turi; ③ Ultrabinafsha LED + fosfor turi.

1. Moviy chiroq – LED chip + sariq-yashil fosfor turi, shu jumladan ko'p rangli fosfor hosilalari va boshqa turlari.

Sariq-yashil fosfor qatlami LED chipidan ko'k yorug'likning bir qismini yutib, fotolyuminestsentsiya hosil qiladi. LED chipidan ko'k yorug'likning boshqa qismi fosfor qatlami orqali uzatiladi va bo'shliqning turli nuqtalarida fosfor tomonidan chiqarilgan sariq-yashil yorug'lik bilan birlashadi. Qizil, yashil va ko'k chiroqlar oq yorug'lik hosil qilish uchun aralashtiriladi; Bu usulda tashqi kvant samaradorligidan biri bo'lgan fosfor fotolyuminestsentsiyasini o'zgartirish samaradorligining eng yuqori nazariy qiymati 75% dan oshmaydi; va chipdan maksimal yorug'lik chiqarish tezligi atigi 70% ga yetishi mumkin. Shuning uchun, nazariy jihatdan, ko'k turdagi oq yorug'likning maksimal LED yorug'lik samaradorligi 340 Lm/W dan oshmaydi. So'nggi bir necha yil ichida CREE 303 Lm/W ga yetdi. Agar sinov natijalari aniq bo'lsa, buni nishonlashga arziydi.

2. Qizil, yashil va ko'k uchta asosiy rang kombinatsiyasiRGB LED turlario'z ichiga oladiRGBW-LED turlariva boshqalar.

R-LED (qizil) + G-LED (yashil) + B-LED (ko'k) uchta yorug'lik chiqaradigan diodlar birlashtiriladi va chiqadigan qizil, yashil va ko'k yorug'likning uchta asosiy rangi oq yorug'likni hosil qilish uchun to'g'ridan-to'g'ri fazoda aralashtiriladi. Shu tarzda yuqori samarali oq yorug'likni ishlab chiqarish uchun, avvalo, turli rangdagi LEDlar, ayniqsa yashil LEDlar, samarali yorug'lik manbalari bo'lishi kerak. Buni yashil yorug'lik "izoenergiya oq yorug'ligi"ning taxminan 69% ni tashkil etishidan ko'rish mumkin. Hozirgi vaqtda ko'k va qizil LEDlarning yorug'lik samaradorligi juda yuqori bo'lib, ichki kvant samaradorligi mos ravishda 90% va 95% dan oshdi, ammo yashil LEDlarning ichki kvant samaradorligi ancha orqada qolmoqda. GaN asosidagi LEDlarning past yashil yorug'lik samaradorligi hodisasi "yashil yorug'lik oralig'i" deb ataladi. Buning asosiy sababi shundaki, yashil LEDlar hali o'zlarining epitaksial materiallarini topmagan. Mavjud fosforli mishyak nitrid seriyali materiallar sariq-yashil spektr diapazonida juda past samaradorlikka ega. Biroq, yashil LEDlarni ishlab chiqarish uchun qizil yoki ko'k epitaksial materiallardan foydalanish pastroq tok zichligi sharoitida, fosfor konversiyasi yo'qolishi sababli, yashil LED ko'k + fosfor yashil chiroqqa qaraganda yuqori yorug'lik samaradorligiga ega. Xabar qilinishicha, uning yorug'lik samaradorligi 1 mA tok sharoitida 291 Lm/Vt ga etadi. Biroq, Droop effekti tufayli yashil chiroqning yorug'lik samaradorligi katta toklarda sezilarli darajada pasayadi. Oqim zichligi oshganda, yorug'lik samaradorligi tezda pasayadi. 350 mA tokda yorug'lik samaradorligi 108 Lm/Vt ni tashkil qiladi. 1 A sharoitida yorug'lik samaradorligi 66 Lm/Vt gacha pasayadi.

III guruh fosfidlari uchun yashil tasma ichiga yorug'lik chiqarish material tizimlari uchun asosiy to'siq bo'lib qoldi. AlInGaP tarkibini qizil, to'q sariq yoki sariq emas, balki yashil rang chiqaradigan qilib o'zgartirish, material tizimining nisbatan past energiya oralig'i tufayli tashuvchilarning yetarli darajada cheklanishiga olib keladi, bu esa samarali nurlanish rekombinatsiyasini oldini oladi.

Aksincha, III-nitridlar uchun yuqori samaradorlikka erishish qiyinroq, ammo qiyinchiliklarni yengib bo'lmaydi. Ushbu tizimdan foydalanib, yorug'likni yashil yorug'lik diapazoniga uzaytirish samaradorlikning pasayishiga olib keladigan ikkita omil: tashqi kvant samaradorligi va elektr samaradorligining pasayishi. Tashqi kvant samaradorligining pasayishi yashil diapazon oralig'i pastroq bo'lsa-da, yashil LEDlar GaN ning yuqori oldinga kuchlanishidan foydalanishidan kelib chiqadi, bu esa quvvatni konvertatsiya qilish tezligining pasayishiga olib keladi. Ikkinchi kamchilik shundaki, yashil LED in'ektsiya oqimi zichligi oshgani sayin kamayadi va pasayish effekti bilan ushlanib qoladi. Pastga tushish effekti ko'k LEDlarda ham uchraydi, ammo uning ta'siri yashil LEDlarda ko'proq bo'ladi, bu esa an'anaviy ish oqimi samaradorligining pasayishiga olib keladi. Biroq, pasayish effektining sabablari haqida ko'plab taxminlar mavjud, nafaqat Oje rekombinatsiyasi - ular dislokatsiya, tashuvchining toshib ketishi yoki elektron oqishi. Ikkinchisi yuqori kuchlanishli ichki elektr maydoni bilan kuchayadi.

Shuning uchun, yashil LEDlarning yorug'lik samaradorligini oshirish yo'li: bir tomondan, yorug'lik samaradorligini oshirish uchun mavjud epitaksial materiallar sharoitida Droop effektini qanday kamaytirishni o'rganish; boshqa tomondan, yashil yorug'lik chiqarish uchun ko'k LEDlar va yashil fosforlarning fotolyuminestsentsiya konversiyasidan foydalanish. Bu usul yuqori samarali yashil yorug'likni olishi mumkin, bu nazariy jihatdan hozirgi oq yorug'likka qaraganda yuqori yorug'lik samaradorligiga erishishi mumkin. Bu o'z-o'zidan paydo bo'lmaydigan yashil yorug'lik va uning spektral kengayishi natijasida rang sofligining pasayishi displeylar uchun noqulay, ammo oddiy odamlar uchun mos emas. Yoritish uchun hech qanday muammo yo'q. Ushbu usul bilan olingan yashil yorug'lik samaradorligi 340 Lm/W dan yuqori bo'lishi mumkin, ammo oq yorug'lik bilan birlashgandan keyin ham 340 Lm/W dan oshmaydi. Uchinchidan, tadqiqotni davom ettiring va o'zingizning epitaksial materiallaringizni toping. Faqat shu tarzda umid uchquni paydo bo'ladi. 340 Lm/w dan yuqori yashil chiroqni olish orqali, qizil, yashil va ko'k rangli uchta asosiy rangli LEDlar bilan birlashtirilgan oq chiroq ko'k chipli oq yorug'lik LEDlarining 340 Lm/w yorug'lik samaradorligi chegarasidan yuqori bo'lishi mumkin.

3. Ultrabinafsha LEDchip + uchta asosiy rangli fosfor yorug'lik chiqaradi.

Yuqoridagi ikki turdagi oq LEDlarning asosiy nuqsoni yorqinlik va xromatiklikning notekis fazoviy taqsimlanishidir. Ultrabinafsha nurni inson ko'zi sezmaydi. Shuning uchun, ultrabinafsha nur chipdan chiqqandan so'ng, u qadoqlash qatlamidagi uchta asosiy rangli fosfor tomonidan so'riladi va fosforlarning fotolyuminestsensiyasi orqali oq nurga aylanadi va keyin kosmosga chiqariladi. Bu uning eng katta afzalligi, an'anaviy lyuminestsent lampalar singari, fazoviy rang notekisligiga ega emas. Biroq, ultrabinafsha chipli oq yorug'lik LEDlarining nazariy yorug'lik samaradorligi ko'k chipli oq yorug'likning nazariy qiymatidan yuqori bo'lishi mumkin emas, RGB oq yorug'likning nazariy qiymatini aytmasa ham bo'ladi. Biroq, faqat ultrabinafsha qo'zg'alish uchun mos keladigan yuqori samarali uch asosiy rangli fosforlarni ishlab chiqish orqali biz ushbu bosqichda yuqoridagi ikkita oq LEDga yaqin yoki undan ham samaraliroq bo'lgan ultrabinafsha oq LEDlarni olishimiz mumkin. Moviy ultrabinafsha LEDlarga qanchalik yaqin bo'lsa, ularning ehtimoli shuncha yuqori bo'ladi. U qanchalik katta bo'lsa, o'rta to'lqinli va qisqa to'lqinli UV tipidagi oq LEDlarni olish mumkin emas.