Baltās gaismas diožu veidiGalvenie baltās gaismas diodes (LED) apgaismojuma tehniskie pielietojumi ir šādi: ① Zilā gaismas diode + fosfora tipa; ②RGB LED tips③ Ultravioletā gaismas diode + fosfora tips.

1. Zilā gaisma – LED mikroshēma + dzeltenzaļš fosfora tips, tostarp daudzkrāsu fosfora atvasinājumi un citi veidi.

Dzeltenzaļais fosfora slānis absorbē daļu no LED mikroshēmas zilās gaismas, radot fotoluminiscenci. Otra daļa no LED mikroshēmas zilās gaismas tiek izvadīta caur fosfora slāni un dažādos telpas punktos saplūst ar fosfora izstaroto dzeltenzaļo gaismu. Sarkanā, zaļā un zilā gaisma tiek sajaukta, veidojot baltu gaismu. Šajā metodē fosfora fotoluminiscences konversijas efektivitātes augstākā teorētiskā vērtība, kas ir viena no ārējām kvantu efektivitātes vērtībām, nepārsniegs 75%, un maksimālais gaismas ieguves ātrums no mikroshēmas var sasniegt tikai aptuveni 70%. Tāpēc teorētiski zilā tipa baltās gaismas LED maksimālā gaismas efektivitāte nepārsniegs 340 Lm/W. Pēdējos gados CREE ir sasniedzis 303 Lm/W. Ja testa rezultāti ir precīzi, tas ir svinību vērts.

2. Sarkanas, zaļas un zilas trīs pamatkrāsu kombinācijaRGB LED veidiiekļautRGBW LED veidiutt.

R-LED (sarkanā) + G-LED (zaļā) + B-LED (zilā) apvieno trīs gaismas diodes, un trīs izstarotās pamatkrāsas – sarkanā, zaļā un zilā gaisma – tiek tieši sajauktas telpā, veidojot baltu gaismu. Lai šādā veidā radītu augstas efektivitātes balto gaismu, pirmkārt, dažādu krāsu LED, īpaši zaļajām LED, ir jābūt efektīviem gaismas avotiem. To var redzēt no tā, ka zaļā gaisma veido aptuveni 69% no "izoenerģijas baltās gaismas". Pašlaik zilo un sarkano LED gaismas efektivitāte ir bijusi ļoti augsta, iekšējai kvantu efektivitātei pārsniedzot attiecīgi 90% un 95%, bet zaļo LED iekšējā kvantu efektivitāte ievērojami atpaliek. Šo GaN bāzes LED zemās zaļās gaismas efektivitātes fenomenu sauc par "zaļās gaismas spraugu". Galvenais iemesls ir tas, ka zaļās LED vēl nav atradušas savus epitaksiālos materiālus. Esošajiem fosfora arsēna nitrīda sērijas materiāliem ir ļoti zema efektivitāte dzeltenzaļajā spektra diapazonā. Tomēr, izmantojot sarkanus vai zilus epitaksiālus materiālus zaļo LED ražošanā, zemāka strāvas blīvuma apstākļos, jo nav fosfora konversijas zudumu, zaļajai LED ir augstāka gaismas efektivitāte nekā zilai + fosfora zaļai gaismai. Tiek ziņots, ka tās gaismas efektivitāte sasniedz 291 Lm/W pie 1 mA strāvas. Tomēr zaļās gaismas gaismas efektivitāte ievērojami samazinās pie lielākām strāvām, ko izraisa "Droop" efekts. Palielinoties strāvas blīvumam, gaismas efektivitāte strauji samazinās. Pie 350 mA strāvas gaismas efektivitāte ir 108 Lm/W. Pie 1 A strāvas gaismas efektivitāte samazinās līdz 66 Lm/W.

III grupas fosfīdu gadījumā gaismas izstarošana zaļajā joslā ir kļuvusi par būtisku šķērsli materiālu sistēmām. Mainot AlInGaP sastāvu tā, lai tas izstarotu zaļu, nevis sarkanu, oranžu vai dzeltenu gaismu, rodas nepietiekama nesēju ierobežošana materiālu sistēmas relatīvi zemās enerģijas spraugas dēļ, kas neļauj veikt efektīvu starojuma rekombināciju.

Turpretī III-nitrīdiem ir grūtāk sasniegt augstu efektivitāti, taču grūtības nav nepārvaramas. Izmantojot šo sistēmu, paplašinot gaismu līdz zaļajai gaismas joslai, divi faktori, kas izraisīs efektivitātes samazināšanos, ir: ārējās kvantu efektivitātes un elektriskās efektivitātes samazināšanās. Ārējās kvantu efektivitātes samazināšanās rodas no tā, ka, lai gan zaļās joslas sprauga ir mazāka, zaļās gaismas diodes izmanto GaN augsto tiešo spriegumu, kas izraisa jaudas konversijas ātruma samazināšanos. Otrais trūkums ir tas, ka zaļās gaismas diodes jauda samazinās, palielinoties iesmidzināšanas strāvas blīvumam, un to iesprosto noslīdēšanas efekts. Noslīdēšanas efekts rodas arī zilajās gaismas diodēs, taču tā ietekme ir lielāka zaļajās gaismas diodēs, kā rezultātā samazinās parastās darba strāvas efektivitāte. Tomēr pastāv daudz spekulāciju par noslīdēšanas efekta cēloņiem, ne tikai Augera rekombināciju – tie ietver dislokāciju, nesēju pārpildi vai elektronu noplūdi. Pēdējo pastiprina augstsprieguma iekšējais elektriskais lauks.

Tāpēc veids, kā uzlabot zaļo LED gaismas efektivitāti: no vienas puses, izpētīt, kā esošo epitaksiālo materiālu apstākļos samazināt Droop efektu, lai uzlabotu gaismas efektivitāti; no otras puses, izmantot zilo LED un zaļo fosforu fotoluminiscences konversiju, lai izstarotu zaļo gaismu. Šī metode var iegūt augstas efektivitātes zaļo gaismu, kas teorētiski var sasniegt augstāku gaismas efektivitāti nekā pašreizējā baltā gaisma. Tā ir nespontāna zaļā gaisma, un krāsu tīrības samazināšanās, ko izraisa tās spektra paplašināšanās, ir nelabvēlīga displejiem, taču tā nav piemērota parastajiem cilvēkiem. Apgaismojumam nav problēmu. Ar šo metodi iegūtā zaļās gaismas efektivitāte varētu būt lielāka par 340 Lm/W, taču pēc apvienošanas ar balto gaismu tā joprojām nepārsniegs 340 Lm/W. Treškārt, turpināt pētīt un atrast savus epitaksiālos materiālus. Tikai šādā veidā ir cerības dzirksts. Iegūstot zaļo gaismu, kas pārsniedz 340 Lm/w, trīs pamatkrāsu LED (sarkanās, zaļās un zilās) kombinētā baltā gaisma var pārsniegt zilās mikroshēmas tipa baltās gaismas LED gaismas efektivitātes robežu 340 Lm/w. W.

3. Ultravioletā gaismas diodemikroshēma + trīs pamatkrāsu fosfori izstaro gaismu.

Iepriekš minēto divu veidu balto LED diodu galvenais raksturīgais trūkums ir nevienmērīgs spilgtuma un krāsu telpiskais sadalījums. Cilvēka acs nevar uztvert ultravioleto gaismu. Tāpēc pēc tam, kad ultravioletā gaisma iziet no mikroshēmas, to absorbē trīs primāro krāsu fosfori iepakojuma slānī, un fosforu fotoluminiscences ietekmē tā tiek pārveidota baltā gaismā un pēc tam izstarota kosmosā. Tā ir tās lielākā priekšrocība, tāpat kā tradicionālajām dienasgaismas spuldzēm, tai nav telpiska krāsu nevienmērīguma. Tomēr ultravioletās mikroshēmas baltās gaismas LED teorētiskā gaismas efektivitāte nevar būt augstāka par zilās mikroshēmas baltās gaismas teorētisko vērtību, nemaz nerunājot par RGB baltās gaismas teorētisko vērtību. Tomēr tikai izstrādājot augstas efektivitātes trīs primāro krāsu fosforus, kas piemēroti ultravioletā starojuma ierosināšanai, mēs varam iegūt ultravioletās baltās gaismas LED, kas šajā posmā ir tuvas vai pat efektīvākas par iepriekš minētajām divām baltajām LED. Jo tuvāk zilajām ultravioletajām LED diodēm, jo ​​lielāka iespēja. Jo lielāks tas ir, jo vidēja viļņa un īsa viļņa UV tipa baltās LED nav iespējamas.