1. Puce LED bleue + phosphore vert jaune, y compris dérivé de phosphore polychrome

La couche de phosphore jaune-vert absorbe la lumière bleue de certainsPuces LEDpour produire une photoluminescence, et la lumière bleue provenant des puces LED est transmise hors de la couche de phosphore et converge avec la lumière jaune-verte émise par le phosphore en divers points de l'espace, et la lumière rouge-vert-bleu est mélangée pour former une lumière blanche ; De cette façon, la valeur théorique maximale de l'efficacité de conversion de photoluminescence du phosphore, l'une des efficacités quantiques externes, ne dépassera pas 75 % ; Le taux d'extraction de lumière le plus élevé de la puce ne peut atteindre qu'environ 70 %. Par conséquent, théoriquement, l’efficacité lumineuse maximale des LED blanches à lumière bleue ne dépassera pas 340 Lm/W, et le CREE atteindra 303 Lm/W il y a quelques années. Si les résultats des tests sont exacts, cela vaut la peine de se réjouir.

2. Combinaison de trois couleurs primaires rouge vert bleu type de LED RVB, y compris le type de LED RVB W, etc.

Les troisémettant de la lumièreLes diodes, R-LED (rouge)+G-LED (vert)+B-LED (bleu), sont combinées pour former une lumière blanche en mélangeant directement la lumière rouge, verte et bleue émise dans l'espace. Afin de générer de cette manière une lumière blanche à haute efficacité lumineuse, toutes les LED de couleur, en particulier les LED vertes, doivent tout d'abord être des sources de lumière efficaces, qui représentent environ 69 % de la « lumière blanche à énergie égale ». À l'heure actuelle, l'efficacité lumineuse de la LED bleue et de la LED rouge est très élevée, avec une efficacité quantique interne dépassant respectivement 90 % et 95 %, mais l'efficacité quantique interne de la LED verte est loin derrière. Ce phénomène de faible efficacité de la lumière verte des LED à base de GaN est appelé « écart de lumière verte ». La raison principale est que la LED verte n’a pas encore trouvé son propre matériau épitaxial. L'efficacité des matériaux existants de la série de nitrure d'arsenic de phosphore est très faible dans la plage chromatographique jaune-vert. Cependant, la LED verte est constituée de matériaux épitaxiaux de lumière rouge ou de lumière bleue. Dans des conditions de faible densité de courant, comme il n'y a pas de perte de conversion du phosphore, la LED verte a une efficacité lumineuse supérieure à celle de la lumière bleue + lumière verte phosphore. On rapporte que son efficacité lumineuse atteint 291Lm/W sous le courant de 1mA. Cependant, sous un courant élevé, l’efficacité lumineuse de la lumière verte provoquée par l’effet Droop diminue considérablement. Lorsque la densité de courant augmente, l’efficacité lumineuse diminue rapidement. Sous un courant de 350 mA, l'efficacité lumineuse est de 108 Lm/W, et sous une condition de 1 A, l'efficacité lumineuse diminue à 66 Lm/W.

Pour les phosphures du groupe III, l’émission de lumière vers la bande verte est devenue l’obstacle fondamental du système matériel. Changer la composition d'AlInGaP afin 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 empêche une recombinaison efficace des rayonnements.

En revanche, il est plus difficile pour les nitrures du groupe III d’atteindre un rendement élevé, mais la difficulté n’est pas insurmontable. Lorsque la lumière est étendue jusqu'à la bande de lumière verte avec ce système, les deux facteurs qui réduiront l'efficacité sont l'efficacité quantique externe et l'efficacité électrique. La diminution de l’efficacité quantique externe vient du fait que, bien que la bande interdite verte soit plus faible, la LED verte utilise la tension directe élevée du GaN, ce qui réduit le taux de conversion de puissance. Le deuxième inconvénient est que le vertLa LED diminueavec l'augmentation de la densité du courant d'injection et est piégé par effet de statisme. L'effet de statisme apparaît également dans la LED bleue, mais il est plus grave dans la LED verte, ce qui entraîne une moindre efficacité du courant de travail conventionnel. Cependant, l'effet de statisme peut avoir de nombreuses causes, non seulement la recombinaison Auger, mais également la luxation, le débordement de porteurs ou les fuites électroniques. Cette dernière est renforcée par le champ électrique interne haute tension.

Par conséquent, les moyens d'améliorer l'efficacité lumineuse des LED vertes : d'une part, étudier comment réduire l'effet Droop pour améliorer l'efficacité lumineuse dans les conditions des matériaux épitaxiaux existants ; D'autre part, la LED bleue et le phosphore vert sont utilisés pour la conversion de photoluminescence afin d'émettre de la lumière verte. Cette méthode peut obtenir une lumière verte avec une efficacité lumineuse élevée, qui peut théoriquement atteindre une efficacité lumineuse supérieure à celle de la lumière blanche actuelle. Il appartient au feu vert non spontané. La perte de pureté des couleurs provoquée par l’élargissement spectral est défavorable à l’affichage, mais ne pose aucun problème pour un éclairage ordinaire. Il est possible d'obtenir une efficacité lumineuse verte supérieure à 340 Lm/W, cependant la lumière blanche combinée ne dépassera pas 340 Lm/W ; Troisièmement, continuez vos recherches et trouvez vos propres matériaux épitaxiaux. Ce n'est qu'ainsi qu'il peut y avoir une lueur d'espoir qu'après avoir obtenu plus de lumière verte que 340 Lm/w, la lumière blanche combinée par les trois LED de couleurs primaires rouge, verte et bleue puisse être supérieure à la limite d'efficacité lumineuse de la puce bleue. LED blanche de 340 Lm/W.

3. Puce LED ultraviolette + phosphore tricolore

Le principal défaut inhérent aux deux types de LED blanches ci-dessus est que la répartition spatiale de la luminosité et de la saturation est inégale. La lumière UV est invisible à l’œil humain. Par conséquent, la lumière UV émise par la puce est absorbée par le phosphore tricolore de la couche d'emballage, puis convertie de la photoluminescence du phosphore en lumière blanche et émise dans l'espace. C'est son plus grand avantage, tout comme la lampe fluorescente traditionnelle, elle n'a pas de couleur inégale dans l'espace. Cependant, l'efficacité lumineuse théorique de la LED blanche de type puce ultraviolette 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 qu'en développant des luminophores tricolores efficaces adaptés à l'excitation de la lumière UV qu'il sera possible d'obtenir des LED blanches ultraviolettes avec une efficacité lumineuse similaire, voire supérieure, à celle des deux LED blanches mentionnées ci-dessus à ce stade. Plus la LED ultraviolette est proche de la lumière bleue, plus elle est susceptible de l'être, et la LED blanche avec des lignes ultraviolettes à ondes moyennes et courtes sera impossible.