Ақ жарықдиодты жарықдиодтардың түрлеріАқ жарықдиодты жарықтандырудың негізгі техникалық бағыттары: 1 Көк жарықдиод + фосфор түрі; 2RGB жарықдиодты түрі; ③ Ультракүлгін жарықдиодты + фосфор түрі.

1. Көк жарық – жарықдиодты чип + сары-жасыл фосфор түрі, оның ішінде көп түсті фосфор туындылары және басқа да түрлері.

Сары-жасыл фосфор қабаты жарықдиодты чиптен шыққан көк жарықтың бір бөлігін сіңіріп, фотолюминесценцияны тудырады. Жарықдиодты чиптен шыққан көк жарықтың екінші бөлігі фосфор қабаты арқылы өтіп, кеңістіктегі әртүрлі нүктелерде фосфор шығаратын сары-жасыл жарықпен бірігеді. Қызыл, жасыл және көк жарықтар ақ жарықты қалыптастыру үшін араласады; Бұл әдісте сыртқы кванттық тиімділіктің бірі болып табылатын фосфор фотолюминесценциясын түрлендіру тиімділігінің ең жоғары теориялық мәні 75%-дан аспайды; ал чиптен жарықты максималды түрде алу жылдамдығы шамамен 70%-ға жетеді. Сондықтан, теориялық тұрғыдан, көк типті ақ жарықтың максималды жарықдиодты тиімділігі 340 лм/Вт-тан аспайды. Соңғы бірнеше жылда CREE 303 лм/Вт-қа жетті. Егер сынақ нәтижелері дәл болса, оны тойлауға тұрарлық.

2. Қызыл, жасыл және көк үш негізгі түстің үйлесіміRGB жарықдиодты шамдардың түрлеріқосуRGBW-жарықдиодты түрлеріжәне т.б.

R-LED (қызыл) + G-LED (жасыл) + B-LED (көк) үш жарық шығаратын диод біріктіріліп, шығарылатын қызыл, жасыл және көк жарықтың үш негізгі түсі кеңістікте тікелей араласып, ақ жарық түзеді. Осылайша жоғары тиімді ақ жарық алу үшін, ең алдымен, әртүрлі түсті жарықдиодтар, әсіресе жасыл жарықдиодтар тиімді жарық көздері болуы керек. Мұны жасыл жарық «изоэнергиялы ақ жарықтың» шамамен 69%-ын құрайтындығынан көруге болады. Қазіргі уақытта көк және қызыл жарықдиодтардың жарық тиімділігі өте жоғары болды, ішкі кванттық тиімділік сәйкесінше 90% және 95%-дан асты, бірақ жасыл жарықдиодтардың ішкі кванттық тиімділігі әлдеқайда артта қалып отыр. GaN негізіндегі жарықдиодтардың жасыл жарық тиімділігінің төмен болуының бұл құбылысы «жасыл жарық саңылауы» деп аталады. Негізгі себебі, жасыл жарықдиодтар әлі күнге дейін өздерінің эпитаксиалды материалдарын таппаған. Фосфор мышьяк нитриді сериясының қолданыстағы материалдары сары-жасыл спектр диапазонында өте төмен тиімділікке ие. Дегенмен, жасыл жарықдиодтарды жасау үшін қызыл немесе көк эпитаксиалды материалдарды пайдалану ток тығыздығының төмен жағдайында, фосфор түрлендіру шығыны болмағандықтан, жасыл жарықдиодтың жарық тиімділігі көк + фосфор жасыл жарығына қарағанда жоғары. Оның жарық тиімділігі 1 мА ток жағдайында 291 лм/Вт жететіні туралы хабарланған. Дегенмен, Droop әсерінен туындаған жасыл жарықтың жарық тиімділігі үлкен токтарда айтарлықтай төмендейді. Ток тығыздығы артқан кезде жарық тиімділігі тез төмендейді. 350 мА ток кезінде жарық тиімділігі 108 лм/Вт құрайды. 1 А жағдайында жарық тиімділігі 66 лм/Вт дейін төмендейді.

III топ фосфидтері үшін жасыл жолаққа жарық шығару материалдық жүйелер үшін негізгі кедергіге айналды. AlInGaP құрамын қызыл, қызғылт сары немесе сары емес, жасыл түс шығаратындай етіп өзгерту материалдық жүйенің салыстырмалы түрде төмен энергия саңылауына байланысты тасымалдаушылардың жеткіліксіз шектелуіне әкеледі, бұл тиімді радиациялық рекомбинацияны болдырмайды.

Керісінше, III-нитридтердің жоғары тиімділікке жетуі қиынырақ, бірақ қиындықтар еңсерілмейтін емес. Жарықты жасыл жарық жолағына дейін созатын бұл жүйені пайдалану тиімділіктің төмендеуіне әкелетін екі фактор болып табылады: сыртқы кванттық тиімділік пен электрлік тиімділіктің төмендеуі. Сыртқы кванттық тиімділіктің төмендеуі жасыл жолақ саңылауы төмен болғанымен, жасыл жарық диодтары GaN жоғары алға кернеуін пайдаланатындығынан туындайды, бұл қуатты түрлендіру жылдамдығының төмендеуіне әкеледі. Екінші кемшілігі - жасыл жарық диоды инъекция тогының тығыздығы артқан сайын азаяды және төмендеу әсерінен ұсталады. Төмендеу әсері көк жарық диодтарында да кездеседі, бірақ оның әсері жасыл жарық диодтарында көбірек, бұл дәстүрлі жұмыс тогының тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Дегенмен, төмендеу әсерінің себептері туралы көптеген болжамдар бар, тек Оже рекомбинациясы ғана емес - оларға дислокация, тасымалдаушының асып кетуі немесе электронның ағуы жатады. Соңғысы жоғары вольтты ішкі электр өрісімен күшейтіледі.

Сондықтан, жасыл жарықдиодтардың жарық тиімділігін арттыру жолы: бір жағынан, жарық тиімділігін арттыру үшін қолданыстағы эпитаксиалды материалдар жағдайында Дрооп әсерін қалай азайтуға болатынын зерттеу; екінші жағынан, жасыл жарық шығару үшін көк жарықдиодтар мен жасыл фосфорлардың фотолюминесценция түрлендіруін пайдалану. Бұл әдіс жоғары тиімді жасыл жарық алуға мүмкіндік береді, бұл теориялық тұрғыдан қазіргі ақ жарыққа қарағанда жоғары жарық тиімділігіне қол жеткізе алады. Бұл өздігінен емес жасыл жарық, және оның спектрлік кеңеюінен туындаған түс тазалығының төмендеуі дисплейлер үшін қолайсыз, бірақ қарапайым адамдар үшін қолайлы емес. Жарықтандыру үшін ешқандай проблема жоқ. Бұл әдіспен алынған жасыл жарық тиімділігі 340 лм/Вт-тан жоғары болуы мүмкін, бірақ ақ жарықпен біріктірілгеннен кейін ол 340 лм/Вт-тан аспайды. Үшіншіден, зерттеуді жалғастырыңыз және өзіңіздің эпитаксиалды материалдарыңызды табыңыз. Тек осылай ғана үміт сәулесі пайда болады. 340 Lm/w-тан жоғары жасыл жарық алу арқылы, қызыл, жасыл және көк үш негізгі түсті жарықдиодтармен біріктірілген ақ жарық көк чип типті ақ жарықдиодтардың 340 Lm/w жарық тиімділігі шегінен жоғары болуы мүмкін.

3. Ультракүлгін жарықдиодтычип + үш негізгі түсті фосфор жарық шығарады.

Жоғарыда аталған екі ақ жарық диодтарының негізгі кемшілігі - жарықтылық пен хроматикалықтың кеңістіктік таралуының біркелкі еместігі. Ультракүлгін сәулені адам көзі қабылдай алмайды. Сондықтан, ультракүлгін сәуле чиптен шыққаннан кейін, ол қаптама қабатындағы үш негізгі түсті фосформен жұтылады және фосфорлардың фотолюминесценциясы арқылы ақ жарыққа айналады, содан кейін ғарышқа шығарылады. Бұл оның ең үлкен артықшылығы, дәстүрлі люминесцентті шамдар сияқты, кеңістіктік түстердің біркелкі еместігі жоқ. Дегенмен, ультракүлгін чипті ақ жарық диодының теориялық жарық тиімділігі көк чипті ақ жарықтың теориялық мәнінен жоғары бола алмайды, RGB ақ жарықтың теориялық мәнінен басқа. Дегенмен, ультракүлгін қоздыруға жарамды жоғары тиімді үш негізгі түсті фосфорларды әзірлеу арқылы ғана біз осы кезеңде жоғарыда аталған екі ақ жарық диодына жақын немесе тіпті одан да тиімді ультракүлгін ақ жарық диодтарын ала аламыз. Көк ультракүлгін жарық диодтарына неғұрлым жақын болса, соғұрлым олардың ықтималдығы жоғары. Ол неғұрлым үлкен болса, орташа толқынды және қысқа толқынды УК типті ақ жарық диодтары мүмкін емес.