Ağ LED növləriAğ LED-lərin işıqlandırma üçün əsas texniki yolları bunlardır: ① Mavi LED + fosfor növü; ②RGB LED növü; ③ Ultrabənövşəyi LED + fosfor tipli.

1. Mavi işıq – LED çip + sarı-yaşıl fosfor növü, o cümlədən çoxrəngli fosfor törəmələri və digər növləri.

Sarı-yaşıl fosfor təbəqəsi LED çipindən gələn mavi işığın bir hissəsini udur və fotolüminesans yaradır. LED çipindən gələn mavi işığın digər hissəsi fosfor təbəqəsindən keçir və məkanın müxtəlif nöqtələrində fosfor tərəfindən yayılan sarı-yaşıl işığa qarışır. Qırmızı, yaşıl və mavi işıqlar ağ işığı əmələ gətirmək üçün qarışdırılır; Bu üsulda xarici kvant səmərəliliyindən biri olan fosfor fotolüminesans çevrilmə səmərəliliyinin ən yüksək nəzəri dəyəri 75%-i keçməyəcək; və çipdən maksimum işığın çıxarılması sürəti yalnız təxminən 70%-ə çata bilər. Buna görə də, nəzəri olaraq, mavi tipli ağ işıqda maksimum LED işıq səmərəliliyi 340 Lm/W-ı keçməyəcək. Son bir neçə ildə CREE 303 Lm/W-a çatdı. Test nəticələri dəqiqdirsə, qeyd etməyə dəyər.

2. Qırmızı, yaşıl və mavi üç əsas rəng kombinasiyasıRGB LED növləridaxil etməkRGBW-LED növlərivə s.

R-LED (qırmızı) + G-LED (yaşıl) + B-LED (mavi) üç işıq yayan diod birləşdirilir və yayılan qırmızı, yaşıl və mavi işığın üç əsas rəngi birbaşa fəzada qarışdırılaraq ağ işığı əmələ gətirir. Bu şəkildə yüksək səmərəli ağ işığı istehsal etmək üçün ilk növbədə müxtəlif rəngli LED-lər, xüsusən də yaşıl LED-lər səmərəli işıq mənbələri olmalıdır. Bunu yaşıl işığın "izoenerji ağ işığın" təxminən 69%-ni təşkil etməsindən görmək olar. Hazırda mavi və qırmızı LED-lərin işıq səmərəliliyi çox yüksək olub, daxili kvant səmərəliliyi müvafiq olaraq 90% və 95%-i keçib, lakin yaşıl LED-lərin daxili kvant səmərəliliyi çox geridə qalır. GaN əsaslı LED-lərin aşağı yaşıl işıq səmərəliliyi fenomeni "yaşıl işıq boşluğu" adlanır. Əsas səbəb yaşıl LED-lərin hələ öz epitaksial materiallarını tapmamasıdır. Mövcud fosfor arsen nitrid seriyası materialları sarı-yaşıl spektr diapazonunda çox aşağı səmərəliliyə malikdir. Lakin, yaşıl LED-lərin istehsalı üçün qırmızı və ya mavi epitaksial materiallardan istifadə etmək, aşağı cərəyan sıxlığı şəraitində, fosfor çevrilmə itkisi olmadığı üçün yaşıl LED-in mavi + fosfor yaşıl işığından daha yüksək işıq səmərəliliyinə malik olduğunu bildirir. Bildirilir ki, onun işıq səmərəliliyi 1 mA cərəyan şəraitində 291 Lm/Vt-a çatır. Lakin, Düşük effekti nəticəsində yaranan yaşıl işığın işıq səmərəliliyi daha böyük cərəyanlarda əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Cərəyan sıxlığı artdıqda, işıq səmərəliliyi tez bir zamanda azalır. 350 mA cərəyanda işıq səmərəliliyi 108 Lm/Vt-dır. 1 A şəraitində işıq səmərəliliyi 66 Lm/Vt-a qədər azalır.

III Qrup fosfidləri üçün yaşıl zolağa işıq saçmaq maddi sistemlər üçün əsas maneəyə çevrilmişdir. AlInGaP-nin tərkibinin qırmızı, narıncı və ya sarı əvəzinə yaşıl rəng saçacaq şəkildə dəyişdirilməsi, maddi sistemin nisbətən aşağı enerji boşluğu səbəbindən daşıyıcıların kifayət qədər məhdudlaşmamasına səbəb olur ki, bu da səmərəli radiasiya rekombinasiyasını maneə törədir.

Bunun əksinə olaraq, III-nitridlərin yüksək səmərəliliyə nail olması daha çətindir, lakin çətinliklər aradan qaldırılmaz deyil. Bu sistemdən istifadə edərək, işığı yaşıl işıq zolağına qədər uzatmaqla, səmərəliliyin azalmasına səbəb olacaq iki amil var: xarici kvant səmərəliliyinin və elektrik səmərəliliyinin azalması. Xarici kvant səmərəliliyinin azalması, yaşıl zolaq boşluğu daha aşağı olsa da, yaşıl LED-lərin GaN-ın yüksək irəli gərginliyindən istifadə etməsindən irəli gəlir ki, bu da güc çevrilmə sürətinin azalmasına səbəb olur. İkinci çatışmazlıq, inyeksiya cərəyanının sıxlığı artdıqca yaşıl LED-in azalması və əyilmə effekti ilə tutulmasıdır. Əyilmə effekti mavi LED-lərdə də baş verir, lakin onun təsiri yaşıl LED-lərdə daha böyükdür və bu da ənənəvi işləmə cərəyanının səmərəliliyinin azalmasına səbəb olur. Bununla belə, təkcə Oje rekombinasiyası deyil, əyilmə effektinin səbəbləri haqqında bir çox fərziyyələr mövcuddur - bunlara dislokasiya, daşıyıcının daşması və ya elektron sızması daxildir. Sonuncu yüksək gərginlikli daxili elektrik sahəsi ilə güclənir.

Buna görə də, yaşıl LED-lərin işıq səmərəliliyini artırmağın yolu: bir tərəfdən, işıq səmərəliliyini artırmaq üçün mövcud epitaksial materialların şəraitində Droop effektini necə azaltmağı öyrənmək; digər tərəfdən, yaşıl işıq yaymaq üçün mavi LED-lərin və yaşıl fosforların fotolüminesans çevrilməsindən istifadə etmək. Bu üsul yüksək səmərəli yaşıl işıq əldə edə bilər ki, bu da nəzəri olaraq mövcud ağ işıqdan daha yüksək işıq səmərəliliyinə nail ola bilər. Bu, kortəbii olmayan yaşıl işıqdır və spektral genişlənməsi nəticəsində rəng saflığının azalması displeylər üçün əlverişsizdir, lakin adi insanlar üçün uyğun deyil. İşıqlandırma üçün heç bir problem yoxdur. Bu üsulla əldə edilən yaşıl işıq effektivliyinin 340 Lm/W-dan çox olma ehtimalı var, lakin ağ işıqla birləşdikdən sonra yenə də 340 Lm/W-dan çox olmayacaq. Üçüncüsü, tədqiqatlara davam edin və öz epitaksial materiallarınızı tapın. Yalnız bu şəkildə bir ümid parıltısı var. 340 Lm/w-dan yüksək yaşıl işıq əldə etməklə, qırmızı, yaşıl və mavi üç əsas rəngli LED ilə birləşdirilmiş ağ işıq, mavi çip tipli ağ işıq LED-lərinin 340 Lm/w işıq səmərəliliyi həddindən yüksək ola bilər. W.

3. Ultrabənövşəyi LEDçip + üç əsas rəngli fosfor işıq yayır.

Yuxarıda göstərilən iki növ ağ LED-lərin əsas daxili qüsuru parlaqlıq və xromatikliyin qeyri-bərabər fəza paylanmasıdır. Ultrabənövşəyi işığı insan gözü ilə qəbul etmək mümkün deyil. Buna görə də, ultrabənövşəyi işıq çipdən çıxdıqdan sonra qablaşdırma təbəqəsindəki üç əsas rəngli fosfor tərəfindən udulur və fosforların fotolüminesans tərəfindən ağ işığa çevrilir və sonra kosmosa yayılır. Bu, onun ən böyük üstünlüyüdür, ənənəvi flüoresan lampalar kimi, fəza rəng qeyri-bərabərliyinə malik deyil. Lakin, ultrabənövşəyi çip ağ işıq LED-lərinin nəzəri işıq səmərəliliyi mavi çip ağ işığının nəzəri dəyərindən, RGB ağ işığının nəzəri dəyərindən yüksək ola bilməz. Lakin, yalnız ultrabənövşəyi həyəcan üçün uyğun yüksək səmərəli üç əsas rəngli fosforların hazırlanması yolu ilə bu mərhələdə yuxarıdakı iki ağ LED-ə yaxın və ya hətta daha səmərəli olan ultrabənövşəyi ağ LED-lər əldə edə bilərik. Mavi ultrabənövşəyi LED-lərə nə qədər yaxın olarsa, onların ehtimalı bir o qədər yüksəkdir. Nə qədər böyükdürsə, orta dalğalı və qısa dalğalı UV tipli ağ LED-lər mümkün deyil.