백색 LED 유형: 조명용 백색 LED의 주요 기술 경로는 다음과 같다. ① 청색 LED + 형광체 방식;②RGB LED 유형;③ 자외선 LED + 형광체 타입.

1. 청색광 – LED 칩 + 황록색 형광체 유형(다색 형광체 유도체 및 기타 유형 포함)

황록색 형광체 층은 LED 칩에서 나오는 청색광의 일부를 흡수하여 광발광을 생성합니다.LED 칩에서 나오는 청색광의 다른 부분은 형광체 층을 통해 투과되어 공간의 다양한 지점에서 형광체가 방출하는 황록색 광과 합쳐집니다.빨간색, 녹색, 파란색 빛이 혼합되어 흰색 빛이 형성됩니다.이 방법에서는 외부 양자 효율 중 하나인 형광체 광발광 변환 효율의 최고 이론값이 75%를 초과하지 않습니다.칩의 최대 광 추출 속도는 약 70%에 불과합니다.따라서 이론적으로 청색계 백색광의 최대 LED 발광 효율은 340Lm/W를 초과하지 않습니다.지난 몇 년 동안 CREE는 303Lm/W에 도달했습니다.테스트 결과가 정확하다면 축하할 만하다.

2. 빨간색, 녹색, 파란색의 삼원색 조합RGB LED 유형포함하다RGBW- LED 유형, 등.

R-LED(적색) + G-LED(녹색) + B-LED(청색) 3개의 발광다이오드가 결합되어 방출되는 적색, 녹색, 청색의 삼원색이 공간에서 직접 혼합되어 백색을 형성한다. 빛.이처럼 고효율 백색광을 생산하기 위해서는 우선 다양한 색상의 LED, 특히 녹색 LED가 효율적인 광원이 되어야 한다.이는 녹색광이 '등에너지 백색광'의 약 69%를 차지한다는 사실에서 알 수 있다.현재 청색 LED와 적색 LED의 발광 효율은 매우 높아 내부 양자 효율이 각각 90%와 95%를 초과하지만, 녹색 LED의 내부 양자 효율은 훨씬 뒤처진다.GaN 기반 LED의 녹색광 효율이 낮은 현상을 '녹색광 격차'라고 합니다.주된 이유는 녹색 LED가 아직 자체 에피택셜 재료를 찾지 못했기 때문입니다.기존의 질화인비소 계열 소재는 황록색 스펙트럼 범위에서 효율이 매우 낮습니다.그러나 녹색 LED를 만들기 위해 빨간색 또는 파란색 에피택셜 재료를 사용하면 낮은 전류 밀도 조건에서 형광체 변환 손실이 없기 때문에 녹색 LED는 파란색 + 형광체 녹색 조명보다 발광 효율이 더 높습니다.1mA 전류 조건에서 발광 효율이 291Lm/W에 달하는 것으로 보고되었습니다.그러나 Droop 효과로 인해 발생하는 녹색광의 발광 효율은 더 큰 전류에서 크게 떨어집니다.전류밀도가 높아지면 발광효율은 급격히 떨어진다.350mA 전류에서 발광 효율은 108Lm/W입니다.1A 조건에서는 발광효율이 감소합니다.66Lm/W.

III족 인화물의 경우 녹색 밴드로 빛을 방출하는 것이 재료 시스템의 근본적인 장애물이 되었습니다.빨간색, 주황색 또는 노란색이 아닌 녹색을 방출하도록 AlInGaP의 구성을 변경하면 재료 시스템의 상대적으로 낮은 에너지 갭으로 인해 캐리어 감금이 충분하지 않아 효율적인 복사 재결합이 불가능해집니다.

대조적으로, III-질화물은 고효율을 달성하는 것이 더 어렵지만 그 어려움을 극복할 수는 없습니다.이 시스템을 사용하여 빛을 녹색광 대역으로 확장하면 효율 감소를 유발하는 두 가지 요인은 외부 양자 효율과 전기 효율의 감소입니다.외부 양자 효율이 감소하는 이유는 녹색 밴드갭이 낮음에도 불구하고 녹색 LED가 GaN의 높은 순방향 전압을 사용하기 때문에 전력 변환율이 감소하기 때문입니다.두 번째 단점은 주입 전류 밀도가 증가함에 따라 녹색 LED가 감소하고 드루프 효과에 의해 갇히게 된다는 점입니다.Droop 효과는 파란색 LED에서도 발생하지만 그 영향은 녹색 LED에서 더 크기 때문에 기존 작동 전류 효율이 낮아집니다.그러나 드루프 효과의 원인에 대해서는 오제 재결합뿐만 아니라 전위, 캐리어 오버플로 또는 전자 누출 등 다양한 추측이 있습니다.후자는 고전압 내부 전기장에 의해 강화됩니다.

따라서 녹색 LED의 광효율을 향상시키는 방법은 한편으로는 기존 에피택셜 재료의 조건에서 Droop 효과를 줄여 광효율을 향상시키는 방법을 연구하는 것입니다.반면에 청색 LED와 녹색 형광체의 광발광 변환을 사용하여 녹색 빛을 방출합니다.이 방법은 고효율의 녹색광을 얻을 수 있으며, 이는 이론적으로 현재의 백색광보다 더 높은 광효율을 달성할 수 있습니다.비자발적인 녹색광이며, 스펙트럼 확장으로 인한 색순도 감소는 디스플레이에 불리하지만 일반인에게는 적합하지 않습니다.조명에는 문제가 없습니다.이 방법으로 얻은 녹색광 효율은 340Lm/W보다 클 가능성이 있지만 백색광과 결합한 후에도 여전히 340Lm/W를 초과하지 않습니다.셋째, 계속해서 자신만의 에피택셜 재료를 연구하고 찾으세요.그래야만 희망의 빛이 보입니다.340Lm/w 이상의 녹색광을 획득함으로써 적색, 녹색, 청색의 3원색 LED가 결합한 백색광은 청색 칩형 백색광 LED의 발광효율 한계인 340Lm/w보다 높아질 수 있다. .W.

3. 자외선 LED칩 + 3원색 형광체가 빛을 방출합니다.

위의 두 가지 유형의 백색 LED의 주요 고유 결함은 광도와 색도의 공간적 분포가 고르지 않다는 것입니다.자외선은 사람의 눈으로 감지할 수 없습니다.따라서 자외선은 칩에서 나온 후 패키징층에 있는 3원색 형광체에 흡수되고, 형광체의 광발광에 의해 백색광으로 변환된 후 우주로 방출된다.이것이 가장 큰 장점으로, 기존 형광등과 마찬가지로 공간적인 색상 불균일이 없습니다.그러나 자외선 칩 백색광 LED의 이론적인 광효율은 RGB 백색광의 이론치는 물론 블루칩 백색광의 이론치보다 높을 수 없다.그러나 자외선 여기에 적합한 고효율 3원색 형광체의 개발을 통해서만 현 단계에서 위의 두 가지 백색 LED에 가깝거나 훨씬 더 효율적인 자외선 백색 LED를 얻을 수 있습니다.청색 자외선 LED에 가까울수록 그럴 가능성이 높아집니다.크기가 클수록 중파장, 단파장 UV형 백색 LED는 불가능하다.