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

1. 청색광 - LED 칩 + 황록색 형광체 유형, 다중 색상 형광체 파생물 및 기타 유형 포함.

황록색 형광체 층은 LED 칩에서 나오는 청색광의 일부를 흡수하여 광발광을 생성합니다. LED 칩에서 나오는 청색광의 다른 부분은 형광체 층을 통과하여 공간의 다양한 지점에서 형광체에서 방출되는 황록색광과 합쳐집니다. 적색, 녹색, 청색광이 혼합되어 백색광을 형성합니다. 이 방법에서 외부 양자 효율 중 하나인 형광체 광발광 변환 효율의 가장 높은 이론값은 75%를 초과하지 않으며 칩에서 나오는 최대 광 추출률은 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 만합니다.

2. 빨간색, 초록색, 파란색의 3원색 조합RGB LED 유형포함하다RGBW- LED 유형, 등.

R-LED(적색) + G-LED(녹색) + B-LED(청색) 세 개의 발광 다이오드가 결합되어 방출되는 적색, 녹색, 청색의 세 가지 기본 색상이 공간에서 직접 혼합되어 백색광을 형성합니다. 이러한 방식으로 고효율 백색광을 생성하려면 먼저 다양한 색상의 LED, 특히 녹색 LED가 효율적인 광원이어야 합니다. 이는 녹색광이 "등에너지 백색광"의 약 69%를 차지한다는 사실에서 알 수 있습니다. 현재 청색 및 적색 LED의 발광 효율은 매우 높아 내부 양자 효율이 각각 90%와 95%를 초과하지만 녹색 LED의 내부 양자 효율은 크게 뒤처집니다. GaN 기반 LED의 녹색광 효율이 낮은 이러한 현상을 "녹색광 갭"이라고 합니다. 주된 이유는 녹색 LED가 아직 자체 에피택셜 재료를 찾지 못했기 때문입니다. 기존의 인-비소 질화물 계열 재료는 황록색 스펙트럼 범위에서 매우 낮은 효율을 보입니다. 그러나 적색 또는 청색 에피택셜 재료를 사용하여 녹색 LED를 제작할 경우, 낮은 전류 밀도 조건에서는 형광체 변환 손실이 없기 때문에 청색 + 형광체 녹색보다 발광 효율이 높습니다. 1mA 전류 조건에서 발광 효율은 291Lm/W에 달하는 것으로 보고되었습니다. 그러나 드룹 효과로 인해 녹색광의 발광 효율은 전류가 증가할수록 크게 감소합니다. 전류 밀도가 증가하면 발광 효율이 급격히 감소합니다. 350mA 전류 조건에서 발광 효율은 108Lm/W입니다. 1A 조건에서는 발광 효율이 66Lm/W로 감소합니다.

III족 인화물의 경우, 녹색 대역으로 빛을 방출하는 것이 재료 시스템의 근본적인 장애물이 되어 왔습니다. AlInGaP의 조성을 변경하여 적색, 주황색, 황색 대신 녹색을 방출하도록 하면 재료 시스템의 에너지 갭이 상대적으로 낮아 캐리어 구속이 불충분해져 효율적인 복사 재결합이 불가능해집니다.

반면, III-질화물은 높은 효율을 달성하기가 더 어렵지만, 극복할 수 없는 어려움은 아닙니다. 이 시스템을 사용하여 빛을 녹색 광 대역까지 확장할 때, 효율 감소를 유발하는 두 가지 요인은 외부 양자 효율과 전기 효율의 감소입니다. 외부 양자 효율의 감소는 녹색 밴드갭이 더 낮음에도 불구하고 녹색 LED가 GaN의 높은 순방향 전압을 사용하여 전력 변환율이 감소하기 때문입니다. 두 번째 단점은 주입 전류 밀도가 증가함에 따라 녹색 LED의 효율이 감소하고 드룹 효과에 의해 갇힌다는 것입니다. 드룹 효과는 청색 LED에서도 발생하지만, 그 영향이 녹색 LED에서 더 커서 기존 작동 전류 효율이 낮아집니다. 그러나 드룹 효과의 원인에 대해서는 오제 재결합뿐만 아니라 전위, 캐리어 오버플로우 또는 전자 누설 등 다양한 추측이 있습니다. 전자 누설은 고전압 내부 전기장에 의해 더욱 강화됩니다.

따라서 녹색 LED의 광 효율을 개선하는 방법은 다음과 같습니다. 한편으로는 기존 에피택셜 재료의 조건에서 Droop 효과를 줄여 광 효율을 개선하는 방법을 연구합니다. 다른 한편으로는 청색 LED와 녹색 형광체의 광발광 변환을 사용하여 녹색 빛을 방출합니다. 이 방법은 고효율 녹색 빛을 얻을 수 있으며 이론적으로 현재 백색광보다 더 높은 광 효율을 달성할 수 있습니다. 이는 자발적이지 않은 녹색 빛이며 스펙트럼 확장으로 인한 색 순도 감소는 디스플레이에 불리하지만 일반인에게는 적합하지 않습니다. 조명에는 문제가 없습니다. 이 방법으로 얻은 녹색 빛 효율은 340Lm/W보다 높을 가능성이 있지만 백색광과 결합한 후에는 여전히 340Lm/W를 초과하지 않습니다. 셋째, 연구를 계속하고 자신의 에피택셜 재료를 찾으십시오. 이렇게 하면 희망의 빛이 있습니다. 340 Lm/w보다 높은 녹색광을 얻음으로써, 적색, 녹색, 청색의 3원색 LED가 합성한 백색광은 청색칩형 백색광 LED의 발광 효율 한계인 340 Lm/w보다 더 높을 수 있다.

3. 자외선 LED칩 + 3가지 기본색 형광체가 빛을 방출합니다.

위 두 가지 유형의 백색 LED의 주요 고유 결함은 광도와 색도의 공간적 분포가 불균일하다는 것입니다. 자외선은 사람의 눈으로 감지할 수 없습니다. 따라서 자외선은 칩을 통과한 후 패키징 층의 삼원색 형광체에 흡수되고, 형광체의 광발광에 의해 백색광으로 변환된 후 공간으로 방출됩니다. 이것이 가장 큰 장점으로, 기존 형광등과 마찬가지로 공간적 색 불균일이 없습니다. 그러나 자외선 칩 백색 LED의 이론 광 효율은 청색 칩 백색광의 이론 값보다 높을 수 없으며, RGB 백색광의 이론 값은 더욱 그렇습니다. 그러나 현재 단계에서는 자외선 여기(excitation)에 적합한 고효율 삼원색 형광체의 개발을 통해서만 위 두 가지 백색 LED에 가깝거나 더 효율적인 자외선 백색 LED를 얻을 수 있습니다. 청색 자외선 LED에 가까울수록 더 높은 효율을 얻을 가능성이 높습니다. 더 커질수록 중파장, 단파장 UV형 백색 LED는 불가능합니다.