半導(dǎo)體照明技術(shù)-資料下載頁(yè)
2025-08-01 16:32本頁(yè)面
【正文】 在繼續(xù)發(fā)展中。例如， Damilano等人報(bào)導(dǎo)了兩組不同厚度的 InGaN/GaN多量子阱構(gòu)成的單片二基色白光 LED。 第九講 白光發(fā)光二極管 在色溫 4870K下，最高光視效能優(yōu)化的二基色二芯片白光 LED光譜功率分布的例子如圖 910（ a）所示。 2022年底有報(bào)導(dǎo)稱法國(guó)制成了單芯片雙結(jié)發(fā)射藍(lán)、黃二色合成白光 LED。 第九講 白光發(fā)光二極管 第九講 白光發(fā)光二極管 圖 910 色溫 CT=4870K時(shí)多芯片白光 LED的典型光譜 （ 2）多芯片多基色白光 LED 從理論上講，多基色多芯片白光 LED的方案是很可取的，因?yàn)?AlInGaN和 AlInGaP技術(shù)對(duì)于提供可能用于組裝白光 LED的各種色度的 LED都已相當(dāng)成熟。應(yīng)用 3個(gè)或更多個(gè)不同的芯片不僅改善了白光的顯色性，而且也能在擴(kuò)展了的顏色范圍內(nèi)產(chǎn)生任意色度的發(fā)射。這一點(diǎn)可以通過(guò)改變每個(gè)芯片中的驅(qū)動(dòng)電流或者調(diào)整組合中不同顏色芯片的數(shù)目來(lái)實(shí)現(xiàn)。 第九講 白光發(fā)光二極管 三基色發(fā)射體最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法是 3個(gè)單個(gè) LED(紅、綠和藍(lán)）的組合與全色顯示屏中所用的方法一樣。白光LED的進(jìn)一步改善可以通過(guò)把光發(fā)射器件集成到單個(gè)外延結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)。這種集成的方式已通過(guò)晶片復(fù)合以及區(qū)域選擇 MOCVD來(lái)實(shí)現(xiàn)。 顯示應(yīng)用要求大的色彩范圍，而照明則要求高效率和良好的顯色性。 MuellerMach和 Mueller研究了單個(gè)芯片具有洛侖茲光譜分布三基色多芯片白光 LED中效率、顯色性和結(jié)溫之間的平衡。在室溫下，通用顯色指數(shù)達(dá)到 80，4001m/W光視效能看來(lái)是可能的。升高結(jié)溫，發(fā)射線寬化，顯色性能以光視效能的降低為代價(jià)而得到改善。 第九講 白光發(fā)光二極管 如從圖 93能看到，三基色和四基色多芯片白光 LED分別對(duì)于 5＜ Ra＜ 85和 85＜ Ra≤98 有最高的光視效能。這些 LED可滿足多數(shù)照明應(yīng)用的要求。引人第五個(gè)芯片可以使顯色指數(shù)再提高一個(gè)點(diǎn)。雖然這種提高極為有限，但五基色或更多基色 LED燈能提供光譜準(zhǔn)連續(xù)的極高質(zhì)量白光。 第九講 白光發(fā)光二極管 圖 910說(shuō)明了線寬 30nm的 2～ 5個(gè)基色 LED組成的白光 LED燈 (4750K）的典型光譜。光譜對(duì)應(yīng)于對(duì)每種基色 LED數(shù)目所給出的合理的最高顯色指數(shù)值（在圖 93上用十字線標(biāo)記的點(diǎn)）。 對(duì) (K， Ra）與圖 93所示（ K， Ra）分布最佳邊界相符合的燈，圖 911給出了 LED峰值波長(zhǎng)和通用顯色指數(shù)的關(guān)系。如圖 911所示，這個(gè)關(guān)系中含有 n條連續(xù)的線，在基色 LED數(shù)目增大時(shí)突然出現(xiàn)分叉。 第九講 白光發(fā)光二極管 第九講 白光發(fā)光二極管 圖 911 色溫 CT=4870K、由譜線寬度 30nm的 4和 5個(gè)基 色 LED組成的白光燈峰值波長(zhǎng)隨通用顯色指數(shù)的變化 圖 911所給出的數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)在的 LED技術(shù)可以提供高效三基色白光 LED燈（ 50＜ Ra＜ 85）所需的基色 LED。這種燈可以用峰值波長(zhǎng) 600nm附近的 AlGaInP基 LED，以及峰值波長(zhǎng) 450nm和540nm的 AlInGaN LED組成。式 92意味著用輻射效率分別為 50%和 20%的 AlGaInP和 AlInGaN LED，可裝配出發(fā)光效率為 90～ l00lm/W的燈。如果優(yōu)化發(fā)光效率而不是光視效能，可能得到更高的效率。這種燈能夠超過(guò)發(fā)光效率在 801m/W左右的熒光燈 。 第九講 白光發(fā)光二極管 對(duì)適于提供“豪華”照明 (85＜ Ra≤98) 的四基色燈，現(xiàn)有波長(zhǎng) 570nm附近 LED的低效率 (2%），不可能使它的發(fā)光效率超過(guò) 201m/W。雖然數(shù)值已比白熾燈高，但這種不足仍阻礙著四基色 LED燈的使用。 盡管如此， AlGaInP和 AlInGaN技術(shù)具有繼續(xù)發(fā)展、提供幾乎任何色度高效 LED的潛力。因此，未來(lái)多芯片 LED中基色芯片的數(shù)目可能增加。這將使獲得滿足對(duì)白光質(zhì)量任何要求的準(zhǔn)連續(xù)光譜成為可能。多芯片 LED最終將在半導(dǎo)體照明革命過(guò)程中提供優(yōu)秀而又經(jīng)濟(jì)的 LED照明。 第九講 白光發(fā)光二極管 思考題 ? ？ ? LED是市場(chǎng)上主流產(chǎn)品， 其理論發(fā)光效率為 284lm/W，而 RGB白光 LED理論發(fā) 光效率為 355lm/W（假設(shè)色坐標(biāo) x、 y、 z均 ， 顯色指數(shù) 80左右或更高）實(shí)際 RGB白光 LED都比不上 前者，什么原因？ ? 4和 5個(gè)基色 LED組成的白 光 LED？ ? LED會(huì)比二基色熒光粉 轉(zhuǎn)換白光 LED光視效能高，顯色指數(shù)高和色溫較低？ 第九講 白光發(fā)光二極管
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