Valge LED-tehnoloogia arendamise väljavaated
LED-id on kõige ökonoomsem ja kvaliteetsem valgusallikas. Pole asjata, et pidevalt valgustamiseks kasutatavate valgete LED-ide tootmise tehnoloogia on pidevalt arengujärgus. Valgustustööstuse ja tavainimese huvi tänavate vastu on ärgitanud pidevaid ja arvukaid uuringuid selles valgustustehnoloogia valdkonnas.
Võime juba öelda, et valgete LED-ide väljavaated on tohutud. Seda seetõttu, et valgustusele kulutatud elektrienergia säästmisest saadav ilmselge kasu meelitab investoreid veel pikka aega neid protsesse uurima, tehnoloogiaid täiustama ja uuemaid, tõhusamaid materjale avastama.
Kui pöörata tähelepanu LED-tootjate ja nende loomiseks kasutatavate materjalide arendajate, pooljuhtide uurimise ja pooljuhtide valgustustehnoloogiate ekspertide viimastele väljaannetele, võime esile tõsta mitmeid suundi selle valdkonna arenguteel tänapäeval.
On teada, et teisendustegur fosforit on LED-i efektiivsuse peamine määraja, pealegi mõjutab luminofoori reemissioonispekter LED-i toodetava valguse kvaliteeti. Seega on veelgi paremate ja tõhusamate luminofooride otsimine ja uurimine hetkel üks olulisemaid suundi LED-tehnoloogia arengus.
Ütriumalumiiniumgranaat on valgete LED-ide kõige populaarsem luminofoor ja selle efektiivsus on veidi üle 95%. Kuigi teised luminofoorid annavad parema kvaliteediga valge valguse spektri, on need vähem tõhusad kui YAG-luminofoorid. Sel põhjusel on paljude uuringute eesmärk saada veelgi tõhusam ja vastupidavam luminofoor, mis annab õige spektri.
Teine lahendus, kuigi eristub endiselt oma kõrge hinna poolest, on mitmekristall-LED, mis annab kvaliteetse spektriga eredat valget valgust. Need on kombineeritud mitmekomponendilised LED-id.
Mitmevärvilised pooljuhtkiibi kombinatsioonid pole ainus lahendus. Valgusdioodid, mis sisaldavad mitut värvikiipi ja ka luminofoorkomponenti, kuvatakse palju tõhusamalt.
Kuigi meetodi efektiivsus on endiselt madal, väärib lähenemine siiski tähelepanu, kui muundurina kasutatakse kvantpunkte. Nii saate luua kõrge valguskvaliteediga LED-e. Seda tehnoloogiat nimetatakse valgete kvantpunktide LED-deks.
Kuna suurim efektiivsuse piir on otse LED-kiibis, võib pooljuhtmaterjali kiirgava materjali efektiivsuse suurendamine aidata tõhusust parandada.
Järeldus on, et levinumad pooljuhtstruktuurid ei võimalda kvantsaagist üle 50%.Parimad praegused kvantefektiivsuse tulemused on saavutatud vaid punaste LED-idega, mis annavad kasuteguriks veidi üle 60%.
Galliumnitriidi epitaksia abil safiirsubstraadil kasvatatud struktuurid ei ole odav protsess. Üleminek odavamatele pooljuhtstruktuuridele võib edusamme kiirendada.
Võttes aluseks muud materjalid, nagu galliumoksiid, ränikarbiid või puhas räni, vähendab LED-i tootmiskulusid märkimisväärselt. Katsed legeerida galliumnitriidi erinevate ainetega ei ole ainus viis kulusid vähendada. Pooljuhtmaterjale, nagu tsinkseleniid, indiumnitriid, alumiiniumnitriid ja boornitriid, peetakse paljulubavateks.
Ei tohiks välistada võimalust kasutada laialdaselt fosforivabasid LED-e, mis põhinevad tsinkseleniidi epitaksiaalse struktuuri kasvul tsinkseleniidi substraadil. Siin kiirgab pooljuhi aktiivne piirkond sinist valgust ja substraat ise (kuna tsinkseleniid ise on efektiivne luminofoor) osutub kollase valguse allikaks.
Kui konstruktsiooni sisestada veel üks väiksema laiusega ribalaiusega pooljuhtkiht, suudab see teatud energiaga neelata mõningaid kvante ja sekundaarne emissioon tekib madalama energiaga piirkonnas. Tehnoloogiat nimetatakse pooljuhtide emissioonimuunduritega LED-deks.