معرفة LED والفوسفور

يستخدم LED الفوسفور لتغليف رقائق LED لتحقيق انبعاث الضوء الأبيض.

هناك ثلاث طرق رئيسية لاستخدام LED للفوسفور لتحقيق انبعاث الضوء الأبيض, لكن لا أحد منهم ناضج تمامًا, مما يؤثر بشكل خطير على تطبيق الضوء الأبيض LED في مجال الإضاءة. خاصة, الطريقة الأولى هي طلاء شريحة LED الزرقاء بالفوسفور الأصفر الذي يمكن تحفيزه بالضوء الأزرق, والضوء الأزرق المنبعث من الشريحة يكمل الضوء الأصفر المنبعث من الفوسفور ليشكل الضوء الأبيض. وهذه التكنولوجيا تحتكرها شركة Nichia اليابانية, والعيب الأساسي لهذا الحل هو أن طيف انبعاث أيونات Ce3+ في الفوسفور لا يتمتع بخصائص طيفية مستمرة, تجسيد اللون الفقراء, ومن الصعب تلبية متطلبات الإضاءة ذات درجة حرارة اللون المنخفضة. في نفس الوقت, كفاءة الإضاءة ليست عالية بما فيه الكفاية, ويحتاج الأمر إلى تحسينه من خلال تطوير فوسفورات جديدة عالية الكفاءة.

طريقة التنفيذ الثانية هي طلاء الفوسفور الأخضر والأحمر على شريحة LED الزرقاء, ويتم تصنيع الضوء الأزرق المنبعث من الشريحة مع الضوء الأخضر والأحمر المنبعث من الفوسفور للحصول على ضوء أبيض مع تجسيد أفضل للألوان. لكن, كفاءة التحويل الفعالة للفوسفور المستخدم في هذه الطريقة منخفضة, وخاصة أن كفاءة الفوسفور الأحمر تحتاج إلى تحسين كبير.

الطريقة الثالثة هي طلاء اللون الأرجواني أو فوق البنفسجي شريحة LED بثلاثة ألوان أساسية أو فوسفورات متعددة الألوان, واستخدم ضوء الأشعة فوق البنفسجية طويل الموجة (370نانومتر-380 نانومتر) أو الضوء الأرجواني (380نانومتر-410 نانومتر) المنبعثة من الشريحة لإثارة الفوسفور لتحقيق انبعاث الضوء الأبيض. هذه الطريقة لديها تجسيد أفضل للألوان, ولكن لديها أيضًا مشاكل مشابهة للطريقة الثانية. في الوقت الحالي, الفوسفور الأحمر والأخضر ذو كفاءة التحويل الأعلى هو في الغالب أنظمة كبريتيد. يتميز هذا النوع من الفوسفور بثبات ضعيف في التألق واضمحلال ضوئي كبير. لذلك, لقد أصبح من الأولويات القصوى تطوير فوسفورات LED ذات الضوء الأبيض ذات الكفاءة العالية والمنخفضة الإضاءة.

استخدام الفوسفور لصنع مصابيح LED الملونة له المزايا التالية:

أولاً, على الرغم من أن مصابيح LED ملونة بألوان مختلفة مثل اللون الأحمر, أصفر, أخضر, أزرق, ويمكن تحضير اللون الأرجواني دون استخدام الفوسفور, تختلف كفاءة الإضاءة لمصابيح LED الملونة المختلفة بشكل كبير. بعد استخدام الفوسفور, يمكن استخدام مزايا كفاءة الإضاءة العالية لمصابيح LED في نطاقات معينة لإعداد مصابيح LED في نطاقات أخرى لتحسين كفاءة الإضاءة للنطاق. على سبيل المثال, تتمتع بعض مصابيح LED ذات النطاق الأخضر بكفاءة منخفضة. يستخدم المصنعون التايوانيون الفوسفورات التي نقدمها لإنتاج مصابيح LED عالية الكفاءة تسمى التفاح الأخضر للإضاءة الخلفية للهواتف المحمولة, مما حقق فوائد اقتصادية جيدة.

ثانيًا, لا يزال من الصعب التحكم بدقة في الطول الموجي لانبعاث مصابيح LED, مما سيؤدي إلى إهدار بعض الأطوال الموجية لمصابيح LED لعدم إمكانية استخدامها. على سبيل المثال, عندما تكون هناك حاجة إلى 470nm LED, يمكن إنتاج LED بنطاق أوسع من 455 نانومتر إلى 480 نانومتر. لا يمكن معالجة مصابيح LED الموجودة على طرفي الطول الموجي للانبعاث أو التخلص منها إلا بسعر منخفض نسبيًا. يمكن أن يؤدي استخدام الفوسفور إلى تحويل ما يسمى بمنتجات النفايات إلى الألوان التي نحتاجها لاستخدامنا.

ثالث, بعد استخدام الفوسفور, سيصبح اللون الفاتح لبعض مصابيح LED أكثر نعومة أو أكثر سطوعًا لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة. بالطبع, يتم استخدام الفوسفور على نطاق واسع في مجال الضوء الأبيض على مصابيح LED, ولكن بسبب مزاياها الخاصة, يمكن استخدامها أيضًا في مصابيح LED الملونة إلى حد ما. لكن, لقد بدأ للتو تطبيق الفوسفور في مصابيح LED الملونة ويتطلب المزيد من البحث والتطوير المتعمق.