1. Modrý LED čip + žltý zelený fosfor, vrátane polychrómovaného fosforového derivátu

Žltozelená fosforová vrstva absorbuje modré svetlo niektorýchLED čipyna vytvorenie fotoluminiscencie a modré svetlo z LED čipov prechádza von z fosforovej vrstvy a konverguje so žltým zeleným svetlom vyžarovaným fosforom v rôznych bodoch v priestore a červené zelené modré svetlo sa zmiešava a vytvára biele svetlo; Týmto spôsobom maximálna teoretická hodnota účinnosti konverzie fotoluminiscencie fosforu, jedna z externých kvantových účinnosti, nepresiahne 75 %; Najvyššia miera extrakcie svetla z čipu môže dosiahnuť len asi 70 %. Teoreticky teda maximálna svetelná účinnosť modrého svetla bielej LED nepresiahne 340 Lm/W a CREE pred pár rokmi dosiahne 303 Lm/W. Ak sú výsledky testov presné, oplatí sa to osláviť.

2. Červená zelená modrá kombinácia troch základných farieb typu RGB LED, vrátane typu RGB W LED atď

Tí trajavyžarovanie svetladiódy, R-LED (červená) + G-LED (zelená) + B-LED (modrá), sú spojené do bieleho svetla priamym zmiešaním červeného, ​​zeleného a modrého svetla vyžarovaného v priestore. Aby sa týmto spôsobom generovalo biele svetlo s vysokou svetelnou účinnosťou, v prvom rade musia byť všetky farebné LED diódy, najmä zelené LED, účinnými svetelnými zdrojmi, ktoré predstavujú približne 69 % „bieleho svetla s rovnakou energiou“. V súčasnosti je svetelná účinnosť modrej LED a červenej LED veľmi vysoká, pričom vnútorná kvantová účinnosť presahuje 90 % a 95 %, ale vnútorná kvantová účinnosť zelenej LED je ďaleko pozadu. Tento jav nízkej účinnosti zeleného svetla LED na báze GaN sa nazýva „zelená medzera“. Hlavným dôvodom je, že zelená LED ešte nenašla svoj vlastný epitaxný materiál. Účinnosť existujúcich materiálov série nitridov fosforu a arzénu je veľmi nízka v žltozelenom chromatografickom rozsahu. Zelená LED je však vyrobená z epitaxných materiálov s červeným svetlom alebo modrým svetlom. V podmienkach nízkej prúdovej hustoty, pretože nedochádza k strate konverzie fosforu, má zelená LED vyššiu svetelnú účinnosť ako modré svetlo + fosforovo zelené svetlo. Uvádza sa, že jeho svetelná účinnosť dosahuje 291Lm/W pri prúde 1mA. Pri vysokom prúde však svetelná účinnosť zeleného svetla spôsobená efektom Droop výrazne klesá. Keď sa hustota prúdu zvyšuje, svetelná účinnosť rýchlo klesá. Pri prúde 350 mA je svetelná účinnosť 108Lm/W a pri 1A sa svetelná účinnosť znižuje na 66Lm/W.

Pre fosfidy skupiny III sa vyžarovanie svetla do zeleného pásu stalo základnou prekážkou materiálového systému. Zmena zloženia AlInGaP tak, aby vyžaroval zelené svetlo namiesto červeného, ​​oranžového alebo žltého – spôsobenie nedostatočného obmedzenia nosiča je spôsobené relatívne nízkou energetickou medzerou materiálového systému, ktorá znemožňuje efektívnu rekombináciu žiarenia.

Na rozdiel od toho je pre nitridy skupiny III ťažšie dosiahnuť vysokú účinnosť, ale problém nie je neprekonateľný. Keď sa svetlo rozšíri do pásma zeleného svetla s týmto systémom, dva faktory, ktoré znížia účinnosť, sú externá kvantová účinnosť a elektrická účinnosť. Zníženie externej kvantovej účinnosti pochádza zo skutočnosti, že aj keď je zelená medzera v pásme nižšia, zelená LED využíva vysoké dopredné napätie GaN, ktoré znižuje rýchlosť konverzie energie. Druhá nevýhoda je tá zelenáLED sa znižujeso zvýšením hustoty vstrekovacieho prúdu a je zachytený efektom poklesu. Efekt poklesu sa objavuje aj pri modrej LED, ale vážnejší je pri zelenej LED, čo vedie k nižšej účinnosti konvenčného pracovného prúdu. Existuje však veľa dôvodov pre poklesový efekt, nielen Augerova rekombinácia, ale aj dislokácia, pretečenie nosiča alebo elektronický únik. Ten je posilnený vysokonapäťovým vnútorným elektrickým poľom.

Preto spôsoby, ako zlepšiť svetelnú účinnosť zelenej LED: na jednej strane študovať, ako znížiť efekt Droop, aby sa zlepšila svetelná účinnosť v podmienkach existujúcich epitaxných materiálov; Na druhej strane modrá LED plus zelený fosfor sa používa na konverziu fotoluminiscencie na vyžarovanie zeleného svetla. Touto metódou je možné získať zelené svetlo s vysokou svetelnou účinnosťou, ktorá teoreticky môže dosiahnuť vyššiu svetelnú účinnosť ako súčasné biele svetlo. Patrí medzi nespontánne zelené svetlo. Pokles čistoty farieb spôsobený jej spektrálnym rozšírením je pre zobrazenie nepriaznivý, no pri bežnom osvetlení to nie je žiadny problém. Je možné dosiahnuť účinnosť zeleného svetla vyššiu ako 340 Lm/W, avšak kombinované biele svetlo nepresiahne 340 Lm/W; Po tretie, pokračujte vo výskume a nájdite svoje vlastné epitaxné materiály. Iba týmto spôsobom môže existovať záblesk nádeje, že po získaní väčšieho množstva zeleného svetla ako 340 Lm/w môže byť biele svetlo kombinované červenými, zelenými a modrými tromi primárnymi farebnými LED diódami vyššie ako limit svetelnej účinnosti modrého čipu. biela LED s výkonom 340 Lm/W.

3. Ultrafialový LED čip + trojfarebný fosfor

Hlavnou inherentnou chybou vyššie uvedených dvoch druhov bielych LED je, že priestorové rozloženie svietivosti a sýtosti je nerovnomerné. UV svetlo je pre ľudské oko neviditeľné. Preto je UV svetlo emitované z čipu absorbované trojfarebným fosforom obalovej vrstvy a potom prevedené z fotoluminiscencie fosforu na biele svetlo a vyžarované do priestoru. To je jeho najväčšia výhoda, rovnako ako tradičná žiarivka nemá nerovnomernú priestorovú farebnosť. Teoretická svetelná účinnosť bielej LED typu ultrafialového čipu však nemôže byť vyššia ako teoretická hodnota bieleho svetla typu modrý čip, nehovoriac o teoretickej hodnote bieleho svetla typu RGB. Avšak iba vyvinutím účinných trojfarebných luminoforov vhodných na excitáciu UV svetla je možné získať ultrafialové biele LED s podobnou alebo dokonca vyššou svetelnou účinnosťou ako dve biele LED uvedené vyššie v tomto štádiu. Čím bližšie je ultrafialová LED k modrému svetlu, tým je pravdepodobnejšie, že biela LED so strednými a krátkovlnnými ultrafialovými čiarami nebude možná.