1. Modrý LED čip+žlutý zelený fosfor, včetně polychromovaného fosforového derivátu

Žlutozelená fosforová vrstva absorbuje modré světlo některýchLED čipyaby se vytvořila fotoluminiscence, a modré světlo z LED čipů prochází ven z fosforové vrstvy a konverguje se žlutě zeleným světlem emitovaným fosforem v různých bodech prostoru a červené zelené modré světlo se mísí za vzniku bílého světla; Tímto způsobem maximální teoretická hodnota účinnosti přeměny fotoluminiscence fosforu, jedné z externí kvantové účinnosti, nepřekročí 75 %; Nejvyšší míra extrakce světla z čipu může dosáhnout pouze asi 70 %. Teoreticky tedy maximální světelná účinnost modrého světla bílé LED nepřesáhne 340 Lm/W a CREE před pár lety dosáhne 303 Lm/W. Pokud jsou výsledky testů přesné, stojí za to oslavit.

2. Červená zelená modrá kombinace tří primárních barev typu RGB LED, včetně typu RGB W LED atd

Třivyzařující světlodiody, R-LED (červená) + G-LED (zelená) + B-LED (modrá), jsou spojeny do bílého světla přímým smícháním červeného, ​​zeleného a modrého světla vyzařovaného v prostoru. Aby se tímto způsobem generovalo bílé světlo s vysokou světelnou účinností, musí být především všechny barevné LED, zejména zelené LED, účinnými zdroji světla, které tvoří asi 69 % „bílého světla se stejnou energií“. V současné době je světelná účinnost modré LED a červené LED velmi vysoká, přičemž vnitřní kvantová účinnost přesahuje 90 % a 95 %, ale vnitřní kvantová účinnost zelené LED je daleko pozadu. Tento jev nízké účinnosti zeleného světla LED na bázi GaN se nazývá „mezera zeleného světla“. Hlavním důvodem je, že zelená LED dosud nenašla svůj vlastní epitaxní materiál. Účinnost stávajících materiálů řady nitridů fosforu a arsenu je v žlutozelené chromatografické oblasti velmi nízká. Zelená LED je však vyrobena z epitaxních materiálů s červeným světlem nebo modrým světlem. Za podmínek nízké proudové hustoty, protože nedochází ke ztrátě konverze fosforu, má zelená LED vyšší světelnou účinnost než modré světlo + fosforové zelené světlo. Uvádí se, že jeho světelná účinnost dosahuje 291Lm/W při proudu 1mA. Při vysokém proudu však světelná účinnost zeleného světla způsobená efektem Droop výrazně klesá. Když se zvyšuje proudová hustota, světelná účinnost rychle klesá. Při proudu 350 mA je světelná účinnost 108Lm/W a při 1A se světelná účinnost snižuje na 66Lm/W.

Pro fosfidy skupiny III se základní překážkou materiálového systému stalo vyzařování světla do zeleného pásu. Změna složení AlInGaP tak, aby vyzařoval zelené světlo místo červeného, ​​oranžového nebo žlutého – příčinou nedostatečného omezení nosiče je relativně nízká energetická mezera materiálového systému, která znemožňuje účinnou rekombinaci záření.

Naproti tomu pro nitridy skupiny III je obtížnější dosáhnout vysoké účinnosti, ale obtížnost není nepřekonatelná. Když je světlo tímto systémem rozšířeno do pásma zeleného světla, dva faktory, které sníží účinnost, jsou externí kvantová účinnost a elektrická účinnost. Snížení externí kvantové účinnosti pochází ze skutečnosti, že i když je zelená mezera v pásmu nižší, zelená LED využívá vysoké propustné napětí GaN, které snižuje rychlost konverze energie. Druhá nevýhoda je ta zelenáLED se snižujes nárůstem hustoty vstřikovacího proudu a je zachycen efektem poklesu. Doop efekt se objevuje také u modré LED, ale je závažnější u zelené LED, což má za následek nižší účinnost konvenčního pracovního proudu. Existuje však mnoho důvodů pro poklesový efekt, nejen Augerova rekombinace, ale také dislokace, přetečení nosiče nebo elektronický únik. Ten je podpořen vysokonapěťovým vnitřním elektrickým polem.

Proto způsoby, jak zlepšit světelnou účinnost zelené LED: na jedné straně prostudujte, jak snížit efekt Droop pro zlepšení světelné účinnosti za podmínek stávajících epitaxních materiálů; Na druhou stranu modrá LED plus zelený fosfor se používá pro konverzi fotoluminiscence na vyzařování zeleného světla. Touto metodou lze získat zelené světlo s vysokou světelnou účinností, která teoreticky může dosáhnout vyšší světelné účinnosti než současné bílé světlo. Patří k nespontánnímu zelenému světlu. Pokles čistoty barev způsobený jejím spektrálním rozšířením je pro zobrazení nepříznivý, ale pro běžné osvětlení není problém. Je možné získat zelenou světelnou účinnost vyšší než 340 Lm/W, avšak kombinované bílé světlo nepřekročí 340 Lm/W; Za třetí, pokračujte ve výzkumu a najděte své vlastní epitaxní materiály. Pouze tímto způsobem může existovat záblesk naděje, že po získání více zeleného světla než 340 Lm/w může být bílé světlo kombinované červenými, zelenými a modrými třemi primárními barevnými LED diodami vyšší než limit světelné účinnosti modrého čipu. bílá LED 340 Lm/W.

3. Ultrafialový LED čip + trojbarevný fosfor

Hlavní inherentní vadou výše uvedených dvou druhů bílých LED je to, že prostorové rozložení svítivosti a sytosti je nerovnoměrné. UV záření je pro lidské oko neviditelné. Proto je UV světlo vyzařované z čipu absorbováno trojbarevným fosforem obalové vrstvy a poté přeměněno z fotoluminiscence fosforu na bílé světlo a emitováno do prostoru. To je její největší přednost, stejně jako tradiční zářivka nemá nerovnoměrnou prostorovou barevnost. Teoretická světelná účinnost bílé LED typu ultrafialového čipu však nemůže být vyšší než teoretická hodnota bílého světla typu modrý čip, natož teoretická hodnota bílého světla typu RGB. Avšak pouze vyvinutím účinných tříbarevných fosforů vhodných pro excitaci UV zářením lze získat ultrafialové bílé LED s podobnou nebo dokonce vyšší světelnou účinností než dvě bílé LED uvedené výše v této fázi. Čím blíže je ultrafialová LED k modrému světlu, tím je pravděpodobnější, a bílá LED se středními a krátkovlnnými ultrafialovými čarami nebude možná.