1. Blått LED-chip + gulgrön fosfor, inklusive polykrom fosforderivat

Det gulgröna fosforskiktet absorberar det blå ljuset hos vissaLED-chipsför att producera fotoluminescens, och det blå ljuset från LED-chipsen sänder ut ur fosforskiktet och konvergerar med det gulgröna ljuset som emitteras av fosforn vid olika punkter i rymden, och det röda gröna blå ljuset blandas för att bilda vitt ljus; På detta sätt kommer det maximala teoretiska värdet för fotoluminescenskonverteringseffektiviteten för fosfor, en av de externa kvantverkningsgraden, inte att överstiga 75 %; Den högsta utvinningsgraden för ljus från chipet kan bara nå cirka 70 %. Därför, teoretiskt sett, kommer den maximala ljuseffektiviteten för blått ljus vit LED inte att överstiga 340 Lm/W, och CREE kommer att nå 303 Lm/W för några år sedan. Om testresultaten är korrekta är det värt att fira.

2. Röd grön blå tre primär färgkombination RGB LED-typ, inklusive RGB W LED-typ, etc

De treljusavgivandedioder, R-LED (röd)+G-LED (grön)+B-LED (blå), kombineras för att bilda ett vitt ljus genom att direkt blanda det röda, gröna och blåa ljuset som sänds ut i rymden. För att generera vitt ljus med hög ljuseffektivitet på detta sätt måste först och främst alla färg-LED, särskilt gröna LED, vara effektiva ljuskällor, som står för cirka 69% av "lika energi vitt ljus". För närvarande har ljuseffektiviteten för blå LED och röd LED varit mycket hög, med den interna kvanteffektiviteten överstigande 90% respektive 95%, men den interna kvanteffektiviteten för grön LED ligger långt efter. Detta fenomen med låg grönt ljuseffektivitet hos GaN-baserade LED kallas "grönt ljusgap". Den främsta anledningen är att den gröna lysdioden ännu inte har hittat sitt eget epitaxiala material. Effektiviteten hos de befintliga materialen i fosforarseniknitridserien är mycket låg i det gulgröna kromatografiska området. Den gröna lysdioden är dock gjord av rött ljus eller blått ljus epitaxiella material. Under villkoret med låg strömtäthet, eftersom det inte finns någon fosforomvandlingsförlust, har den gröna lysdioden högre ljuseffektivitet än det blå ljuset + fosforgrönt ljus. Det rapporteras att dess ljuseffektivitet når 291Lm/W under strömmen på 1mA. Men under hög ström minskar ljuseffektiviteten för grönt ljus som orsakas av Droop-effekten avsevärt. När strömtätheten ökar minskar ljuseffektiviteten snabbt. Under 350mA-ström är ljuseffektiviteten 108Lm/W, och under 1A-tillstånd minskar ljuseffektiviteten till 66Lm/W.

För grupp III-fosfider har utsändning av ljus till det gröna bandet blivit materialsystemets grundläggande hinder. Att ändra sammansättningen av AlInGaP så att det avger grönt ljus istället för rött, orange eller gult – vilket orsakar otillräcklig bärarbegränsning beror på materialsystemets relativt låga energigap, vilket utesluter effektiv strålningsrekombination.

Däremot är det svårare för grupp III-nitrider att uppnå hög effektivitet, men svårigheten är inte oöverstiglig. När ljuset utökas till det gröna ljusbandet med detta system är de två faktorerna som kommer att minska effektiviteten den externa kvantverkningsgraden och den elektriska verkningsgraden. Minskningen av extern kvanteffektivitet kommer från det faktum att även om det gröna bandgapet är lägre, använder den gröna lysdioden den höga framåtspänningen hos GaN, vilket minskar effektomvandlingshastigheten. Den andra nackdelen är den grönaLED minskarmed ökningen av insprutningsströmtätheten och fångas av hängeffekt. Droop-effekten visas också i blå LED, men den är allvarligare i grön LED, vilket resulterar i lägre effektivitet för konventionell arbetsström. Det finns dock många orsaker till hängeffekten, inte bara Auger-rekombination, utan även dislokation, bärarspill eller elektroniskt läckage. Det senare förstärks av det interna elektriska högspänningsfältet.

Därför är sätten att förbättra ljuseffektiviteten hos grön LED: å ena sidan, studera hur man minskar Droop-effekten för att förbättra ljuseffektiviteten under villkoren för befintliga epitaxialmaterial; Å andra sidan används den blå LED plus grön fosfor för fotoluminescenskonvertering för att avge grönt ljus. Denna metod kan erhålla grönt ljus med hög ljuseffektivitet, vilket teoretiskt kan uppnå högre ljuseffektivitet än det nuvarande vita ljuset. Det tillhör icke spontant grönt ljus. Färgrenhetens minskning som orsakas av dess spektrala breddning är ogynnsam för visning, men det är inga problem för vanlig belysning. Det är möjligt att erhålla grön ljuseffektivitet högre än 340 Lm/W. Det kombinerade vita ljuset kommer dock inte att överstiga 340 Lm/W; För det tredje, fortsätt att forska och hitta ditt eget epitaxiella material. Endast på detta sätt kan det finnas en strimma av hopp om att efter att ha erhållit mer grönt ljus än 340 Lm/w, kan det vita ljuset kombinerat av de röda, gröna och blå tre primärfärgs-LED:erna vara högre än ljuseffektivitetsgränsen för det blå chippet vit LED på 340 Lm/W.

3. Ultraviolett LED-chip+trifärgad fosfor

Den huvudsakliga inneboende defekten hos ovanstående två typer av vita lysdioder är att den rumsliga fördelningen av ljusstyrka och färg är ojämn. UV-ljuset är osynligt för det mänskliga ögat. Därför absorberas UV-ljuset som sänds ut från chipet av den trefärgade fosforn i förpackningsskiktet och omvandlas sedan från fosforns fotoluminescens till vitt ljus och sänds ut i rymden. Detta är dess största fördel, precis som den traditionella lysrörslampan har den inte ojämn rymdfärg. Den teoretiska ljuseffektiviteten för den vita lysdioden av ultraviolett chip-typ kan dock inte vara högre än det teoretiska värdet för det vita ljuset av blå chip-typ, än mindre det teoretiska värdet av det vita ljuset av RGB-typ. Men endast genom att utveckla effektiva trefärgade fosforer som är lämpliga för UV-ljusexcitation kan det vara möjligt att erhålla ultraviolett vit LED med liknande eller till och med högre ljuseffektivitet än de två vita lysdioderna som nämns ovan i detta skede. Ju närmare den ultravioletta lysdioden är det blå ljuset, desto mer sannolikt är det, och den vita lysdioden med medelvågiga och kortvågiga ultravioletta linjer kommer att vara omöjliga.