1. Niebieski chip LED + żółto-zielony luminofor, w tym pochodna polichromowanego fosforu

Żółto-zielona warstwa luminoforu pochłania część niebieskiego światłaChipy LEDw celu wytworzenia fotoluminescencji, a niebieskie światło z chipów LED wychodzi z warstwy luminoforu i zbiega się z żółto-zielonym światłem emitowanym przez luminofor w różnych punktach przestrzeni, a czerwono-zielono-niebieskie światło miesza się, tworząc światło białe; W ten sposób maksymalna teoretyczna wartość wydajności konwersji fotoluminescencji fosforu, jednej z zewnętrznych wydajności kwantowych, nie przekroczy 75%; Najwyższy współczynnik ekstrakcji światła z chipa może osiągnąć jedynie około 70%. Zatem teoretycznie maksymalna skuteczność świetlna diody LED o świetle niebieskim i białym nie przekroczy 340 Lm/W, a CREE kilka lat temu osiągnie 303 Lm/W. Jeśli wyniki testu są dokładne, warto to uczcić.

2. Czerwony, zielony, niebieski, kombinacja trzech podstawowych kolorów typu RGB LED, w tym typu RGB W LED itp

Trójkaemitujące światłodiody R-LED (czerwone) + G-LED (zielone) + B-LED (niebieskie) są łączone, tworząc białe światło poprzez bezpośrednie zmieszanie światła czerwonego, zielonego i niebieskiego emitowanego w przestrzeni. Aby w ten sposób wygenerować światło białe o wysokiej skuteczności świetlnej, przede wszystkim wszystkie kolorowe diody LED, a zwłaszcza zielone diody LED, muszą być wydajnymi źródłami światła, które stanowią około 69% „białego światła o równej energii”. Obecnie wydajność świetlna niebieskiej i czerwonej diody LED jest bardzo wysoka, przy wewnętrznej wydajności kwantowej przekraczającej odpowiednio 90% i 95%, ale wewnętrzna wydajność kwantowa zielonej diody LED jest daleko w tyle. Zjawisko niskiej wydajności zielonego światła diod LED opartych na GaN nazywane jest „przerwą w świetle zielonym”. Głównym powodem jest to, że zielona dioda LED nie znalazła jeszcze własnego materiału epitaksjalnego. Wydajność istniejących materiałów serii azotku fosforu i arsenu jest bardzo niska w zakresie chromatografii żółto-zielonej. Jednakże zielona dioda LED jest wykonana z materiałów epitaksjalnych o świetle czerwonym lub niebieskim. W warunkach niskiej gęstości prądu, ponieważ nie ma strat konwersji fosforu, zielona dioda LED ma wyższą skuteczność świetlną niż światło niebieskie + zielone światło fosforu. Podaje się, że jego skuteczność świetlna osiąga 291Lm/W przy prądzie 1mA. Jednak przy dużym natężeniu prądu skuteczność świetlna zielonego światła spowodowana efektem Droop znacznie maleje. Gdy gęstość prądu wzrasta, skuteczność świetlna gwałtownie maleje. Przy prądzie 350 mA skuteczność świetlna wynosi 108 lm/W, a przy natężeniu 1 A skuteczność świetlna spada do 66 lm/W.

W przypadku fosforków grupy III emitowanie światła do pasma zielonego stało się podstawową przeszkodą układu materialnego. Zmiana składu AlInGaP tak, aby emitowała światło zielone zamiast czerwonego, pomarańczowego czy żółtego – powodująca niedostateczne ograniczenie nośnika wynika ze stosunkowo małej przerwy energetycznej układu materiałowego, co uniemożliwia efektywną rekombinację promieniowania.

Natomiast azotkom grupy III trudniej jest osiągnąć wysoką wydajność, ale trudność nie jest nie do pokonania. Kiedy w tym systemie światło zostanie rozszerzone do pasma światła zielonego, dwa czynniki zmniejszające wydajność to zewnętrzna wydajność kwantowa i wydajność elektryczna. Spadek zewnętrznej wydajności kwantowej wynika z faktu, że chociaż zielone pasmo wzbronione jest mniejsze, zielona dioda LED wykorzystuje wysokie napięcie przewodzenia GaN, co zmniejsza współczynnik konwersji mocy. Drugą wadą jest to, że jest zielonyDioda LED malejewraz ze wzrostem gęstości prądu wtrysku i jest uwięziony przez efekt opadania. Efekt opadania pojawia się również w przypadku niebieskiej diody LED, jednak jest on poważniejszy w przypadku zielonej diody LED, co skutkuje niższą wydajnością konwencjonalnego prądu roboczego. Istnieje jednak wiele przyczyn efektu opadania, nie tylko rekombinacja Augera, ale także dyslokacja, przepełnienie nośnika lub wyciek elektroniczny. To ostatnie jest wzmacniane przez wewnętrzne pole elektryczne o wysokim napięciu.

Dlatego też sposoby poprawy skuteczności świetlnej zielonych diod LED: z jednej strony zbadanie, w jaki sposób zmniejszyć efekt Droop, aby poprawić skuteczność świetlną w warunkach istniejących materiałów epitaksjalnych; Z drugiej strony niebieska dioda LED i zielony luminofor służą do konwersji fotoluminescencji w celu emisji zielonego światła. Metodą tą można uzyskać światło zielone o dużej skuteczności świetlnej, które teoretycznie pozwala uzyskać wyższą skuteczność świetlną niż obecne światło białe. Należy do niespontanicznego światła zielonego. Spadek czystości barw spowodowany poszerzeniem widma jest niekorzystny dla wyświetlania, ale nie stanowi problemu w zwykłym oświetleniu. Możliwe jest uzyskanie zielonej skuteczności świetlnej większej niż 340 Lm/W, przy czym łączne światło białe nie przekroczy 340 Lm/W; Po trzecie, kontynuuj badania i znajdź własne materiały epitaksjalne. Tylko w ten sposób może pojawić się promyk nadziei, że po uzyskaniu światła zielonego o natężeniu większym niż 340 Lm/w, światło białe połączone przez diody LED o trzech kolorach podstawowych: czerwonym, zielonym i niebieskim, może być wyższe niż limit efektywności świetlnej niebieskiego chipa biała dioda LED o mocy 340 Lm/W.

3. Układ LED ultrafioletowy + trójkolorowy luminofor

Główną nieodłączną wadą powyższych dwóch rodzajów białych diod LED jest nierówny rozkład przestrzenny jasności i nasycenia barwy. Światło UV jest niewidoczne dla ludzkiego oka. Dlatego światło UV emitowane z chipa jest pochłaniane przez trójkolorowy luminofor warstwy opakowania, a następnie przekształcane z fotoluminescencji luminoforu w światło białe i emitowane w przestrzeń kosmiczną. To jej największa zaleta, podobnie jak tradycyjna świetlówka, nie posiada nierównej przestrzeni barwy. Jednakże teoretyczna skuteczność świetlna białej diody LED typu chip ultrafioletowy nie może być wyższa niż teoretyczna wartość białego światła typu blue chip, nie mówiąc już o teoretycznej wartości białego światła typu RGB. Jednak tylko poprzez opracowanie wydajnych luminoforów trójkolorowych odpowiednich do wzbudzania światłem UV możliwe będzie otrzymanie ultrafioletowych białych diod LED o podobnej lub nawet wyższej wydajności świetlnej niż dwie białe diody LED wspomniane powyżej na tym etapie. Im bliżej światła niebieskiego znajduje się ultrafioletowa dioda LED, tym większe jest prawdopodobieństwo, że tak się stanie, a biała dioda LED z liniami ultrafioletowymi o średniej i krótkiej fali będzie niemożliwa.