1. Sininen LED-siru + keltainen vihreä loiste, mukaan lukien monivärinen loisteainejohdannainen

Keltainen vihreä fosforikerros absorboi joidenkin sinistä valoaLED-siruttuottamaan fotoluminesenssia, ja LED-sirujen sininen valo siirtyy ulos fosforikerroksesta ja konvergoi keltaisen vihreän valon kanssa, jonka loisteaine lähettää eri pisteissä avaruudessa, ja punainen vihreä sininen valo sekoitetaan muodostamaan valkoista valoa; Tällä tavalla fosforin, yhden ulkoisen kvanttitehokkuuden, fotoluminesenssin muunnostehokkuuden teoreettinen enimmäisarvo ei ylitä 75 %; Suurin valonpoistonopeus sirusta voi olla vain noin 70 %. Siksi teoriassa sinisen valon valkoisen LEDin maksimivalotehokkuus ei ylitä 340 Lm/W, ja CREE saavuttaa 303 Lm/W muutama vuosi sitten. Jos testitulokset pitävät paikkansa, sitä kannattaa juhlia.

2. Punainen vihreä sininen kolmen päävärin yhdistelmä RGB-LED-tyyppiä, mukaan lukien RGB W -LED-tyyppi jne

Kolmevaloa säteilevädiodit, R-LED (punainen)+G-LED (vihreä)+B-LED (sininen), yhdistetään valkoiseksi valoksi sekoittamalla suoraan avaruudessa säteilevää punaista, vihreää ja sinistä valoa. Korkean valotehokkaan valkoisen valon tuottamiseksi tällä tavalla kaikkien väri-LEDien, erityisesti vihreiden LEDien, on oltava tehokkaita valonlähteitä, jotka muodostavat noin 69 % "saaenergiaisesta valkoisesta valosta". Tällä hetkellä sinisen ja punaisen LEDin valotehokkuus on ollut erittäin korkea, sisäinen kvanttitehokkuus ylittää 90% ja 95%, mutta vihreän LEDin sisäinen kvanttitehokkuus on kaukana. Tätä GaN-pohjaisen LEDin alhaisen vihreän valon tehokkuuden ilmiötä kutsutaan "vihreäksi valoväliksi". Pääsyynä on se, että vihreä LED ei ole vielä löytänyt omaa epitaksiaalista materiaaliaan. Nykyisten fosfori-arseeninitridisarjan materiaalien tehokkuus on erittäin alhainen keltavihreällä kromatografisella alueella. Vihreä LED on kuitenkin valmistettu punaisen valon tai sinisen valon epitaksiaalisista materiaaleista. Alhaisen virrantiheyden olosuhteissa, koska fosforin muunnoshäviötä ei ole, vihreällä LEDillä on suurempi valotehokkuus kuin sinisellä valolla + fosforin vihreällä valolla. On raportoitu, että sen valoteho saavuttaa 291Lm/W 1mA:n virran alla. Kuitenkin suurella virralla Droop-ilmiön aiheuttaman vihreän valon valotehokkuus laskee merkittävästi. Kun virrantiheys kasvaa, valotehokkuus laskee nopeasti. 350mA:n virralla valotehokkuus on 108Lm/W ja 1A:n olosuhteissa valotehokkuus laskee 66Lm/W:iin.

Ryhmän III fosfideille valon säteilemisestä vihreälle vyöhykkeelle on tullut materiaalijärjestelmän peruseste. AlInGaP:n koostumuksen muuttaminen niin, että se säteilee vihreää valoa punaisen, oranssin tai keltaisen sijasta – riittämättömän kantoaallon rajoituksen aiheuttaminen johtuu materiaalijärjestelmän suhteellisen pienestä energiaraosta, mikä estää tehokkaan säteilyn rekombinaation.

Sitä vastoin ryhmän III nitridien on vaikeampi saavuttaa korkea hyötysuhde, mutta vaikeus ei ole ylitsepääsemätön. Kun valo ulotetaan vihreälle valokaistalle tällä järjestelmällä, kaksi tehokkuutta vähentävää tekijää ovat ulkoinen kvanttitehokkuus ja sähköinen hyötysuhde. Ulkoisen kvanttihyötysuhteen lasku johtuu siitä, että vaikka vihreä kaistaväli on pienempi, vihreä LED käyttää GaN:n korkeaa myötäjännitettä, mikä vähentää tehon muunnosnopeutta. Toinen haittapuoli on vihreäLED pieneneeinjektiovirran tiheyden kasvaessa ja jäädä kiinni roikkuvan vaikutuksen vuoksi. Droop-ilmiö näkyy myös sinisessä LEDissä, mutta se on vakavampi vihreässä LEDissä, mikä johtaa tavanomaisen työvirran alhaisempaan hyötysuhteeseen. Poikkeamisvaikutukseen on kuitenkin monia syitä, ei vain kairarekombinaatio, vaan myös dislokaatio, kantoaallon ylivuoto tai elektroniikkavuoto. Jälkimmäistä tehostaa korkeajännitteinen sisäinen sähkökenttä.

Siksi tapoja parantaa vihreän LEDin valotehokkuutta: toisaalta tutkia, kuinka vähentää Droop-ilmiötä valotehokkuuden parantamiseksi olemassa olevien epitaksiaalisten materiaalien olosuhteissa; Toisaalta sinistä LEDiä ja vihreää fosforia käytetään fotoluminesenssin muuntamiseen vihreän valon lähettämiseksi. Tällä menetelmällä voidaan saada vihreää valoa korkealla valotehokkuudella, joka teoriassa voi saavuttaa korkeamman valotehokkuuden kuin nykyinen valkoinen valo. Se kuuluu ei-spontaaniin vihreään valoon. Sen spektrin laajenemisesta johtuva värin puhtauden heikkeneminen on näytölle epäedullista, mutta tavallisessa valaistuksessa se ei ole ongelma. Vihreä valoteho on mahdollista saada yli 340 Lm/W. Yhdistetty valkoinen valo ei kuitenkaan ylitä 340 Lm/W; Kolmanneksi, jatka tutkimusta ja etsi omat epitaksiaaliset materiaalisi. Vain tällä tavalla voi olla toivon pilkahdus, että saatuaan enemmän vihreää valoa kuin 340 Lm/w, valkoinen valo yhdistettynä kolmen pääväri-LEDin punaiseen, vihreään ja siniseen voi olla suurempi kuin sinisen sirun valotehokkuusraja. valkoinen LED 340 Lm/W.

3. Ultravioletti LED-siru + kolmivärinen fosfori

Edellä mainittujen kahden valkoisen LED-valon pääasiallinen vika on, että valoisuuden ja värin tilajakauma on epätasainen. UV-valo on ihmissilmälle näkymätöntä. Siksi sirusta säteilevä UV-valo absorboituu pakkauskerroksen kolmiväriseen loisteaineeseen, minkä jälkeen se muunnetaan loisteaineen fotoluminesenssista valkoiseksi valoksi ja lähetetään avaruuteen. Tämä on sen suurin etu, aivan kuten perinteisessä loistelampussa, siinä ei ole epätasaista tilan väriä. Ultraviolettisirutyyppisen valkoisen LEDin teoreettinen valotehokkuus ei kuitenkaan voi olla suurempi kuin blue chip -tyyppisen valkoisen valon teoreettinen arvo, puhumattakaan RGB-tyypin valkoisen valon teoreettisesta arvosta. Kuitenkin vain kehittämällä tehokkaita kolmivärisiä loisteaineita, jotka soveltuvat UV-valon herättämiseen, voidaan saada aikaan ultraviolettivalkoinen LED, jonka valotehokkuus on sama tai jopa suurempi kuin edellä mainitut kaksi valkoista LEDiä tässä vaiheessa. Mitä lähempänä ultravioletti-LED on sinistä valoa, sitä todennäköisemmin se on, ja valkoinen LED keskiaalto- ja lyhytaaltoisilla ultraviolettiviivoilla on mahdotonta.