Vita LED-typerDe viktigaste tekniska vägarna för vit LED för belysning är: ① Blå LED + fosfortyp; ②RGB LED-typ; ③ Ultraviolett LED + fosfortyp.

1. Blått ljus – LED-chip + gulgrön fosfortyp inklusive flerfärgade fosforderivat och andra typer.

Det gulgröna fosforskiktet absorberar en del av det blå ljuset från LED-chippet för att producera fotoluminescens. Den andra delen av det blå ljuset från LED-chippet transmitteras genom fosforskiktet och blandas med det gulgröna ljuset som emitteras av fosforet på olika punkter i rymden. Det röda, gröna och blå ljuset blandas för att bilda vitt ljus. I denna metod kommer det högsta teoretiska värdet för fosforfotoluminescensomvandlingseffektiviteten, en av de externa kvanteffektiviteterna, inte att överstiga 75 %, och den maximala ljusutvinningshastigheten från chipet kan bara nå cirka 70 %. Därför kommer den maximala ljuseffektiviteten för blått vitt ljus teoretiskt sett inte att överstiga 340 Lm/W. Under de senaste åren har CREE nått 303 Lm/W. Om testresultaten är korrekta är det värt att fira.

2. Röd, grön och blå tre primärfärgkombinationerRGB LED-typeromfattaRGBW-LED-typer, etc.

R-LED (röd) + G-LED (grön) + B-LED (blå) tre lysdioder kombineras, och de tre primärfärgerna rött, grönt och blått ljus som avges blandas direkt i rymden för att bilda vitt ljus. För att producera högeffektivt vitt ljus på detta sätt måste först och främst lysdioder i olika färger, särskilt gröna lysdioder, vara effektiva ljuskällor. Detta kan ses av det faktum att grönt ljus står för cirka 69 % av "isoenergivitt ljus". För närvarande har ljuseffektiviteten hos blå och röda lysdioder varit mycket hög, med interna kvanteffektiviteter som överstiger 90 % respektive 95 %. Den interna kvanteffektiviteten hos gröna lysdioder släpar dock långt efter. Detta fenomen med låg grön ljuseffektivitet hos GaN-baserade lysdioder kallas "grönt ljusgap". Den främsta anledningen är att gröna lysdioder ännu inte har hittat sina egna epitaxiella material. De befintliga materialen i fosforarseniknitridserien har mycket låg effektivitet i det gul-gröna spektrumområdet. Att använda röda eller blå epitaxiella material för att tillverka gröna lysdioder kommer dock att ha högre ljuseffektivitet än blått + fosforgrönt ljus under förhållanden med lägre strömtäthet, eftersom det inte finns någon fosforomvandlingsförlust. Det har rapporterats att dess ljuseffektivitet når 291 Lm/W under 1 mA ström. Ljuseffektiviteten för grönt ljus, orsakad av droop-effekten, minskar dock avsevärt vid större strömmar. När strömtätheten ökar minskar ljuseffektiviteten snabbt. Vid 350 mA ström är ljuseffektiviteten 108 Lm/W. Under förhållanden med 1 A minskar ljuseffektiviteten till 66 Lm/W.

För grupp III-fosfider har det blivit ett grundläggande hinder för materialsystem att utsända ljus in i det gröna bandet. Att ändra sammansättningen av AlInGaP så att den avger grönt snarare än rött, orange eller gult resulterar i otillräcklig laddning av laddningsbärarna på grund av materialsystemets relativt låga energigap, vilket utesluter effektiv strålningsrekombination.

Däremot är det svårare för III-nitrider att uppnå hög effektivitet, men svårigheterna är inte oöverstigliga. Med detta system, som utvidgar ljuset till det gröna ljusbandet, kommer två faktorer att orsaka en minskning av effektiviteten: minskningen av extern kvanteffektivitet och elektrisk effektivitet. Minskningen av extern kvanteffektivitet kommer från det faktum att även om det gröna bandgapet är lägre, använder gröna lysdioder GaNs höga framspänning, vilket gör att effektomvandlingshastigheten minskar. Den andra nackdelen är att den gröna lysdioden minskar när injektionsströmtätheten ökar och fångas av droop-effekten. Droop-effekten förekommer också i blå lysdioder, men dess inverkan är större i gröna lysdioder, vilket resulterar i lägre konventionell driftsströmeffektivitet. Det finns dock många spekulationer om orsakerna till droop-effekten, inte bara Auger-rekombination – de inkluderar dislokation, bärvågsöverflöde eller elektronläckage. Det senare förstärks av ett högspänningsinternt elektriskt fält.

Därför är sättet att förbättra ljuseffektiviteten hos gröna lysdioder: å ena sidan, studera hur man kan minska droop-effekten under förhållandena med befintliga epitaxiella material för att förbättra ljuseffektiviteten; å andra sidan, använd fotoluminescensomvandling av blå lysdioder och gröna fosforer för att avge grönt ljus. Denna metod kan erhålla högeffektivt grönt ljus, vilket teoretiskt sett kan uppnå en högre ljuseffektivitet än det nuvarande vita ljuset. Det är icke-spontan grönt ljus, och minskningen av färgrenhet orsakad av dess spektrala breddning är ogynnsam för skärmar, men det är inte lämpligt för vanliga människor. Det är inga problem för belysning. Den gröna ljuseffektiviteten som erhålls med denna metod har möjlighet att vara större än 340 Lm/W, men den kommer fortfarande inte att överstiga 340 Lm/W efter kombination med vitt ljus. För det tredje, fortsätt att undersöka och hitta dina egna epitaxiella material. Endast på detta sätt finns det en strimma av hopp. Genom att erhålla grönt ljus som är högre än 340 Lm/w, kan det vita ljuset kombinerat av de tre primärfärgernas lysdioder rött, grönt och blått vara högre än ljuseffektivitetsgränsen på 340 Lm/w för vita lysdioder av blue chip-typ. W.

3. Ultraviolett LEDchip + tre primärfärgsfosforer avger ljus.

Den huvudsakliga inneboende nackdelen hos de två ovanstående typerna av vita lysdioder är den ojämna rumsliga fördelningen av ljusstyrka och kromaticitet. Ultraviolett ljus kan inte uppfattas av det mänskliga ögat. Därför absorberas det ultravioletta ljuset, efter att det lämnat chipet, av de tre primärfärgsfosforerna i förpackningslagret och omvandlas till vitt ljus genom fosforernas fotoluminescens och sänds sedan ut i rymden. Detta är dess största fördel, precis som traditionella lysrör har det inga rumsliga färgojämnheter. Emellertid kan den teoretiska ljuseffektiviteten hos ultraviolett chip-vita lysdioder inte vara högre än det teoretiska värdet för blue chip-vitt ljus, än mindre det teoretiska värdet för RGB-vitt ljus. Emellertid är det endast genom utveckling av högeffektiva tre-primärfärgsfosforer som är lämpliga för ultraviolett excitation som vi kan få ultraviolett vita lysdioder som är nära eller till och med mer effektiva än de två ovanstående vita lysdioderna i detta skede. Ju närmare blå ultravioletta lysdioder är, desto mer sannolikt är de. Ju större de är, desto mellanvågs- ​​och kortvågiga vita lysdioder av UV-typ är inte möjliga.