Vrste belih LED diodGlavne tehnične poti belih LED diod za osvetlitev so: 1. Modra LED dioda + fosfor; 2.Vrsta RGB LED③ Ultravijolična LED dioda + fosfor.

1. Modra svetloba – LED čip + rumeno-zeleni fosfor, vključno z večbarvnimi derivati ​​fosforja in drugimi vrstami.

Rumeno-zelena fosforna plast absorbira del modre svetlobe iz LED čipa in ustvari fotoluminiscenco. Drugi del modre svetlobe iz LED čipa se prevaja skozi fosforno plast in se združuje z rumeno-zeleno svetlobo, ki jo fosfor oddaja na različnih točkah v prostoru. Rdeča, zelena in modra svetloba se mešajo in tvorijo belo svetlobo; pri tej metodi najvišja teoretična vrednost učinkovitosti pretvorbe fosforne fotoluminiscence, ene od zunanjih kvantnih učinkovitosti, ne bo presegla 75 %; najvišja stopnja ekstrakcije svetlobe iz čipa pa lahko doseže le približno 70 %. Zato teoretično najvišja svetlobna učinkovitost modre bele svetlobe LED ne bo presegla 340 Lm/W. V zadnjih nekaj letih je CREE dosegel 303 Lm/W. Če so rezultati testov točni, je vredno praznovati.

2. Kombinacija treh osnovnih barv rdeče, zelene in modreVrste RGB LED diodvključujejoVrste RGBW LEDitd.

R-LED (rdeča) + G-LED (zelena) + B-LED (modra) so tri svetleče diode, ki se združijo, in tri primarne barve oddane svetlobe, rdeča, zelena in modra, se neposredno mešajo v prostoru, da tvorijo belo svetlobo. Da bi na ta način ustvarili visoko učinkovito belo svetlobo, morajo biti najprej LED diode različnih barv, zlasti zelene LED diode, učinkoviti viri svetlobe. To je razvidno iz dejstva, da zelena svetloba predstavlja približno 69 % "izoenergijske bele svetlobe". Trenutno je svetlobna učinkovitost modrih in rdečih LED diod zelo visoka, z notranjo kvantno učinkovitostjo, ki presega 90 % oziroma 95 %, vendar notranja kvantna učinkovitost zelenih LED diod močno zaostaja. Ta pojav nizke učinkovitosti zelene svetlobe LED diod na osnovi GaN se imenuje "vrzel zelene svetlobe". Glavni razlog je, da zelene LED diode še niso našle lastnih epitaksialnih materialov. Obstoječi materiali serije fosforjevega arzenovega nitrida imajo zelo nizko učinkovitost v rumeno-zelenem spektralnem območju. Vendar pa bo uporaba rdečih ali modrih epitaksialnih materialov za izdelavo zelenih LED diod pri nižji gostoti toka, ker ni izgube zaradi pretvorbe fosforja, imela zelena LED dioda večji svetlobni izkoristek kot modra + fosforna zelena svetloba. Poroča se, da njen svetlobni izkoristek doseže 291 Lm/W pri toku 1 mA. Vendar pa se svetlobni izkoristek zelene svetlobe zaradi Droop efekta pri večjih tokovih znatno zmanjša. Ko se gostota toka poveča, se svetlobni izkoristek hitro zmanjša. Pri toku 350 mA je svetlobni izkoristek 108 Lm/W. Pri toku 1 A se svetlobni izkoristek zmanjša na 66 Lm/W.

Za fosfide III. skupine je oddajanje svetlobe v zeleni pas postalo temeljna ovira za materialne sisteme. Spreminjanje sestave AlInGaP, tako da oddaja zeleno namesto rdeče, oranžne ali rumene barve, povzroči nezadostno omejitev nosilcev naboja zaradi relativno nizke energijske reže v materialnem sistemu, kar preprečuje učinkovito sevalno rekombinacijo.

V nasprotju s tem je za III-nitride težje doseči visoko učinkovitost, vendar težave niso nepremostljive. Pri uporabi tega sistema, ki razširja svetlobo na zeleni svetlobni pas, dva dejavnika povzročita zmanjšanje učinkovitosti: zmanjšanje zunanje kvantne učinkovitosti in električne učinkovitosti. Zmanjšanje zunanje kvantne učinkovitosti izhaja iz dejstva, da zelene LED diode, čeprav je zelena pasovna vrzel manjša, uporabljajo visoko prehodno napetost GaN, zaradi česar se stopnja pretvorbe moči zmanjša. Druga pomanjkljivost je, da se zelena LED dioda zmanjšuje z naraščanjem gostote injekcijskega toka in jo ujame učinek padca. Učinek padca se pojavlja tudi pri modrih LED diodah, vendar je njegov vpliv večji pri zelenih LED diodah, kar ima za posledico nižjo konvencionalno učinkovitost obratovalnega toka. Vendar pa obstaja veliko ugibanj o vzrokih učinka padca, ne le o Augerjevi rekombinaciji – vključujejo dislokacijo, prelivanje nosilcev ali uhajanje elektronov. Slednjega okrepi visokonapetostno notranje električno polje.

Zato je način za izboljšanje svetlobne učinkovitosti zelenih LED diod naslednji: po eni strani preučiti, kako zmanjšati Droopov učinek v obstoječih epitaksialnih materialih za izboljšanje svetlobne učinkovitosti; po drugi strani pa uporabiti fotoluminiscenčno pretvorbo modrih LED diod in zelenih fosforjev za oddajanje zelene svetlobe. S to metodo je mogoče dobiti visoko učinkovito zeleno svetlobo, ki teoretično lahko doseže višjo svetlobno učinkovitost kot trenutna bela svetloba. Gre za nespontana zelena svetloba, zmanjšanje čistosti barv zaradi njenega spektralnega širjenja pa je neugodno za zaslone, vendar ni primerna za navadne ljudi. Za razsvetljavo ni problema. Izkoristek zelene svetlobe, dosežen s to metodo, je lahko večji od 340 Lm/W, vendar po kombinaciji z belo svetlobo še vedno ne bo presegel 340 Lm/W. Tretjič, nadaljevati z raziskovanjem in najti lastne epitaksialne materiale. Le tako obstaja kanček upanja. Z zeleno svetlobo, ki je višja od 340 Lm/w, je lahko bela svetloba, ki jo sestavljajo tri osnovne barvne LED diode (rdeča, zelena in modra), višja od meje svetlobne učinkovitosti modrih belih LED diod tipa čip, ki znaša 340 Lm/w. W.

3. Ultravijolična LED-diodaČip + trije osnovni barvni fosforji oddajajo svetlobo.

Glavna inherentna pomanjkljivost zgornjih dveh vrst belih LED diod je neenakomerna prostorska porazdelitev svetilnosti in kromatičnosti. Človeško oko ultravijolične svetlobe ne more zaznati. Zato jo po izstopu iz čipa absorbirajo trije primarni barvni fosforji v embalažni plasti in jo fotoluminiscenca fosforjev pretvori v belo svetlobo, nato pa se oddaja v vesolje. To je njena največja prednost, saj tako kot tradicionalne fluorescenčne sijalke nima prostorske barvne neenakomernosti. Vendar pa teoretična svetlobna učinkovitost ultravijolične bele LED diode ne more biti višja od teoretične vrednosti modre bele svetlobe čipa, kaj šele teoretične vrednosti RGB bele svetlobe. Vendar pa lahko le z razvojem visoko učinkovitih treh primarnih barvnih fosforjev, primernih za ultravijolično vzbujanje, dobimo ultravijolične bele LED diode, ki so blizu ali celo bolj učinkovite od zgornjih dveh belih LED diod. Bližje kot so modre ultravijolične LED diode, večja je verjetnost, da bodo. Večja kot je, srednje- in kratkovalovne bele UV LED diode niso mogoče.