1. Mavi LED çipi + çok renkli fosfor türevi dahil sarı yeşil fosfor

Sarı yeşil fosfor tabakası bazı ışıkların mavi ışığını emer.LED çiplerifotolüminesans üretmek için LED çiplerinden gelen mavi ışık, fosfor katmanından iletilir ve uzayın çeşitli noktalarında fosfor tarafından yayılan sarı yeşil ışıkla birleşir ve kırmızı yeşil mavi ışık, beyaz ışık oluşturmak üzere karıştırılır; Bu sayede dış kuantum verimlerinden biri olan fosforun fotolüminesans dönüşüm veriminin maksimum teorik değeri %75'i geçmeyecek; Çipten en yüksek ışık çıkarma oranı yalnızca %70'e ulaşabiliyor. Dolayısıyla teorik olarak mavi ışıklı beyaz LED'in maksimum ışık verimliliği 340 Lm/W'ı geçmeyecek ve CREE birkaç yıl önce 303 Lm/W'a ulaşacak. Test sonuçları doğruysa kutlamaya değer.

2. Kırmızı yeşil mavi üç ana renk kombinasyonu RGB LED tipi, RGB W LED tipi vb. dahil

Üçışık yayanR-LED (kırmızı)+G-LED (yeşil)+B-LED (mavi) diyotlar, uzayda yayılan kırmızı, yeşil ve mavi ışığın doğrudan karıştırılmasıyla beyaz bir ışık oluşturacak şekilde bir araya getiriliyor. Bu şekilde yüksek ışık verimliliğine sahip beyaz ışık üretebilmek için öncelikle tüm renkli LED'lerin, özellikle de yeşil LED'lerin, "eşit enerjili beyaz ışığın" yaklaşık %69'unu oluşturan verimli ışık kaynakları olması gerekir. Şu anda, mavi LED ve kırmızı LED'in ışık verimliliği çok yüksek olup dahili kuantum verimliliği sırasıyla %90 ve %95'i aşmaktadır, ancak yeşil LED'in dahili kuantum verimliliği çok geridedir. GaN tabanlı LED'in bu düşük yeşil ışık verimliliği olgusuna "yeşil ışık aralığı" adı verilir. Bunun temel nedeni ise yeşil LED'in henüz kendi epitaksiyel malzemesini bulamamış olmasıdır. Mevcut fosfor arsenik nitrür serisi malzemelerin verimliliği sarı yeşil kromatografik aralıkta çok düşüktür. Ancak yeşil LED, kırmızı ışık veya mavi ışık epitaksiyel malzemelerden yapılmıştır. Düşük akım yoğunluğu koşullarında, fosfor dönüşüm kaybı olmadığından yeşil LED, mavi ışık + fosfor yeşil ışığa göre daha yüksek ışık verimliliğine sahiptir. 1mA akım altında ışık veriminin 291Lm/W'a ulaştığı belirtiliyor. Ancak yüksek akım altında Droop etkisinden kaynaklanan yeşil ışığın ışık verimliliği önemli ölçüde azalır. Akım yoğunluğu arttığında ışık verimliliği hızla azalır. 350mA akım altında ışık verimliliği 108Lm/W olup, 1A koşulunda ışık verimliliği 66Lm/W'a düşmektedir.

Grup III fosfitler için yeşil banda ışık yaymak malzeme sisteminin temel engeli haline gelmiştir. AlInGaP'nin bileşimini kırmızı, turuncu veya sarı yerine yeşil ışık yayacak şekilde değiştirmek; yetersiz taşıyıcı sınırlamasına neden olmak, malzeme sisteminin nispeten düşük enerji boşluğundan kaynaklanır ve bu da etkili radyasyon rekombinasyonunu engeller.

Buna karşılık Grup III nitrürlerin yüksek verime ulaşması daha zordur, ancak bu zorluk aşılamaz değildir. Bu sistemle ışık yeşil ışık bandına kadar uzatıldığında verimliliği azaltacak iki faktör dış kuantum verimi ve elektriksel verimdir. Dış kuantum verimliliğinin azalması, yeşil bant aralığının daha düşük olmasına rağmen yeşil LED'in, güç dönüşüm oranını azaltan GaN'nin yüksek ileri voltajını kullanması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. İkinci dezavantaj ise yeşilLED azalırEnjeksiyon akım yoğunluğunun artmasıyla birlikte sarkma etkisi ile sıkışıp kalır. Düşme etkisi mavi LED'de de görülür, ancak yeşil LED'de daha ciddidir ve geleneksel çalışma akımının verimliliğinin düşmesine neden olur. Bununla birlikte, sarkma etkisinin birçok nedeni vardır; yalnızca Auger rekombinasyonu değil, aynı zamanda dislokasyon, taşıyıcı taşması veya elektronik sızıntı da vardır. İkincisi, yüksek voltajlı dahili elektrik alanı ile güçlendirilir.

Bu nedenle, yeşil LED'in ışık verimliliğini artırmanın yolları: Bir yandan, mevcut epitaksiyel malzemelerin koşulları altında ışık verimliliğini artırmak için Droop etkisinin nasıl azaltılacağını araştırın; Öte yandan, yeşil ışık yaymak üzere fotolüminesans dönüşümü için mavi LED artı yeşil fosfor kullanılır. Bu yöntemle teorik olarak mevcut beyaz ışığa göre daha yüksek ışık verimliliği elde edebilen yüksek ışık verimliliğine sahip yeşil ışık elde edilebilmektedir. Kendiliğinden olmayan yeşil ışığa aittir. Spektral genişlemenin neden olduğu renk saflığındaki düşüş, görüntüleme açısından sakıncalıdır ancak sıradan aydınlatma için sorun teşkil etmez. 340 Lm/W'tan daha yüksek yeşil ışık verimi elde etmek mümkündür. Ancak birleşik beyaz ışık 340 Lm/W'ı geçmeyecektir; Üçüncüsü, kendi epitaksiyel malzemelerinizi araştırmaya ve bulmaya devam edin. Ancak bu şekilde, 340 Lm/w'den daha fazla yeşil ışık elde edildikten sonra kırmızı, yeşil ve mavi üç ana renkli LED'in bir araya getirdiği beyaz ışığın, mavi çipin ışık verimliliği sınırından daha yüksek olabileceğine dair bir umut ışığı olabilir. 340 Lm/W beyaz LED.

3. Ultraviyole LED çipi + üç renkli fosfor

Yukarıdaki iki tür beyaz LED'in temel kusuru, parlaklık ve kromanın uzaysal dağılımının eşit olmamasıdır. UV ışığı insan gözüyle görülemez. Bu nedenle çipten yayılan UV ışığı, ambalaj katmanındaki üç renkli fosfor tarafından emiliyor ve daha sonra fosforun fotolüminesansından beyaz ışığa dönüştürülerek uzaya yayılıyor. Bu onun en büyük avantajıdır, tıpkı geleneksel floresan lamba gibi eşit olmayan alan rengine sahip değildir. Ancak ultraviyole çip tipi beyaz LED'in teorik ışık verimliliği, bırakın RGB tipi beyaz ışığın teorik değerini, mavi çip tipi beyaz ışığın teorik değerinden daha yüksek olamaz. Ancak, bu aşamada yukarıda bahsedilen iki beyaz LED'e benzer veya hatta daha yüksek ışık verimliliğine sahip ultraviyole beyaz LED'in elde edilmesi, ancak UV ışık uyarımına uygun verimli üç renkli fosforların geliştirilmesiyle mümkün olabilir. Ultraviyole LED mavi ışığa ne kadar yakınsa, olma olasılığı da o kadar artar ve orta dalga ve kısa dalga ultraviyole hatlarına sahip beyaz LED imkansız olacaktır.