1. تراشه LED آبی + فسفر سبز زرد، از جمله مشتقات پلی کروم فسفر

لایه فسفر سبز زرد نور آبی برخی را جذب می کندتراشه های LEDنور آبی حاصل از تراشه های ال ای دی از لایه فسفر خارج می شود و با نور سبز زرد ساطع شده توسط فسفر در نقاط مختلف فضا همگرا می شود و نور آبی سبز قرمز برای تشکیل نور سفید مخلوط می شود. به این ترتیب، حداکثر مقدار نظری راندمان تبدیل فوتولومینسانس فسفر، یکی از بازده کوانتومی خارجی، از 75٪ تجاوز نخواهد کرد. بالاترین نرخ استخراج نور از تراشه تنها می تواند به حدود 70 درصد برسد. بنابراین، از نظر تئوری، حداکثر بازده نوری LED سفید نور آبی از 340 Lm/W تجاوز نخواهد کرد و CREE چند سال پیش به 303 Lm/W خواهد رسید. اگر نتایج آزمایش دقیق باشد، ارزش جشن گرفتن را دارد.

2. قرمز سبز آبی سه رنگ اصلی ترکیب RGB نوع LED، از جمله نوع RGB W LED، و غیره

سهساطع نوردیودهای R-LED (قرمز) + G-LED (سبز) + B-LED (آبی)، با ترکیب مستقیم نور قرمز، سبز و آبی ساطع شده در فضا، یک نور سفید را تشکیل می دهند. برای تولید نور سفید با راندمان بالا در این روش، اول از همه، همه LED های رنگی، به ویژه LED های سبز، باید منابع نور کارآمد باشند که حدود 69٪ از "نور سفید با انرژی برابر" را تشکیل می دهند. در حال حاضر، راندمان نور LED آبی و LED قرمز بسیار بالا بوده است، با بازده کوانتومی داخلی به ترتیب بیش از 90٪ و 95٪، اما بازده کوانتومی داخلی LED سبز بسیار عقب است. این پدیده بازده کم نور سبز LED مبتنی بر GaN را "شکاف نور سبز" می نامند. دلیل اصلی این است که LED سبز هنوز مواد اپیتاکسیال خود را پیدا نکرده است. راندمان مواد سری نیترید آرسنیک فسفر موجود در محدوده کروماتوگرافی زرد سبز بسیار کم است. با این حال، LED سبز از نور قرمز یا نور آبی مواد اپیتاکسیال ساخته شده است. در شرایط چگالی جریان کم، به دلیل اینکه افت تبدیل فسفر وجود ندارد، LED سبز بازده نوری بالاتری نسبت به نور آبی + نور سبز فسفر دارد. گزارش شده است که راندمان نوری آن تحت جریان 1 میلی آمپر به 291Lm/W می رسد. با این حال، تحت جریان بالا، بازده نور سبز ناشی از اثر Droop به طور قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که چگالی جریان افزایش می یابد، بازده نوری به سرعت کاهش می یابد. تحت جریان 350 میلی آمپر، بازده نوری 108Lm/W است و در شرایط 1A، بازده نوری به 66Lm/W کاهش می یابد.

برای فسفیدهای گروه III، تابش نور به نوار سبز به مانع اساسی سیستم مواد تبدیل شده است. تغییر ترکیب AlInGaP به طوری که به جای قرمز، نارنجی یا زرد نور سبز ساطع می کند - که باعث محدودیت ناکافی حامل می شود به دلیل شکاف انرژی نسبتا کم سیستم مواد است که مانع از نوترکیب تابش موثر می شود.

در مقابل، دستیابی به کارایی بالا برای نیتریدهای گروه III دشوارتر است، اما دشواری آن غیرقابل حل نیست. هنگامی که نور با این سیستم به نوار سبز گسترش می یابد، دو عاملی که باعث کاهش راندمان می شوند، راندمان کوانتومی خارجی و راندمان الکتریکی هستند. کاهش راندمان کوانتومی خارجی از این واقعیت ناشی می شود که اگرچه شکاف باند سبز کمتر است، اما LED سبز از ولتاژ رو به جلو بالای GaN استفاده می کند که نرخ تبدیل توان را کاهش می دهد. دومین عیب سبز بودن آن استLED کاهش می یابدبا افزایش چگالی جریان تزریق و به دام افتادن اثر افت می شود. اثر Droop نیز در LED آبی ظاهر می شود، اما در LED سبز جدی تر است، و در نتیجه راندمان جریان کاری معمولی کمتر است. با این حال، دلایل زیادی برای اثر افتادگی وجود دارد، نه تنها ترکیب مجدد اوگر، بلکه جابجایی، سرریز حامل یا نشت الکترونیکی. دومی توسط میدان الکتریکی داخلی ولتاژ بالا تقویت می شود.

بنابراین، راه‌های بهبود بازده نوری LED سبز: از یک طرف، نحوه کاهش اثر Droop برای بهبود راندمان نوری تحت شرایط مواد همپایی موجود را مطالعه کنید. از سوی دیگر، LED آبی به همراه فسفر سبز برای تبدیل نورتابی برای انتشار نور سبز استفاده می شود. این روش می تواند نور سبز با راندمان نوری بالا را بدست آورد که از نظر تئوری می تواند بازده نوری بالاتری نسبت به نور سفید فعلی بدست آورد. متعلق به نور سبز غیر خود به خودی است. کاهش خلوص رنگ ناشی از گسترش طیفی آن برای نمایش نامطلوب است، اما برای نور معمولی مشکلی ندارد. امکان به دست آوردن راندمان نور سبز بیشتر از 340 Lm/W وجود دارد، با این حال، نور سفید ترکیبی از 340 Lm/W تجاوز نخواهد کرد. سوم، به تحقیق ادامه دهید و مواد اپیتاکسیال خود را پیدا کنید. فقط از این طریق می توان امیدی داشت که پس از به دست آوردن نور سبز بیشتر از 340 Lm/w، نور سفید ترکیب شده توسط سه LED رنگ اصلی قرمز، سبز و آبی ممکن است بالاتر از حد بازده نور تراشه آبی باشد. LED سفید 340 Lm/W.

3. تراشه LED ماوراء بنفش + فسفر سه رنگ

نقص ذاتی اصلی دو نوع LED سفید بالا این است که توزیع فضایی درخشندگی و رنگ ناهموار است. اشعه ماوراء بنفش برای چشم انسان نامرئی است. بنابراین، نور ماوراء بنفش ساطع شده از تراشه توسط فسفر سه رنگ لایه بسته بندی جذب می شود و سپس از نور نوری فسفر به نور سفید تبدیل می شود و به فضا گسیل می شود. این بزرگترین مزیت آن است، درست مانند لامپ فلورسنت سنتی، رنگ فضایی ناهمواری ندارد. با این حال، راندمان نوری نظری LED سفید نوع تراشه فرابنفش نمی تواند از مقدار نظری نور سفید نوع تراشه آبی بالاتر باشد، چه رسد به ارزش نظری نور سفید نوع RGB. با این حال، تنها با توسعه فسفرهای سه رنگ کارآمد مناسب برای تحریک نور UV می توان LED سفید ماوراء بنفش با بازده نوری مشابه یا حتی بالاتر از دو LED سفید ذکر شده در بالا در این مرحله به دست آورد. هرچه LED ماوراء بنفش به نور آبی نزدیکتر باشد، احتمال وجود آن بیشتر است و LED سفید با خطوط فرابنفش موج متوسط ​​و موج کوتاه غیرممکن خواهد بود.