Hvide LED-typerDe vigtigste tekniske anvendelsesmuligheder for hvid LED til belysning er: ① Blå LED + fosfortype; ②RGB LED-type; ③ Ultraviolet LED + fosfortype.

1. Blåt lys – LED-chip + gulgrøn fosfortype inklusive flerfarvede fosforderivater og andre typer.

Det gulgrønne fosforlag absorberer en del af det blå lys fra LED-chippen for at producere fotoluminescens. Den anden del af det blå lys fra LED-chippen transmitteres gennem fosforlaget og smelter sammen med det gulgrønne lys, der udsendes af fosforen på forskellige punkter i rummet. Det røde, grønne og blå lys blandes for at danne hvidt lys. I denne metode vil den højeste teoretiske værdi af fosforfotoluminescenskonverteringseffektiviteten, en af ​​de eksterne kvanteeffektiviteter, ikke overstige 75%, og den maksimale lysudvindingshastighed fra chippen kan kun nå omkring 70%. Derfor vil den maksimale lyseffektivitet for blåt hvidt lys teoretisk set ikke overstige 340 Lm/W. I de seneste år har CREE nået 303 Lm/W. Hvis testresultaterne er nøjagtige, er det værd at fejre.

2. Rød, grøn og blå tre primære farvekombinationerRGB LED-typeromfatteRGBW-LED-typerosv.

R-LED (rød) + G-LED (grøn) + B-LED (blå) tre lysdioder kombineres, og de tre primærfarver rødt, grønt og blåt lys blandes direkte i rummet for at danne hvidt lys. For at producere højeffektivt hvidt lys på denne måde skal LED'er i forskellige farver, især grønne LED'er, først og fremmest være effektive lyskilder. Dette kan ses ved, at grønt lys tegner sig for omkring 69% af "isoenergihvidt lys". I øjeblikket har lyseffektiviteten af ​​blå og røde LED'er været meget høj, med interne kvanteeffektiviteter på over henholdsvis 90% og 95%, men den interne kvanteeffektivitet af grønne LED'er halter langt bagefter. Dette fænomen med lav grøn lyseffektivitet af GaN-baserede LED'er kaldes "grønt lysgab". Hovedårsagen er, at grønne LED'er endnu ikke har fundet deres egne epitaksiale materialer. De eksisterende fosforarseniknitrid-seriematerialer har meget lav effektivitet i det gulgrønne spektrumområde. Brug af røde eller blå epitaksiale materialer til at fremstille grønne LED'er vil dog under forhold med lavere strømtæthed, fordi der ikke er tab af fosforkonvertering, have en højere lyseffektivitet end blåt + fosforgrønt lys. Det er rapporteret, at dets lyseffektivitet når 291 Lm/W under 1 mA strømforhold. Lyseffektiviteten af ​​grønt lys forårsaget af droop-effekten falder dog betydeligt ved større strømme. Når strømtætheden stiger, falder lyseffektiviteten hurtigt. Ved 350 mA strøm er lyseffektiviteten 108 Lm/W. Under 1 A forhold falder lyseffektiviteten til 66 Lm/W.

For gruppe III-fosfider er det blevet en fundamental hindring for materialesystemer at udsende lys ind i det grønne bånd. Ændring af sammensætningen af ​​AlInGaP, så den udsender grønt i stedet for rødt, orange eller gult, resulterer i utilstrækkelig indeslutning af ladningsbærere på grund af materialesystemets relativt lave energigab, hvilket udelukker effektiv radiativ rekombination.

I modsætning hertil er det vanskeligere for III-nitrider at opnå høj effektivitet, men vanskelighederne er ikke uoverstigelige. Ved at bruge dette system, der udvider lyset til det grønne lysbånd, er der to faktorer, der vil forårsage et fald i effektiviteten: faldet i ekstern kvanteeffektivitet og elektrisk effektivitet. Faldet i ekstern kvanteeffektivitet kommer fra det faktum, at selvom det grønne båndgab er lavere, bruger grønne LED'er GaN's høje fremadrettede spænding, hvilket får effektomdannelseshastigheden til at falde. Den anden ulempe er, at den grønne LED falder, når injektionsstrømtætheden stiger, og den fanges af droop-effekten. Droop-effekten forekommer også i blå LED'er, men dens indflydelse er større i grønne LED'er, hvilket resulterer i lavere konventionel driftsstrømeffektivitet. Der er dog mange spekulationer om årsagerne til droop-effekten, ikke kun Auger-rekombination – de inkluderer dislokation, bæreroverløb eller elektronlækage. Sidstnævnte forstærkes af et internt elektrisk felt med høj spænding.

Derfor er måden at forbedre lyseffektiviteten af ​​grønne LED'er på følgende: På den ene side skal man undersøge, hvordan man reducerer droop-effekten under betingelserne for eksisterende epitaksiale materialer for at forbedre lyseffektiviteten; på den anden side skal man bruge fotoluminescensomdannelsen af ​​blå LED'er og grønne fosforstoffer til at udsende grønt lys. Denne metode kan opnå højeffektivt grønt lys, som teoretisk set kan opnå en højere lyseffektivitet end det nuværende hvide lys. Det er ikke-spontan grønt lys, og faldet i farverens renhed forårsaget af dets spektrale udvidelse er ugunstigt for displays, men det er ikke egnet til almindelige mennesker. Der er ikke noget problem for belysning. Den grønne lyseffektivitet, der opnås ved denne metode, har mulighed for at være større end 340 Lm/W, men den vil stadig ikke overstige 340 Lm/W efter kombination med hvidt lys. For det tredje skal man fortsætte med at undersøge og finde sine egne epitaksiale materialer. Kun på denne måde er der et glimt af håb. Ved at opnå grønt lys, der er højere end 340 Lm/w, kan det hvide lys kombineret af de tre primærfarve-LED'er rød, grøn og blå være højere end lyseffektivitetsgrænsen på 340 Lm/w for hvide lys-LED'er af blue chip-typen. W.

3. Ultraviolet LEDchip + tre primærfarvefosforer udsender lys.

Den væsentligste iboende mangel ved de to ovennævnte typer hvide LED'er er den ujævne rumlige fordeling af lysstyrke og kromaticitet. Ultraviolet lys kan ikke opfattes af det menneskelige øje. Derfor absorberes det ultraviolette lys, efter det forlader chippen, af de tre primære farvefosforer i pakningslaget og omdannes til hvidt lys ved hjælp af fosforernes fotoluminescens og udsendes derefter til rummet. Dette er dens største fordel, da den ligesom traditionelle lysstofrør ikke har rumlige farveujævnheder. Den teoretiske lyseffektivitet for ultraviolet chip hvidt lys-LED kan dog ikke være højere end den teoretiske værdi af blue chip hvidt lys, endsige den teoretiske værdi af RGB hvidt lys. Imidlertid kan vi kun gennem udvikling af højeffektive tre-primærfarvefosforer, der er egnede til ultraviolet excitation, opnå ultraviolette hvide LED'er, der er tæt på eller endda mere effektive end de to ovennævnte hvide LED'er på dette stadie. Jo tættere de er på blå ultraviolette LED'er, desto mere sandsynlige er de. Jo større de er, desto mindre er mellembølge- og kortbølgede UV-type hvide LED'er ikke mulige.