1. Chip LED màu xanh lam + phốt pho màu xanh lá cây màu vàng, bao gồm dẫn xuất phốt pho đa sắc

Lớp lân quang màu vàng lục hấp thụ ánh sáng xanh của một sốchip LEDđể tạo ra sự phát quang, và ánh sáng xanh lam từ chip LED truyền ra khỏi lớp phốt pho và hội tụ với ánh sáng xanh lục màu vàng do phốt pho phát ra ở nhiều điểm khác nhau trong không gian, và ánh sáng xanh lục đỏ được trộn lẫn để tạo thành ánh sáng trắng; Bằng cách này, giá trị lý thuyết tối đa của hiệu suất chuyển đổi quang phát quang của phốt pho, một trong những hiệu suất lượng tử bên ngoài, sẽ không vượt quá 75%; Tỷ lệ trích xuất ánh sáng từ chip cao nhất chỉ có thể đạt khoảng 70%. Do đó, về mặt lý thuyết, hiệu suất phát sáng tối đa của đèn LED trắng xanh sẽ không vượt quá 340 Lm/W và CREE sẽ đạt 303 Lm/W cách đây vài năm. Nếu kết quả kiểm tra là chính xác thì thật đáng để ăn mừng.

2. Loại đèn LED RGB kết hợp ba màu đỏ xanh lục, bao gồm loại đèn LED RGB W, v.v.

Baphát sángđiốt, R-LED (đỏ)+G-LED (xanh lục)+B-LED (xanh lam), được kết hợp để tạo thành ánh sáng trắng bằng cách trộn trực tiếp ánh sáng đỏ, lục và lam phát ra trong không gian. Để tạo ra ánh sáng trắng hiệu suất phát sáng cao theo cách này, trước hết tất cả các đèn LED màu, đặc biệt là đèn LED xanh lá cây, phải là nguồn sáng hiệu quả, chiếm khoảng 69% “ánh sáng trắng năng lượng tương đương”. Hiện tại, hiệu suất ánh sáng của đèn LED màu xanh lam và đèn LED màu đỏ đã rất cao, với hiệu suất lượng tử bên trong lần lượt vượt quá 90% và 95%, nhưng hiệu suất lượng tử bên trong của đèn LED màu xanh lá cây lại kém xa. Hiện tượng hiệu suất ánh sáng xanh thấp của đèn LED dựa trên GaN được gọi là “khoảng cách ánh sáng xanh”. Nguyên nhân chính là do đèn LED màu xanh lá cây vẫn chưa tìm được vật liệu epitaxy riêng. Hiệu suất của dòng vật liệu phốt pho arsenic nitrit hiện có là rất thấp trong phạm vi sắc ký màu vàng lục. Tuy nhiên, đèn LED màu xanh lá cây được làm bằng vật liệu epiticular ánh sáng đỏ hoặc xanh lam. Trong điều kiện mật độ dòng điện thấp, do không có tổn thất chuyển đổi phốt pho nên đèn LED màu xanh lá cây có hiệu suất phát sáng cao hơn ánh sáng xanh lam + ánh sáng xanh phốt pho. Được biết, hiệu suất phát sáng của nó đạt 291Lm/W dưới dòng điện 1mA. Tuy nhiên, dưới dòng điện cao, hiệu suất phát sáng của ánh sáng xanh do hiệu ứng Dropop gây ra giảm đáng kể. Khi mật độ dòng điện tăng thì hiệu suất phát sáng giảm nhanh. Dưới dòng điện 350mA, hiệu suất phát sáng là 108Lm/W và ở điều kiện 1A, hiệu suất phát sáng giảm xuống 66Lm/W.

Đối với photphua nhóm III, việc phát ra ánh sáng tới dải màu xanh lá cây đã trở thành trở ngại cơ bản của hệ vật liệu. Việc thay đổi thành phần của AlInGaP để nó phát ra ánh sáng xanh thay vì đỏ, cam hoặc vàng – gây ra giới hạn sóng mang không đủ là do khoảng cách năng lượng của hệ vật liệu tương đối thấp, ngăn cản sự tái hợp bức xạ hiệu quả.

Ngược lại, nitrit nhóm III khó đạt được hiệu quả cao hơn, nhưng khó khăn không phải là không thể vượt qua. Khi ánh sáng được mở rộng đến dải đèn xanh bằng hệ thống này, hai yếu tố sẽ làm giảm hiệu suất là hiệu suất lượng tử bên ngoài và hiệu suất điện. Hiệu suất lượng tử bên ngoài giảm là do mặc dù khoảng cách dải màu xanh lá cây thấp hơn nhưng đèn LED màu xanh lá cây sử dụng điện áp chuyển tiếp cao của GaN, làm giảm tốc độ chuyển đổi năng lượng. Nhược điểm thứ hai là màu xanh lá câyđèn LED giảmvới sự gia tăng mật độ dòng phun và bị giữ lại do hiệu ứng sụt giảm. Hiệu ứng sụt giảm cũng xuất hiện ở đèn LED màu xanh lam, nhưng nghiêm trọng hơn ở đèn LED màu xanh lá cây, dẫn đến hiệu suất dòng điện làm việc thông thường thấp hơn. Tuy nhiên, có nhiều nguyên nhân dẫn đến hiệu ứng rũ xuống, không chỉ do tái hợp Auger mà còn do lệch vị trí, tràn sóng mang hoặc rò rỉ điện tử. Cái sau được tăng cường bởi điện trường bên trong điện áp cao.

Vì vậy, các giải pháp nâng cao hiệu suất phát sáng của đèn LED xanh: một mặt nghiên cứu cách giảm hiệu ứng Dropop để nâng cao hiệu suất phát sáng trong điều kiện vật liệu epiticular hiện có; Mặt khác, đèn LED màu xanh lam cộng với phốt pho màu xanh lá cây được sử dụng để chuyển đổi quang phát quang để phát ra ánh sáng xanh lục. Phương pháp này có thể thu được ánh sáng xanh có hiệu suất phát sáng cao, về mặt lý thuyết có thể đạt được hiệu suất phát sáng cao hơn ánh sáng trắng hiện nay. Nó thuộc về đèn xanh không tự phát. Sự suy giảm độ tinh khiết màu sắc do sự mở rộng quang phổ của nó gây ra bất lợi cho việc hiển thị, nhưng nó không phải là vấn đề đối với ánh sáng thông thường. Có thể đạt được hiệu suất phát sáng màu xanh lá cây lớn hơn 340 Lm/W. Tuy nhiên, ánh sáng trắng kết hợp sẽ không vượt quá 340 Lm/W; Thứ ba, tiếp tục nghiên cứu và tìm ra vật liệu epitaxy cho riêng mình. Chỉ bằng cách này mới có thể có một tia hy vọng rằng sau khi thu được nhiều ánh sáng xanh hơn 340 Lm/w, ánh sáng trắng kết hợp bởi ba đèn LED màu cơ bản đỏ, lục và lam có thể cao hơn giới hạn hiệu suất ánh sáng của chip xanh. LED trắng 340 Lm/W.

3. Chip LED tia cực tím + phốt pho ba màu

Khiếm khuyết cố hữu chính của hai loại đèn LED trắng trên là sự phân bố không gian của độ sáng và sắc độ không đồng đều. Ánh sáng tia cực tím là vô hình đối với mắt người. Do đó, ánh sáng tia cực tím phát ra từ chip được hấp thụ bởi chất lân quang ba màu của lớp bao bì, sau đó chuyển từ sự phát quang của chất lân quang thành ánh sáng trắng và phát ra không gian. Đây là ưu điểm lớn nhất của nó, giống như đèn huỳnh quang truyền thống, nó không có màu sắc không gian không đồng đều. Tuy nhiên, hiệu suất phát sáng lý thuyết của đèn LED trắng loại chip cực tím không thể cao hơn giá trị lý thuyết của ánh sáng trắng loại chip xanh chứ chưa nói đến giá trị lý thuyết của ánh sáng trắng loại RGB. Tuy nhiên, chỉ bằng cách phát triển các loại photpho ba màu hiệu quả thích hợp cho việc kích thích tia UV thì mới có thể thu được đèn LED trắng cực tím với hiệu suất ánh sáng tương tự hoặc thậm chí cao hơn hai đèn LED trắng nêu trên ở giai đoạn này. Đèn LED tia cực tím càng gần ánh sáng xanh thì càng có nhiều khả năng xảy ra, còn đèn LED trắng có các vạch tia cực tím sóng trung và sóng ngắn sẽ không thể xảy ra.