انواع LED سفیدمسیرهای فنی اصلی LED سفید برای روشنایی عبارتند از: ① LED آبی + نوع فسفری؛ ②نوع LED RGB③ ال‌ای‌دی فرابنفش + نوع فسفری.

۱. نور آبی – تراشه LED + نوع فسفری زرد-سبز شامل مشتقات فسفری چند رنگ و انواع دیگر.

لایه فسفر زرد-سبز بخشی از نور آبی را از تراشه LED جذب می‌کند تا فوتولومینسانس تولید کند. بخش دیگر نور آبی از تراشه LED از طریق لایه فسفر منتقل می‌شود و با نور زرد-سبز ساطع شده توسط فسفر در نقاط مختلف فضا ادغام می‌شود. نورهای قرمز، سبز و آبی با هم مخلوط می‌شوند تا نور سفید تشکیل شود. در این روش، بالاترین مقدار نظری راندمان تبدیل فوتولومینسانس فسفر، که یکی از راندمان‌های کوانتومی خارجی است، از 75٪ تجاوز نمی‌کند. و حداکثر میزان استخراج نور از تراشه فقط می‌تواند به حدود 70٪ برسد. بنابراین، از نظر تئوری، حداکثر راندمان نوری LED از نوع آبی از 340 لومن بر وات تجاوز نمی‌کند. در چند سال گذشته، CREE به 303 لومن بر وات رسیده است. اگر نتایج آزمایش دقیق باشد، ارزش جشن گرفتن دارد.

۲. ترکیب سه رنگ اصلی قرمز، سبز و آبیانواع LED RGBشامل شدنانواع LED RGBWو غیره

سه دیود نورانی R-LED (قرمز) + G-LED (سبز) + B-LED (آبی) با هم ترکیب شده‌اند و سه رنگ اصلی نور قرمز، سبز و آبی ساطع شده مستقیماً در فضا مخلوط می‌شوند تا نور سفید تشکیل شود. برای تولید نور سفید با راندمان بالا به این روش، اول از همه، LED های با رنگ‌های مختلف، به ویژه LED های سبز، باید منابع نوری کارآمد باشند. این را می‌توان از این واقعیت دریافت که نور سبز حدود 69٪ از "نور سفید ایزوانرژی" را تشکیل می‌دهد. در حال حاضر، راندمان نوری LED های آبی و قرمز بسیار بالا بوده است و راندمان کوانتومی داخلی آنها به ترتیب از 90٪ و 95٪ فراتر رفته است، اما راندمان کوانتومی داخلی LED های سبز بسیار عقب مانده است. این پدیده راندمان پایین نور سبز LED های مبتنی بر GaN "شکاف نور سبز" نامیده می‌شود. دلیل اصلی این است که LED های سبز هنوز مواد اپیتاکسیال خود را پیدا نکرده‌اند. مواد سری نیترید فسفر آرسنیک موجود در محدوده طیف زرد-سبز راندمان بسیار کمی دارند. با این حال، استفاده از مواد اپیتاکسیال قرمز یا آبی برای ساخت LED های سبز در شرایط چگالی جریان کمتر، به دلیل عدم وجود اتلاف تبدیل فسفر، LED سبز بازده نوری بالاتری نسبت به نور سبز آبی + فسفری دارد. گزارش شده است که بازده نوری آن در شرایط جریان 1 میلی آمپر به 291 لومن بر وات می‌رسد. با این حال، بازده نوری نور سبز ناشی از اثر افت در جریان‌های بزرگتر به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. هنگامی که چگالی جریان افزایش می‌یابد، بازده نوری به سرعت کاهش می‌یابد. در جریان 350 میلی آمپر، بازده نوری 108 لومن بر وات است. در شرایط 1 آمپر، بازده نوری به 66 لومن بر وات کاهش می‌یابد.

برای فسفیدهای گروه III، تابش نور به باند سبز به یک مانع اساسی برای سیستم‌های ماده تبدیل شده است. تغییر ترکیب AlInGaP به طوری که به جای قرمز، نارنجی یا زرد، سبز ساطع کند، به دلیل شکاف انرژی نسبتاً کم سیستم ماده، منجر به محصور شدن ناکافی حامل می‌شود که مانع از بازترکیب تابشی کارآمد می‌شود.

در مقابل، دستیابی به راندمان بالا برای نیتریدهای III دشوارتر است، اما مشکلات غیرقابل عبور نیستند. با استفاده از این سیستم، با گسترش نور به باند نور سبز، دو عاملی که باعث کاهش راندمان می‌شوند عبارتند از: کاهش راندمان کوانتومی خارجی و راندمان الکتریکی. کاهش راندمان کوانتومی خارجی از این واقعیت ناشی می‌شود که اگرچه شکاف باند سبز کمتر است، LEDهای سبز از ولتاژ رو به جلوی بالای GaN استفاده می‌کنند که باعث کاهش نرخ تبدیل توان می‌شود. عیب دوم این است که LED سبز با افزایش چگالی جریان تزریق کاهش می‌یابد و توسط اثر افت به دام می‌افتد. اثر افت در LEDهای آبی نیز رخ می‌دهد، اما تأثیر آن در LEDهای سبز بیشتر است و منجر به راندمان جریان عملیاتی پایین‌تر می‌شود. با این حال، گمانه‌زنی‌های زیادی در مورد علل اثر افت وجود دارد، نه فقط نوترکیبی اوژه - آنها شامل جابجایی، سرریز حامل یا نشت الکترون هستند. مورد دوم توسط یک میدان الکتریکی داخلی با ولتاژ بالا افزایش می‌یابد.

بنابراین، راه بهبود راندمان نوری LED های سبز: از یک سو، مطالعه چگونگی کاهش اثر افت در شرایط مواد اپیتاکسیال موجود برای بهبود راندمان نوری؛ از سوی دیگر، استفاده از تبدیل فوتولومینسانس LED های آبی و فسفرهای سبز برای انتشار نور سبز. این روش می‌تواند نور سبز با راندمان بالا را به دست آورد که از نظر تئوری می‌تواند به راندمان نوری بالاتری نسبت به نور سفید فعلی دست یابد. این نور سبز غیر خودبخودی است و کاهش خلوص رنگ ناشی از گسترش طیفی آن برای نمایشگرها نامطلوب است، اما برای افراد عادی مناسب نیست. برای روشنایی مشکلی وجود ندارد. راندمان نور سبز به دست آمده با این روش می‌تواند بیشتر از 340 لومن بر وات باشد، اما پس از ترکیب با نور سفید، همچنان از 340 لومن بر وات تجاوز نخواهد کرد. سوم، به تحقیق و یافتن مواد اپیتاکسیال خود ادامه دهید. تنها در این صورت، کورسوی امیدی وجود دارد. با به دست آوردن نور سبزی که بالاتر از ۳۴۰ لومن بر وات است، نور سفید ترکیب شده توسط سه رنگ اصلی LED قرمز، سبز و آبی می‌تواند بالاتر از حد بازده نوری ۳۴۰ لومن بر وات LEDهای نور سفید از نوع تراشه آبی باشد.

3. ال‌ای‌دی فرابنفشتراشه + سه فسفر رنگ اصلی نور ساطع می‌کنند.

نقص ذاتی اصلی دو نوع LED سفید فوق، توزیع فضایی ناهموار درخشندگی و رنگ‌پذیری است. نور فرابنفش توسط چشم انسان قابل درک نیست. بنابراین، پس از خروج نور فرابنفش از تراشه، توسط سه فسفر رنگ اصلی در لایه بسته‌بندی جذب می‌شود و توسط فوتولومینسانس فسفرها به نور سفید تبدیل شده و سپس در فضا منتشر می‌شود. این بزرگترین مزیت آن است، درست مانند لامپ‌های فلورسنت سنتی، ناهمواری رنگی فضایی ندارد. با این حال، بازده نوری نظری LED نور سفید تراشه فرابنفش نمی‌تواند بالاتر از مقدار نظری نور سفید تراشه آبی باشد، چه رسد به مقدار نظری نور سفید RGB. با این حال، تنها از طریق توسعه فسفرهای سه رنگ اصلی با راندمان بالا که برای تحریک فرابنفش مناسب هستند، می‌توانیم LEDهای سفید فرابنفش را به دست آوریم که در این مرحله نزدیک یا حتی کارآمدتر از دو LED سفید فوق باشند. هرچه LEDهای فرابنفش آبی به آنها نزدیک‌تر باشند، احتمال آنها بیشتر است. هرچه بزرگتر باشند، LEDهای سفید نوع فرابنفش موج متوسط ​​و موج کوتاه امکان‌پذیر نیستند.