Các loại đèn LED trắng:Các tuyến kỹ thuật chính của đèn LED trắng dùng để chiếu sáng là: ① Đèn LED xanh + loại phốt pho; ②Loại đèn LED RGB; ③ Loại đèn LED cực tím + phốt pho.

1. Ánh sáng xanh – Chip LED + loại phốt pho vàng-xanh lục bao gồm các dẫn xuất phốt pho nhiều màu và các loại khác.

Lớp phốt pho vàng-xanh lá cây hấp thụ một phần ánh sáng xanh từ chip LED để tạo ra quang phát quang. Phần ánh sáng xanh còn lại từ chip LED được truyền qua lớp phốt pho và hợp nhất với ánh sáng vàng-xanh lá cây do phốt pho phát ra tại các điểm khác nhau trong không gian. Ánh sáng đỏ, xanh lá cây và xanh lam được trộn lẫn để tạo thành ánh sáng trắng; Trong phương pháp này, giá trị lý thuyết cao nhất 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%; và tốc độ trích xuất ánh sáng tối đa từ chip chỉ có thể đạt khoảng 70%. Do đó, về mặt lý thuyết, hiệu suất phát sáng LED tối đa của ánh sáng trắng loại xanh sẽ không vượt quá 340 Lm/W. Trong vài năm qua, CREE đã đạt 303Lm/W. Nếu kết quả thử nghiệm là chính xác, thì rất đáng để ăn mừng.

2. Sự kết hợp ba màu cơ bản đỏ, xanh lá cây và xanh lamCác loại đèn LED RGBbao gồmRGBW- Các loại đèn LED, vân vân.

R-LED (đỏ) + G-LED (xanh lá cây) + B-LED (xanh lam) ba điốt phát sáng được kết hợp với nhau và ba màu cơ bản là đỏ, xanh lá cây và xanh lam phát ra được trộn trực tiếp trong không gian để tạo thành ánh sáng trắng. Để tạo ra ánh sáng trắng hiệu suất cao theo cách này, trước hết, các đèn LED có nhiều màu khác nhau, đặc biệt là đèn LED xanh lá cây, phải là nguồn sáng hiệu quả. Điều này có thể thấy từ thực tế là ánh sáng xanh lá cây chiếm khoảng 69% "ánh sáng trắng đẳng năng". Hiện tại, hiệu suất phát sáng của đèn LED xanh lam và 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 xanh lá cây lại tụt hậu rất xa. Hiện tượng hiệu suất ánh sáng xanh lá cây thấp này của đèn LED nền GaN được gọi là "khoảng cách ánh sáng xanh lá cây". Lý do chính là đèn LED xanh lá cây vẫn chưa tìm ra vật liệu epitaxial của riêng mình. Các vật liệu sê-ri asen nitride phốt pho hiện có có hiệu suất rất thấp trong phạm vi quang phổ vàng-xanh lá cây. Tuy nhiên, sử dụng vật liệu epitaxial đỏ hoặc xanh lam để làm đèn LED xanh lục sẽ Trong điều kiện mật độ dòng điện thấp hơn, vì không có tổn thất chuyển đổi phốt pho, đèn LED xanh lục có hiệu suất phát sáng cao hơn đèn xanh lam + phốt pho xanh lục. Có báo cáo rằng hiệu suất phát sáng của nó đạt 291Lm/W trong điều kiện dòng điện 1mA. Tuy nhiên, hiệu suất phát sáng của ánh sáng xanh lục do hiệu ứng Droop gây ra giảm đáng kể ở dòng điện lớn hơn. Khi mật độ dòng điện tăng, hiệu suất phát sáng giảm nhanh. Ở dòng điện 350mA, hiệu suất phát sáng là 108Lm/W. Trong điều kiện 1A, hiệu suất phát sáng giảm xuống còn 66Lm/W.

Đối với phosphide nhóm III, việc phát ra ánh sáng vào dải màu xanh lá cây đã trở thành một trở ngại cơ bản đối với các hệ thống vật liệu. Việc thay đổi thành phần của AlInGaP để nó phát ra màu xanh lá cây thay vì màu đỏ, cam hoặc vàng dẫn đến sự hạn chế không đủ của chất mang do khoảng cách năng lượng tương đối thấp của hệ thống vật liệu, ngăn cản sự tái hợp bức xạ hiệu quả.

Ngược lại, III-nitride khó đạt được hiệu suất cao hơn, nhưng những khó khăn không phải là không thể vượt qua. Sử dụng hệ thống này, mở rộng ánh sáng sang dải ánh sáng xanh lục, hai yếu tố sẽ gây ra sự giảm hiệu suất là: giảm hiệu suất lượng tử bên ngoài và hiệu suất điện. Sự giảm hiệu suất lượng tử bên ngoài xuất phát từ thực tế là mặc dù khoảng cách dải xanh lục thấp hơn, đèn LED xanh lục sử dụng điện áp thuận cao của GaN, khiến tốc độ chuyển đổi công suất giảm. Nhược điểm thứ hai là đèn LED xanh lục giảm khi mật độ dòng điện tiêm tăng và bị giữ lại bởi hiệu ứng droop. Hiệu ứng Droop cũng xảy ra ở đèn LED xanh lam, nhưng tác động của nó lớn hơn ở đèn LED xanh lục, dẫn đến hiệu suất dòng điện hoạt động thông thường thấp hơn. Tuy nhiên, có nhiều suy đoán về nguyên nhân gây ra hiệu ứng droop, không chỉ là sự tái hợp Auger - chúng bao gồm sự dịch chuyển, tràn hạt mang hoặc rò rỉ electron. Rò rỉ electron được tăng cường bởi trường điện bên trong có điện áp cao.

Do đó, cách để cải thiện hiệu suất phát sáng của đèn LED xanh: một mặt, nghiên cứu cách giảm hiệu ứng Droop trong điều kiện vật liệu epitaxial hiện có để cải thiện hiệu suất phát sáng; mặt khác, sử dụng chuyển đổi quang phát quang của đèn LED xanh lam và phốt pho xanh lục để phát ra ánh sáng xanh lục. Phương pháp này có thể thu được ánh sáng xanh lục hiệu suất cao, về mặt lý thuyết có thể đạt được hiệu suất phát sáng cao hơn ánh sáng trắng hiện tại. Đây là ánh sáng xanh lục không tự phát và độ tinh khiết màu giảm do phổ của nó mở rộng không có lợi cho màn hình, nhưng không phù hợp với người bình thường. Không có vấn đề gì đối với ánh sáng. Hiệu suất ánh sáng xanh lục thu được bằng phương pháp này có khả năng lớn hơn 340 Lm/W, nhưng vẫn không vượt quá 340 Lm/W sau khi kết hợp với ánh sáng trắng. Thứ ba, tiếp tục nghiên cứu và tìm vật liệu epitaxial của riêng bạn. Chỉ bằng cách này, mới có một tia hy vọng. Bằng cách thu được ánh sáng xanh cao hơn 340 Lm/w, ánh sáng trắng kết hợp bởi ba đèn LED màu cơ bản là đỏ, xanh lá cây và xanh lam có thể cao hơn giới hạn hiệu suất phát sáng 340 Lm/w của đèn LED ánh sáng trắng loại chip xanh. W.

3. Đèn LED cực tímchip + ba chất phát quang màu cơ bản phát ra ánh sáng.

Nhược điểm cố hữu chính của hai loại đèn LED trắng trên là độ sáng và sắc độ phân bố không gian không đồng đều. Mắt người không thể cảm nhận được tia cực tím. Do đó, sau khi tia cực tím thoát ra khỏi chip, nó được hấp thụ bởi ba loại phốt pho màu cơ bản trong lớp đóng gói và được chuyển thành ánh sáng trắng thông qua quá trình phát quang của các loại phốt pho, sau đó phát ra không gian. Đây là ưu điểm lớn nhất của nó, giống như đèn huỳnh quang truyền thống, nó không có sự không đồng đều về màu sắc trong không gian. Tuy nhiên, hiệu suất phát sáng lý thuyết của đèn LED trắng chip cực tím không thể cao hơn giá trị lý thuyết của đèn LED trắng chip xanh, chứ đừng nói đến giá trị lý thuyết của đèn LED trắng RGB. Tuy nhiên, chỉ thông qua sự phát triển của các loại phốt pho ba màu cơ bản hiệu suất cao phù hợp với sự kích thích tia cực tím, chúng ta mới có thể thu được đèn LED trắng cực tím có hiệu suất gần bằng hoặc thậm chí cao hơn hai loại đèn LED trắng trên ở giai đoạn này. Đèn LED cực tím càng gần màu xanh lam thì khả năng này càng cao. Càng lớn thì đèn LED trắng loại UV sóng trung và sóng ngắn là không thể.