1. Loại chip LED xanh dương + chất phát quang vàng lục, bao gồm cả loại dẫn xuất chất phát quang đa màu.

 Lớp phốt pho màu vàng lục hấp thụ một phần của...ánh sáng xanhMột phần ánh sáng xanh từ chip LED tạo ra quang phát quang, phần còn lại được truyền qua lớp phosphor và hòa trộn với ánh sáng vàng lục do phosphor phát ra tại các điểm khác nhau trong không gian, tạo thành ánh sáng trắng với các màu đỏ, xanh lục và xanh lam; Theo cách này, hiệu suất chuyển đổi quang phát quang của phosphor, một trong những hiệu suất lượng tử bên ngoài, có giá trị lý thuyết cao nhất sẽ không vượt quá 75%; và tỷ lệ chiết xuất ánh sáng cao nhất từ ​​chip chỉ có thể đạt khoảng 70%, vì vậy về lý thuyết, hiệu suất phát sáng cao nhất của LED ánh sáng trắng xanh sẽ không vượt quá 340 Lm/W, trong khi CREE đã đạt 303 Lm/W trong vài năm qua. Nếu kết quả thử nghiệm chính xác, thì đây là một thành tựu đáng mừng.

2. Sự kết hợp của màu đỏ, xanh lá cây và xanh dươngĐèn LED RGBLoại bao gồm loại LED RGBW, v.v.

 Ba điốt phát quang (LED) R (đỏ) + G-LED (xanh lá) + B-LED (xanh dương) được kết hợp với nhau, và ba màu cơ bản đỏ, xanh lá và xanh dương được trộn trực tiếp trong không gian để tạo thành ánh sáng trắng. Để tạo ra ánh sáng trắng hiệu quả cao theo cách này, trước hết, các LED có màu sắc khác nhau, đặc biệt là LED xanh lá, phải là nguồn sáng hiệu quả cao, điều này có thể thấy từ “ánh sáng trắng có năng lượng tương đương”, trong đó ánh sáng xanh lá chiếm khoảng 69%. Hiện nay, hiệu suất phát quang của LED xanh dương 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 LED xanh lá lại kém xa. Hiện tượng hiệu suất ánh sáng xanh lá thấp của LED dựa trên GaN được gọi là “khoảng trống ánh sáng xanh lá”. Nguyên nhân chính là LED xanh lá chưa tìm được vật liệu epitaxy riêng. Các vật liệu thuộc dòng phốt pho asen nitrua hiện có hiệu suất thấp trong phổ vàng-xanh lá. Vật liệu epitaxy đỏ hoặc xanh dương được sử dụng để chế tạo LED xanh lá. Trong điều kiện mật độ dòng điện thấp hơn, do không có tổn thất chuyển đổi phosphor, đèn LED xanh lá cây có hiệu suất phát sáng cao hơn so với đèn LED xanh dương + phosphor. Theo báo cáo, hiệu suất phát sáng của nó đạt 291Lm/W trong điều kiện dòng điện 1mA. Tuy nhiên, sự sụt giảm hiệu suất phát sáng của đèn xanh lá cây do hiệu ứng Droop dưới dòng điện lớn hơn là đáng kể. Khi mật độ dòng điện tăng, hiệu suất phát sáng giảm nhanh chóng. 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 các phosphine nhóm III, việc phát xạ ánh sáng trong dải màu xanh lục đã trở thành một trở ngại cơ bản đối với hệ vật liệu. Việc thay đổi thành phần của AlInGaP để nó phát ra ánh sáng xanh lục thay vì đỏ, cam hoặc vàng—gây ra sự hạn chế tải điện không đủ là do khoảng cách năng lượng tương đối thấp của hệ vật liệu, điều này loại trừ sự tái kết hợp bức xạ hiệu quả.

Do đó, cách để cải thiện hiệu suất phát sáng của đèn LED xanh lá cây là: một mặt, nghiên cứu cách giảm hiệu ứng suy giảm (Droop effect) trong điều kiện vật liệu epitaxy hiện có để nâng cao hiệu suất phát sáng; mặt khác, sử dụng chuyển đổi quang phát quang của đèn LED xanh dương và chất phát quang xanh lá cây để phát ra ánh sáng xanh lá cây. Phương pháp này có thể thu được ánh sáng xanh lá cây có hiệu suất phát sáng cao, về mặt lý thuyết có thể đạt hiệu suất phát sáng cao hơn ánh sáng trắng hiện tại. Nó thuộc loại ánh sáng xanh lá cây không tự phát. Không có vấn đề gì về chiếu sáng. Hiệu ứng ánh sáng xanh lá cây thu được bằng phương pháp này có thể 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 kiếm vật liệu epitaxy riêng, chỉ bằng cách này, mới có một tia hy vọng rằng sau khi thu được ánh sáng xanh lá cây có hiệu suất cao hơn nhiều so với 340 Lm/W, ánh sáng trắng kết hợp từ ba màu cơ bản đỏ, xanh lá cây và xanh dương của đèn LED có thể vượt quá giới hạn hiệu suất phát sáng của đèn LED trắng chip xanh dương là 340 Lm/W.

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

Nhược điểm cố hữu chính của hai loại đèn LED trắng nêu trên là sự phân bố độ sáng và màu sắc không đồng đều trong không gian. Tia cực tím không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Do đó, sau khi tia cực tím thoát ra khỏi chip, nó được hấp thụ bởi ba chất phát quang màu cơ bản của lớp bao bọc, chuyển đổi thành ánh sáng trắng nhờ hiện tượng quang phát quang của chất phát quang, và 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 loại chip tia cực tím không thể cao hơn giá trị lý thuyết của đèn LED trắng loại chip màu xanh lam, chứ chưa nói đến giá trị lý thuyết của đèn LED trắng loại RGB. Tuy nhiên, chỉ thông qua việc phát triển các chất phát quang ba màu cơ bản hiệu quả cao phù hợp với kích thích tia cực tím mới có thể thu được đèn LED trắng tia cực tím có hiệu suất gần bằng hoặc thậm chí cao hơn hai loại đèn LED trắng nêu trên ở giai đoạn này. Càng gần với đèn LED tia cực tím màu xanh lam, khả năng tạo ra đèn LED trắng loại tia cực tím sóng trung và sóng ngắn càng thấp.