1. Chip LED biru + fosfor kuning hijau, termasuk turunan fosfor polikrom

Lapisan fosfor kuning-hijau menyerap sebagian cahaya biruchip LEDuntuk menghasilkan fotoluminesensi, dan cahaya biru dari chip LED keluar dari lapisan fosfor dan menyatu dengan cahaya kuning hijau yang dipancarkan oleh fosfor di berbagai titik di ruang angkasa, dan cahaya merah hijau biru dicampur untuk membentuk cahaya putih; Dengan cara ini, nilai teoritis maksimum efisiensi konversi fotoluminesensi fosfor, salah satu efisiensi kuantum eksternal, tidak akan melebihi 75%; Tingkat ekstraksi cahaya tertinggi dari chip hanya dapat mencapai sekitar 70%. Oleh karena itu, secara teoritis, efisiensi cahaya maksimum LED putih cahaya biru tidak akan melebihi 340 Lm/W, dan CREE akan mencapai 303 Lm/W beberapa tahun yang lalu. Jika hasil tesnya akurat, patut dirayakan.

2. Merah hijau biru tiga kombinasi warna primer tipe LED RGB, termasuk tipe LED RGB W, dll

Ketiganyamemancarkan cahayadioda, R-LED (merah)+G-LED (hijau)+B-LED (biru), digabungkan untuk membentuk cahaya putih dengan mencampurkan langsung cahaya merah, hijau dan biru yang dipancarkan di ruang angkasa. Untuk menghasilkan cahaya putih dengan efisiensi cahaya tinggi dengan cara ini, pertama-tama, semua LED berwarna, terutama LED hijau, harus merupakan sumber cahaya yang efisien, yang menyumbang sekitar 69% dari “cahaya putih berenergi sama”. Saat ini, efisiensi cahaya LED biru dan LED merah sudah sangat tinggi, dengan efisiensi kuantum internal masing-masing melebihi 90% dan 95%, namun efisiensi kuantum internal LED hijau jauh tertinggal. Fenomena rendahnya efisiensi lampu hijau LED berbasis GaN disebut “celah lampu hijau”. Alasan utamanya adalah LED hijau belum menemukan material epitaksinya sendiri. Efisiensi bahan seri fosfor arsenik nitrida yang ada sangat rendah pada kisaran kromatografi kuning hijau. Namun, LED hijau terbuat dari bahan epitaksi lampu merah atau lampu biru. Dalam kondisi kepadatan arus yang rendah, karena tidak ada kehilangan konversi fosfor, LED hijau memiliki efisiensi cahaya yang lebih tinggi dibandingkan lampu biru+lampu hijau fosfor. Dilaporkan bahwa efisiensi cahayanya mencapai 291Lm/W di bawah arus 1mA. Namun, pada arus tinggi, efisiensi cahaya lampu hijau yang disebabkan oleh efek Droop menurun secara signifikan. Ketika rapat arus meningkat, efisiensi cahaya menurun dengan cepat. Di bawah arus 350mA, efisiensi cahaya adalah 108Lm/W, dan dalam kondisi 1A, efisiensi cahaya turun menjadi 66Lm/W.

Untuk fosfida golongan III, pancaran cahaya ke pita hijau telah menjadi kendala dasar sistem material. Mengubah komposisi AlInGaP sehingga memancarkan cahaya hijau, bukan merah, oranye, atau kuning – menyebabkan keterbatasan pembawa yang tidak mencukupi karena kesenjangan energi yang relatif rendah pada sistem material, sehingga menghalangi rekombinasi radiasi yang efektif.

Sebaliknya, nitrida Grup III lebih sulit mencapai efisiensi tinggi, namun kesulitan tersebut bukannya tidak dapat diatasi. Ketika cahaya diperluas ke pita lampu hijau dengan sistem ini, dua faktor yang akan mengurangi efisiensi adalah efisiensi kuantum eksternal dan efisiensi listrik. Penurunan efisiensi kuantum eksternal berasal dari fakta bahwa meskipun celah pita hijau lebih rendah, LED hijau menggunakan tegangan maju GaN yang tinggi, yang mengurangi tingkat konversi daya. Kerugian kedua adalah warna hijau ituLED berkurangdengan peningkatan kepadatan arus injeksi dan terjebak oleh efek droop. Efek droop juga muncul pada LED biru, namun lebih serius pada LED hijau, sehingga menghasilkan efisiensi arus kerja konvensional yang lebih rendah. Namun, ada banyak penyebab terjadinya efek droop, tidak hanya rekombinasi Auger, tetapi juga dislokasi, kelebihan pembawa, atau kebocoran elektronik. Yang terakhir ini diperkuat oleh medan listrik internal tegangan tinggi.

Oleh karena itu, cara untuk meningkatkan efisiensi cahaya LED hijau: di satu sisi, pelajari cara mengurangi efek Droop untuk meningkatkan efisiensi cahaya dalam kondisi bahan epitaksi yang ada; Di sisi lain, LED biru ditambah fosfor hijau digunakan untuk konversi fotoluminesensi untuk memancarkan cahaya hijau. Metode ini dapat memperoleh lampu hijau dengan efisiensi cahaya yang tinggi, yang secara teoritis dapat mencapai efisiensi cahaya yang lebih tinggi dibandingkan cahaya putih saat ini. Itu termasuk lampu hijau yang tidak spontan. Penurunan kemurnian warna yang disebabkan oleh perluasan spektral tidak menguntungkan untuk tampilan, namun tidak menjadi masalah untuk pencahayaan biasa. Efisiensi cahaya hijau dapat diperoleh lebih besar dari 340 Lm/W, Namun, gabungan cahaya putih tidak akan melebihi 340 Lm/W; Ketiga, teruslah meneliti dan menemukan bahan epitaksi Anda sendiri. Hanya dengan cara ini ada secercah harapan bahwa setelah memperoleh lebih banyak lampu hijau dari 340 Lm/w, lampu putih yang dikombinasikan dengan tiga LED warna primer merah, hijau dan biru mungkin lebih tinggi daripada batas efisiensi cahaya chip biru. LED putih 340 Lm/W.

3. Chip LED ultraviolet + fosfor tri warna

Cacat utama yang melekat pada kedua jenis LED putih di atas adalah distribusi spasial luminositas dan kroma yang tidak merata. Sinar UV tidak terlihat oleh mata manusia. Oleh karena itu, sinar UV yang dipancarkan dari chip diserap oleh fosfor tiga warna pada lapisan kemasan, dan kemudian diubah dari fotoluminesensi fosfor menjadi cahaya putih dan dipancarkan ke luar angkasa. Ini adalah keuntungan terbesarnya, sama seperti lampu neon tradisional, warna ruangnya tidak merata. Namun, efisiensi pencahayaan teoretis dari LED putih tipe chip ultraviolet tidak boleh lebih tinggi dari nilai teoretis cahaya putih tipe chip biru, apalagi nilai teoretis cahaya putih tipe RGB. Namun, hanya dengan mengembangkan fosfor tiga warna efisien yang cocok untuk eksitasi sinar UV, LED putih ultraviolet dapat diperoleh dengan efisiensi cahaya yang serupa atau bahkan lebih tinggi daripada dua LED putih yang disebutkan di atas pada tahap ini. Semakin dekat LED ultraviolet dengan cahaya biru, semakin besar kemungkinannya, dan LED putih dengan garis ultraviolet gelombang menengah dan gelombang pendek tidak mungkin dilakukan.