أنواع LED البيضاء: الطرق التقنية الرئيسية للإضاءة LED البيضاء هي: ① LED الأزرق + نوع الفوسفور؛②نوع RGB LED;③ الأشعة فوق البنفسجية LED + نوع الفوسفور.

1. الضوء الأزرق – شريحة LED + نوع الفوسفور الأصفر والأخضر بما في ذلك مشتقات الفوسفور متعدد الألوان وأنواع أخرى.

تمتص طبقة الفوسفور ذات اللون الأصفر والأخضر جزءًا من الضوء الأزرق الصادر من شريحة LED لإنتاج اللمعان الضوئي.وينتقل الجزء الآخر من الضوء الأزرق الصادر من شريحة LED عبر طبقة الفوسفور ويندمج مع الضوء الأصفر والأخضر المنبعث من الفوسفور في نقاط مختلفة في الفضاء.يتم مزج الأضواء الحمراء والخضراء والزرقاء لتكوين الضوء الأبيض؛في هذه الطريقة، لن تتجاوز أعلى قيمة نظرية لكفاءة تحويل الفوسفور الضوئي، وهي إحدى كفاءات الكم الخارجية، 75%؛ويمكن أن يصل الحد الأقصى لمعدل استخلاص الضوء من الشريحة إلى حوالي 70% فقط.لذلك، من الناحية النظرية، الضوء الأبيض من النوع الأزرق لن تتجاوز كفاءة الإضاءة القصوى لـ LED 340 Lm/W.في السنوات القليلة الماضية، وصلت CREE إلى 303Lm/W.إذا كانت نتائج الاختبار دقيقة، فإن الأمر يستحق الاحتفال.

2. الأحمر والأخضر والأزرق مزيج الألوان الأساسية الثلاثةأنواع RGB LEDيشملRGBW- أنواع LED، إلخ.

R-LED (أحمر) + G-LED (أخضر) + B-LED (أزرق) يتم دمج ثلاثة صمامات ثنائية باعثة للضوء معًا، ويتم خلط الألوان الأساسية الثلاثة للضوء الأحمر والأخضر والأزرق المنبعثة مباشرة في الفضاء لتكوين اللون الأبيض ضوء.من أجل إنتاج ضوء أبيض عالي الكفاءة بهذه الطريقة، أولاً وقبل كل شيء، يجب أن تكون مصابيح LED ذات الألوان المختلفة، وخاصة مصابيح LED الخضراء، مصادر إضاءة فعالة.ويمكن ملاحظة ذلك من حقيقة أن الضوء الأخضر يمثل حوالي 69% من "الضوء الأبيض المتساوي الطاقة".في الوقت الحاضر، كانت كفاءة الإضاءة لمصابيح LED الزرقاء والحمراء عالية جدًا، حيث تجاوزت كفاءة الكم الداخلية 90% و95% على التوالي، لكن كفاءة الكم الداخلية لمصابيح LED الخضراء متخلفة كثيرًا.تسمى هذه الظاهرة المتمثلة في انخفاض كفاءة الضوء الأخضر لمصابيح LED المعتمدة على GaN بـ "فجوة الضوء الأخضر".السبب الرئيسي هو أن مصابيح LED الخضراء لم تجد بعد المواد الفوقي الخاصة بها.تتمتع مواد سلسلة نيتريد الزرنيخ والفوسفور الحالية بكفاءة منخفضة جدًا في نطاق الطيف الأصفر والأخضر.ومع ذلك، فإن استخدام المواد الفوقية الحمراء أو الزرقاء لصنع مصابيح LED خضراء سوف يكون في ظل ظروف كثافة التيار المنخفضة، نظرًا لعدم وجود فقدان تحويل الفوسفور، يتمتع LED الأخضر بكفاءة إضاءة أعلى من الضوء الأخضر الأزرق + الفوسفور.يُذكر أن كفاءة الإضاءة تصل إلى 291Lm/W تحت الظروف الحالية 1mA.ومع ذلك، فإن كفاءة الإضاءة للضوء الأخضر الناتجة عن تأثير التدلى تنخفض بشكل ملحوظ عند التيارات الأكبر.عندما تزيد كثافة التيار، تنخفض كفاءة الإضاءة بسرعة.عند تيار 350 مللي أمبير، تبلغ كفاءة الإضاءة 108Lm/W.في ظل ظروف 1A، تنخفض كفاءة الإضاءة.إلى 66 لومن/واط.

بالنسبة لفوسفيدات المجموعة الثالثة، أصبح انبعاث الضوء في النطاق الأخضر عائقًا أساسيًا أمام أنظمة المواد.يؤدي تغيير تركيبة AlInGaP بحيث تنبعث من اللون الأخضر بدلاً من الأحمر أو البرتقالي أو الأصفر إلى عدم كفاية احتجاز الناقل بسبب فجوة الطاقة المنخفضة نسبيًا في نظام المواد، مما يحول دون إعادة التركيب الإشعاعي الفعال.

في المقابل، يصعب على نيتريدات III تحقيق كفاءة عالية، لكن الصعوبات ليست مستعصية على الحل.وباستخدام هذا النظام، بتمديد الضوء إلى نطاق الضوء الأخضر، هناك عاملان من شأنهما أن يتسببا في انخفاض الكفاءة هما: انخفاض كفاءة الكم الخارجية والكفاءة الكهربائية.يأتي الانخفاض في كفاءة الكم الخارجية من حقيقة أنه على الرغم من أن فجوة النطاق الأخضر أقل، فإن مصابيح LED الخضراء تستخدم الجهد الأمامي العالي لـ GaN، مما يؤدي إلى انخفاض معدل تحويل الطاقة.العيب الثاني هو أن مؤشر LED الأخضر يتناقص مع زيادة كثافة تيار الحقن ويكون محاصرًا بتأثير التدلي.ويحدث تأثير التدلي أيضًا في مصابيح LED الزرقاء، ولكن تأثيره يكون أكبر في مصابيح LED الخضراء، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة تيار التشغيل التقليدي.ومع ذلك، هناك العديد من التكهنات حول أسباب تأثير التدلى، وليس فقط إعادة تركيب أوجيه - فهي تشمل الخلع، أو فيضان الناقل، أو تسرب الإلكترون.يتم تعزيز هذا الأخير بواسطة مجال كهربائي داخلي عالي الجهد.

لذلك فإن طريقة تحسين كفاءة الإضاءة لمصابيح LED الخضراء: من ناحية، دراسة كيفية تقليل تأثير التدلى في ظل ظروف المواد الفوقي الموجودة لتحسين كفاءة الإضاءة؛من ناحية أخرى، استخدم تحويل اللمعان الضوئي لمصابيح LED الزرقاء والفوسفورات الخضراء لإصدار الضوء الأخضر.يمكن لهذه الطريقة الحصول على ضوء أخضر عالي الكفاءة، والذي يمكنه نظريًا تحقيق كفاءة إضاءة أعلى من الضوء الأبيض الحالي.وهو ضوء أخضر غير تلقائي، وانخفاض نقاء اللون الناجم عن اتساع نطاقه الطيفي غير مناسب للعرض، ولكنه غير مناسب للأشخاص العاديين.لا توجد مشكلة للإضاءة.من الممكن أن تكون فعالية الضوء الأخضر التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة أكبر من 340 Lm/W، لكنها لن تتجاوز 340 Lm/W بعد دمجها مع الضوء الأبيض.ثالثًا، استمر في البحث والعثور على المواد الفوقي الخاصة بك.بهذه الطريقة فقط، هناك بصيص من الأمل.من خلال الحصول على ضوء أخضر أعلى من 340 لومن/ث، يمكن أن يكون الضوء الأبيض المدمج بواسطة مصابيح LED ذات الألوان الثلاثة الأساسية وهي الأحمر والأخضر والأزرق أعلى من حد كفاءة الإضاءة البالغ 340 لومن/ث من مصابيح LED البيضاء من نوع الرقاقة الزرقاء .دبليو.

3. الأشعة فوق البنفسجية LEDرقاقة + ثلاثة ألوان فوسفورية أساسية تنبعث منها الضوء.

العيب الرئيسي الكامن في النوعين المذكورين أعلاه من مصابيح LED البيضاء هو التوزيع المكاني غير المتكافئ للسطوع واللون.لا يمكن للعين البشرية أن ترى الأشعة فوق البنفسجية.لذلك، بعد خروج الضوء فوق البنفسجي من الشريحة، يتم امتصاصه بواسطة فوسفورات الألوان الثلاثة الأساسية في طبقة التغليف، ويتم تحويله إلى ضوء أبيض بواسطة التألق الضوئي للفوسفور، ثم ينبعث إلى الفضاء.هذه هي أكبر ميزة لها، تمامًا مثل مصابيح الفلورسنت التقليدية، فهي لا تحتوي على تفاوت اللون المكاني.ومع ذلك، لا يمكن أن تكون كفاءة الضوء النظرية للضوء الأبيض ذو الشريحة فوق البنفسجية LED أعلى من القيمة النظرية للضوء الأبيض ذو الشريحة الزرقاء، ناهيك عن القيمة النظرية للضوء الأبيض RGB.ومع ذلك، فقط من خلال تطوير فوسفورات ألوان أساسية ثلاثية عالية الكفاءة مناسبة لإثارة الأشعة فوق البنفسجية، يمكننا الحصول على مصابيح LED بيضاء فوق بنفسجية تكون قريبة من أو حتى أكثر كفاءة من مصابيح LED البيضاء المذكورة أعلاه في هذه المرحلة.كلما اقتربنا من مصابيح LED الزرقاء فوق البنفسجية، زادت احتمالية وجودها.كلما كان حجمه أكبر، لم يكن من الممكن استخدام مصابيح LED البيضاء ذات الموجة المتوسطة والقصيرة الموجة.