أنواع LED البيضاء:الطرق التقنية الرئيسية لإضاءة LED البيضاء هي: 1 LED أزرق + نوع الفوسفور؛ 2نوع LED RGB③ نوع LED فوق البنفسجي + الفوسفور.

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

تمتص طبقة الفوسفور الصفراء والخضراء جزءًا من الضوء الأزرق من شريحة LED لإنتاج التألق الضوئي. ينتقل الجزء الآخر من الضوء الأزرق من شريحة LED عبر طبقة الفوسفور ويندمج مع الضوء الأصفر والأخضر المنبعث من الفوسفور في نقاط مختلفة في الفضاء. يتم خلط الأضواء الحمراء والخضراء والزرقاء لتكوين الضوء الأبيض؛ في هذه الطريقة، لن تتجاوز أعلى قيمة نظرية لكفاءة تحويل التألق الضوئي للفوسفور، وهي إحدى كفاءات الكم الخارجية، 75٪؛ ويمكن أن يصل الحد الأقصى لمعدل استخراج الضوء من الشريحة إلى حوالي 70٪ فقط. لذلك، من الناحية النظرية، لن يتجاوز الحد الأقصى لكفاءة إضاءة LED للضوء الأبيض من النوع الأزرق 340 لومن/وات. في السنوات القليلة الماضية، وصلت CREE إلى 303 لومن/وات. إذا كانت نتائج الاختبار دقيقة، فإن الأمر يستحق الاحتفال.

2. مزيج الألوان الأساسية الثلاثة الأحمر والأخضر والأزرقأنواع LED RGBيشملأنواع RGBW- LED، إلخ.

يتم دمج ثلاثة ثنائيات باعثة للضوء معًا، ويتم خلط الألوان الأساسية الثلاثة للضوء الأحمر والأخضر والأزرق المنبعثة مباشرة في الفضاء لتكوين الضوء الأبيض. ولإنتاج ضوء أبيض عالي الكفاءة بهذه الطريقة، يجب أولاً وقبل كل شيء أن تكون مصابيح LED بألوان مختلفة، وخاصة مصابيح LED الخضراء، مصادر ضوء فعالة. ويمكن ملاحظة ذلك من حقيقة أن الضوء الأخضر يمثل حوالي 69٪ من "الضوء الأبيض متساوي الطاقة". وفي الوقت الحاضر، كانت الكفاءة الضوئية لمصابيح LED الزرقاء والحمراء عالية جدًا، حيث تجاوزت الكفاءات الكمية الداخلية 90٪ و95٪ على التوالي، ولكن الكفاءة الكمية الداخلية لمصابيح LED الخضراء متأخرة كثيرًا. وتسمى ظاهرة انخفاض كفاءة الضوء الأخضر لمصابيح LED القائمة على GaN "فجوة الضوء الأخضر". والسبب الرئيسي هو أن مصابيح LED الخضراء لم تجد بعد موادها الظهارية الخاصة بها. تتميز مواد سلسلة نيتريد الزرنيخ الفوسفوري الحالية بكفاءة منخفضة جدًا في نطاق طيف اللونين الأصفر والأخضر. ومع ذلك، فإن استخدام مواد ذات تراكب أحمر أو أزرق لإنتاج مصابيح LED خضراء سيؤدي إلى انخفاض كثافة التيار، ونظرًا لعدم وجود فقدان في تحويل الفوسفور، فإن مصابيح LED الخضراء تتمتع بكفاءة إضاءة أعلى من الضوء الأزرق المضاف إليه الفوسفور الأخضر. تشير التقارير إلى أن كفاءتها الضوئية تصل إلى 291 لومن/واط عند تيار 1 مللي أمبير. ومع ذلك، تنخفض كفاءة الإضاءة للضوء الأخضر الناتجة عن تأثير التدلي بشكل ملحوظ عند زيادة التيارات. عندما تزداد كثافة التيار، تنخفض الكفاءة الضوئية بسرعة. عند تيار 350 مللي أمبير، تبلغ الكفاءة الضوئية 108 لومن/واط. وفي ظل تيار 1 أمبير، تنخفض الكفاءة الضوئية إلى 66 لومن/واط.

بالنسبة لفوسفيدات المجموعة الثالثة، أصبح انبعاث الضوء ضمن النطاق الأخضر عائقًا أساسيًا أمام أنظمة المواد. يؤدي تغيير تركيب AlInGaP بحيث يُصدر اللون الأخضر بدلًا من الأحمر أو البرتقالي أو الأصفر إلى عدم كفاية احتواء الناقلات بسبب فجوة الطاقة المنخفضة نسبيًا لنظام المواد، مما يحول دون إعادة التركيب الإشعاعي الفعّال.

في المقابل، يصعب على نيتريدات III تحقيق كفاءة عالية، لكن الصعوبات ليست مستعصية على الحل. باستخدام هذا النظام، وتوسيع نطاق الضوء إلى نطاق الضوء الأخضر، هناك عاملان يتسببان في انخفاض الكفاءة: انخفاض الكفاءة الكمية الخارجية والكفاءة الكهربائية. يأتي انخفاض الكفاءة الكمية الخارجية من حقيقة أنه على الرغم من أن فجوة النطاق الخضراء أقل، فإن مصابيح LED الخضراء تستخدم الجهد الأمامي العالي لـ GaN، مما يؤدي إلى انخفاض معدل تحويل الطاقة. العيب الثاني هو أن الصمام الثنائي الأخضر ينخفض ​​مع زيادة كثافة تيار الحقن ويتم احتجازه بواسطة تأثير التدلي. يحدث تأثير التدلي أيضًا في مصابيح LED الزرقاء، لكن تأثيره أكبر في مصابيح LED الخضراء، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة تيار التشغيل التقليدي. ومع ذلك، هناك العديد من التكهنات حول أسباب تأثير التدلي، وليس فقط إعادة تركيب أوجيه - فهي تشمل الخلع أو فيضان الناقل أو تسرب الإلكترون. يتم تعزيز الأخير بواسطة مجال كهربائي داخلي عالي الجهد.

لذلك، فإن طريقة تحسين كفاءة ضوء مصابيح LED الخضراء: من ناحية، دراسة كيفية تقليل تأثير التدلي في ظل ظروف المواد الفوقية الموجودة لتحسين كفاءة الضوء؛ من ناحية أخرى، استخدام تحويل التألق الضوئي لمصابيح LED الزرقاء والفوسفور الأخضر لإصدار الضوء الأخضر. يمكن لهذه الطريقة الحصول على ضوء أخضر عالي الكفاءة، والذي يمكن نظريًا تحقيق كفاءة ضوء أعلى من الضوء الأبيض الحالي. إنه ضوء أخضر غير تلقائي، وانخفاض نقاء اللون الناجم عن اتساعه الطيفي غير مواتٍ للشاشات، ولكنه غير مناسب للأشخاص العاديين. لا توجد مشكلة في الإضاءة. يمكن أن تكون كفاءة الضوء الأخضر التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة أكبر من 340 لومن/وات، لكنها لن تتجاوز 340 لومن/وات بعد الجمع مع الضوء الأبيض. ثالثًا، استمر في البحث وابحث عن المواد الفوقية الخاصة بك. فقط بهذه الطريقة، هناك بصيص أمل. من خلال الحصول على ضوء أخضر أعلى من 340 لومن/واط، يمكن أن يكون الضوء الأبيض المدمج بواسطة مصابيح LED الثلاثة ذات الألوان الأساسية الأحمر والأخضر والأزرق أعلى من حد الكفاءة الضوئية البالغ 340 لومن/واط لمصابيح LED ذات الضوء الأبيض من النوع الأزرق.

3. مصباح LED بالأشعة فوق البنفسجيةرقاقة + ثلاثة ألوان فوسفورية أساسية تصدر الضوء.

العيب الرئيسي الكامن في النوعين المذكورين أعلاه من مصابيح LED البيضاء هو التوزيع المكاني غير المتساوي للسطوع واللون. لا يمكن للعين البشرية إدراك الضوء فوق البنفسجي. لذلك، بعد خروجه من الشريحة، تمتصه الفوسفورات اللونية الأساسية الثلاثة في طبقة التغليف، ويتحول إلى ضوء أبيض بفعل التلألؤ الضوئي للفوسفورات، ثم ينبعث في الفضاء. هذه هي أهم مزاياه، فمثل مصابيح الفلورسنت التقليدية، لا يعاني من تفاوت مكاني في اللون. ومع ذلك، لا يمكن أن تكون الكفاءة النظرية لضوء LED الأبيض للرقاقة فوق البنفسجية أعلى من القيمة النظرية للضوء الأبيض للرقاقة الزرقاء، ناهيك عن القيمة النظرية للضوء الأبيض RGB. ومع ذلك، لا يمكن الحصول على مصابيح LED بيضاء فوق بنفسجية قريبة من كفاءة مصباحي LED الأبيضين المذكورين أعلاه، أو حتى أكثر منها، في هذه المرحلة، إلا من خلال تطوير فوسفورات ثلاثية الألوان أساسية عالية الكفاءة ومناسبة لإثارة الأشعة فوق البنفسجية. كلما اقتربت مصابيح LED فوق البنفسجية من اللون الأزرق، زادت احتمالية ذلك. كلما كان حجمها أكبر، فإن مصابيح LED البيضاء من النوع UV ذات الموجة المتوسطة والموجة القصيرة غير ممكنة.