1. شريحة LED زرقاء + نوع الفوسفور الأصفر والأخضر، بما في ذلك نوع مشتق الفوسفور متعدد الألوان

 تمتص طبقة الفوسفور الصفراء والخضراء جزءًا منالضوء الأزرقتُنتج رقاقة LED خاصية التلألؤ الضوئي، بينما يُنقل الجزء الآخر من الضوء الأزرق من الرقاقة خارج طبقة الفوسفور، ليختلط مع الضوء الأصفر المخضر المنبعث من الفوسفور في نقاط مختلفة من الفضاء، فيمتزج الضوء الأحمر والأخضر والأزرق ليُشكّل الضوء الأبيض. وبهذه الطريقة، لن تتجاوز أعلى قيمة نظرية لكفاءة تحويل التلألؤ الضوئي للفوسفور، وهي إحدى كفاءات الكم الخارجية، 75%. كما أن أعلى معدل لاستخراج الضوء من الرقاقة لا يتجاوز 70% تقريبًا، لذا نظريًا، لن تتجاوز أعلى كفاءة إضاءة للضوء الأبيض الأزرق 340 لومن/واط، بينما بلغت كفاءة CREE 303 لومن/واط في السنوات القليلة الماضية. إذا كانت نتائج الاختبار دقيقة، فسيكون ذلك إنجازًا يستحق الاحتفاء.

2. مزيج من الأحمر والأخضر والأزرقإضاءة LED RGBيشمل النوع نوع RGBW-LED، إلخ.

 تُدمج ثلاث ثنائيات باعثة للضوء (LED) هي: الأحمر (R-LED)، والأخضر (G-LED)، والأزرق (B-LED)، حيث تُخلط الألوان الأساسية الثلاثة (الأحمر والأخضر والأزرق) مباشرةً في الفضاء لتكوين الضوء الأبيض. ولإنتاج ضوء أبيض عالي الكفاءة بهذه الطريقة، يجب أولًا أن تكون الثنائيات الباعثة للضوء (LED) ذات الألوان المختلفة، وخاصةً الخضراء منها، مصادر ضوئية عالية الكفاءة، وهو ما يتضح من "الضوء الأبيض متساوي الطاقة" الذي يُمثل فيه الضوء الأخضر حوالي 69%. حاليًا، تتميز الثنائيات الباعثة للضوء (LED) الزرقاء والحمراء بكفاءة إضاءة عالية جدًا، حيث تتجاوز كفاءتها الكمية الداخلية 90% و95% على التوالي، بينما لا تزال كفاءة الثنائيات الباعثة للضوء (LED) الخضراء منخفضة. تُعرف هذه الظاهرة، المتمثلة في انخفاض كفاءة الضوء الأخضر في الثنائيات الباعثة للضوء (LED) القائمة على نيتريد الغاليوم (GaN)، بـ"فجوة الضوء الأخضر". والسبب الرئيسي هو عدم وجود مواد مناسبة لنمو الثنائيات الباعثة للضوء (LED) الخضراء. تتميز مواد سلسلة نيتريد الفوسفور والزرنيخ الموجودة بكفاءة منخفضة في طيف اللون الأصفر والأخضر. تُستخدم مواد إبيتاكسية حمراء أو زرقاء في صناعة مصابيح LED الخضراء. في ظل كثافة تيار منخفضة، ونظرًا لعدم وجود فقد في تحويل الفوسفور، تتمتع مصابيح LED الخضراء بكفاءة إضاءة أعلى من مصابيح LED الخضراء الزرقاء المُطعّمة بالفوسفور. وقد ذُكر أن كفاءتها الضوئية تصل إلى 291 لومن/واط عند تيار 1 مللي أمبير. مع ذلك، يكون انخفاض كفاءة الإضاءة الخضراء الناتج عن تأثير الانحدار ملحوظًا عند التيارات العالية. فمع زيادة كثافة التيار، تنخفض كفاءة الإضاءة بسرعة. عند تيار 350 مللي أمبير، تبلغ كفاءة الإضاءة 108 لومن/واط، بينما تنخفض إلى 66 لومن/واط عند تيار 1 أمبير.

بالنسبة للفوسفينات من النوع الثالث، أصبح انبعاث الضوء في النطاق الأخضر عائقًا أساسيًا أمام النظام المادي. ويعود سبب عدم كفاية تحديد حاملات الشحنة عند تغيير تركيبة AlInGaP لجعله ينبعث منه ضوء أخضر بدلًا من الأحمر أو البرتقالي أو الأصفر، إلى فجوة الطاقة المنخفضة نسبيًا للنظام المادي، مما يمنع إعادة التركيب الإشعاعي الفعال.

لذا، تتمثل طريقة تحسين كفاءة إضاءة مصابيح LED الخضراء فيما يلي: أولًا، دراسة كيفية تقليل تأثير الانحدار في ظل ظروف المواد المترسبة الحالية لتحسين كفاءة الإضاءة؛ ثانيًا، استخدام تحويل التألق الضوئي لمصابيح LED الزرقاء والفوسفور الأخضر لإصدار ضوء أخضر. تتيح هذه الطريقة الحصول على ضوء أخضر عالي الكفاءة الضوئية، والذي يمكن نظريًا أن يحقق كفاءة ضوئية أعلى من الضوء الأبيض الحالي. وهو ضوء أخضر غير تلقائي، ولا توجد به أي مشكلة في الإضاءة. قد تتجاوز كفاءة الضوء الأخضر الناتج بهذه الطريقة 340 لومن/واط، ولكنها لن تتجاوز 340 لومن/واط بعد دمجه مع الضوء الأبيض. ثالثًا، استمر في البحث وابحث عن مادة الترسيب الخاصة بك، وبهذه الطريقة فقط، هناك بصيص أمل في أنه بعد الحصول على ضوء أخضر أعلى بكثير من 340 لومن/واط، قد يكون الضوء الأبيض الناتج عن الألوان الأساسية الثلاثة للضوء الأحمر والأخضر والأزرق أعلى من حد كفاءة الإضاءة لرقائق LED البيضاء الزرقاء البالغ 340 لومن/واط.

3. مصباح LED فوق بنفسجيرقاقة + ثلاثة فوسفورات بألوان أساسية تصدر ضوءًا 

يتمثل العيب الرئيسي المتأصل في النوعين المذكورين أعلاه من مصابيح LED البيضاء في التوزيع المكاني غير المتجانس للسطوع واللون. فالضوء فوق البنفسجي غير مرئي للعين البشرية. لذلك، بعد خروجه من الشريحة، تمتصه الفوسفورات الثلاثة الأساسية للألوان في طبقة التغليف، ثم يتحول إلى ضوء أبيض بفعل خاصية التألق الضوئي للفوسفور، ليُشع بعد ذلك في الفضاء. وهذه هي ميزته الأكبر، فهو، كالمصابيح الفلورية التقليدية، خالٍ من أي تفاوت في اللون. مع ذلك، لا يمكن أن تتجاوز الكفاءة الضوئية النظرية لمصابيح LED البيضاء من نوع شريحة الأشعة فوق البنفسجية القيمة النظرية لمصابيح LED البيضاء من نوع الشريحة الزرقاء، ناهيك عن القيمة النظرية لمصابيح LED البيضاء من نوع RGB. ولكن، لا يمكن الحصول على مصابيح LED بيضاء تعمل بالأشعة فوق البنفسجية تقترب من كفاءة النوعين المذكورين أعلاه أو حتى تتجاوزها إلا من خلال تطوير فوسفورات ثلاثية الألوان أساسية عالية الكفاءة ومناسبة للإثارة بالأشعة فوق البنفسجية. كلما اقتربنا من مصباح LED ذي الضوء فوق البنفسجي الأزرق، كلما زادت احتمالية أن يكون الضوء الأبيض من نوع الأشعة فوق البنفسجية متوسطة الموجة وقصيرة الموجة غير ممكن.