ประเภท LED สีขาว:เส้นทางเทคนิคหลักของ LED สีขาวสำหรับการให้แสงสว่างคือ: ① LED สีน้ำเงิน + ชนิดฟอสเฟอร์; ②ประเภท LED RGB; ③ ชนิด LED Ultraviolet + ฟอสเฟอร์.

1. ไฟสีฟ้า – ชิป LED + ฟอสเฟอร์ชนิดสีเหลืองเขียว รวมถึงอนุพันธ์ฟอสเฟอร์หลากสีและประเภทอื่นๆ

ชั้นฟอสเฟอร์สีเหลืองเขียวจะดูดซับแสงสีน้ำเงินบางส่วนจากชิป LED เพื่อสร้างโฟโตลูมิเนสเซนซ์ แสงสีน้ำเงินอีกส่วนหนึ่งจากชิป LED จะถูกส่งผ่านชั้นฟอสเฟอร์และรวมเข้ากับแสงสีเหลืองเขียวที่ปล่อยออกมาจากฟอสเฟอร์ในจุดต่างๆ ในพื้นที่ แสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินผสมกันเพื่อสร้างแสงสีขาว ในวิธีนี้ ค่าทางทฤษฎีสูงสุดของประสิทธิภาพการแปลงโฟโตลูมิเนสเซนซ์ของฟอสเฟอร์ ซึ่งเป็นหนึ่งในประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก จะไม่เกิน 75% และอัตราการสกัดแสงสูงสุดจากชิปสามารถเข้าถึงได้เพียงประมาณ 70% ดังนั้น ตามทฤษฎีแล้ว ประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุดของ LED แสงสีขาวประเภทสีน้ำเงินจะไม่เกิน 340 ลูมิเนสเซนซ์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา CREE ได้ถึง 303 ลูมิเนสเซนซ์ หากผลการทดสอบมีความแม่นยำ ก็สมควรได้รับการยกย่อง

2. การผสมสีหลักสามสี คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินประเภท LED RGBรวมประเภท LED RGBWฯลฯ

R-LED (สีแดง) + G-LED (สีเขียว) + B-LED (สีน้ำเงิน) ไดโอดเปล่งแสงสามตัวถูกผสมเข้าด้วยกันและแสงสีหลักสามสี ได้แก่ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินที่เปล่งออกมาจะถูกผสมโดยตรงในพื้นที่เพื่อสร้างแสงสีขาว เพื่อผลิตแสงสีขาวที่มีประสิทธิภาพสูงในลักษณะนี้ ก่อนอื่น LED ของสีต่างๆ โดยเฉพาะ LED สีเขียว จะต้องเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพ สิ่งนี้สามารถเห็นได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแสงสีเขียวคิดเป็นประมาณ 69% ของ "แสงสีขาวไอโซเอเนอร์ยี" ในปัจจุบันประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สีน้ำเงินและสีแดงนั้นสูงมาก โดยประสิทธิภาพควอนตัมภายในเกิน 90% และ 95% ตามลำดับ แต่ประสิทธิภาพควอนตัมภายในของ LED สีเขียวนั้นล้าหลังอยู่มาก ปรากฏการณ์ประสิทธิภาพแสงสีเขียวต่ำของ LED ที่ใช้ GaN นี้เรียกว่า "ช่องว่างแสงสีเขียว" เหตุผลหลักคือ LED สีเขียวยังไม่พบวัสดุเอพิแทกเซียลของตัวเอง วัสดุซีรีส์ฟอสฟอรัสอาร์เซนิกไนไตรด์ที่มีอยู่มีประสิทธิภาพต่ำมากในช่วงสเปกตรัมสีเหลือง-เขียว อย่างไรก็ตาม การใช้สารเอพิแทกเซียลสีแดงหรือสีน้ำเงินเพื่อสร้าง LED สีเขียวจะอยู่ภายใต้เงื่อนไขความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่า เนื่องจากไม่มีการสูญเสียการแปลงฟอสเฟอร์ LED สีเขียวจึงมีประสิทธิภาพการส่องสว่างที่สูงกว่าแสงสีน้ำเงิน + ฟอสเฟอร์สีเขียว มีรายงานว่าประสิทธิภาพการส่องสว่างจะถึง 291Lm/W ภายใต้สภาวะกระแสไฟฟ้า 1mA อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการส่องสว่างของแสงสีเขียวที่เกิดจากเอฟเฟกต์ Droop จะลดลงอย่างมากที่กระแสไฟฟ้าที่มากขึ้น เมื่อความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะลดลงอย่างรวดเร็ว ที่กระแสไฟฟ้า 350mA ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะอยู่ที่ 108Lm/W ภายใต้สภาวะ 1A ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะลดลงเหลือ 66Lm/W

สำหรับฟอสไฟด์กลุ่ม III การเปล่งแสงเข้าไปในแถบสีเขียวได้กลายมาเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับระบบวัสดุ การเปลี่ยนองค์ประกอบของ AlInGaP เพื่อให้เปล่งแสงสีเขียวแทนที่จะเป็นสีแดง สีส้ม หรือสีเหลือง ส่งผลให้การกักเก็บตัวพาไม่เพียงพอเนื่องจากช่องว่างพลังงานของระบบวัสดุค่อนข้างต่ำ ซึ่งทำให้การรวมตัวของการแผ่รังสีมีประสิทธิภาพลดลง

ในทางตรงกันข้าม ไนไตรด์ III นั้นมีความยากลำบากมากกว่าในการบรรลุประสิทธิภาพสูง แต่ความยากลำบากนั้นก็ไม่ใช่สิ่งที่เกินความสามารถ การใช้ระบบนี้ การขยายแสงไปยังแถบแสงสีเขียว มีปัจจัยสองประการที่จะทำให้ประสิทธิภาพลดลง ได้แก่ การลดลงของประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกและประสิทธิภาพทางไฟฟ้า การลดลงของประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกนั้นมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแม้ว่าช่องว่างแถบสีเขียวจะต่ำกว่า แต่ LED สีเขียวใช้แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าสูงของ GaN ซึ่งทำให้อัตราการแปลงพลังงานลดลง ข้อเสียประการที่สองคือ LED สีเขียวจะลดลงเมื่อความหนาแน่นของกระแสฉีดเพิ่มขึ้น และถูกกักไว้โดยเอฟเฟกต์การหย่อนคล้อย เอฟเฟกต์การหย่อนคล้อยยังเกิดขึ้นใน LED สีน้ำเงิน แต่ผลกระทบของเอฟเฟกต์นี้จะมีมากขึ้นใน LED สีเขียว ส่งผลให้ประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้าทำงานแบบเดิมลดลง อย่างไรก็ตาม มีการคาดเดามากมายเกี่ยวกับสาเหตุของเอฟเฟกต์การหย่อนคล้อย ไม่ใช่แค่การรวมตัวของออเกอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเคลื่อนตัว การล้นของพาหะ หรือการรั่วไหลของอิเล็กตรอน ซึ่งอย่างหลังนี้ได้รับการปรับปรุงด้วยสนามไฟฟ้าภายในแรงดันสูง

ดังนั้นวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพแสงของ LED สีเขียว: ในแง่หนึ่ง ศึกษาว่าจะลดเอฟเฟกต์ Droop ภายใต้เงื่อนไขของวัสดุเอพิแทกเซียลที่มีอยู่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพแสงได้อย่างไร ในอีกแง่หนึ่ง ใช้การแปลงโฟโตลูมิเนสเซนซ์ของ LED สีน้ำเงินและฟอสเฟอร์สีเขียวเพื่อปล่อยแสงสีเขียว วิธีนี้สามารถได้รับแสงสีเขียวประสิทธิภาพสูง ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถบรรลุประสิทธิภาพแสงที่สูงกว่าแสงสีขาวในปัจจุบันได้ แสงสีเขียวไม่ใช่แสงสีเขียวที่เกิดขึ้นเอง และความบริสุทธิ์ของสีที่ลดลงอันเนื่องมาจากการขยายสเปกตรัมนั้นไม่เอื้ออำนวยต่อการแสดงผล แต่ไม่เหมาะสำหรับคนทั่วไป ไม่มีปัญหาในการให้แสงสว่าง ประสิทธิภาพของแสงสีเขียวที่ได้จากวิธีนี้มีความเป็นไปได้ที่จะมากกว่า 340 Lm/W แต่จะยังคงไม่เกิน 340 Lm/W หลังจากรวมกับแสงสีขาว ประการที่สาม ให้ค้นคว้าต่อไปและค้นหาวัสดุเอพิแทกเซียลของคุณเอง ด้วยวิธีนี้ มีความหวังอยู่บ้าง การได้รับแสงสีเขียวที่สูงกว่า 340 ลูเมนต่อวัตต์ ทำให้แสงสีขาวที่ผสมผสานกับ LED สีหลักสามสี คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน สามารถสูงกว่าขีดจำกัดประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สีขาวประเภทชิปสีน้ำเงินที่ 340 ลูเมนต่อวัตต์

3. ไฟแอลอีดีอัลตราไวโอเลตชิป + ฟอสเฟอร์สามสีหลักเปล่งแสง

ข้อบกพร่องหลักโดยธรรมชาติของ LED สีขาวสองประเภทข้างต้นคือการกระจายความสว่างและสีสันในเชิงพื้นที่ที่ไม่สม่ำเสมอ แสงอุลตราไวโอเลตไม่สามารถรับรู้ได้ด้วยตาเปล่าของมนุษย์ ดังนั้น หลังจากแสงอุลตราไวโอเลตออกจากชิปแล้ว แสงดังกล่าวจะถูกดูดซับโดยฟอสเฟอร์สีหลักสามสีในชั้นบรรจุภัณฑ์ และถูกแปลงเป็นแสงสีขาวโดยการเรืองแสงของฟอสเฟอร์ จากนั้นจึงปล่อยออกสู่อวกาศ นี่คือข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุด เช่นเดียวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบดั้งเดิม แสงอุลตราไวโอเลตไม่มีความไม่สม่ำเสมอของสีในเชิงพื้นที่ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพแสงเชิงทฤษฎีของ LED สีขาวชิปอุลตราไวโอเลตไม่สามารถสูงกว่าค่าเชิงทฤษฎีของแสงสีขาวชิปสีน้ำเงินได้ ไม่ต้องพูดถึงค่าเชิงทฤษฎีของแสงสีขาว RGB อย่างไรก็ตาม การพัฒนาฟอสเฟอร์สามสีหลักประสิทธิภาพสูงที่เหมาะสำหรับการกระตุ้นด้วยแสงอุลตราไวโอเลตเท่านั้นที่จะทำให้เราได้ LED สีขาวอุลตราไวโอเลตที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงหรือดีกว่า LED สีขาวสองประเภทข้างต้นในขั้นตอนนี้ ยิ่ง LED สีขาวอุลตราไวโอเลตใกล้เคียงกับสีน้ำเงินมากเท่าไร ก็ยิ่งมีโอกาสมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้นเท่าใด การใช้ LED สีขาวประเภท UV คลื่นปานกลางและคลื่นสั้นก็ยิ่งเป็นไปไม่ได้