1. ชิป LED สีน้ำเงิน + ชนิดฟอสเฟอร์สีเหลืองเขียว รวมถึงชนิดอนุพันธ์ฟอสเฟอร์หลากสี

 ชั้นฟอสเฟอร์สีเหลืองเขียวจะดูดซับส่วนหนึ่งของแสงสีฟ้าของชิป LED เพื่อสร้างแสงเรืองแสง โดยแสงสีน้ำเงินส่วนหนึ่งจากชิป LED จะถูกส่งออกมาจากชั้นฟอสเฟอร์และรวมเข้ากับแสงสีเหลือง-เขียวที่ปล่อยออกมาจากฟอสเฟอร์ ณ จุดต่างๆ ในพื้นที่ และแสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินจะถูกผสมกันจนเกิดเป็นแสงสีขาว ด้วยวิธีนี้ ประสิทธิภาพการแปลงแสงเรืองแสงของฟอสเฟอร์ตามทฤษฎีสูงสุด ซึ่งเป็นหนึ่งในประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก จะไม่เกิน 75% และอัตราการดึงแสงสูงสุดจากชิปจะอยู่ที่ประมาณ 70% เท่านั้น ดังนั้นในทางทฤษฎี แสงสีน้ำเงิน-ขาว ประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุดของ LED จะไม่เกิน 340 ลูเมนต่อวัตต์ และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา CREE มีประสิทธิภาพการส่องสว่างถึง 303 ลูเมนต่อวัตต์ หากผลการทดสอบมีความถูกต้อง ก็ถือเป็นเรื่องที่น่ายกย่อง

2. การผสมผสานของสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินไฟ LED RGBประเภทได้แก่ประเภท RGBW-LED เป็นต้น

 ไดโอดเปล่งแสงสามตัวของ R-LED (สีแดง) + G-LED (สีเขียว) + B-LED (สีน้ำเงิน) ถูกรวมเข้าด้วยกัน และสีหลักสามสี ได้แก่ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน จะถูกผสมกันโดยตรงในอวกาศเพื่อสร้างแสงสีขาวที่มีประสิทธิภาพสูงในลักษณะนี้ ประการแรก LED ที่มีสีต่างๆ โดยเฉพาะ LED สีเขียว จะต้องเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งเห็นได้จาก "แสงสีขาวพลังงานเท่ากัน" ซึ่งแสงสีเขียวคิดเป็นประมาณ 69% ปัจจุบันประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สีน้ำเงินและสีแดงสูงมาก โดยมีประสิทธิภาพควอนตัมภายในมากกว่า 90% และ 95% ตามลำดับ แต่ประสิทธิภาพควอนตัมภายในของ LED สีเขียวยังห่างไกลจากความเป็นจริง ปรากฏการณ์ประสิทธิภาพแสงสีเขียวต่ำของ LED ที่ใช้ GaN นี้เรียกว่า "ช่องว่างแสงสีเขียว" สาเหตุหลักคือ LED สีเขียวยังไม่พบวัสดุอิพิแทกเซียลของตัวเอง วัสดุในซีรีส์ฟอสฟอรัสอาร์เซนิกไนไตรด์ที่มีอยู่ในปัจจุบันมีประสิทธิภาพต่ำในสเปกตรัมสีเหลือง-เขียว วัสดุอิพิแทกเซียลสีแดงหรือสีน้ำเงินถูกนำมาใช้ในการผลิต LED สีเขียว ภายใต้สภาวะที่มีความหนาแน่นกระแสต่ำ เนื่องจากไม่มีการสูญเสียการแปลงฟอสเฟอร์ LED สีเขียวจึงมีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงกว่าแสงสีเขียวแบบสีน้ำเงิน + ฟอสเฟอร์ มีรายงานว่าประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สีเขียวจะสูงถึง 291 ลูเมน/วัตต์ ภายใต้สภาวะที่มีกระแส 1 มิลลิแอมป์ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการส่องสว่างของแสงสีเขียวที่ลดลงเนื่องจากปรากฏการณ์ Droop ภายใต้กระแสที่มากขึ้นนั้นมีนัยสำคัญ เมื่อความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะลดลงอย่างรวดเร็ว ที่กระแส 350 มิลลิแอมป์ ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะอยู่ที่ 108 ลูเมน/วัตต์ ภายใต้สภาวะที่มีกระแส 1 แอมแปร์ ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะลดลงเหลือ 66 ลูเมน/วัตต์

สำหรับฟอสฟีน III การเปล่งแสงไปยังแถบสีเขียวกลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อระบบวัสดุ การเปลี่ยนองค์ประกอบของ AlInGaP ให้เปล่งแสงสีเขียวแทนที่จะเป็นสีแดง สีส้ม หรือสีเหลือง ส่งผลให้ข้อจำกัดของตัวพาแสงไม่เพียงพอ เกิดจากช่องว่างพลังงานที่ค่อนข้างต่ำของระบบวัสดุ ซึ่งทำให้การรวมตัวของรังสีมีประสิทธิภาพลดลง

ดังนั้น วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพแสงของ LED สีเขียว: ในด้านหนึ่ง ศึกษาวิธีการลด Droop effect ภายใต้เงื่อนไขของวัสดุ epitaxial ที่มีอยู่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพแสง ในด้านที่สอง ใช้การแปลงโฟโตลูมิเนสเซนซ์ของ LED สีน้ำเงินและฟอสเฟอร์สีเขียวเพื่อเปล่งแสงสีเขียว วิธีการนี้สามารถให้แสงสีเขียวที่มีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถให้ประสิทธิภาพการส่องสว่างที่สูงกว่าแสงสีขาวในปัจจุบันได้ วิธีนี้จัดอยู่ในประเภทแสงสีเขียวที่ไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ไม่มีปัญหาในการให้แสง ผลของแสงสีเขียวที่ได้จากวิธีการนี้อาจมากกว่า 340 ลูเมนต่อวัตต์ แต่จะยังคงไม่เกิน 340 ลูเมนต่อวัตต์หลังจากผสมแสงสีขาว ประการที่สาม ค้นคว้าและค้นหาวัสดุ epitaxial ของคุณเองต่อไป เพียงเท่านี้ก็มีความหวังริบหรี่ว่าหลังจากได้แสงสีเขียวที่สูงกว่า 340 ลูเมนต่อวัตต์ แสงสีขาวที่ผสมด้วย LED สีหลักสามสี ได้แก่ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน อาจมีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงกว่าขีดจำกัดของ LED สีขาวชิปสีน้ำเงินที่ 340 ลูเมนต่อวัตต์

3. ไฟ LED อัลตราไวโอเลตชิป + ฟอสเฟอร์สีหลักสามสีเปล่งแสง 

ข้อบกพร่องหลักโดยธรรมชาติของหลอด LED สีขาวสองประเภทข้างต้นคือการกระจายความส่องสว่างและความเข้มของสีที่ไม่สม่ำเสมอในเชิงพื้นที่ แสงอัลตราไวโอเลตไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ดังนั้น หลังจากที่แสงอัลตราไวโอเลตออกจากชิปแล้ว แสงจะถูกดูดซับโดยฟอสเฟอร์สีหลักสามสีของชั้นห่อหุ้ม แล้วเปลี่ยนเป็นแสงสีขาวโดยการเรืองแสงของฟอสเฟอร์ แล้วจึงปล่อยออกสู่อวกาศ นี่คือข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุด เช่นเดียวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ทั่วไป แสงอัลตราไวโอเลตไม่มีความไม่สม่ำเสมอของสีในเชิงพื้นที่ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการส่องสว่างตามทฤษฎีของหลอด LED สีขาวแบบชิปอัลตราไวโอเลตไม่สามารถสูงกว่าค่าทางทฤษฎีของแสงสีขาวแบบชิปสีน้ำเงินได้ ยิ่งไม่ต้องพูดถึงค่าทางทฤษฎีของแสงสีขาวแบบ RGB อีกด้วย อย่างไรก็ตาม การพัฒนาฟอสเฟอร์ปฐมภูมิสามชนิดประสิทธิภาพสูงที่เหมาะสมสำหรับการกระตุ้นด้วยแสงอัลตราไวโอเลตเท่านั้น จึงจะทำให้ได้หลอด LED สีขาวอัลตราไวโอเลตที่มีค่าใกล้เคียงหรือสูงกว่าหลอด LED สีขาวสองประเภทข้างต้นในขั้นตอนนี้ ยิ่ง LED แสงอัลตราไวโอเลตสีน้ำเงินอยู่ใกล้กับเท่าไร ความเป็นไปได้ที่ LED แสงสีขาวขนาดใหญ่ของประเภทอัลตราไวโอเลตคลื่นกลางและคลื่นสั้นก็ยิ่งเป็นไปไม่ได้