סוגי LED לבנים: המסלולים הטכניים העיקריים של LED לבן לתאורה הם: ① LED כחול + סוג זרחן;②סוג LED RGB;③ LED אולטרה סגול + סוג זרחן.

1. אור כחול – שבב LED + סוג זרחן צהוב-ירוק כולל נגזרות זרחן רב-צבעוניות וסוגים נוספים.

שכבת הזרחן הצהובה-ירוקה סופגת חלק מהאור הכחול משבב ה-LED כדי לייצר פוטו-לומינסנציה.החלק השני של האור הכחול משבב ה-LED מועבר דרך שכבת הזרחן ומתמזג עם האור הצהוב-ירוק הנפלט מהזרחן בנקודות שונות בחלל.האורות האדומים, הירוקים והכחולים מעורבים ליצירת אור לבן;בשיטה זו, הערך התיאורטי הגבוה ביותר של יעילות המרה של פוטו-luminescence של זרחן, אחת מהיעילות הקוונטית החיצונית, לא יעלה על 75%;וקצב חילוץ האור המרבי מהשבב יכול להגיע רק לכ-70%.לכן, תיאורטית, אור לבן מסוג כחול יעילות האור המקסימלית של LED לא תעלה על 340 Lm/W.בשנים האחרונות, CREE הגיע ל-303Lm/W.אם תוצאות הבדיקה מדויקות, כדאי לחגוג.

2. אדום, ירוק וכחול שילוב שלושה צבעים ראשונייםסוגי LED RGBלִכלוֹלRGBW- סוגי LED, וכו.

R-LED (אדום) + G-LED (ירוק) + B-LED (כחול) שלוש דיודות פולטות אור משולבות יחד, ושלושת צבעי היסוד של אור אדום, ירוק וכחול הנפלטים מתערבבים ישירות בחלל ליצירת לבן אוֹר.על מנת להפיק בדרך זו אור לבן בעל יעילות גבוהה, קודם כל, נורות לד בצבעים שונים, בעיקר לדים ירוקים, חייבים להיות מקורות אור יעילים.ניתן לראות זאת מהעובדה שאור ירוק מהווה כ-69% ​​מהאור הלבן של איזו-אנרגיה.נכון לעכשיו, יעילות האור של נורות LED כחולות ואדומות הייתה גבוהה מאוד, עם יעילות קוונטית פנימית העולה על 90% ו-95% בהתאמה, אך היעילות הקוונטית הפנימית של נוריות LED ירוקות מפגרת הרחק מאחור.תופעה זו של יעילות נמוכה של אור ירוק של נוריות LED מבוססות GaN נקראת "פער האור הירוק".הסיבה העיקרית היא שנורות לד ירוקות עדיין לא מצאו חומרים אפיטקסיאליים משלהן.החומרים הקיימים מסדרת הזרחן ארסן ניטריד הם בעלי יעילות נמוכה מאוד בטווח הספקטרום הצהוב-ירוק.עם זאת, שימוש בחומרים אפיטקסיאליים אדומים או כחולים לייצור נוריות LED ירוקות יהיה בתנאי צפיפות זרם נמוכים יותר, מכיוון שאין אובדן המרת זרחן, ל-LED ירוק יש יעילות זוהרת גבוהה יותר מאשר אור כחול + זרחני ירוק.דווח כי יעילות האור שלו מגיעה ל-291Lm/W בתנאי זרם של 1mA.עם זאת, יעילות האור של אור ירוק הנגרמת על ידי אפקט Droop יורדת משמעותית בזרמים גדולים יותר.כאשר צפיפות הזרם עולה, יעילות האור יורדת במהירות.בזרם של 350mA, יעילות האור היא 108Lm/W.בתנאי 1A, יעילות האור פוחתת.עד 66Lm/W.

עבור פוספידים מקבוצה III, פליטת אור לרצועה הירוקה הפכה למכשול מהותי עבור מערכות החומר.שינוי ההרכב של AlInGaP כך שהוא פולט ירוק ולא אדום, כתום או צהוב גורם לכליאת נשא לא מספקת בגלל פער האנרגיה הנמוך יחסית של מערכת החומר, המונע ריקומבינציה קרינה יעילה.

לעומת זאת, ל-III-nitrids קשה יותר להגיע ליעילות גבוהה, אך הקשיים אינם בלתי עבירים.באמצעות מערכת זו, הרחבת האור לרצועת האור הירוק, שני גורמים שיגרמו לירידה ביעילות הם: הירידה ביעילות הקוונטית החיצונית וביעילות החשמלית.הירידה ביעילות הקוונטית החיצונית נובעת מהעובדה שלמרות שהפער בפס הירוק נמוך יותר, נוריות LED ירוקות משתמשות במתח קדימה גבוה של GaN, מה שגורם לירידה בקצב המרת ההספק.החיסרון השני הוא שהנורית הירוקה פוחתת ככל שצפיפות זרם ההזרקה עולה ונלכדת על ידי אפקט הצניחות.אפקט ה-Drop מתרחש גם בנורות LED כחולות, אך ההשפעה שלו גדולה יותר בנורות LED ירוקות, וכתוצאה מכך יעילות זרם הפעלה קונבנציונלית נמוכה יותר.עם זאת, ישנן השערות רבות לגבי הגורמים לאפקט הצניחות, לא רק ריקומבינציה אוגר - הן כוללות נקע, הצפת נושא או דליפת אלקטרונים.זה האחרון משופר על ידי שדה חשמלי פנימי במתח גבוה.

לכן, הדרך לשפר את יעילות האור של נוריות LED ירוקות: מצד אחד, למד כיצד להפחית את אפקט ה-Drop בתנאים של חומרים אפיטקסיאליים קיימים כדי לשפר את יעילות האור;מצד שני, השתמשו בהמרת הפוטו-לומינסנציה של נוריות LED כחולות וזרחנים ירוקים כדי לפלוט אור ירוק.שיטה זו יכולה להשיג אור ירוק ביעילות גבוהה, אשר באופן תיאורטי יכול להשיג יעילות אור גבוהה יותר מהאור הלבן הנוכחי.זהו אור ירוק שאינו ספונטני, והירידה בטוהר הצבע הנגרמת מהרחבת הספקטרלית שלו אינה חיובית עבור תצוגות, אך היא אינה מתאימה לאנשים רגילים.אין בעיה לתאורה.ליעילות האור הירוק המתקבלת בשיטה זו יש אפשרות להיות גדולה מ-340 lm/W, אך היא עדיין לא תעלה על 340 lm/W לאחר שילוב עם אור לבן.שלישית, המשך לחקור ולמצוא חומרים אפיטקסיאליים משלך.רק כך, יש שביב של תקווה.על ידי השגת אור ירוק הגבוה מ-340 lm/w, האור הלבן בשילוב שלושת נוריות ה-LED בצבעי עיקריים של אדום, ירוק וכחול יכול להיות גבוה ממגבלת יעילות האור של 340 lm/w של נוריות אור לבן מסוג שבב כחול. .W.

3. LED אולטרה סגולשבב + שלושה זרחנים צבעוניים פולטים אור.

הפגם הטבוע העיקרי של שני הסוגים הנ"ל של נוריות לבנים לבנות הוא חלוקה מרחבית לא אחידה של זוהר וצבעוניות.אור אולטרה סגול אינו יכול להיתפס על ידי העין האנושית.לכן, לאחר יציאת האור האולטרה סגול מהשבב, הוא נספג בשלושת זרחני הצבע הראשוניים בשכבת האריזה, ומומר לאור לבן על ידי הפוטו-לומינסנציה של הזרחנים, ואז נפלט לחלל.זהו היתרון הגדול ביותר שלה, בדיוק כמו מנורות פלורסנט מסורתיות, אין לה אי אחידות צבע מרחבית.עם זאת, יעילות האור התיאורטית של LED אור לבן שבב אולטרה סגול לא יכולה להיות גבוהה מהערך התיאורטי של אור לבן שבב כחול, שלא לדבר על הערך התיאורטי של אור לבן RGB.עם זאת, רק באמצעות פיתוח של זרחנים תלת-ראשוניים צבעוניים בעלי יעילות גבוהה המתאימים לעירור אולטרה סגול, נוכל להשיג בשלב זה נוריות לבנים אולטרה סגולות הקרובות או אפילו יעילות יותר משתי הלד הלבנות הנ"ל.ככל שהנוריות האולטרה-סגולות הכחולות קרובות יותר, כך גדל הסיכוי שהן.ככל שהוא גדול יותר, נוריות ה-UV הלבנות מסוג גל בינוני וקצר אינן אפשריות.