1. Синий светодиодный чип + желто-зеленый люминофор, включая многоцветный люминофор.

 Желто-зеленый люминофорный слой поглощает частьсиний светСветодиодный чип генерирует фотолюминесценцию, а оставшаяся часть синего света от светодиодного чипа проходит через слой люминофора и сливается с желто-зеленым светом, излучаемым люминофором в различных точках пространства, в результате чего красный, зеленый и синий свет смешиваются, образуя белый свет. Таким образом, максимальное теоретическое значение эффективности преобразования фотолюминесценции люминофора, являющееся одним из показателей внешней квантовой эффективности, не превысит 75%; а максимальная скорость извлечения света из чипа может достигать лишь около 70%, поэтому теоретически максимальная светоотдача светодиода при синем и белом свете не превысит 340 лм/Вт, в то время как CREE в последние несколько лет достигла 303 лм/Вт. Если результаты испытаний точны, это заслуживает похвалы.

2. Сочетание красного, зеленого и синего цветов.RGB светодиодК таким типам относятся светодиоды RGBW и т.д.

 Три светодиода — красный (R-LED) + зеленый (G-LED) + синий (B-LED) — объединяются, и три основных цвета — красный, зеленый и синий — смешиваются в пространстве, образуя белый свет. Для получения высокоэффективного белого света таким способом, во-первых, светодиоды различных цветов, особенно зеленые светодиоды, должны быть высокоэффективными источниками света, что видно из концепции «белого света с равной энергией», в которой зеленый свет составляет около 69%. В настоящее время световая эффективность синих и красных светодиодов очень высока, с внутренней квантовой эффективностью, превышающей 90% и 95% соответственно, но внутренняя квантовая эффективность зеленых светодиодов значительно отстает. Это явление низкой эффективности зеленого света в светодиодах на основе GaN называется «зеленым световым зазором». Основная причина заключается в том, что для зеленых светодиодов еще не найдены собственные эпитаксиальные материалы. Существующие материалы на основе нитрида фосфора и мышьяка имеют низкую эффективность в желто-зеленом спектре. Для изготовления зеленых светодиодов используются эпитаксиальные материалы красного или синего цвета. При низкой плотности тока, поскольку отсутствуют потери на преобразование люминофора, зеленый светодиод обладает более высокой световой эффективностью, чем зеленый свет синего типа с добавлением люминофора. Сообщается, что его световая эффективность достигает 291 лм/Вт при токе 1 мА. Однако при большем токе наблюдается значительное снижение световой эффективности зеленого света из-за эффекта «просадки». При увеличении плотности тока световая эффективность быстро падает. При токе 350 мА световая эффективность составляет 108 лм/Вт. При токе 1 А световая эффективность снижается до 66 лм/Вт.

Для фосфинов III группы излучение света в зеленом диапазоне стало фундаментальным препятствием для данной материальной системы. Изменение состава AlInGaP с целью получения зеленого света вместо красного, оранжевого или желтого — приводящее к недостаточному ограничению носителей заряда — обусловлено относительно малой шириной запрещенной зоны материальной системы, что исключает эффективную радиационную рекомбинацию.

Таким образом, способы повышения светоэффективности зеленых светодиодов включают в себя: с одной стороны, изучение способов уменьшения эффекта «просадки» в условиях существующих эпитаксиальных материалов для повышения светоэффективности; с другой стороны, использование фотолюминесцентного преобразования синих светодиодов и зеленых люминофоров для излучения зеленого света. Этот метод позволяет получить зеленый свет с высокой светоотдачей, теоретически превосходящий по этому показателю белый свет. Он относится к несамопроизвольному зеленому свету, и проблем с освещением нет. Световой эффект зеленого света, полученный этим методом, может превышать 340 лм/Вт, но после добавления белого света он все еще не превысит 340 лм/Вт; с третьей стороны, необходимо продолжать исследования и поиск собственных эпитаксиальных материалов. Только таким образом появляется надежда, что после получения зеленого света со светоотдачей значительно выше 340 лм/Вт, белый свет, полученный путем объединения трех основных цветов — красного, зеленого и синего светодиодов, — сможет превзойти предел светоотдачи белых светодиодов с синими чипами, составляющий 340 лм/Вт.

3. Ультрафиолетовый светодиодчип + три основных цветовых люминофора излучают свет 

Основной недостаток двух вышеупомянутых типов белых светодиодов заключается в неравномерном пространственном распределении яркости и цветности. Ультрафиолетовый свет не воспринимается человеческим глазом. Поэтому после выхода из чипа ультрафиолетовый свет поглощается тремя основными цветовыми люминофорами инкапсулирующего слоя, преобразуется в белый свет за счет фотолюминесценции люминофора, а затем излучается в пространство. В этом заключается его главное преимущество: подобно традиционным люминесцентным лампам, он не имеет пространственной неравномерности цвета. Однако теоретическая световая эффективность ультрафиолетового чипового белого светодиода не может быть выше теоретического значения синего чипового белого светодиода, не говоря уже о теоретическом значении RGB-белого светодиода. Тем не менее, только путем разработки высокоэффективных трех основных люминофоров, подходящих для возбуждения ультрафиолетовым светом, можно получить ультрафиолетовые белые светодиоды, которые на данном этапе близки или даже превосходят по характеристикам два вышеупомянутых белых светодиода. Чем ближе светодиод к синему ультрафиолетовому излучению, тем меньше вероятность того, что он будет излучать белый свет от средневолнового и коротковолнового ультрафиолетового излучения.