1. 青色LEDチップ＋黄緑色蛍光体タイプ（多色蛍光体誘導体タイプを含む）

 黄緑色の蛍光体層は、青色光LEDチップから発せられる青色光の残りの一部は蛍光体層から透過し、空間内のさまざまな地点で蛍光体が発する黄緑色の光と融合し、赤、緑、青の光が混ざり合って白色光を形成します。このように、外部量子効率の1つである蛍光体発光変換効率の理論上の最高値は75％を超えることはありません。チップからの最高の光抽出率は約70％にしか達しないため、理論上、青白色光のLEDの最高の発光効率は340 Lm / Wを超えることはなく、CREEは過去数年間で303 Lm / Wに達しました。テスト結果が正確であれば、祝う価値があります。

2. 赤、緑、青の組み合わせRGB LEDタイプにはRGBW-LEDタイプなどがあります。

 R-LED（赤）+ G-LED（緑）+ B-LED（青）の3つの発光ダイオードを組み合わせ、赤、緑、青の3原色が空間で直接混合されて白色光を形成します。このように高効率の白色光を生成するためには、まず各色のLED、特に緑色LEDが高効率光源でなければなりません。これは、緑色光が約69％を占める「等エネルギー白色光」から明らかです。現在、青色LEDと赤色LEDの発光効率は非常に高く、内部量子効率はそれぞれ90％と95％を超えていますが、緑色LEDの内部量子効率ははるかに遅れています。GaN系LEDの緑色光効率が低いこの現象は「緑色光ギャップ」と呼ばれています。主な理由は、緑色LEDが独自のエピタキシャル材料を見つけていないことです。既存のリン窒化ヒ素系材料は、黄緑色スペクトルでの効率が低いです。緑色LEDの製造には、赤色または青色のエピタキシャル材料が使用されます。電流密度が低い条件下では、蛍光体変換損失がないため、緑色LEDは青色+蛍光体タイプの緑色光よりも高い発光効率を持ちます。1mAの電流条件下では、その発光効率は291Lm/Wに達すると報告されています。しかし、より大きな電流下では、ドループ効果によって引き起こされる緑色光の光効率の低下が顕著です。電流密度が増加すると、光効率は急速に低下します。350mAの電流では、光効率は108Lm/Wです。1Aの条件下では、光効率は低下します。66Lm/Wまで。

III族ホスフィンの場合、緑色バンドへの発光は材料システムにとって根本的な障害となっている。AlInGaPの組成を変えて、赤色、オレンジ色、黄色ではなく緑色の光を発光させると、材料システムのエネルギーギャップが比較的低く、有効な放射再結合が阻害されるため、キャリア制限が不十分となる。

したがって、緑色 LED の光効率を向上させる方法は、1 つには、既存のエピタキシャル材料の条件下でドループ効果を低減して光効率を向上させる方法を研究します。2 つ目に、青色 LED と緑色蛍光体のフォトルミネッセンス変換を利用して緑色光を放出します。この方法は、高発光効率の緑色光を得ることができ、理論的には現在の白色光よりも高い発光効率を実現できます。これは非自発的な緑色光に属し、点灯に問題はありません。この方法で得られる緑色光の効果は 340 Lm/W を超える可能性がありますが、白色光を組み合わせた後でも 340 Lm/W を超えることはありません。3 つ目に、研究を続けて独自のエピタキシャル材料を見つけます。このようにして、340 Lm/w をはるかに超える緑色光を得た後、赤、緑、青の LED の 3 原色を組み合わせた白色光が、青色チップ白色 LED の発光効率限界である 340 Lm/W を超える可能性があるという希望の光があります。

3. 紫外線LEDチップ+三原色蛍光体が発光 

上記2種類の白色LEDの主な固有の欠陥は、輝度と色度の空間分布が不均一であることです。紫外線は人間の目には知覚できません。そのため、チップから出た紫外線は封止層の3原色蛍光体に吸収され、蛍光体の発光によって白色光に変換されて空間に放出されます。これが最大の利点であり、従来の蛍光灯と同様に、空間的な色ムラがありません。しかし、紫外線チップ型白色LEDの理論的な発光効率は、RGB型白色光の理論値はもちろんのこと、青色チップ型白色光の理論値よりも高くすることはできません。しかし、現段階では、紫外線励起に適した高効率3原色蛍光体の開発によってのみ、上記2種類の白色LEDに近い、あるいはそれ以上の紫外線白色LEDを実現することができます。青色紫外線LEDに近ければ近いほど、その可能性は大きくなります。中波・短波紫外線型の白色LEDは不可能です。