સફેદ એલઇડી લાઇટિંગ માટે મુખ્ય તકનીકી માર્ગોનું વિશ્લેષણ

લાઇટિંગ માટે સફેદ એલઇડી માટે મુખ્ય તકનીકી માર્ગોનું વિશ્લેષણ

સફેદ એલઇડી પ્રકારો: લાઇટિંગ માટે સફેદ એલઇડી માટેના મુખ્ય તકનીકી માર્ગો છે: 1 વાદળી એલઇડી + ફોસ્ફર પ્રકાર; 2RGB LED પ્રકાર; 3 અલ્ટ્રાવાયોલેટ એલઇડી + ફોસ્ફર પ્રકાર

1. બ્લુ-એલઇડી ચિપ + પીળા-લીલા ફોસ્ફર પ્રકારમાં મલ્ટી-કલર ફોસ્ફર ડેરિવેટિવનો સમાવેશ થાય છે

પીળો-લીલો ફોસ્ફર સ્તર ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે એલઇડી ચિપના વાદળી પ્રકાશના એક ભાગને શોષી લે છે, અને એલઇડી ચિપમાંથી વાદળી પ્રકાશનો બીજો ભાગ ફોસ્ફર સ્તરને પ્રસારિત કરે છે અને ફોસ્ફર દ્વારા ઉત્સર્જિત પીળા-લીલા પ્રકાશ સાથે એકરૂપ થાય છે. અવકાશમાં વિવિધ બિંદુઓ, અને લાલ, લીલો અને વાદળી પ્રકાશ મિશ્રિત થઈને સફેદ પ્રકાશ બનાવે છે; આ રીતે, બાહ્ય ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતાઓમાંથી એકની ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ કન્વર્ઝન કાર્યક્ષમતાનું સર્વોચ્ચ સૈદ્ધાંતિક મૂલ્ય 75% થી વધુ નહીં હોય; અને ચિપ લ્યુમિનેસેન્સનો નિષ્કર્ષણ દર માત્ર 70% સુધી પહોંચી શકે છે, તેથી સૈદ્ધાંતિક રીતે, વાદળી પ્રકાશ સફેદ હોય છે. LED લાઇટની કાર્યક્ષમતા 340 Lm/W કરતાં વધી જશે નહીં, CREE પાછલા વર્ષોમાં 303Lm/W સુધી પહોંચી ગયું છે, અને જો પરીક્ષણ પરિણામો સચોટ હોય તો તે ઉજવણી કરવા યોગ્ય છે.

2, લાલ, લીલો અને વાદળી ત્રણ પ્રાથમિક રંગ સંયોજન RGB LED પ્રકાર સહિત RGBW-LED પ્રકાર, વગેરે.

R-LED (લાલ) + G-LED (લીલો) + B- LED (વાદળી) ત્રણેય LED ને જોડવામાં આવે છે, અને ત્રણ પ્રાથમિક રંગોનો લાલ, લીલો અને વાદળી પ્રકાશ સફેદ પ્રકાશ બનાવવા માટે જગ્યામાં સીધો ભળી જાય છે. આ રીતે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા સફેદ પ્રકાશનું ઉત્પાદન કરવા માટે, સૌ પ્રથમ, વિવિધ રંગોના એલઈડી, ખાસ કરીને લીલા એલઈડી, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા પ્રકાશ સ્ત્રોત હોવા જોઈએ, જે "ઊર્જા સફેદ પ્રકાશ"માંથી લગભગ 69% દૃશ્યમાન છે. હાલમાં, વાદળી અને લાલ એલઇડીની કાર્યક્ષમતા ઘણી ઊંચી છે, અને આંતરિક ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા અનુક્રમે 90% અને 95% થી વધુ છે, પરંતુ લીલા LEDs ની આંતરિક ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા ઘણી પાછળ છે. આવી GaN-આધારિત LED ગ્રીન લાઇટ કાર્યક્ષમ ન હોય તેવી ઘટનાને "ગ્રીન લાઇટ ગેપ" કહેવામાં આવે છે. મુખ્ય કારણ એ છે કે લીલા એલઇડીને તેની પોતાની એપિટેક્સિયલ સામગ્રી મળી નથી. હાલની ફોસ્ફરસ-આર્સેનિક નાઇટ્રાઇડ શ્રેણીની સામગ્રી પીળા-લીલા સ્પેક્ટ્રમ શ્રેણીમાં ઓછી કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે, અને લાલ પ્રકાશ અથવા વાદળી પ્રકાશ એપિટેક્સિયલ સામગ્રીનો ઉપયોગ લીલો LED બનાવવા માટે થાય છે. નીચી વર્તમાન ઘનતાની સ્થિતિમાં, ફોસ્ફર રૂપાંતરણ નુકશાનને કારણે લીલા LEDs વાદળી + ફોસ્ફર લીલા પ્રકાશ કરતાં વધુ તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. એવું નોંધવામાં આવે છે કે તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા 1 mA પર 291 Lm/W સુધી પહોંચે છે. જો કે, ડ્રૂપ ઇફેક્ટને કારણે લીલી લાઇટની પ્રકાશ અસર મોટા પ્રવાહ પર ઘણી ઓછી થાય છે, અને જ્યારે વર્તમાન ઘનતા વધે છે, ત્યારે પ્રકાશની અસર ઓછી થાય છે. ઝડપથી નીચું. 350 mA ના પ્રવાહ પર, તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા 108 Lm/W છે, અને 1 A ની સ્થિતિમાં, તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા ઘટીને 66 Lm/W થઈ જાય છે.

ગ્રુપ III ફોસ્ફાઇડ્સ માટે, લીલા પટ્ટીમાં પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરવું એ સામગ્રી સિસ્ટમ માટે મૂળભૂત અવરોધ બની જાય છે. AlInGaP ની રચનામાં ફેરફાર કરવાથી તે લાલ, નારંગી અથવા પીળાને બદલે લીલો બને છે - જે સામગ્રી સિસ્ટમના પ્રમાણમાં ઓછા ઉર્જા અંતરને કારણે અપર્યાપ્ત વાહક બંધનનું કારણ બને છે, અસરકારક રેડિયેટિવ રિકોમ્બિનેશનને દૂર કરે છે.

તેનાથી વિપરીત, ગ્રુપ III નાઇટ્રાઇડ્સ હાંસલ કરવા માટે વધુ મુશ્કેલ છે, પરંતુ મુશ્કેલી દુસ્તર નથી. આ સિસ્ટમ સાથે, ગ્રીન બેન્ડમાં પ્રકાશના વિસ્તરણને કારણે કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થવાનું કારણ બને તેવા બે પરિબળો છે: બાહ્ય ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા અને વિદ્યુત કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો. બાહ્ય ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો એ હકીકત પરથી પરિણમે છે કે લીલા LEDમાં GaN નું ઊંચું ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ હોય ​​છે, જેના કારણે પાવર કન્વર્ઝન રેટ ઘટે છે. બીજો ગેરલાભ એ છે કે ગ્રીન એલઇડી ઘટે છે કારણ કે ઇન્જેક્શન વર્તમાન ઘનતા વધે છે, જે ડ્રોપ અસર દ્વારા ફસાઈ જાય છે. ડ્રોપ ઇફેક્ટ વાદળી એલઇડીમાં પણ દેખાય છે, પરંતુ લીલા એલઇડીમાં તે વધુ મહત્ત્વપૂર્ણ છે, પરિણામે ઓપરેટિંગ કરંટ ઓછો થાય છે. જો કે, ડ્રોપ ઇફેક્ટના કારણ માટે ઘણા કારણો છે, માત્ર Auger સંયોજન જ નહીં, પણ ખોટી જગ્યા, વાહક ઓવરફ્લો અથવા ઇલેક્ટ્રોન લિકેજ. બાદમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ આંતરિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા ઉન્નત કરવામાં આવે છે.

તેથી, લીલા LEDs ની તેજસ્વી કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવાનો માર્ગ: એક તરફ, પ્રકાશ કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે હાલની એપિટેક્સિયલ સામગ્રીની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ડ્રોપ અસરને કેવી રીતે ઘટાડવી; બીજું પાસું, વાદળી એલઇડીનું ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ કન્વર્ઝન વત્તા લીલો ફોસ્ફર લીલો પ્રકાશ બહાર કાઢે છે, પદ્ધતિ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા લીલો પ્રકાશ મેળવી શકે છે, અને સૈદ્ધાંતિક રીતે વર્તમાન સફેદ પ્રકાશની અસર કરતાં વધુ હાંસલ કરી શકે છે, જે બિન-સ્વયંસ્ફુરિત લીલા પ્રકાશની છે, અને સ્પેક્ટ્રલ બ્રોડિંગને કારણે રંગની શુદ્ધતા ઘટે છે, જે પ્રદર્શન માટે પ્રતિકૂળ છે, પરંતુ સામાન્ય માટે રોશની સાથે કોઈ સમસ્યા નથી. આ પદ્ધતિ દ્વારા મેળવેલી લીલા પ્રકાશની અસર 340 Lm/W કરતાં વધુની શક્યતા ધરાવે છે, પરંતુ તે સફેદ પ્રકાશને સંયોજિત કર્યા પછી પણ 340 Lm/W કરતાં વધી જતી નથી. ત્રીજું, સંશોધન કરવાનું ચાલુ રાખો અને તેની પોતાની એપિટેક્સિયલ સામગ્રી શોધો, ફક્ત આ રીતે, એવી આશા છે કે 340 Lm/w કરતાં વધુ લીલો પ્રકાશ પ્રાપ્ત કરીને, લાલ, લીલો અને વાદળી ત્રણ પ્રાથમિક રંગના એલઇડી દ્વારા સંયુક્ત સફેદ પ્રકાશ હોઈ શકે છે. બ્લુ ચિપ ટાઇપ વ્હાઇટ LED 340 Lm/W ની પ્રકાશ કાર્યક્ષમતા મર્યાદા કરતાં વધુ.

3.UV LED ચિપ + ત્રણ પ્રાથમિક રંગની ફોસ્ફર લાઇટ

ઉપરોક્ત બે સફેદ LEDs ની મુખ્ય આંતરિક ખામી એ તેજસ્વીતા અને રંગીનતાનું અસમાન અવકાશી વિતરણ છે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ માનવ આંખને દેખાતો નથી. તેથી, ચિપમાંથી અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત થયા પછી, તે એન્કેપ્સ્યુલેટિંગ સ્તરના ત્રણ પ્રાથમિક રંગના ફોસ્ફોર્સ દ્વારા શોષાય છે, અને ફોસ્ફરનું ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ સફેદ પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે પછી અવકાશમાં ઉત્સર્જિત થાય છે. આ તેનો સૌથી મોટો ફાયદો છે, પરંપરાગત ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ્સની જેમ, તેમાં અવકાશી રંગની અસમાનતા નથી. જો કે, અલ્ટ્રાવાયોલેટ ચિપ ટાઇપ વ્હાઇટ LED ની સૈદ્ધાંતિક પ્રકાશ અસર વાદળી ચિપ પ્રકારના સફેદ પ્રકાશના સૈદ્ધાંતિક મૂલ્ય કરતાં વધુ હોઈ શકતી નથી, અને તે RGB પ્રકારના સફેદ પ્રકાશના સૈદ્ધાંતિક મૂલ્ય કરતાં વધુ હોવાની શક્યતા ઓછી છે. જો કે, અલ્ટ્રાવાયોલેટ લાઇટ ઉત્તેજના માટે યોગ્ય ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા ટ્રાઇક્રોમેટિક ફોસ્ફોર્સના વિકાસ દ્વારા જ અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ પ્રકારના સફેદ એલઇડી મેળવવાનું શક્ય છે જે વર્તમાન બે સફેદ એલઇડીની નજીક છે અથવા તેનાથી પણ વધુ કાર્યક્ષમ છે. વાદળી-પ્રકાશ અલ્ટ્રાવાયોલેટ એલઇડીની નજીક, શક્યતા મધ્યમ-તરંગ અને ટૂંકા-તરંગ અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકારના સફેદ એલઇડી જેટલી મોટી છે, તેટલી અશક્ય છે.