प्रकाश व्यवस्था के लिए सफेद एलईडी के मुख्य तकनीकी मार्गों का विश्लेषण
सफेद एलईडी प्रकार: प्रकाश व्यवस्था के लिए सफेद एलईडी के मुख्य तकनीकी मार्ग हैं: 1 नीली एलईडी + फॉस्फोर प्रकार; 2RGB एलईडी प्रकार; 3 पराबैंगनी एलईडी + फॉस्फोर प्रकार
1. ब्लू-एलईडी चिप + पीले-हरे फॉस्फोर प्रकार में बहु-रंग फॉस्फोर व्युत्पन्न शामिल है
पीली-हरी फॉस्फोर परत फोटोल्यूमिनसेंस उत्पन्न करने के लिए एलईडी चिप की नीली रोशनी के एक हिस्से को अवशोषित करती है, और एलईडी चिप से नीली रोशनी का दूसरा हिस्सा फॉस्फोर परत को प्रसारित करता है और फॉस्फोर द्वारा उत्सर्जित पीले-हरे प्रकाश के साथ परिवर्तित होता है। अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदु, और लाल, हरी और नीली रोशनी मिलकर सफेद रोशनी बनाती है; इस तरह, बाहरी क्वांटम दक्षताओं में से किसी एक की फोटोल्यूमिनेसेंस रूपांतरण दक्षता का उच्चतम सैद्धांतिक मूल्य 75% से अधिक नहीं होगा; और चिप ल्यूमिनसेंस की निष्कर्षण दर केवल 70% तक ही पहुंच सकती है, इसलिए सैद्धांतिक रूप से, नीली रोशनी सफेद होती है। एलईडी प्रकाश दक्षता 340 एलएम/डब्ल्यू से अधिक नहीं होगी, क्री पिछले वर्षों में 303 एलएम/डब्ल्यू तक पहुंच गई, और यदि परीक्षण के परिणाम सटीक हैं तो यह जश्न मनाने लायक है।
2, लाल, हरा और नीला तीन प्राथमिक रंग संयोजन आरजीबी एलईडी प्रकार जिसमें आरजीबीडब्ल्यू-एलईडी प्रकार आदि शामिल हैं।
आर-एलईडी (लाल) + जी-एलईडी (हरा) + बी-एलईडी (नीला) तीन एलईडी संयुक्त हैं, और तीन प्राथमिक रंगों की लाल, हरी और नीली रोशनी सीधे सफेद रोशनी बनाने के लिए अंतरिक्ष में मिश्रित होती है। इस तरह से उच्च दक्षता वाली सफेद रोशनी का उत्पादन करने के लिए, सबसे पहले, विभिन्न रंगों के एलईडी, विशेष रूप से हरे रंग की एलईडी, उच्च दक्षता वाले प्रकाश स्रोत होने चाहिए, जो "ऊर्जा सफेद रोशनी" से लगभग 69% दिखाई देता है। वर्तमान में, नीले और लाल एल ई डी की प्रभावकारिता बहुत अधिक रही है, और आंतरिक क्वांटम दक्षता क्रमशः 90% और 95% से अधिक है, लेकिन हरे एल ई डी की आंतरिक क्वांटम दक्षता बहुत पीछे है। यह घटना कि ऐसी GaN-आधारित एलईडी हरी रोशनी कुशल नहीं है, "ग्रीन लाइट गैप" कहलाती है। मुख्य कारण यह है कि हरी एलईडी को अपना स्वयं का एपिटैक्सियल पदार्थ नहीं मिला है। मौजूदा फॉस्फोरस-आर्सेनिक नाइट्राइड श्रृंखला की सामग्रियों में पीले-हरे स्पेक्ट्रम रेंज में कम दक्षता होती है, और हरे रंग की एलईडी बनाने के लिए लाल बत्ती या नीली रोशनी एपिटैक्सियल सामग्री का उपयोग किया जाता है। कम वर्तमान घनत्व की स्थिति में, हरे एल ई डी में नीले + फॉस्फोर हरे प्रकाश की तुलना में अधिक चमकदार प्रभावकारिता होती है क्योंकि फॉस्फोर रूपांतरण हानि नहीं होती है। यह बताया गया है कि चमकदार दक्षता 1 एमए पर 291 एलएम/डब्ल्यू तक पहुंच जाती है। हालांकि, ड्रूप प्रभाव के कारण हरे रंग की रोशनी का प्रकाश प्रभाव एक बड़े वर्तमान में बहुत कम हो जाता है, और जब वर्तमान घनत्व बढ़ता है, तो प्रकाश प्रभाव होता है तेजी से कम किया गया. 350 एमए की धारा पर, चमकदार दक्षता 108 एलएम/डब्ल्यू है, और 1 ए की स्थिति के तहत, चमकदार दक्षता 66 एलएम/डब्ल्यू तक गिर जाती है।
समूह III फॉस्फाइड के लिए, हरे बैंड पर प्रकाश उत्सर्जित करना सामग्री प्रणाली के लिए एक मौलिक बाधा बन जाता है। AlInGaP की संरचना को बदलने से यह लाल, नारंगी या पीले रंग के बजाय हरे रंग की चमक देता है - जिससे सामग्री प्रणाली के अपेक्षाकृत कम ऊर्जा अंतर के कारण अपर्याप्त वाहक कारावास होता है, जिससे प्रभावी विकिरण पुनर्संयोजन समाप्त हो जाता है।
इसके विपरीत, समूह III नाइट्राइड को प्राप्त करना अधिक कठिन है, लेकिन कठिनाई दुर्गम नहीं है। इस प्रणाली के साथ, हरे बैंड में प्रकाश के विस्तार के कारण दक्षता में कमी आने वाले दो कारक हैं: बाहरी क्वांटम दक्षता और विद्युत दक्षता में गिरावट। बाहरी क्वांटम दक्षता में कमी इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि हरे एलईडी में GaN का उच्च फॉरवर्ड वोल्टेज होता है, जिससे बिजली रूपांतरण दर कम हो जाती है। दूसरा नुकसान यह है कि इंजेक्शन करंट घनत्व बढ़ने पर हरी एलईडी कम हो जाती है, जो ड्रॉप प्रभाव से फंस जाती है। ड्रूप प्रभाव नीले एल ई डी में भी दिखाई देता है, लेकिन हरे एल ई डी में यह और भी अधिक महत्वपूर्ण है, जिसके परिणामस्वरूप कम ऑपरेटिंग धाराएं होती हैं। हालाँकि, ड्रॉप प्रभाव के कई कारण हैं, न केवल ऑगर कंपाउंड, बल्कि गलत स्थान, वाहक अतिप्रवाह या इलेक्ट्रॉन रिसाव भी। उत्तरार्द्ध को उच्च वोल्टेज आंतरिक विद्युत क्षेत्र द्वारा बढ़ाया जाता है।
इसलिए, हरे एल ई डी की चमकदार प्रभावकारिता में सुधार करने का तरीका: एक तरफ, प्रकाश दक्षता को बढ़ाने के लिए मौजूदा एपिटैक्सियल सामग्री स्थितियों के तहत ड्रूप प्रभाव को कैसे कम किया जाए; दूसरा पहलू, नीली एलईडी और हरे फॉस्फर का फोटोल्यूमिनेसेंस रूपांतरण हरी रोशनी उत्सर्जित करता है, विधि उच्च दक्षता वाली हरी रोशनी प्राप्त कर सकती है, और सैद्धांतिक रूप से वर्तमान सफेद प्रकाश प्रभाव से अधिक प्राप्त कर सकती है, जो गैर-सहज हरी रोशनी से संबंधित है, और वर्णक्रमीय चौड़ीकरण के कारण रंग की शुद्धता कम हो जाती है, जो प्रदर्शन के लिए प्रतिकूल है, लेकिन सामान्य रोशनी में कोई समस्या नहीं होती है। इस विधि द्वारा प्राप्त हरी रोशनी का प्रभाव 340 Lm/W से अधिक होने की संभावना है, लेकिन सफेद प्रकाश के संयोजन के बाद भी यह 340 Lm/W से अधिक नहीं होता है। तीसरा, अनुसंधान जारी रखें और अपनी स्वयं की एपिटैक्सियल सामग्री ढूंढें, केवल इस तरह से, ऐसी आशा है कि 340 एलएम/डब्ल्यू से अधिक हरी रोशनी प्राप्त करके, लाल, हरे और नीले तीन प्राथमिक रंग एलईडी द्वारा संयुक्त सफेद रोशनी हो सकती है नीली चिप प्रकार की सफेद एलईडी 340 एलएम/डब्ल्यू की प्रकाश दक्षता सीमा से अधिक।
3.यूवी एलईडी चिप + तीन प्राथमिक रंग फॉस्फोर लाइट
उपरोक्त दो सफेद एल ई डी का मुख्य अंतर्निहित दोष चमक और वर्णिकता का असमान स्थानिक वितरण है। पराबैंगनी प्रकाश मानव आँख को दिखाई नहीं देता है। इसलिए, चिप से पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जित होने के बाद, इसे इनकैप्सुलेटिंग परत के तीन प्राथमिक रंग फॉस्फोर द्वारा अवशोषित किया जाता है, और फॉस्फोर की फोटोल्यूमिनेसेंस को सफेद रोशनी में परिवर्तित किया जाता है, जिसे फिर अंतरिक्ष में उत्सर्जित किया जाता है। यह इसका सबसे बड़ा लाभ है, पारंपरिक फ्लोरोसेंट लैंप की तरह, इसमें स्थानिक रंग असमानता नहीं होती है। हालाँकि, पराबैंगनी चिप प्रकार की सफेद एलईडी का सैद्धांतिक प्रकाश प्रभाव नीली चिप प्रकार की सफेद रोशनी के सैद्धांतिक मूल्य से अधिक नहीं हो सकता है, और आरजीबी प्रकार की सफेद रोशनी के सैद्धांतिक मूल्य से अधिक होने की संभावना कम है। हालाँकि, पराबैंगनी प्रकाश उत्तेजना के लिए उपयुक्त उच्च दक्षता वाले ट्राइक्रोमैटिक फॉस्फोर के विकास के माध्यम से ही पराबैंगनी प्रकाश-प्रकार की सफेद एलईडी प्राप्त करना संभव है जो वर्तमान दो सफेद एलईडी के करीब या उससे भी अधिक कुशल हैं। नीली-प्रकाश पराबैंगनी एल ई डी के जितना करीब, संभावना, मध्यम-तरंग और लघु-तरंग पराबैंगनी प्रकार की सफेद एल ई डी जितनी बड़ी होगी, उतनी ही असंभव।