വൈറ്റ് എൽഇഡി ലൈറ്റിംഗിനുള്ള പ്രധാന സാങ്കേതിക റൂട്ടുകളുടെ വിശകലനം

ലൈറ്റിംഗിനായി വെളുത്ത LED- കൾക്കുള്ള പ്രധാന സാങ്കേതിക റൂട്ടുകളുടെ വിശകലനം

വൈറ്റ് എൽഇഡി തരങ്ങൾ: ലൈറ്റിംഗിനായി വെളുത്ത എൽഇഡികളുടെ പ്രധാന സാങ്കേതിക വഴികൾ ഇവയാണ്: 1 നീല എൽഇഡി + ഫോസ്ഫർ തരം; 2RGB LED തരം; 3 അൾട്രാവയലറ്റ് LED + ഫോസ്ഫർ തരം

1. ബ്ലൂ-എൽഇഡി ചിപ്പ് + മഞ്ഞ-പച്ച ഫോസ്ഫർ തരത്തിൽ മൾട്ടി-കളർ ഫോസ്ഫർ ഡെറിവേറ്റീവ് ഉൾപ്പെടുന്നു

മഞ്ഞ-പച്ച ഫോസ്‌ഫർ പാളി എൽഇഡി ചിപ്പിൻ്റെ നീല വെളിച്ചത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം ഫോട്ടോലൂമിനെസെൻസ് സൃഷ്ടിക്കാൻ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു, എൽഇഡി ചിപ്പിൽ നിന്നുള്ള നീല വെളിച്ചത്തിൻ്റെ മറ്റൊരു ഭാഗം ഫോസ്‌ഫർ ലെയറിനെ പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുകയും ഫോസ്‌ഫർ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന മഞ്ഞ-പച്ച പ്രകാശവുമായി ഒത്തുചേരുകയും ചെയ്യുന്നു. ബഹിരാകാശത്തിലെ വിവിധ ബിന്ദുക്കൾ, ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല വെളിച്ചം കലർന്ന് വെളുത്ത പ്രകാശം രൂപപ്പെടുന്നു; ഈ രീതിയിൽ, ബാഹ്യ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമതകളിൽ ഒന്നിൻ്റെ ഫോട്ടോലൂമിനെസെൻസ് കൺവേർഷൻ കാര്യക്ഷമതയുടെ ഉയർന്ന സൈദ്ധാന്തിക മൂല്യം 75% കവിയരുത്; കൂടാതെ ചിപ്പ് ലുമിനെസെൻസിൻ്റെ എക്സ്ട്രാക്ഷൻ നിരക്ക് ഏകദേശം 70% വരെ മാത്രമേ എത്തുകയുള്ളൂ, അതിനാൽ സൈദ്ധാന്തികമായി, നീല വെളിച്ചം വെളുത്തതാണ്. LED ലൈറ്റ് കാര്യക്ഷമത 340 Lm/W കവിയരുത്, മുൻ വർഷങ്ങളിൽ CREE 303Lm/W ൽ എത്തി, പരിശോധനാ ഫലങ്ങൾ കൃത്യമാണെങ്കിൽ അത് ആഘോഷിക്കേണ്ടതാണ്.

2, ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല എന്നീ മൂന്ന് പ്രാഥമിക വർണ്ണ കോമ്പിനേഷൻ RGB എൽഇഡി തരം ഉൾപ്പെടെ RGBW-LED തരം മുതലായവ.

R-LED (ചുവപ്പ്) + G-LED (പച്ച) + B- LED (നീല) മൂന്ന് LED-കൾ സംയോജിപ്പിച്ച്, മൂന്ന് പ്രാഥമിക നിറങ്ങളുടെ ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല വെളിച്ചം നേരിട്ട് സ്പേസിൽ കലർത്തി വെളുത്ത പ്രകാശം രൂപപ്പെടുന്നു. ഈ രീതിയിൽ ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ള വൈറ്റ് ലൈറ്റ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഒന്നാമതായി, വിവിധ നിറങ്ങളിലുള്ള LED-കൾ, പ്രത്യേകിച്ച് പച്ച LED-കൾ, "എനർജി വൈറ്റ് ലൈറ്റിൽ" നിന്ന് ഏകദേശം 69% ദൃശ്യമാകുന്ന ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ള പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകളായിരിക്കണം. നിലവിൽ, നീല, ചുവപ്പ് LED-കളുടെ കാര്യക്ഷമത വളരെ ഉയർന്നതാണ്, കൂടാതെ ആന്തരിക ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത യഥാക്രമം 90%, 95% എന്നിവയിൽ കൂടുതലാണ്, എന്നാൽ പച്ച LED- കളുടെ ആന്തരിക ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത വളരെ പിന്നിലാണ്. അത്തരം GaN അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള LED ഗ്രീൻ ലൈറ്റ് കാര്യക്ഷമമല്ല എന്ന പ്രതിഭാസത്തെ "ഗ്രീൻ ലൈറ്റ് വിടവ്" എന്ന് വിളിക്കുന്നു. പച്ച എൽഇഡിക്ക് അതിൻ്റേതായ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയൽ കണ്ടെത്തിയില്ല എന്നതാണ് പ്രധാന കാരണം. നിലവിലുള്ള ഫോസ്ഫറസ്-ആർസെനിക് നൈട്രൈഡ് സീരീസ് മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് മഞ്ഞ-പച്ച സ്പെക്ട്രം ശ്രേണിയിൽ കാര്യക്ഷമത കുറവാണ്, കൂടാതെ പച്ച എൽഇഡി നിർമ്മിക്കാൻ ചുവന്ന ലൈറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ബ്ലൂ ലൈറ്റ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ നിലവിലെ സാന്ദ്രത സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ഫോസ്‌ഫർ പരിവർത്തനം നഷ്ടപ്പെടാത്തതിനാൽ പച്ച LED-കൾക്ക് നീല + ഫോസ്‌ഫർ ഗ്രീൻ ലൈറ്റിനേക്കാൾ ഉയർന്ന തിളക്കമുള്ള കാര്യക്ഷമതയുണ്ട്. 1 mA-ൽ തിളങ്ങുന്ന കാര്യക്ഷമത 291 Lm/W-ൽ എത്തുമെന്ന് റിപ്പോർട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഡ്രൂപ്പ് ഇഫക്റ്റ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഗ്രീൻ ലൈറ്റിൻ്റെ പ്രകാശപ്രഭാവം ഒരു വലിയ വൈദ്യുതധാരയിൽ ഗണ്യമായി കുറയുന്നു, നിലവിലെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ, പ്രകാശപ്രഭാവം അതിവേഗം താഴ്ത്തി. 350 mA വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിൽ, തിളക്കമുള്ള കാര്യക്ഷമത 108 Lm/W ആണ്, കൂടാതെ 1 A യുടെ അവസ്ഥയിൽ, പ്രകാശക്ഷമത 66 Lm/W ആയി കുറയുന്നു.

ഗ്രൂപ്പ് III ഫോസ്ഫൈഡുകൾക്ക്, ഗ്രീൻ ബാൻഡിലേക്ക് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നത് മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റത്തിന് ഒരു അടിസ്ഥാന തടസ്സമായി മാറുന്നു. AlInGaP-ൻ്റെ ഘടന മാറ്റുന്നത് ചുവപ്പ്, ഓറഞ്ച് അല്ലെങ്കിൽ മഞ്ഞ നിറങ്ങൾക്ക് പകരം പച്ചയായി തിളങ്ങുന്നു - മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ വിടവ് കാരണം മതിയായ കാരിയർ ബന്ധനത്തിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഫലപ്രദമായ വികിരണ പുനഃസംയോജനം ഇല്ലാതാക്കുന്നു.

നേരെമറിച്ച്, ഗ്രൂപ്പ് III നൈട്രൈഡുകൾ നേടാൻ കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, പക്ഷേ ബുദ്ധിമുട്ട് മറികടക്കാൻ കഴിയില്ല. ഈ സംവിധാനം ഉപയോഗിച്ച്, ഗ്രീൻ ബാൻഡിലേക്ക് പ്രകാശം നീട്ടുന്നത് കാരണം കാര്യക്ഷമത കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്ന രണ്ട് ഘടകങ്ങൾ ഇവയാണ്: ബാഹ്യ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമതയും വൈദ്യുത കാര്യക്ഷമത ഡീഗ്രഡേഷനും. ഗ്രീൻ എൽഇഡിക്ക് GaN ൻ്റെ ഉയർന്ന ഫോർവേഡ് വോൾട്ടേജ് ഉള്ളതിനാൽ ബാഹ്യ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത കുറയുന്നു, ഇത് വൈദ്യുതി പരിവർത്തന നിരക്ക് കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. രണ്ടാമത്തെ പോരായ്മ, ഇഞ്ചക്ഷൻ കറൻ്റ് സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് പച്ച എൽഇഡി കുറയുന്നു, ഇത് ഡ്രോപ്പ് ഇഫക്റ്റ് വഴി കുടുങ്ങി. ഡ്രോപ്പ് ഇഫക്റ്റ് നീല എൽഇഡികളിലും ദൃശ്യമാകുന്നു, പക്ഷേ പച്ച എൽഇഡികളിൽ ഇത് കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ ഫലമായി പ്രവർത്തന പ്രവാഹങ്ങൾ കുറയുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഡ്രോപ്പ് ഇഫക്റ്റിൻ്റെ കാരണത്തിന് നിരവധി കാരണങ്ങളുണ്ട്, ഓഗർ സംയുക്തം മാത്രമല്ല, തെറ്റായ സ്ഥാനം, കാരിയർ ഓവർഫ്ലോ അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോൺ ചോർച്ച എന്നിവയും. രണ്ടാമത്തേത് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുള്ള ആന്തരിക വൈദ്യുത മണ്ഡലത്താൽ മെച്ചപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

അതിനാൽ, പച്ച LED- കളുടെ പ്രകാശമാനമായ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള മാർഗ്ഗം: ഒരു വശത്ത്, ലൈറ്റ് കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് നിലവിലുള്ള എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയൽ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഡ്രോപ്പ് പ്രഭാവം എങ്ങനെ കുറയ്ക്കാം; രണ്ടാമത്തെ വശം, നീല എൽഇഡിയുടെയും ഗ്രീൻ ഫോസ്ഫറിൻ്റെയും ഫോട്ടോലൂമിനെസെൻസ് പരിവർത്തനം പച്ച വെളിച്ചം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, ഈ രീതിക്ക് ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ള പച്ച വെളിച്ചം ലഭിക്കും, കൂടാതെ സൈദ്ധാന്തികമായി നിലവിലുള്ള വൈറ്റ് ലൈറ്റ് ഇഫക്റ്റിനേക്കാൾ ഉയർന്ന നേട്ടം കൈവരിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് സ്വാഭാവികമല്ലാത്ത പച്ച വെളിച്ചത്തിൽ പെടുന്നു, സ്പെക്ട്രൽ വിശാലത മൂലമുണ്ടാകുന്ന വർണ്ണ പരിശുദ്ധി കുറയുന്നു, ഇത് പ്രദർശനത്തിന് പ്രതികൂലമാണ്, എന്നാൽ സാധാരണക്കാർക്ക് പ്രകാശത്തിന് ഒരു പ്രശ്നവുമില്ല. ഈ രീതിയിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന ഗ്രീൻ ലൈറ്റ് ഇഫക്റ്റിന് 340 Lm/W-ൽ കൂടുതൽ സാധ്യതയുണ്ട്, പക്ഷേ വെളുത്ത വെളിച്ചം സംയോജിപ്പിച്ചതിന് ശേഷവും ഇത് 340 Lm/W കവിയുന്നില്ല. മൂന്നാമതായി, ഗവേഷണം തുടരുകയും അതിൻ്റേതായ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയൽ കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്യുക, ഈ രീതിയിൽ, 340 Lm/w-നേക്കാൾ കൂടുതൽ പച്ച വെളിച്ചം നേടുന്നതിലൂടെ, ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല മൂന്ന് പ്രാഥമിക വർണ്ണ എൽഇഡികൾ ചേർന്ന് വെളുത്ത വെളിച്ചം സംയോജിപ്പിച്ചേക്കാം എന്ന പ്രതീക്ഷയുണ്ട്. ബ്ലൂ ചിപ്പ് ടൈപ്പ് വൈറ്റ് എൽഇഡി 340 എൽഎം/ഡബ്ല്യു ലൈറ്റ് എഫിഷ്യൻസി പരിധിയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

3.UV LED ചിപ്പ് + മൂന്ന് പ്രാഥമിക കളർ ഫോസ്ഫർ ലൈറ്റ്

മേൽപ്പറഞ്ഞ രണ്ട് വെളുത്ത എൽഇഡികളുടെ പ്രധാന അന്തർലീനമായ വൈകല്യം പ്രകാശത്തിൻ്റെയും ക്രോമാറ്റിറ്റിയുടെയും അസമമായ സ്പേഷ്യൽ വിതരണമാണ്. അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികൾ മനുഷ്യൻ്റെ കണ്ണിന് ദൃശ്യമല്ല. അതിനാൽ, ചിപ്പിൽ നിന്ന് അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിച്ചതിന് ശേഷം, എൻക്യാപ്സുലേറ്റിംഗ് ലെയറിൻ്റെ മൂന്ന് പ്രാഥമിക വർണ്ണ ഫോസ്ഫറുകളാൽ അത് ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഫോസ്ഫറിൻ്റെ ഫോട്ടോലൂമിനെസെൻസ് വെളുത്ത പ്രകാശമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുകയും അത് ബഹിരാകാശത്തേക്ക് പുറപ്പെടുവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പരമ്പരാഗത ഫ്ലൂറസെൻ്റ് വിളക്കുകൾ പോലെ, ഇതിന് സ്പേഷ്യൽ വർണ്ണ അസമത്വമില്ല. എന്നിരുന്നാലും, അൾട്രാവയലറ്റ് ചിപ്പ് ടൈപ്പ് വൈറ്റ് എൽഇഡിയുടെ സൈദ്ധാന്തിക ലൈറ്റ് ഇഫക്റ്റ് ബ്ലൂ ചിപ്പ് ടൈപ്പ് വൈറ്റ് ലൈറ്റിൻ്റെ സൈദ്ധാന്തിക മൂല്യത്തേക്കാൾ ഉയർന്നതായിരിക്കരുത്, കൂടാതെ ഇത് ആർജിബി ടൈപ്പ് വൈറ്റ് ലൈറ്റിൻ്റെ സൈദ്ധാന്തിക മൂല്യത്തേക്കാൾ ഉയർന്നതായിരിക്കാൻ സാധ്യത കുറവാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശത്തിൻ്റെ ഉത്തേജനത്തിന് അനുയോജ്യമായ ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ള ട്രൈക്രോമാറ്റിക് ഫോസ്ഫറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ മാത്രമേ നിലവിലുള്ള രണ്ട് വൈറ്റ് എൽഇഡികളേക്കാൾ അടുത്തതോ അതിലും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായതോ ആയ അൾട്രാവയലറ്റ് ലൈറ്റ്-ടൈപ്പ് വൈറ്റ് എൽഇഡികൾ നേടാനാകൂ. ബ്ലൂ-ലൈറ്റ് അൾട്രാവയലറ്റ് LED- കൾക്ക് അടുത്ത്, സാധ്യത ഇടത്തരം തരംഗവും ഷോർട്ട് വേവ് അൾട്രാവയലറ്റ് തരം വെളുത്ത എൽഇഡികളും വലുതാണ്, കൂടുതൽ അസാധ്യമാണ്.