ආලෝකය සඳහා සුදු LED සඳහා ප්රධාන තාක්ෂණික මාර්ග විශ්ලේෂණය
සුදු LED වර්ග: ආලෝකය සඳහා සුදු LED සඳහා ප්රධාන තාක්ෂණික මාර්ග: 1 නිල් LED + ෆොස්ෆර් වර්ගය; 2RGB LED වර්ගය; 3 පාරජම්බුල LED + ෆොස්ෆර් වර්ගය
1. නිල්-LED චිප් + කහ-කොළ ෆොස්ෆර් වර්ගයට බහු-වර්ණ ෆොස්ෆර් ව්‍යුත්පන්න ඇතුළත් වේ
කහ-කොළ පොස්පර ස්තරය LED චිපයේ නිල් ආලෝකයෙන් කොටසක් උරා ගන්නා අතර LED චිපයෙන් ලැබෙන නිල් ආලෝකයේ අනෙක් කොටස ෆොස්ෆර් ස්ථරය සම්ප්‍රේෂණය කර පොස්පරයෙන් නිකුත් කරන කහ-කොළ ආලෝකය සමඟ අභිසාරී වේ. අවකාශයේ විවිධ ලක්ෂ්‍ය, සහ රතු, කොළ සහ නිල් ආලෝකය මිශ්‍ර වී සුදු ආලෝකය සාදයි; මේ ආකාරයට, එක් බාහිර ක්වොන්ටම් කාර්යක්‍ෂමතාවයක ෆොටෝලුමිනෙන්සෙන්ස් පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයේ ඉහළම න්‍යායික අගය 75% නොඉක්මවනු ඇත; සහ චිප් ලුමිනිසෙන්ස් නිස්සාරණය කිරීමේ අනුපාතය 70% ක් පමණ ළඟා විය හැකිය, එබැවින් න්‍යායාත්මකව නිල් ආලෝකය සුදු ය. LED ආලෝක කාර්යක්ෂමතාව 340 Lm/W නොඉක්මවනු ඇත, CREE පෙර වසරවල 303Lm/W ළඟා විය, සහ පරීක්ෂණ ප්රතිඵල නිවැරදි නම් එය සැමරීම වටී.
2, RGBW-LED වර්ගය ඇතුළු රතු, කොළ සහ නිල් ප්‍රාථමික වර්ණ තුනේ RGB LED වර්ගය, ආදිය.
R-LED (රතු) + G-LED (කොළ) + B- LED (නිල්) LED තුන ඒකාබද්ධ කර ඇති අතර, ප්‍රාථමික වර්ණ තුනේ රතු, කොළ සහ නිල් ආලෝකය අවකාශයේ කෙලින්ම මිශ්‍ර කර සුදු ආලෝකය සාදයි. මේ ආකාරයෙන් ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් යුත් සුදු ආලෝකය නිපදවීමට නම්, පළමුවෙන්ම, විවිධ වර්ණවලින් යුත් LED, විශේෂයෙන් හරිත LED, "ශක්ති සුදු ආලෝකයෙන්" 69% ක් පමණ දෘශ්‍යමාන වන අධි-කාර්යක්ෂම ආලෝක ප්‍රභවයන් විය යුතුය. නිල් සහ රතු LED වල කාර්යක්ෂමතාවය ඉතා ඉහළ මට්ටමක පවතින අතර අභ්යන්තර ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙළින් 90% සහ 95% ඉක්මවා ඇත, නමුත් හරිත LED වල අභ්යන්තර ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාව බොහෝ පසුපසින් පවතී. එවැනි GaN මත පදනම් වූ LED හරිත ආලෝකය කාර්යක්ෂම නොවන සංසිද්ධිය "හරිත ආලෝක පරතරය" ලෙස හැඳින්වේ. ප්රධාන හේතුව වන්නේ හරිත LED එහිම epitaxial ද්රව්ය සොයාගෙන නොතිබීමයි. දැනට පවතින පොස්පරස්-ආසනික් නයිට්‍රයිඩ ශ්‍රේණියේ ද්රව්ය කහ-කොළ වර්ණාවලියේ අඩු කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇති අතර, රතු ආලෝකය හෝ නිල් ආලෝකයේ එපිටාක්සියල් ද්රව්ය හරිත LED සෑදීම සඳහා යොදා ගනී. අඩු ධාරා ඝනත්ව තත්ත්‍වයේ දී, ෆොස්ෆර් පරිවර්තන අලාභයක් නොමැති නිසා හරිත LED වලට නිල් + ෆොස්ෆර් කොළ ආලෝකයට වඩා වැඩි දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත. 1 mA දී දීප්ති කාර්යක්ෂමතාව 291 Lm/W වෙත ළඟා වන බව වාර්තා වේ.කෙසේ වෙතත්, Droop ආචරණය නිසා ඇතිවන හරිත ආලෝකයේ ආලෝක බලපෑම විශාල ධාරාවකදී විශාල ලෙස අඩු වන අතර, වත්මන් ඝනත්වය වැඩි වූ විට, ආලෝක බලපෑම වේගයෙන් පහත් කර ඇත. 350 mA ධාරාවකදී, දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව 108 Lm/W වන අතර, 1 A කොන්දේසිය යටතේ, දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව 66 Lm/W දක්වා පහත වැටේ.
III කාණ්ඩයේ ෆොස්ෆයිඩ් සඳහා, හරිත කලාපයට ආලෝකය විමෝචනය කිරීම ද්රව්ය පද්ධතියට මූලික බාධකයක් බවට පත්වේ. AlInGaP හි සංයුතිය වෙනස් කිරීම රතු, තැඹිලි හෝ කහ වෙනුවට කොළ පැහැයක් ගනී - ද්රව්ය පද්ධතියේ සාපේක්ෂ අඩු ශක්ති පරතරය හේතුවෙන් ප්‍රමාණවත් වාහක සිරවීමක් ඇති කරයි, ඵලදායී විකිරණ ප්‍රතිසංයෝජනය ඉවත් කරයි.
ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, III කාණ්ඩයේ නයිට්‍රයිඩ සාක්ෂාත් කර ගැනීම වඩා දුෂ්කර නමුත් දුෂ්කරතාවය ජයගත නොහැක. මෙම පද්ධතිය සමඟ, ආලෝකය හරිත කලාපයට දිගු කිරීම හේතුවෙන් කාර්යක්ෂමතාව අඩුවීමට හේතු වන සාධක දෙකක් වනුයේ: බාහිර ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාව සහ විද්යුත් කාර්යක්ෂමතාව පිරිහීම. බාහිර ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාවයේ අඩුවීමේ ප්‍රතිඵලය වන්නේ හරිත LED හි GaN හි ඉහළ ඉදිරි වෝල්ටීයතාවයක් තිබීමයි, එය බල පරිවර්තන අනුපාතය අඩු වීමට හේතු වේ. දෙවන අවාසිය නම්, ඩ්‍රෝප් ආචරණයෙන් සිරවී ඇති එන්නත් ධාරා ඝනත්වය වැඩි වන විට හරිත LED අඩු වීමයි. ඩ්‍රෝප් ආචරණය නිල් LED වල ද දිස් වේ, නමුත් එය හරිත LED වල ඊටත් වඩා වැදගත් වන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අඩු මෙහෙයුම් ධාරා ඇති වේ. කෙසේ වෙතත්, ඩ්‍රෝප් ආචරණයට හේතුව සඳහා බොහෝ හේතු තිබේ, ඕගර් සංයෝගය පමණක් නොව, අස්ථානගත වීම, වාහක පිටාර ගැලීම හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන කාන්දු වීම. පසුකාලීනව ඉහළ වෝල්ටීයතා අභ්යන්තර විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් මගින් වැඩි දියුණු කර ඇත.
එබැවින්, හරිත LED වල දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා මාර්ගය: එක් අතකින්, ආලෝකයේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පවතින epitaxial ද්රව්ය තත්ත්වයන් යටතේ Drop බලපෑම අඩු කරන්නේ කෙසේද; දෙවන අංගය, නිල් LED සහ කොළ පොස්පරයේ ප්‍රභාශ්වර පරිවර්තනය හරිත ආලෝකය විමෝචනය කරයි, ක්‍රමයට ඉහළ කාර්යක්ෂම හරිත ආලෝකයක් ලබා ගත හැකි අතර, න්‍යායාත්මකව ස්වයංසිද්ධ නොවන හරිත ආලෝකයට අයත් වත්මන් සුදු ආලෝක බලපෑමට වඩා ඉහළ අගයක් ලබා ගත හැකිය. සහ වර්ණාවලි පුලුල් වීම නිසා ඇති වන වර්ණ සංශුද්ධතාවය අඩු වන අතර එය ප්‍රදර්ශනයට අහිතකර වේ, නමුත් සාමාන්‍ය සඳහා ආලෝකකරණයේ ගැටලුවක් නොමැත. මෙම ක්‍රමය මඟින් ලබා ගන්නා හරිත ආලෝක ආචරණය 340 Lm/W ට වඩා වැඩි වීමේ හැකියාවක් ඇත, නමුත් සුදු ආලෝකය ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් පසුව එය තවමත් 340 Lm/W නොඉක්මවයි. තෙවනුව, දිගටම පර්යේෂණ කර එහිම එපිටාක්සියල් ද්රව්ය සොයා ගන්න, මේ ආකාරයෙන් පමණක්, 340 Lm/w ට වඩා වැඩි හරිත ආලෝකයක් ලබා ගැනීමෙන්, රතු, කොළ සහ නිල් ප්‍රාථමික වර්ණ තුනෙන් සුදු ආලෝකය ඒකාබද්ධ කළ හැකි බවට බලාපොරොත්තුවක් ඇත. නිල් චිප් වර්ගයේ සුදු LED 340 Lm/W ආලෝක කාර්යක්ෂමතා සීමාවට වඩා වැඩිය.
3.UV LED චිප් + ප්‍රාථමික වර්ණ තුනක් ෆොස්ෆර් ආලෝකය
ඉහත සුදු LED දෙකෙහි ප්රධාන ආවේනික දෝෂය වන්නේ දීප්තිය සහ වර්ණකත්වයේ අසමාන අවකාශීය ව්‍යාප්තියයි. පාරජම්බුල කිරණ මිනිස් ඇසට නොපෙනේ. එබැවින්, පාරජම්බුල කිරණ චිපයෙන් විමෝචනය වූ පසු, එය සංවෘත ස්ථරයේ ප්‍රාථමික වර්ණ පොස්පර තුනෙන් අවශෝෂණය කර ගන්නා අතර, පොස්පරයේ ප්‍රභාදීප්තිය සුදු ආලෝකය බවට පරිවර්තනය වන අතර එය අවකාශයට විමෝචනය වේ. සාම්ප්‍රදායික ප්‍රතිදීප්ත ලාම්පු මෙන්, එහි විශාලතම වාසිය මෙයයි, එයට අවකාශීය වර්ණ අසමානතාවයක් නොමැත. කෙසේ වෙතත්, පාරජම්බුල චිප් වර්ගයේ සුදු LED වල න්‍යායාත්මක ආලෝක බලපෑම නිල් චිප් වර්ගයේ සුදු ආලෝකයේ න්‍යායාත්මක අගයට වඩා වැඩි විය නොහැකි අතර එය RGB වර්ගයේ සුදු ආලෝකයේ න්‍යායාත්මක අගයට වඩා අඩු විය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, පාරජම්බුල කිරණ උද්දීපනය සඳහා සුදුසු ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් යුත් ට්‍රයික්‍රොමැටික් පොස්පර සංවර්ධනය කිරීමෙන් පමණක් දැනට පවතින සුදු LED දෙකට වඩා සමීප හෝ ඊටත් වඩා කාර්යක්ෂම පාරජම්බුල කිරණ වර්ගයේ සුදු LED ලබා ගත හැකිය. නිල්-ආලෝක පාරජම්බුල LED වලට සමීප වන විට, හැකියාව මධ්‍යම තරංග සහ කෙටි තරංග පාරජම්බුල වර්ගයේ සුදු LED විශාල වන තරමට එය කළ නොහැක්කකි.