తెలుపు LED లైటింగ్ కోసం ప్రధాన సాంకేతిక మార్గాల విశ్లేషణ

లైటింగ్ కోసం తెలుపు LED ల కోసం ప్రధాన సాంకేతిక మార్గాల విశ్లేషణ

తెలుపు LED రకాలు: లైటింగ్ కోసం తెలుపు LED లకు ప్రధాన సాంకేతిక మార్గాలు: 1 నీలం LED + ఫాస్ఫర్ రకం; 2RGB LED రకం; 3 అతినీలలోహిత LED + ఫాస్ఫర్ రకం

1. బ్లూ-LED చిప్ + పసుపు-ఆకుపచ్చ ఫాస్ఫర్ రకం బహుళ-రంగు ఫాస్ఫర్ ఉత్పన్నాన్ని కలిగి ఉంటుంది

పసుపు-ఆకుపచ్చ ఫాస్ఫర్ పొర ఫోటోల్యూమినిసెన్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి LED చిప్ యొక్క నీలి కాంతిలో కొంత భాగాన్ని గ్రహిస్తుంది మరియు LED చిప్ నుండి వచ్చే నీలి కాంతి యొక్క మరొక భాగం ఫాస్ఫర్ పొరను ప్రసారం చేస్తుంది మరియు ఫాస్ఫర్ ద్వారా విడుదలయ్యే పసుపు-ఆకుపచ్చ కాంతితో కలుస్తుంది ఖాళీలో వివిధ పాయింట్లు, మరియు ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం కాంతి తెల్లటి కాంతిని ఏర్పరుస్తుంది; ఈ విధంగా, బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యాలలో ఒకదాని యొక్క ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ మార్పిడి సామర్థ్యం యొక్క అత్యధిక సైద్ధాంతిక విలువ 75% మించదు; మరియు చిప్ ల్యుమినిసెన్స్ యొక్క వెలికితీత రేటు కేవలం 70% మాత్రమే చేరుకుంటుంది, కాబట్టి సిద్ధాంతపరంగా, నీలిరంగు కాంతి తెల్లగా ఉంటుంది. LED లైట్ సామర్థ్యం 340 Lm/W మించదు, CREE మునుపటి సంవత్సరాల్లో 303Lm/Wకి చేరుకుంది మరియు పరీక్ష ఫలితాలు ఖచ్చితమైనవి అయితే అది జరుపుకోవడం విలువైనదే.

2, RGBW-LED రకంతో సహా ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం మూడు ప్రాథమిక రంగుల కలయిక RGB LED రకం మొదలైనవి.

R-LED (ఎరుపు) + G-LED (ఆకుపచ్చ) + B- LED (నీలం) మూడు LED లు మిళితం చేయబడ్డాయి మరియు మూడు ప్రాథమిక రంగుల ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం కాంతిని నేరుగా అంతరిక్షంలో కలిపి తెలుపు కాంతిని ఏర్పరుస్తుంది. ఈ విధంగా అధిక సామర్థ్యం గల తెల్లని కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి, అన్నింటిలో మొదటిది, వివిధ రంగుల LED లు, ముఖ్యంగా ఆకుపచ్చ LED లు, "ఎనర్జీ వైట్ లైట్" నుండి దాదాపు 69% కనిపించే అధిక-సామర్థ్య కాంతి వనరులుగా ఉండాలి. ప్రస్తుతం, నీలం మరియు ఎరుపు LED ల యొక్క సామర్ధ్యం చాలా ఎక్కువగా ఉంది మరియు అంతర్గత క్వాంటం సామర్థ్యం వరుసగా 90% మరియు 95% కంటే ఎక్కువగా ఉంది, కానీ ఆకుపచ్చ LED ల యొక్క అంతర్గత క్వాంటం సామర్థ్యం చాలా వెనుకబడి ఉంది. అటువంటి GaN-ఆధారిత LED గ్రీన్ లైట్ సమర్థవంతంగా పనిచేయని దృగ్విషయాన్ని "గ్రీన్ లైట్ గ్యాప్" అంటారు. ప్రధాన కారణం ఏమిటంటే, ఆకుపచ్చ LED దాని స్వంత ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాన్ని కనుగొనలేదు. ప్రస్తుతం ఉన్న ఫాస్పరస్-ఆర్సెనిక్ నైట్రైడ్ శ్రేణి పదార్థాలు పసుపు-ఆకుపచ్చ స్పెక్ట్రమ్ పరిధిలో తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు ఎరుపు కాంతి లేదా నీలం కాంతి ఎపిటాక్సియల్ పదార్థం ఆకుపచ్చ LED చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. తక్కువ ప్రస్తుత సాంద్రత పరిస్థితులలో, ఆకుపచ్చ LED లు నీలం + ఫాస్ఫర్ గ్రీన్ లైట్ కంటే ఎక్కువ ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి ఎందుకంటే ఫాస్ఫర్ మార్పిడి నష్టం లేదు. ప్రకాశించే సామర్థ్యం 1 mA వద్ద 291 Lm/Wకి చేరుకుంటుందని నివేదించబడింది. అయినప్పటికీ, డ్రూప్ ప్రభావం వల్ల కలిగే గ్రీన్ లైట్ యొక్క కాంతి ప్రభావం పెద్ద కరెంట్ వద్ద బాగా తగ్గిపోతుంది మరియు ప్రస్తుత సాంద్రత పెరిగినప్పుడు, కాంతి ప్రభావం వేగంగా తగ్గించబడింది. 350 mA కరెంట్ వద్ద, ప్రకాశించే సామర్థ్యం 108 Lm/W, మరియు 1 A పరిస్థితిలో, ప్రకాశించే సామర్థ్యం 66 Lm/Wకి పడిపోతుంది.

గ్రూప్ III ఫాస్ఫైడ్‌ల కోసం, గ్రీన్ బ్యాండ్‌కు కాంతిని విడుదల చేయడం భౌతిక వ్యవస్థకు ప్రాథమిక అవరోధంగా మారుతుంది. AlInGaP యొక్క కూర్పును మార్చడం వలన అది ఎరుపు, నారింజ లేదా పసుపు రంగుకు బదులుగా ఆకుపచ్చగా మెరుస్తుంది-మెటీరియల్ సిస్టమ్ యొక్క సాపేక్షంగా తక్కువ శక్తి అంతరం కారణంగా తగినంత క్యారియర్ నిర్బంధాన్ని కలిగిస్తుంది, సమర్థవంతమైన రేడియేటివ్ రీకాంబినేషన్‌ను తొలగిస్తుంది.

దీనికి విరుద్ధంగా, గ్రూప్ III నైట్రైడ్‌లను సాధించడం చాలా కష్టం, కానీ కష్టం అధిగమించలేనిది కాదు. ఈ వ్యవస్థతో, ఆకుపచ్చ బ్యాండ్‌లోకి కాంతిని పొడిగించడం వల్ల సామర్థ్యం తగ్గడానికి కారణమయ్యే రెండు అంశాలు: బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యం మరియు విద్యుత్ సామర్థ్యం క్షీణత. బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యంలో తగ్గుదల అనేది ఆకుపచ్చ LED GaN యొక్క అధిక ఫార్వర్డ్ వోల్టేజీని కలిగి ఉండటం వలన ఏర్పడుతుంది, దీని వలన శక్తి మార్పిడి రేటు తగ్గుతుంది. రెండవ ప్రతికూలత ఏమిటంటే, ఇంజెక్షన్ కరెంట్ సాంద్రత పెరిగేకొద్దీ ఆకుపచ్చ LED తగ్గుతుంది, ఇది డ్రూప్ ప్రభావంతో బంధించబడుతుంది. డ్రూప్ ప్రభావం నీలం LED లలో కూడా కనిపిస్తుంది, అయితే ఇది ఆకుపచ్చ LED లలో మరింత ముఖ్యమైనది, ఫలితంగా తక్కువ ఆపరేటింగ్ ప్రవాహాలు ఏర్పడతాయి. అయినప్పటికీ, డ్రూప్ ఎఫెక్ట్‌కు అనేక కారణాలు ఉన్నాయి, ఆగర్ సమ్మేళనం మాత్రమే కాకుండా, స్థానభ్రంశం, క్యారియర్ ఓవర్‌ఫ్లో లేదా ఎలక్ట్రాన్ లీకేజీ కూడా. రెండోది అధిక వోల్టేజ్ అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా మెరుగుపరచబడింది.

అందువల్ల, ఆకుపచ్చ LED ల యొక్క ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరిచే మార్గం: ఒక వైపు, కాంతి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఇప్పటికే ఉన్న ఎపిటాక్సియల్ మెటీరియల్ పరిస్థితులలో డ్రూప్ ప్రభావాన్ని ఎలా తగ్గించాలి; రెండవ అంశం, నీలం LED మరియు ఆకుపచ్చ ఫాస్ఫర్ యొక్క ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ మార్పిడి ఆకుపచ్చ కాంతిని విడుదల చేస్తుంది, ఈ పద్ధతి అధిక-సామర్థ్యం గల గ్రీన్ లైట్‌ను పొందగలదు మరియు సిద్ధాంతపరంగా ఆకస్మిక ఆకుపచ్చ కాంతికి చెందిన ప్రస్తుత తెల్లని కాంతి ప్రభావం కంటే ఎక్కువ సాధించగలదు, మరియు వర్ణపట విస్తరణ వలన రంగు స్వచ్ఛత తగ్గుతుంది, ఇది ప్రదర్శనకు అననుకూలమైనది, కానీ సాధారణ వారికి ప్రకాశంతో సమస్య లేదు. ఈ పద్ధతి ద్వారా పొందిన గ్రీన్ లైట్ ప్రభావం 340 Lm/W కంటే ఎక్కువ అవకాశం ఉంది, అయితే తెల్లని కాంతిని కలిపిన తర్వాత అది ఇప్పటికీ 340 Lm/W మించదు. మూడవది, దాని స్వంత ఎపిటాక్సియల్ మెటీరియల్‌ని పరిశోధించడం మరియు కనుగొనడం కొనసాగించండి, ఈ విధంగా మాత్రమే, 340 Lm/w కంటే ఎక్కువ గ్రీన్ లైట్‌ని పొందడం ద్వారా, ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం మూడు ప్రాథమిక రంగు LED లతో కలిపి తెల్లని కాంతిని పొందవచ్చని ఒక ఆశ ఉంది. బ్లూ చిప్ రకం తెలుపు LED 340 Lm/W కాంతి సామర్థ్యం పరిమితి కంటే ఎక్కువ.

3.UV LED చిప్ + మూడు ప్రాథమిక రంగు ఫాస్ఫర్ లైట్

పైన పేర్కొన్న రెండు తెలుపు LED ల యొక్క ప్రధాన స్వాభావిక లోపం ప్రకాశం మరియు వర్ణత యొక్క అసమాన ప్రాదేశిక పంపిణీ. అతినీలలోహిత కాంతి మానవ కంటికి కనిపించదు. అందువల్ల, చిప్ నుండి అతినీలలోహిత కాంతిని విడుదల చేసిన తర్వాత, అది ఎన్‌క్యాప్సులేటింగ్ పొర యొక్క మూడు ప్రాథమిక రంగు ఫాస్ఫర్‌ల ద్వారా గ్రహించబడుతుంది మరియు ఫాస్ఫర్ యొక్క ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ తెల్లని కాంతిగా మార్చబడుతుంది, అది అంతరిక్షంలోకి విడుదల చేయబడుతుంది. సాంప్రదాయ ఫ్లోరోసెంట్ దీపాల మాదిరిగానే ఇది దాని అతిపెద్ద ప్రయోజనం, ఇది ప్రాదేశిక రంగు అసమానతను కలిగి ఉండదు. అయితే, అతినీలలోహిత చిప్ రకం వైట్ LED యొక్క సైద్ధాంతిక కాంతి ప్రభావం బ్లూ చిప్ రకం వైట్ లైట్ యొక్క సైద్ధాంతిక విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉండదు మరియు RGB రకం వైట్ లైట్ యొక్క సైద్ధాంతిక విలువ కంటే ఇది తక్కువగా ఉంటుంది. ఏది ఏమయినప్పటికీ, అతినీలలోహిత కాంతి ప్రేరేపణకు అనువైన అధిక-సామర్థ్యం గల ట్రైక్రోమాటిక్ ఫాస్ఫర్‌లను అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా మాత్రమే అతినీలలోహిత కాంతి-రకం తెల్లని LED లను పొందడం సాధ్యమవుతుంది, ఇవి ప్రస్తుత రెండు తెల్లని LED ల కంటే దగ్గరగా లేదా మరింత సమర్థవంతంగా ఉంటాయి. నీలి-కాంతి అతినీలలోహిత LED లకు దగ్గరగా, అవకాశం మీడియం-వేవ్ మరియు షార్ట్-వేవ్ అతినీలలోహిత రకం తెల్లని LED లు ఎంత పెద్దవిగా ఉంటే అంత అసాధ్యం.