తెల్లని LED రకాలు: లైటింగ్ కోసం తెల్లటి LED యొక్క ప్రధాన సాంకేతిక మార్గాలు: ① నీలి LED + ఫాస్ఫర్ రకం; ②RGB LED రకం; ③ అతినీలలోహిత LED + ఫాస్ఫర్ రకం.

1. నీలి కాంతి - LED చిప్ + పసుపు-ఆకుపచ్చ ఫాస్ఫర్ రకం, ఇందులో బహుళ-రంగు ఫాస్ఫర్ ఉత్పన్నాలు మరియు ఇతర రకాలు ఉన్నాయి.

పసుపు-ఆకుపచ్చ ఫాస్ఫర్ పొర LED చిప్ నుండి నీలి కాంతిలో కొంత భాగాన్ని గ్రహిస్తుంది, తద్వారా ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. LED చిప్ నుండి వచ్చే నీలి కాంతి యొక్క మరొక భాగం ఫాస్ఫర్ పొర ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది మరియు అంతరిక్షంలోని వివిధ పాయింట్ల వద్ద ఫాస్ఫర్ విడుదల చేసే పసుపు-ఆకుపచ్చ కాంతితో విలీనం అవుతుంది. ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం లైట్లు కలిపి తెల్లని కాంతిని ఏర్పరుస్తాయి; ఈ పద్ధతిలో, బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యాలలో ఒకటైన ఫాస్ఫర్ ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ మార్పిడి సామర్థ్యం యొక్క అత్యధిక సైద్ధాంతిక విలువ 75% మించదు; మరియు చిప్ నుండి గరిష్ట కాంతి వెలికితీత రేటు దాదాపు 70% మాత్రమే చేరుకుంటుంది. అందువల్ల, సిద్ధాంతపరంగా, నీలి-రకం తెల్లని కాంతి గరిష్ట LED ప్రకాశించే సామర్థ్యం 340 Lm/W మించదు. గత కొన్ని సంవత్సరాలలో, CREE 303Lm/Wకి చేరుకుంది. పరీక్ష ఫలితాలు ఖచ్చితమైనవి అయితే, అది జరుపుకోవడం విలువైనది.

2. ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం మూడు ప్రాథమిక రంగుల కలయికRGB LED రకాలుచేర్చుRGBW- LED రకాలు, మొదలైనవి.

R-LED (ఎరుపు) + G-LED (ఆకుపచ్చ) + B-LED (నీలం) మూడు కాంతి-ఉద్గార డయోడ్‌లను కలిపి, ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం కాంతి విడుదలయ్యే మూడు ప్రాథమిక రంగులను నేరుగా అంతరిక్షంలో కలిపి తెల్లని కాంతిని ఏర్పరుస్తారు. ఈ విధంగా అధిక సామర్థ్యం గల తెల్లని కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి, మొదటగా, వివిధ రంగుల LEDలు, ముఖ్యంగా ఆకుపచ్చ LEDలు, సమర్థవంతమైన కాంతి వనరులుగా ఉండాలి. ఆకుపచ్చ కాంతి "ఐసోఎనర్జీ తెల్లని కాంతి"లో దాదాపు 69% వాటా కలిగి ఉండటం నుండి దీనిని చూడవచ్చు. ప్రస్తుతం, నీలం మరియు ఎరుపు LEDల యొక్క ప్రకాశించే సామర్థ్యం చాలా ఎక్కువగా ఉంది, అంతర్గత క్వాంటం సామర్థ్యాలు వరుసగా 90% మరియు 95% మించిపోయాయి, కానీ ఆకుపచ్చ LEDల యొక్క అంతర్గత క్వాంటం సామర్థ్యం చాలా వెనుకబడి ఉంది. GaN-ఆధారిత LEDల యొక్క తక్కువ ఆకుపచ్చ కాంతి సామర్థ్యం యొక్క ఈ దృగ్విషయాన్ని "ఆకుపచ్చ కాంతి అంతరం" అని పిలుస్తారు. ప్రధాన కారణం ఏమిటంటే ఆకుపచ్చ LEDలు ఇంకా వాటి స్వంత ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాలను కనుగొనలేదు. ఇప్పటికే ఉన్న ఫాస్పరస్ ఆర్సెనిక్ నైట్రైడ్ సిరీస్ పదార్థాలు పసుపు-ఆకుపచ్చ స్పెక్ట్రం పరిధిలో చాలా తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. అయితే, ఆకుపచ్చ LED లను తయారు చేయడానికి ఎరుపు లేదా నీలం ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాలను ఉపయోగించడం వలన తక్కువ కరెంట్ సాంద్రత పరిస్థితులలో, ఫాస్ఫర్ మార్పిడి నష్టం లేనందున, ఆకుపచ్చ LED నీలం + ఫాస్ఫర్ గ్రీన్ లైట్ కంటే ఎక్కువ ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. 1mA కరెంట్ స్థితిలో దాని ప్రకాశించే సామర్థ్యం 291Lm/W కి చేరుకుంటుందని నివేదించబడింది. అయితే, డ్రూప్ ప్రభావం వల్ల కలిగే ఆకుపచ్చ కాంతి యొక్క ప్రకాశించే సామర్థ్యం పెద్ద ప్రవాహాల వద్ద గణనీయంగా తగ్గుతుంది. కరెంట్ సాంద్రత పెరిగినప్పుడు, ప్రకాశించే సామర్థ్యం త్వరగా పడిపోతుంది. 350mA కరెంట్ వద్ద, ప్రకాశించే సామర్థ్యం 108Lm/W. 1A పరిస్థితులలో, ప్రకాశించే సామర్థ్యం 66Lm/W కి తగ్గుతుంది.

గ్రూప్ III ఫాస్ఫైడ్‌లకు, ఆకుపచ్చ బ్యాండ్‌లోకి కాంతిని విడుదల చేయడం పదార్థ వ్యవస్థలకు ప్రాథమిక అడ్డంకిగా మారింది. ఎరుపు, నారింజ లేదా పసుపు రంగు కంటే ఆకుపచ్చ రంగును విడుదల చేసేలా AlInGaP యొక్క కూర్పును మార్చడం వలన పదార్థ వ్యవస్థ యొక్క సాపేక్షంగా తక్కువ శక్తి అంతరం కారణంగా తగినంత క్యారియర్ నిర్బంధం ఉండదు, ఇది సమర్థవంతమైన రేడియేటివ్ పునఃసంయోగాన్ని నిరోధిస్తుంది.

దీనికి విరుద్ధంగా, III-నైట్రైడ్‌లు అధిక సామర్థ్యాన్ని సాధించడం చాలా కష్టం, కానీ ఇబ్బందులు అధిగమించలేనివి కావు. ఈ వ్యవస్థను ఉపయోగించి, కాంతిని గ్రీన్ లైట్ బ్యాండ్‌కు విస్తరించడం ద్వారా, సామర్థ్యం తగ్గడానికి కారణమయ్యే రెండు అంశాలు: బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యంలో తగ్గుదల మరియు విద్యుత్ సామర్థ్యం. బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యంలో తగ్గుదల గ్రీన్ బ్యాండ్ గ్యాప్ తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, గ్రీన్ LEDలు GaN యొక్క అధిక ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్‌ను ఉపయోగిస్తాయి, దీని వలన పవర్ కన్వర్షన్ రేటు తగ్గుతుంది. రెండవ ప్రతికూలత ఏమిటంటే, ఇంజెక్షన్ కరెంట్ సాంద్రత పెరిగేకొద్దీ గ్రీన్ LED తగ్గుతుంది మరియు డ్రూప్ ఎఫెక్ట్ ద్వారా ట్రాప్ అవుతుంది. డ్రూప్ ఎఫెక్ట్ నీలి LEDలలో కూడా సంభవిస్తుంది, కానీ దాని ప్రభావం ఆకుపచ్చ LEDలలో ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఫలితంగా సాంప్రదాయ ఆపరేటింగ్ కరెంట్ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది. అయితే, డ్రూప్ ఎఫెక్ట్ యొక్క కారణాల గురించి అనేక ఊహాగానాలు ఉన్నాయి, ఆగర్ రీకాంబినేషన్ మాత్రమే కాదు - వాటిలో డిస్‌లోకేషన్, క్యారియర్ ఓవర్‌ఫ్లో లేదా ఎలక్ట్రాన్ లీకేజ్ ఉన్నాయి. తరువాతిది అధిక-వోల్టేజ్ అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా మెరుగుపరచబడుతుంది.

అందువల్ల, ఆకుపచ్చ LED ల కాంతి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి మార్గం: ఒక వైపు, కాంతి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఇప్పటికే ఉన్న ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాల పరిస్థితులలో డ్రూప్ ప్రభావాన్ని ఎలా తగ్గించాలో అధ్యయనం చేయండి; మరోవైపు, ఆకుపచ్చ కాంతిని విడుదల చేయడానికి నీలి LED లు మరియు ఆకుపచ్చ ఫాస్ఫర్‌ల ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ మార్పిడిని ఉపయోగించండి. ఈ పద్ధతి అధిక సామర్థ్యం గల ఆకుపచ్చ కాంతిని పొందగలదు, ఇది సిద్ధాంతపరంగా ప్రస్తుత తెల్లని కాంతి కంటే అధిక కాంతి సామర్థ్యాన్ని సాధించగలదు. ఇది ఆకస్మిక ఆకుపచ్చ కాంతి కాదు మరియు దాని వర్ణపట విస్తరణ వల్ల కలిగే రంగు స్వచ్ఛత తగ్గడం డిస్ప్లేలకు అననుకూలమైనది, కానీ ఇది సాధారణ ప్రజలకు తగినది కాదు. లైటింగ్‌కు ఎటువంటి సమస్య లేదు. ఈ పద్ధతి ద్వారా పొందిన ఆకుపచ్చ కాంతి సామర్థ్యం 340 Lm/W కంటే ఎక్కువగా ఉండే అవకాశం ఉంది, కానీ తెల్లని కాంతితో కలిపిన తర్వాత కూడా ఇది 340 Lm/W మించదు. మూడవదిగా, పరిశోధన కొనసాగించండి మరియు మీ స్వంత ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాలను కనుగొనండి. ఈ విధంగా మాత్రమే, ఆశ యొక్క మెరుపు ఉంది. 340 Lm/w కంటే ఎక్కువ ఆకుపచ్చ కాంతిని పొందడం ద్వారా, ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం అనే మూడు ప్రాథమిక రంగు LED లతో కలిపిన తెల్లని కాంతి, బ్లూ చిప్-రకం తెల్లని కాంతి LED ల యొక్క ప్రకాశించే సామర్థ్య పరిమితి 340 Lm/w కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. W.

3. అతినీలలోహిత LEDచిప్ + మూడు ప్రాథమిక రంగు ఫాస్ఫర్లు కాంతిని విడుదల చేస్తాయి.

పైన పేర్కొన్న రెండు రకాల తెల్లని LED ల యొక్క ప్రధాన అంతర్లీన లోపం ప్రకాశం మరియు వర్ణత యొక్క అసమాన ప్రాదేశిక పంపిణీ. అతినీలలోహిత కాంతిని మానవ కన్ను గ్రహించదు. అందువల్ల, అతినీలలోహిత కాంతి చిప్ నుండి నిష్క్రమించిన తర్వాత, అది ప్యాకేజింగ్ పొరలోని మూడు ప్రాథమిక రంగు ఫాస్ఫర్‌ల ద్వారా గ్రహించబడుతుంది మరియు ఫాస్ఫర్‌ల ఫోటోల్యూమినిసెన్స్ ద్వారా తెల్లని కాంతిగా మార్చబడుతుంది మరియు తరువాత అంతరిక్షంలోకి విడుదల అవుతుంది. ఇది దాని అతిపెద్ద ప్రయోజనం, సాంప్రదాయ ఫ్లోరోసెంట్ దీపాల మాదిరిగానే, దీనికి ప్రాదేశిక రంగు అసమానత ఉండదు. అయితే, అతినీలలోహిత చిప్ వైట్ లైట్ LED యొక్క సైద్ధాంతిక కాంతి సామర్థ్యం బ్లూ చిప్ వైట్ లైట్ యొక్క సైద్ధాంతిక విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉండకూడదు, RGB వైట్ లైట్ యొక్క సైద్ధాంతిక విలువను పక్కన పెడితే. అయితే, అతినీలలోహిత ఉత్తేజానికి అనువైన అధిక-సామర్థ్యం గల మూడు-ప్రైమరీ కలర్ ఫాస్ఫర్‌ల అభివృద్ధి ద్వారా మాత్రమే మనం ఈ దశలో పైన పేర్కొన్న రెండు తెల్లని LED లకు దగ్గరగా లేదా మరింత సమర్థవంతంగా ఉండే అతినీలలోహిత తెల్లని LED లను పొందగలం. నీలి అతినీలలోహిత LED లకు దగ్గరగా ఉంటే, అవి ఎక్కువగా ఉంటాయి. అది ఎంత పెద్దదైతే, మీడియం-వేవ్ మరియు షార్ట్-వేవ్ UV రకం తెల్లని LED లు సాధ్యం కాదు.