સફેદ LED પ્રકારો: લાઇટિંગ માટે સફેદ LED ના મુખ્ય ટેકનિકલ માર્ગો છે: ① વાદળી LED + ફોસ્ફર પ્રકાર; ②RGB LED પ્રકાર; ③ અલ્ટ્રાવાયોલેટ LED + ફોસ્ફર પ્રકાર.

1. વાદળી પ્રકાશ - LED ચિપ + પીળો-લીલો ફોસ્ફર પ્રકાર જેમાં મલ્ટી-કલર ફોસ્ફર ડેરિવેટિવ્ઝ અને અન્ય પ્રકારોનો સમાવેશ થાય છે.

પીળો-લીલો ફોસ્ફર સ્તર LED ચિપમાંથી વાદળી પ્રકાશનો એક ભાગ શોષીને ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ ઉત્પન્ન કરે છે. LED ચિપમાંથી વાદળી પ્રકાશનો બીજો ભાગ ફોસ્ફર સ્તર દ્વારા પ્રસારિત થાય છે અને જગ્યાના વિવિધ બિંદુઓ પર ફોસ્ફર દ્વારા ઉત્સર્જિત પીળા-લીલા પ્રકાશ સાથે ભળી જાય છે. સફેદ પ્રકાશ બનાવવા માટે લાલ, લીલો અને વાદળી પ્રકાશ મિશ્રિત થાય છે; આ પદ્ધતિમાં, ફોસ્ફર ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતાનું ઉચ્ચતમ સૈદ્ધાંતિક મૂલ્ય, બાહ્ય ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતામાંનું એક, 75% થી વધુ નહીં હોય; અને ચિપમાંથી મહત્તમ પ્રકાશ નિષ્કર્ષણ દર ફક્ત 70% સુધી પહોંચી શકે છે. તેથી, સૈદ્ધાંતિક રીતે, વાદળી-પ્રકારનો સફેદ પ્રકાશ મહત્તમ LED તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા 340 Lm/W થી વધુ નહીં હોય. છેલ્લા કેટલાક વર્ષોમાં, CREE 303Lm/W સુધી પહોંચ્યું છે. જો પરીક્ષણ પરિણામો સચોટ હોય, તો તે ઉજવણી કરવા યોગ્ય છે.

2. લાલ, લીલો અને વાદળી ત્રણ પ્રાથમિક રંગોનું મિશ્રણRGB LED પ્રકારોસમાવેશ થાય છેRGBW- LED પ્રકારો, વગેરે.

R-LED (લાલ) + G-LED (લીલો) + B-LED (વાદળી) ત્રણ પ્રકાશ-ઉત્સર્જન કરતા ડાયોડને એકસાથે જોડવામાં આવે છે, અને ઉત્સર્જિત લાલ, લીલો અને વાદળી પ્રકાશના ત્રણ પ્રાથમિક રંગોને સીધા અવકાશમાં મિશ્ર કરીને સફેદ પ્રકાશ બનાવવામાં આવે છે. આ રીતે ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા સફેદ પ્રકાશનું ઉત્પાદન કરવા માટે, સૌ પ્રથમ, વિવિધ રંગોના LED, ખાસ કરીને લીલા LED, કાર્યક્ષમ પ્રકાશ સ્ત્રોત હોવા જોઈએ. આ હકીકત પરથી જોઈ શકાય છે કે લીલો પ્રકાશ "આઇસોએનર્જી સફેદ પ્રકાશ" ના લગભગ 69% હિસ્સો ધરાવે છે. હાલમાં, વાદળી અને લાલ LED ની તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા ખૂબ ઊંચી રહી છે, આંતરિક ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા અનુક્રમે 90% અને 95% થી વધુ છે, પરંતુ લીલા LED ની આંતરિક ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા ઘણી પાછળ છે. GaN-આધારિત LED ની ઓછી લીલા પ્રકાશ કાર્યક્ષમતાની આ ઘટનાને "લીલો પ્રકાશ અંતર" કહેવામાં આવે છે. મુખ્ય કારણ એ છે કે લીલા LED ને હજુ સુધી તેમના પોતાના એપિટેક્સિયલ સામગ્રી મળી નથી. હાલના ફોસ્ફરસ આર્સેનિક નાઇટ્રાઇડ શ્રેણીની સામગ્રી પીળા-લીલા સ્પેક્ટ્રમ શ્રેણીમાં ખૂબ ઓછી કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. જોકે, લીલા LED બનાવવા માટે લાલ અથવા વાદળી એપિટેક્સિયલ સામગ્રીનો ઉપયોગ ઓછી વર્તમાન ઘનતાની સ્થિતિમાં થશે, કારણ કે ફોસ્ફર રૂપાંતરણ નુકશાન થતું નથી, લીલા LED વાદળી + ફોસ્ફર લીલા પ્રકાશ કરતાં વધુ તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે. એવું નોંધાયું છે કે 1mA વર્તમાન સ્થિતિમાં તેની તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા 291Lm/W સુધી પહોંચે છે. જો કે, ડ્રૂપ અસરને કારણે લીલા પ્રકાશની તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા મોટા પ્રવાહો પર નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જાય છે. જ્યારે વર્તમાન ઘનતા વધે છે, ત્યારે તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા ઝડપથી ઘટી જાય છે. 350mA વર્તમાન પર, તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા 108Lm/W છે. 1A સ્થિતિમાં, તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા ઘટીને 66Lm/W થાય છે.

ગ્રુપ III ફોસ્ફાઇડ્સ માટે, લીલા પટ્ટામાં પ્રકાશનું ઉત્સર્જન ભૌતિક પ્રણાલીઓ માટે એક મૂળભૂત અવરોધ બની ગયું છે. AlInGaP ની રચનાને એવી રીતે બદલવાથી કે તે લાલ, નારંગી અથવા પીળા રંગને બદલે લીલો ઉત્સર્જન કરે, પરિણામે ભૌતિક પ્રણાલીના પ્રમાણમાં ઓછા ઉર્જા અંતરને કારણે અપૂરતી વાહક મર્યાદા થાય છે, જે કાર્યક્ષમ કિરણોત્સર્ગી પુનઃસંયોજનને અવરોધે છે.

તેનાથી વિપરીત, III-નાઈટ્રાઈડ્સ માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરવી વધુ મુશ્કેલ છે, પરંતુ મુશ્કેલીઓ દૂર કરી શકાતી નથી. આ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને, પ્રકાશને લીલા પ્રકાશ બેન્ડ સુધી લંબાવવાથી, કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થવાના બે પરિબળો છે: બાહ્ય ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો અને વિદ્યુત કાર્યક્ષમતા. બાહ્ય ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો એ હકીકતથી આવે છે કે લીલા બેન્ડ ગેપ ઓછો હોવા છતાં, લીલા LED GaN ના ઉચ્ચ ફોરવર્ડ વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરે છે, જેના કારણે પાવર કન્વર્ઝન દર ઘટે છે. બીજો ગેરલાભ એ છે કે ઈન્જેક્શન કરંટ ઘનતા વધવાથી લીલો LED ઘટે છે અને ડ્રૂપ અસર દ્વારા ફસાઈ જાય છે. ડ્રૂપ અસર વાદળી LED માં પણ થાય છે, પરંતુ તેની અસર લીલા LED માં વધુ હોય છે, જેના પરિણામે પરંપરાગત ઓપરેટિંગ કરંટ કાર્યક્ષમતા ઓછી થાય છે. જો કે, ડ્રૂપ અસરના કારણો વિશે ઘણી અટકળો છે, ફક્ત ઓગર રિકોમ્બિનેશન જ નહીં - તેમાં ડિસલોકેશન, કેરિયર ઓવરફ્લો અથવા ઇલેક્ટ્રોન લિકેજનો સમાવેશ થાય છે. બાદમાં ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ આંતરિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા વધારવામાં આવે છે.

તેથી, લીલા LEDs ની પ્રકાશ કાર્યક્ષમતા સુધારવાની રીત: એક તરફ, પ્રકાશ કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે હાલના એપિટેક્સિયલ સામગ્રીની પરિસ્થિતિઓમાં ડ્રૂપ અસર કેવી રીતે ઘટાડવી તેનો અભ્યાસ કરો; બીજી તરફ, લીલો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરવા માટે વાદળી LEDs અને લીલા ફોસ્ફર્સના ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ રૂપાંતરનો ઉપયોગ કરો. આ પદ્ધતિ ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળી લીલી પ્રકાશ મેળવી શકે છે, જે સૈદ્ધાંતિક રીતે વર્તમાન સફેદ પ્રકાશ કરતાં વધુ પ્રકાશ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે. તે બિન-સ્વયંસ્ફુરિત લીલી પ્રકાશ છે, અને તેના વર્ણપટીય વિસ્તરણને કારણે રંગ શુદ્ધતામાં ઘટાડો ડિસ્પ્લે માટે પ્રતિકૂળ છે, પરંતુ તે સામાન્ય લોકો માટે યોગ્ય નથી. પ્રકાશ માટે કોઈ સમસ્યા નથી. આ પદ્ધતિ દ્વારા મેળવેલી લીલી પ્રકાશ અસરકારકતા 340 Lm/W કરતાં વધુ હોવાની શક્યતા છે, પરંતુ સફેદ પ્રકાશ સાથે સંયોજન પછી તે હજુ પણ 340 Lm/W કરતાં વધુ નહીં હોય. ત્રીજું, સંશોધન કરવાનું ચાલુ રાખો અને તમારી પોતાની એપિટેક્સિયલ સામગ્રી શોધો. ફક્ત આ રીતે, આશાનું કિરણ છે. ૩૪૦ Lm/w કરતાં વધુ લીલો પ્રકાશ મેળવીને, લાલ, લીલો અને વાદળી એમ ત્રણ પ્રાથમિક રંગના LED દ્વારા સંયુક્ત સફેદ પ્રકાશ બ્લુ ચિપ-પ્રકારના સફેદ પ્રકાશ LED ની ૩૪૦ Lm/w ની તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા મર્યાદા કરતાં વધુ હોઈ શકે છે.

3. અલ્ટ્રાવાયોલેટ એલઇડીચિપ + ત્રણ પ્રાથમિક રંગ ફોસ્ફોર્સ પ્રકાશ ફેંકે છે.

ઉપરોક્ત બે પ્રકારના સફેદ LEDs માં મુખ્ય સહજ ખામી એ તેજસ્વીતા અને રંગીનતાનું અસમાન અવકાશી વિતરણ છે. માનવ આંખ દ્વારા અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ જોઈ શકાતો નથી. તેથી, અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ ચિપમાંથી બહાર નીકળ્યા પછી, તે પેકેજિંગ સ્તરમાં ત્રણ પ્રાથમિક રંગ ફોસ્ફોર્સ દ્વારા શોષાય છે, અને ફોસ્ફોર્સના ફોટોલ્યુમિનેસેન્સ દ્વારા સફેદ પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને પછી અવકાશમાં ઉત્સર્જિત થાય છે. આ તેનો સૌથી મોટો ફાયદો છે, પરંપરાગત ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ્સની જેમ, તેમાં અવકાશી રંગ અસમાનતા નથી. જો કે, અલ્ટ્રાવાયોલેટ ચિપ સફેદ પ્રકાશ LED ની સૈદ્ધાંતિક પ્રકાશ કાર્યક્ષમતા વાદળી ચિપ સફેદ પ્રકાશના સૈદ્ધાંતિક મૂલ્ય કરતા વધારે હોઈ શકતી નથી, RGB સફેદ પ્રકાશના સૈદ્ધાંતિક મૂલ્યને તો છોડી દો. જો કે, અલ્ટ્રાવાયોલેટ ઉત્તેજના માટે યોગ્ય ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા ત્રણ-પ્રાથમિક રંગ ફોસ્ફોર્સના વિકાસ દ્વારા જ આપણે અલ્ટ્રાવાયોલેટ સફેદ LED મેળવી શકીએ છીએ જે આ તબક્કે ઉપરોક્ત બે સફેદ LED ની નજીક અથવા તેનાથી પણ વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે. વાદળી અલ્ટ્રાવાયોલેટ LED ની નજીક હોય છે, તેટલા વધુ હોય છે. તે જેટલું મોટું હોય છે, મધ્યમ-તરંગ અને ટૂંકા-તરંગ UV પ્રકારના સફેદ LED શક્ય નથી.