1. بلیو ایل ای ڈی چپ + پیلا سبز فاسفر، بشمول پولی کروم فاسفر مشتق

پیلے رنگ کی سبز فاسفر کی تہہ کچھ کی نیلی روشنی کو جذب کرتی ہے۔ایل ای ڈی چپسفوٹو لومینیسینس پیدا کرنے کے لیے، اور ایل ای ڈی چپس سے نیلی روشنی فاسفر کی تہہ سے باہر منتقل ہوتی ہے اور خلا میں مختلف مقامات پر فاسفر کے ذریعے خارج ہونے والی پیلی سبز روشنی کے ساتھ مل جاتی ہے، اور سرخ سبز نیلی روشنی کو سفید روشنی بنانے کے لیے ملایا جاتا ہے۔ اس طرح، فاسفر کی فوٹو لومینیسینس کنورژن افادیت کی زیادہ سے زیادہ نظریاتی قدر، جو بیرونی کوانٹم کارکردگی میں سے ایک ہے، 75% سے زیادہ نہیں ہو گی۔ چپ سے روشنی کی سب سے زیادہ نکالنے کی شرح صرف 70% تک پہنچ سکتی ہے۔ لہذا، نظریاتی طور پر، نیلی روشنی سفید LED کی زیادہ سے زیادہ چمکیلی کارکردگی 340 Lm/W سے زیادہ نہیں ہوگی، اور CREE کچھ سال پہلے 303 Lm/W تک پہنچ جائے گی۔ اگر ٹیسٹ کے نتائج درست ہیں، تو یہ جشن منانے کے قابل ہے۔

2. سرخ سبز نیلے تین بنیادی رنگوں کا مجموعہ RGB LED قسم، بشمول RGB W LED قسم، وغیرہ

تینوںروشنی کا اخراجdiodes، R-LED (سرخ)+G-LED (سبز)+B-LED (نیلے) کو ملا کر خلا میں خارج ہونے والی سرخ، سبز اور نیلی روشنی کو براہ راست ملا کر سفید روشنی بنائی جاتی ہے۔ اس طرح سے اعلیٰ برائٹ کارکردگی والی سفید روشنی پیدا کرنے کے لیے، سب سے پہلے، تمام رنگین ایل ای ڈیز، خاص طور پر سبز ایل ای ڈی، موثر روشنی کے ذرائع ہونے چاہئیں، جو "برابر توانائی والی سفید روشنی" کا تقریباً 69 فیصد بنتے ہیں۔ اس وقت، نیلی ایل ای ڈی اور ریڈ ایل ای ڈی کی روشنی کی کارکردگی بہت زیادہ رہی ہے، اندرونی کوانٹم کارکردگی بالترتیب 90% اور 95% سے زیادہ ہے، لیکن سبز ایل ای ڈی کی اندرونی کوانٹم کارکردگی بہت پیچھے ہے۔ GaN پر مبنی LED کی کم سبز روشنی کی کارکردگی کے اس رجحان کو "گرین لائٹ گیپ" کہا جاتا ہے۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ سبز ایل ای ڈی کو ابھی تک اس کا اپنا ایپیٹیکسیل مواد نہیں ملا ہے۔ موجودہ فاسفورس آرسینک نائٹرائڈ سیریز کے مواد کی کارکردگی پیلے سبز رنگ کے رنگ کی حد میں بہت کم ہے۔ تاہم، سبز ایل ای ڈی سرخ روشنی یا نیلی روشنی کے ایپیٹیکسیل مواد سے بنی ہے۔ کم موجودہ کثافت کی حالت میں، کیونکہ فاسفر کی تبدیلی کا کوئی نقصان نہیں ہے، سبز ایل ای ڈی میں نیلی روشنی + فاسفر سبز روشنی سے زیادہ برائٹ کارکردگی ہوتی ہے۔ یہ اطلاع دی جاتی ہے کہ اس کی چمکیلی کارکردگی 1mA کے کرنٹ کے تحت 291Lm/W تک پہنچ جاتی ہے۔ تاہم، زیادہ کرنٹ کے تحت، ڈراپ اثر کی وجہ سے سبز روشنی کی چمکیلی کارکردگی نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے۔ جب موجودہ کثافت میں اضافہ ہوتا ہے، تو برائٹ کارکردگی تیزی سے کم ہو جاتی ہے۔ 350mA کرنٹ کے تحت، برائٹ کارکردگی 108Lm/W ہے، اور 1A حالت کے تحت، برائٹ کارکردگی 66Lm/W تک کم ہو جاتی ہے۔

گروپ III فاسفائیڈز کے لیے، گرین بینڈ میں روشنی کا اخراج مادی نظام کی بنیادی رکاوٹ بن گیا ہے۔ AlInGaP کی ساخت کو تبدیل کرنا تاکہ یہ سرخ، نارنجی یا پیلے رنگ کی بجائے سبز روشنی خارج کرے - جس کی وجہ سے کیریئر کی ناکافی حد مادی نظام کے نسبتاً کم توانائی کے فرق کی وجہ سے ہے، جو کہ مؤثر تابکاری کی بحالی کو روکتا ہے۔

اس کے برعکس، گروپ III نائٹرائڈز کے لیے اعلی کارکردگی حاصل کرنا زیادہ مشکل ہے، لیکن مشکل ناقابل تسخیر نہیں ہے۔ جب اس نظام کے ساتھ روشنی کو گرین لائٹ بینڈ تک بڑھایا جاتا ہے، تو وہ دو عوامل جو کارکردگی کو کم کریں گے وہ ہیں بیرونی کوانٹم ایفیشنسی اور برقی کارکردگی۔ بیرونی کوانٹم کارکردگی میں کمی اس حقیقت سے آتی ہے کہ اگرچہ گرین بینڈ کا فرق کم ہے، لیکن گرین ایل ای ڈی GaN کے ہائی فارورڈ وولٹیج کا استعمال کرتی ہے، جس سے بجلی کی تبدیلی کی شرح کم ہوتی ہے۔ دوسرا نقصان یہ ہے کہ سبزہایل ای ڈی کم ہو جاتی ہے۔انجیکشن کرنٹ کثافت میں اضافے کے ساتھ اور ڈراپ اثر سے پھنس گیا ہے۔ ڈراپ اثر نیلے ایل ای ڈی میں بھی ظاہر ہوتا ہے، لیکن یہ سبز ایل ای ڈی میں زیادہ سنجیدہ ہے، جس کے نتیجے میں روایتی ورکنگ کرنٹ کی کارکردگی کم ہوتی ہے۔ تاہم، ڈراپ اثر کی بہت سی وجوہات ہیں، نہ صرف Auger recombination، بلکہ dislocation، کیریئر اوور فلو یا الیکٹرانک رساو بھی۔ مؤخر الذکر کو ہائی وولٹیج کے اندرونی برقی میدان سے بڑھایا جاتا ہے۔

لہذا، سبز ایل ای ڈی کی چمکیلی کارکردگی کو بہتر بنانے کے طریقے: ایک طرف، موجودہ ایپیٹیکسیل مواد کے حالات کے تحت برائٹ کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ڈراپ اثر کو کم کرنے کا طریقہ سیکھیں۔ دوسری طرف، نیلے رنگ کے ایل ای ڈی پلس گرین فاسفر کو سبز روشنی کے اخراج کے لیے فوٹو لومینیسینس کی تبدیلی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ طریقہ اعلی برائٹ کارکردگی کے ساتھ سبز روشنی حاصل کرسکتا ہے، جو نظریاتی طور پر موجودہ سفید روشنی سے زیادہ برائٹ کارکردگی حاصل کرسکتا ہے۔ اس کا تعلق غیر اچانک سبز روشنی سے ہے۔ رنگ کی پاکیزگی میں کمی اس کے سپیکٹرل وسیع ہونے کی وجہ سے ڈسپلے کے لیے ناگوار ہے، لیکن یہ عام روشنی کے لیے کوئی مسئلہ نہیں ہے۔ 340 Lm/W سے زیادہ سبز برائٹ کارکردگی حاصل کرنا ممکن ہے، تاہم، مشترکہ سفید روشنی 340 Lm/W سے زیادہ نہیں ہوگی؛ تیسرا، تحقیق کرنا جاری رکھیں اور اپنے اپیٹیکسیل مواد کو تلاش کریں۔ صرف اس طرح سے امید کی کرن نظر آسکتی ہے کہ 340 Lm/w سے زیادہ سبز روشنی حاصل کرنے کے بعد، سرخ، سبز اور نیلے رنگ کے تین بنیادی رنگوں کی ایل ای ڈی کے ساتھ مل کر سفید روشنی نیلی چپ کی روشنی کی کارکردگی کی حد سے زیادہ ہو سکتی ہے۔ 340 Lm/W کی سفید LED۔

3. الٹرا وائلٹ ایل ای ڈی چپ + ٹرائی کلر فاسفر

مندرجہ بالا دو قسم کی سفید ایل ای ڈی کی بنیادی موروثی خرابی یہ ہے کہ روشنی اور کروما کی مقامی تقسیم ناہموار ہے۔ UV روشنی انسانی آنکھ سے پوشیدہ ہے۔ لہٰذا، چپ سے خارج ہونے والی یووی لائٹ پیکیجنگ پرت کے ٹرائی کلر فاسفر کے ذریعے جذب ہوتی ہے، اور پھر فاسفر کے فوٹولومینیسینس سے سفید روشنی میں تبدیل ہو کر خلا میں خارج ہوتی ہے۔ یہ اس کا سب سے بڑا فائدہ ہے، بالکل روایتی فلوروسینٹ لیمپ کی طرح، اس میں جگہ کا رنگ ناہموار نہیں ہوتا۔ تاہم، الٹرا وائلٹ چپ قسم کی سفید ایل ای ڈی کی نظریاتی چمکیلی کارکردگی نیلی چپ قسم کی سفید روشنی کی نظریاتی قدر سے زیادہ نہیں ہو سکتی، RGB قسم کی سفید روشنی کی نظریاتی قدر کو چھوڑ دیں۔ تاہم، صرف UV روشنی کے اتیجیت کے لیے موزوں ترنگے والے فاسفورس کو تیار کرنے سے ہی اس مرحلے پر مذکورہ بالا دو سفید ایل ای ڈیز سے ملتی جلتی یا اس سے بھی زیادہ روشنی کی کارکردگی کے ساتھ الٹراوائلٹ سفید ایل ای ڈی حاصل کرنا ممکن ہو سکتا ہے۔ الٹرا وائلٹ ایل ای ڈی نیلی روشنی کے جتنا قریب ہوگی، اس کے ہونے کا امکان اتنا ہی زیادہ ہوگا، اور درمیانی لہر اور مختصر لہر والی الٹرا وایلیٹ لائنوں والی سفید ایل ای ڈی ناممکن ہوگی۔