सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंडों की गहन व्याख्या
- 2.1 जीवनचक्र एवं प्रबंधन डेटा
- 2.2 फोटोमेट्री एवं प्रकाशिकी गुण
- 3. Grading System Description
- 3.1 तरंगदैर्ध्य/रंग बिनिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 स्पेक्ट्रम वितरण वक्र
- 4.2 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र
- 4.3 तापमान निर्भरता विशेषताएँ
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 6. Soldering and Assembly Guide
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल
- 6.2 संचालन और भंडारण सावधानियां
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 7.1 पैकेजिंग विनिर्देश
- 7.2 मॉडल/पार्ट नंबर कोडिंग नियम
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार बिंदु
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10.1 "जीवनचक्र चरण: संशोधन 2" का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?
- 10.2 तरंगदैर्ध्य मान एक एकल संख्या नहीं है, बल्कि एक बिन रेंज है (जैसे 465-470nm)। मुझे अपने ऑप्टिकल सिमुलेशन में किस मान का उपयोग करना चाहिए?
- 10.3 इस घटक के लिए थर्मल मैनेजमेंट कितना महत्वपूर्ण है?
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस विश्लेषण
- 11.1 केस विश्लेषण: एक समान बैकलाइट यूनिट का डिज़ाइन
- 12. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल का संक्षिप्त परिचय
- 13. तकनीकी रुझान और विकास
1. उत्पाद अवलोकन
यह तकनीकी दस्तावेज़ एलईडी घटकों की एक श्रृंखला के लिए व्यापक विशिष्टता विवरण और विश्लेषण प्रदान करता है। प्रदान किए गए डेटा का मुख्य फोकस जीवनचक्र प्रबंधन और प्रमुख प्रकाशिक पैरामीटर, विशेष रूप से तरंगदैर्ध्य पर है। दस्तावेज़ इंगित करता है कि यह मानकीकृत संशोधन नियंत्रण प्रक्रिया का पालन करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि तकनीकी डेटा अद्यतन और रखरखाव योग्य है। मुख्य जानकारी परिभाषित तरंगदैर्ध्य पैरामीटर के इर्द-गिर्द केंद्रित है, जो सटीक वर्णक्रमीय आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। ऐसे घटकों के लक्षित बाजारों में वे उद्योग शामिल हैं जो सिग्नल संकेतन, प्रकाश व्यवस्था, संवेदन और प्रदर्शन प्रौद्योगिकी के लिए ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग करते हैं, जहाँ विशिष्ट तरंगदैर्ध्य उत्सर्जन एक प्राथमिक विचार है।
2. तकनीकी मापदंडों की गहन व्याख्या
प्रदान किया गया डेटा अंश घटक पहचान और जीवनचक्र ट्रैकिंग के लिए महत्वपूर्ण कई प्रमुख तकनीकी और प्रशासनिक प्रबंधन पैरामीटर को उजागर करता है।
2.1 जीवनचक्र एवं प्रबंधन डेटा
दस्तावेज़ में लगातार सूचीबद्ध किया गया हैजीवनचक्र चरण: संशोधन 2यह इंगित करता है कि यह घटक संशोधन की स्थिति में है, विशेष रूप से इसके तकनीकी दस्तावेज़ या डिज़ाइन का दूसरा संशोधन। इंजीनियरों के लिए यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि वे सही संस्करण के विनिर्देशों का संदर्भ ले रहे हैं।समाप्ति अवधि: स्थायीयह दर्शाता है कि दस्तावेज़ के इस संस्करण की कोई नियोजित समाप्ति तिथि नहीं है, और यह एक नए संशोधन के जारी होने तक अनिश्चित काल तक एक आधिकारिक संदर्भ के रूप में कार्य करने के लिए है।जारी करने की तिथि: 2013-10-07 11:50:32.0यह संशोधन आधिकारिक रूप से जारी होने का सटीक टाइमस्टैम्प प्रदान करता है, जो पता लगाने और संस्करण नियंत्रण में सहायक है।
2.2 फोटोमेट्री एवं प्रकाशिकी गुण
निकाला गया मुख्य तकनीकी पैरामीटर तरंगदैर्ध्य है। इसके दो विशिष्ट प्रतिनिधित्व हैं:
- तरंगदैर्ध्य λ(nm): यह LED द्वारा उत्सर्जित प्रमुख तरंगदैर्ध्य या शिखर तरंगदैर्ध्य को दर्शाता है, जिसे नैनोमीटर (nm) में मापा जाता है। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर वितरण अधिकतम तीव्रता तक पहुँचता है। मोनोक्रोमैटिक उपकरणों के लिए, यह LED के रंग का मुख्य वर्णनकर्ता है।
- तरंगदैर्ध्य λp(nm): सबस्क्रिप्ट 'p' आमतौर पर 'पीक' का प्रतिनिधित्व करता है। कई मामलों में, λ और λp का परस्पर उपयोग किया जा सकता है, दोनों ही पीक तरंगदैर्ध्य को दर्शाते हैं। हालांकि, कुछ विस्तृत विशिष्टताओं में, λp का उपयोग स्पेक्ट्रम पर एक विशिष्ट बिंदु को निर्दिष्ट करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन मौजूदा डेटा के आधार पर, इसे यहां पीक एमिशन तरंगदैर्ध्य के रूप में व्याख्यायित किया गया है। खंड में विशिष्ट नैनोमीटर संख्यात्मक मान प्रदान नहीं किए गए हैं, जो दर्शाता है कि यह एक प्लेसहोल्डर है या एक पूर्ण डेटाशीट में भरे जाने वाले डेटा फ़ील्ड का शीर्षक है।
प्रदान की गई सामग्री में इन तरंगदैर्ध्यों के विशिष्ट संख्यात्मक मान अनुपस्थित हैं, जो दर्शाता है कि दस्तावेज़ संरचना में तालिका या चार्ट शामिल है, जिसमें विभिन्न उत्पाद ग्रेड या मॉडल के लिए ये मान सूचीबद्ध हैं।
3. Grading System Description
उल्लिखित तरंगदैर्ध्य पैरामीटर संरचना के आधार पर, एलईडी निर्माण में मानक प्रथा एक बिनिंग प्रणाली लागू करना है। निर्माण के बाद, एलईडी को मापी गई विशेषताओं के आधार पर छांटा (बिन किया) जाता है ताकि एकरूपता सुनिश्चित की जा सके।
3.1 तरंगदैर्ध्य/रंग बिनिंग
यह रंगीन एलईडी के लिए सबसे महत्वपूर्ण बिनिंग पैरामीटर है। सेमीकंडक्टर एपिटैक्सियल विकास प्रक्रिया में निहित भिन्नताओं के कारण, एक ही उत्पादन बैच के एलईडी की पीक वेवलेंथ भिन्न हो सकती है। निर्माता प्रत्येक एलईडी को मापते हैं और इसे एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य सीमा (बिनिंग) में वर्गीकृत करते हैं। उदाहरण के लिए, नीले एलईडी को 465-470nm, 470-475nm आदि श्रेणियों में बांटा जा सकता है। यह ग्राहकों को अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक सटीक रंग वाले एलईडी का चयन करने में सक्षम बनाता है, जिससे अंतिम उत्पाद (जैसे डिस्प्ले या साइनबोर्ड) में रंग समरूपता सुनिश्चित होती है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
यद्यपि पाठ में कोई विशिष्ट वक्र प्रदान नहीं किया गया है, एक पूर्ण डेटाशीट में डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण ग्राफिकल प्रतिनिधित्व शामिल होंगे।
4.1 स्पेक्ट्रम वितरण वक्र
यह ग्राफ सापेक्ष तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध दर्शाता है। यह चरम तरंगदैर्ध्य (λp) और स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (फुल विड्थ हाफ मैक्सिमम - FWHM) को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है, जो प्रकाश की शुद्धता या एकवर्णीयता को दर्शाता है। FWHM जितना संकीर्ण होगा, रंग उतना ही शुद्ध होगा। यह वक्र स्पेक्ट्रोस्कोपी, चिकित्सा उपकरणों या सटीक रंग मिलान जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
4.2 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र
यह मूलभूत विद्युत विशेषता LED से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप के बीच संबंध को दर्शाती है। LED एक करंट-चालित उपकरण है। यह वक्र आमतौर पर एक घातांकीय वृद्धि प्रदर्शित करता है और एक निर्दिष्ट परीक्षण धारा पर एक निश्चित फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) होता है। सही करंट-लिमिटिंग ड्राइव सर्किट को डिजाइन करने के लिए, जो उचित संचालन और दीर्घायु सुनिश्चित करे, इस वक्र को समझना महत्वपूर्ण है।
4.3 तापमान निर्भरता विशेषताएँ
LED प्रदर्शन तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। जंक्शन तापमान में परिवर्तन के साथ प्रमुख मापदंडों में शामिल हैं:
- फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf): आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है।
- चमकदार तीव्रता/प्रकाश प्रवाह: तापमान बढ़ने के साथ घट जाती है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λp)यह आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ थोड़ा स्थानांतरित होता है (आमतौर पर लंबी तरंग दैर्ध्य की ओर)। यह रंग के लिए सख्त आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
5. Mechanical and Packaging Information
प्रदान की गई सामग्री में यांत्रिक विवरण शामिल नहीं हैं। एक पूर्ण विशिष्टता पत्रक में यह खंड शामिल होगा, जिसमें शामिल हैं:
- पैकेज आयाम: सभी महत्वपूर्ण आयामों (लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच) सहित विस्तृत यांत्रिक चित्र, मिलीमीटर में।
- पैड लेआउट / पैकेज आउटलाइन: PCB डिज़ाइन के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न, विश्वसनीय सोल्डरिंग और थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
- पोलैरिटी पहचान: एनोड और कैथोड को स्पष्ट रूप से चिह्नित करना, आमतौर पर पैकेज पर नॉच, फ्लैट साइड, लंबी लीड या मार्किंग डॉट के माध्यम से।
- एनकैप्सुलेशन सामग्री: लेंस सामग्री (जैसे सिलिकॉन, एपॉक्सी) और बॉडी सामग्री के बारे में जानकारी, जो प्रकाश निष्कर्षण दक्षता और विश्वसनीयता को प्रभावित करती है।
6. Soldering and Assembly Guide
सही संचालन एलईडी की विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। यह खंड शामिल करेगा:
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल
सतह माउंट असेंबली के लिए अनुशंसित तापमान-समय प्रोफाइल। इसमें प्रीहीट, सोक, रिफ्लो (पीक तापमान) और कूलिंग चरण शामिल हैं। अधिकतम पैकेज तापमान या थर्मल शॉक से अधिक होने पर एलईडी या उसके आंतरिक कनेक्शन क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।
6.2 संचालन और भंडारण सावधानियां
LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील है। ESD सुरक्षा हैंडलिंग दिशानिर्देशों (जैसे कलाई पट्टा पहनना, प्रवाहकीय फोम का उपयोग) का पालन किया जाना चाहिए। नमी अवशोषण (जो रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव का कारण बन सकता है) को रोकने के लिए अनुशंसित भंडारण स्थितियां (तापमान, आर्द्रता) भी निर्धारित की जाएंगी।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
यह खंड घटकों की आपूर्ति के तरीके और उन्हें कैसे ऑर्डर करें, इसका विस्तृत विवरण देता है।
7.1 पैकेजिंग विनिर्देश
वाहक माध्यम का वर्णन करें, जैसे रील टेप पैकेजिंग (SMD घटकों के लिए मानक पैकेजिंग), ट्यूब पैकेजिंग या ट्रे पैकेजिंग। रील व्यास, कैरियर टेप चौड़ाई, पॉकेट पिच और प्रति रील मात्रा जैसे विनिर्देश शामिल करें।
7.2 मॉडल/पार्ट नंबर कोडिंग नियम
पार्ट नंबर की संरचना समझाएं। आमतौर पर, पार्ट नंबर में मुख्य विशेषताएं एन्कोडेड होती हैं, जैसे पैकेज प्रकार, रंग (वेवलेंथ बिन), चमक बिन, फॉरवर्ड वोल्टेज बिन, और कभी-कभी विशेष कार्य। उदाहरण के लिए, पार्ट नंबर संरचना इस प्रकार हो सकती है: [सीरीज़][पैकेज][वेवलेंथ बिन][लुमेन आउटपुट बिन][Vf बिन]। इस नियम को समझने से इंजीनियर पार्ट नंबर को डिकोड कर सकते हैं और आवश्यक सटीक मॉडल का चयन कर सकते हैं।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
विशिष्ट तरंगदैर्ध्य मापदंडों वाले LED का व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है:
- संकेतक एवं पैनल लाइट: उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, घरेलू उपकरणों और औद्योगिक उपकरणों पर स्थिति संकेतक।
- बैकलाइट: स्मार्टफोन, मॉनिटर और टीवी जैसे उपकरणों में उपयोग होने वाले LCD डिस्प्ले के लिए, आमतौर पर नीले LED और फॉस्फोर का उपयोग करके सफेद प्रकाश उत्पन्न किया जाता है, या RGB सिस्टम के लिए विशिष्ट रंग के LED का उपयोग किया जाता है।
- सामान्य प्रकाश व्यवस्थासफेद प्रकाश एलईडी (नीला चिप + फॉस्फोर) या रंगीन एलईडी, वास्तुकला, सजावट और माहौल प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयोग किया जाता है।
- ऑटोमोटिव लाइटिंगसिग्नल लाइट्स (ब्रेक लाइट्स, टर्न सिग्नल), इंटीरियर लाइटिंग, और तेजी से लोकप्रिय हेडलाइट्स।
- सेंसिंग और ऑप्टिकल कम्युनिकेशन: इन्फ्रारेड (IR) एलईडी का उपयोग रिमोट कंट्रोल, प्रॉक्सिमिटी सेंसर और ऑप्टिकल डेटा लिंक में किया जाता है। विशिष्ट तरंग दैर्ध्य वाले एलईडी का उपयोग चिकित्सा सेंसर (जैसे पल्स ऑक्सीमीटर) में किया जाता है।
- बागवानी प्रकाश व्यवस्था: विशिष्ट तरंग दैर्ध्य (जैसे गहरा लाल, नीला) वाले एलईडी का उपयोग इनडोर खेती में पौधों के विकास को अनुकूलित करने के लिए किया जाता है।
8.2 डिज़ाइन विचार बिंदु
- ड्राइव करंट: स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए, एलईडी को हमेशा एक स्थिर वोल्टेज स्रोत के बजाय एक स्थिर धारा स्रोत द्वारा संचालित करें। डेटाशीट पूर्ण अधिकतम रेटिंग और विशिष्ट ऑपरेटिंग करंट निर्दिष्ट करेगी।
- थर्मल मैनेजमेंट:** एलईडी जीवन और प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला सबसे बड़ा एकल कारक। एलईडी जंक्शन तापमान को निर्दिष्ट सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए पर्याप्त हीट डिसिपेशन समाधान डिजाइन करना आवश्यक है। इसमें पीसीबी थर्मल डिजाइन (कॉपर पोरिंग, थर्मल वाया) शामिल है, और संभवतः बाहरी हीटसिंक की आवश्यकता हो सकती है।
- ऑप्टिकल डिजाइनद्वितीयक प्रकाशिकी घटकों (लेंस, प्रसारक शीट) का चयन आवश्यक प्रकाश पुंज कोण और वितरण पर निर्भर करता है। LED का अंतर्निहित देखने का कोण (डेटाशीट में निर्दिष्ट) डिजाइन का प्रारंभिक बिंदु है।
- बिनिंग चयनरंग एकरूपता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे वीडियो वॉल, ल्यूमिनेयर) के लिए, सख्त तरंगदैर्ध्य बिनिंग निर्दिष्ट करना आवश्यक है, और संभवतः सख्त चमकदार प्रवाह बिनिंग भी, हालांकि इससे लागत बढ़ सकती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
यद्यपि खंड से सीधे अन्य उत्पादों के साथ तुलना नहीं की जा सकती, LED के प्रमुख विभेदक कारक आम तौर पर शामिल हैं:
- दीप्त दक्षता (lm/W)प्रति वाट विद्युत शक्ति इनपुट पर उत्पन्न प्रकाश आउटपुट की मात्रा। उच्च दक्षता का अर्थ है समान प्रकाश आउटपुट पर कम ऊर्जा खपत और कम ताप उत्पादन।
- कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI):对于白光LED,指其还原色彩相对于自然光源的准确度。零售、博物馆和高质量住宅照明需要高显色指数(>90)。
- विश्वसनीयता और जीवनकाल (L70, L90): निर्दिष्ट परिस्थितियों में, LED के प्रकाश उत्पादन के अपने प्रारंभिक मूल्य के 70% या 90% तक क्षय होने से पहले के घंटों की संख्या। लंबा जीवनकाल रखरखाव लागत को कम करता है।
- रंग एकरूपता और ग्रेडिंग सख्ती: एक ही ग्रेड के भीतर परिवर्तन की सीमा। अधिक सख्त ग्रेडिंग बेहतर समरूपता प्रदान करती है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
10.1 "जीवनचक्र चरण: संशोधन 2" का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?
इसका अर्थ है कि आप उस घटक स्पेसिफिकेशन के दूसरे Revision का उपयोग कर रहे हैं। आपको सत्यापित करना चाहिए कि पहले Revision 1 का उपयोग करने वाला कोई भी डिज़ाइन अभी भी मान्य है या नहीं, या क्या कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन हैं जिनके लिए डिज़ाइन को अद्यतन करने की आवश्यकता है (जैसे आयाम, विद्युत मापदंड या सामग्री)। नए डिज़ाइनों के लिए, हमेशा नवीनतम Revision का संदर्भ लें।
10.2 तरंगदैर्ध्य मान एक एकल संख्या नहीं है, बल्कि एक बिन रेंज है (जैसे 465-470nm)। मुझे अपने ऑप्टिकल सिमुलेशन में किस मान का उपयोग करना चाहिए?
कठोर सिमुलेशन के लिए, बिन की चरम सीमाओं पर विचार करना विवेकपूर्ण अभ्यास है। तरंगदैर्ध्य रेंज की निचली और ऊपरी सीमा दोनों पर सिमुलेशन चलाएं, यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपका डिज़ाइन (जैसे फ़िल्टर प्रदर्शन, सेंसर प्रतिक्रिया) पूरे बिनिंग रेंज में ठीक से काम करता है। रूढ़िवादी अनुमान के लिए, आमतौर पर मध्य-बिंदु मान का उपयोग किया जाता है, लेकिन तरंगदैर्ध्य विचलन के प्रति प्रणाली की संवेदनशीलता को समझना महत्वपूर्ण है।
10.3 इस घटक के लिए थर्मल मैनेजमेंट कितना महत्वपूर्ण है?
सभी पावर LED के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। अत्यधिक जंक्शन तापमान से लुमेन आउटपुट में त्वरित क्षय (मंद होना), रंग बदलाव (तरंगदैर्ध्य ड्रिफ्ट) और अंततः विनाशकारी विफलता हो सकती है। डेटाशीट में दी गई डेरेटिंग कर्व का सख्ती से पालन करना आवश्यक है, जो अधिकतम अनुमेय धारा और परिवेश के तापमान के बीच संबंध दर्शाती है। विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए, थर्मल पैड और वाया के साथ उचित PCB लेआउट अपनाना अनिवार्य है।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस विश्लेषण
11.1 केस विश्लेषण: एक समान बैकलाइट यूनिट का डिज़ाइन
चुनौतियाँ10 इंच डिस्प्ले के लिए रंग और चमक में पूर्ण रूप से एकसमान सफेद बैकलाइट बनाना।
समाधान:
- ग्रेडिंगसमान ल्यूमेन आउटपुट रेंज और संबंधित कलर टेम्परेचर (CCT) रेंज से सफेद एलईडी का चयन करें। अधिक कठोर नियंत्रण के लिए, उत्पादन के एक ही बैच से एलईडी का उपयोग किया जा सकता है।
- थर्मल डिज़ाइनएलईडी ऐरे से ऊष्मा का प्रभावी रूप से प्रसार करने और स्थानीय रंग बदलाव तथा असमान चमक का कारण बनने वाले हॉटस्पॉट को रोकने के लिए मेटल-कोर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (MCPCB) का उपयोग करें।
- इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन: छोटे LED समूहों की चमक एकरूपता को अनुकूलित करने के लिए, मल्टी-चैनल कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करके धारा को माइक्रो-एडजस्ट किया जा सकता है।
- ऑप्टिकल डिजाइन: पूरी सतह पर समान प्रकाश वितरण प्राप्त करने के लिए, LED स्पेस रेडिएशन पैटर्न के लिए अनुकूलित लाइट गाइड प्लेट (LGP) और डिफ्यूज़र फिल्म का उपयोग किया जाता है।
12. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल का संक्षिप्त परिचय
एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस नामक प्रक्रिया के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब अर्धचालक सामग्री (आमतौर पर गैलियम आर्सेनाइड, गैलियम फॉस्फाइड या इंडियम गैलियम नाइट्राइड पर आधारित) के p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय परत में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन घटना ऊर्जा मुक्त करती है। एक मानक डायोड में, यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है। LED में, चुनी गई अर्धचालक सामग्री के कारण यह ऊर्जा मुख्य रूप से फोटॉन (प्रकाश कण) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सक्रिय क्षेत्र में उपयोग की गई अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। एक बड़ा बैंडगैप छोटी तरंगदैर्ध्य (अधिक नीला) वाला प्रकाश उत्पन्न करता है, जबकि एक छोटा बैंडगैप लंबी तरंगदैर्ध्य (अधिक लाल) वाला प्रकाश उत्पन्न करता है।
13. तकनीकी रुझान और विकास
LED उद्योग निरंतर तेजी से विकसित हो रहा है। प्रमुख वस्तुनिष्ठ प्रवृत्तियों में शामिल हैं:
- दक्षता और ल्यूमिनस फ्लक्स आउटपुट में वृद्धि: आंतरिक क्वांटम दक्षता, प्रकाश निष्कर्षण प्रौद्योगिकी और फॉस्फर प्रौद्योगिकी में निरंतर सुधार ल्यूमिनस दक्षता को बढ़ावा देते रहते हैं, जिससे प्रकाश व्यवस्था की ऊर्जा खपत कम होती है।
- लघुकरण और उच्च घनत्व पैकेजिंग: छोटे पैकेज आकारों (जैसे माइक्रो LED, चिप-स्केल पैकेजिंग) का विकास उच्च रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले और अधिक कॉम्पैक्ट प्रकाश समाधानों को संभव बनाता है।
- रंग गुणवत्ता और एकरूपता में सुधारफॉस्फर सामग्री और ग्रेडिंग एल्गोरिदम में प्रगति उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) और उत्पादन बैचों में अधिक सुसंगत व्हाइट पॉइंट वाले सफेद एलईडी प्रदान कर रही है।
- नई तरंगदैर्ध्य सीमाओं का विस्तारनई अर्धचालक सामग्रियों (जैसे गहरी पराबैंगनी के लिए AlGaN, विशिष्ट अवरक्त तरंगदैर्ध्य के लिए विभिन्न यौगिकों) पर शोध कीटाणुशोधन, सेंसिंग और ऑप्टिकल संचार के लिए नए अनुप्रयोग क्षेत्र खोल रहा है।
- एकीकरण और स्मार्ट प्रकाश व्यवस्था: एलईडी को ड्राइवरों, सेंसर और संचार चिप्स (Li-Fi, IoT) के साथ तेजी से एकीकृत किया जा रहा है, ताकि बुद्धिमान, परस्पर जुड़ी प्रकाश व्यवस्था प्रणालियाँ बनाई जा सकें।
- विश्वसनीयता और जीवनकाल: सामग्री विज्ञान (जैसे मजबूत पैकेजिंग सामग्री, बेहतर थर्मल इंटरफेस) पर ध्यान एलईडी प्रणालियों के परिचालन जीवनकाल को लगातार बढ़ा रहा है, जिससे कुल स्वामित्व लागत कम हो रही है।
ये रुझान मूलभूत सामग्री विज्ञान अनुसंधान और निर्माण प्रक्रिया सुधारों द्वारा संचालित हैं, जिससे उच्च प्रदर्शन, अधिक दक्ष और व्यापक अनुप्रयोगों वाले ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का विकास होता है।
LED विनिर्देश शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, अधिक मान सफेद/ठंडा प्रकाश देता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक एकसमान होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए थोड़े समय में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके ब्रेकडाउन होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक सावधानियाँ आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | एलईडी चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग संगति को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता हो सकती है। |
चतुर्थ, पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | Bin Content | सामान्य व्याख्या | Objective |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Binning | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह के लिए संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standards | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | यह सरकारी खरीद और सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिससे बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ती है। |