LED-valotuotteiden periaatteet

LED (Light Emitting Diode) on puolijohdepuolijohdelaite, joka voi muuntaa sähköenergian näkyväksi valoksi. Se voi muuttaa sähkön suoraan valoksi. LEDin sydän on puolijohdesiru, jonka toinen pää on kiinnitetty kannakkeeseen, toinen pää on negatiivinen elektrodi ja toinen pää on kytketty virtalähteen positiiviseen elektrodiin, jolloin koko siru on kapseloitu epoksihartsiin.

Puolijohdesiru koostuu kahdesta osasta, joista toinen on P-tyyppinen puolijohde, jossa reiät hallitsevat, ja toinen on N-tyyppinen puolijohde, jossa elektronit hallitsevat. Mutta kun nämä kaksi puolijohdetta yhdistetään, niiden välille muodostuu P-N-liitos. Kun virta kulkee langan läpi ja vaikuttaa siruun, elektronit työntyvät kohti P-aluetta, jossa ne yhdistyvät uudelleen reikiin ja lähettävät energiaa fotonien muodossa. Tämä on periaateLED valopäästöt. Valon aallonpituus, joka tunnetaan myös valon värinä, määräytyy materiaalin mukaan, joka muodostaa P-N-liitoksen.

LEDit voivat lähettää suoraan punaista, keltaista, sinistä, vihreää, sinistä, oranssia, violettia ja valkoista valoa.

Aluksi LEDiä käytettiin mittareiden ja mittareiden merkkivalolähteenä. Myöhemmin erivärisiä LED-valoja käytettiin laajalti liikennevaloissa ja laaja-alaisissa näytöissä, mikä tuotti hyviä taloudellisia ja sosiaalisia etuja. Esimerkkinä 12 tuuman punainen liikennevalo, Yhdysvalloissa käytettiin alun perin valonlähteenä 140 watin hehkulamppua, jolla oli pitkä käyttöikä ja alhainen visuaalinen tehokkuus, ja se tuotti 2000 lumenia valkoista valoa. Punaisen suodattimen läpi kulkemisen jälkeen valohäviö on 90 %, jäljelle jää vain 200 lumenia punaista valoa. Uudessa valaisimessa Lumileds käyttää 18 punaista LED-valolähdettä piirihäviöineen, jotka kuluttavat yhteensä 14 wattia sähköä ja tuottavat saman valoefektin. Autojen merkkivalot ovat myös tärkeä kenttä LED-valonlähteiden sovelluksissa.

Yleisvalaistukseen ihmiset tarvitsevat enemmän valkoisia valonlähteitä. Valkoista valoa lähettävän LEDin kehitys onnistui vuonna 1998. Tämäntyyppiset LEDit valmistetaan kapseloimalla GaN-siruja ja yttrium-alumiinigranaattia (YAG) yhteen. GaN-siru lähettää sinistä valoa (λ Korkean lämpötilan sintrauksella valmistettu Ce3+:a sisältävä YAG-fluoresoiva jauhe (p=465nm, Wd=30nm) lähettää keltaista valoa tämän sinisen valon virittämisen jälkeen, huipulla 550nLED valom. Sinisen valon LED-substraatti asennetaan kulhon muotoiseen heijastinonteloon, joka on päällystetty ohuella hartsikerroksella, joka on sekoitettu YAG:lla, noin 200-500 nm. LED-substraatin lähettämä sininen valo absorboituu fluoresoivaan jauheeseen, ja toinen osa sinisestä valosta sekoitetaan fluoresoivan jauheen lähettämään keltaiseen valoon valkoisen valon saamiseksi.

Valkoisille InGaN/YAG-LEDeille voidaan YAG-loisteaineen kemiallista koostumusta muuttamalla ja loisteaineen paksuutta säätämällä saada aikaan erilaisia ​​valkoisen valon värejä, joiden värilämpötila on 3500-10000K. Tätä menetelmää valkoisen valon saamiseksi sinisen LEDin kautta käytetään laajalti sen yksinkertaisen rakenteen, alhaisten kustannusten ja korkean teknisen kypsyyden vuoksi.