Η LED (δίοδος εκπομπής φωτός), μια δίοδος εκπομπής φωτός, είναι μια ημιαγωγική συσκευή στερεάς κατάστασης που μπορεί να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε ορατό φως. Μπορεί να μετατρέψει απευθείας την ηλεκτρική ενέργεια σε φως. Η καρδιά της LED είναι ένα τσιπ ημιαγωγών. Το ένα άκρο του τσιπ είναι προσαρτημένο σε μια βάση, το ένα άκρο είναι ένας αρνητικός πόλος και το άλλο άκρο είναι συνδεδεμένο στον θετικό πόλο της τροφοδοσίας, έτσι ώστε ολόκληρο το τσιπ να είναι καλυμμένο με εποξειδική ρητίνη.
Το ημιαγωγικό τσιπ αποτελείται από δύο μέρη. Το ένα μέρος είναι ένας ημιαγωγός τύπου P, στον οποίο κυριαρχούν οι οπές, και το άλλο άκρο είναι ένας ημιαγωγός τύπου N, στον οποίο κυριαρχούν τα ηλεκτρόνια. Αλλά όταν αυτοί οι δύο ημιαγωγοί συνδέονται, σχηματίζεται μια επαφή PN μεταξύ τους. Όταν το ρεύμα επενεργεί στο τσιπ μέσω του σύρματος, τα ηλεκτρόνια θα ωθηθούν στην περιοχή P, όπου τα ηλεκτρόνια θα ανασυνδυαστούν με τις οπές και στη συνέχεια θα εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Αυτή είναι η αρχή της εκπομπής φωτός LED. Το μήκος κύματος του φωτός, δηλαδή το χρώμα του φωτός, καθορίζεται από το υλικό που σχηματίζει την επαφή PN.
Τα LED μπορούν να εκπέμπουν απευθείας κόκκινο, κίτρινο, μπλε, πράσινο, πράσινο, πορτοκαλί, μοβ και λευκό φως.
Αρχικά, το LED χρησιμοποιήθηκε ως πηγή φωτεινής ένδειξης οργάνων και μετρητών. Αργότερα, διάφορα ανοιχτόχρωμα LED χρησιμοποιήθηκαν ευρέως σε φανάρια και οθόνες μεγάλης επιφάνειας, παράγοντας καλά οικονομικά και κοινωνικά οφέλη. Πάρτε για παράδειγμα το κόκκινο φανάρι κυκλοφορίας 12 ιντσών. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο λαμπτήρας πυρακτώσεως 140 watt με μεγάλη διάρκεια ζωής και χαμηλή φωτεινή απόδοση χρησιμοποιήθηκε αρχικά ως πηγή φωτός, ο οποίος παρήγαγε 2000 lumens λευκού φωτός. Μετά τη διέλευση από το κόκκινο φίλτρο, η απώλεια φωτός είναι 90%, αφήνοντας μόνο 200 lumens κόκκινου φωτός. Στη νέα σχεδιασμένη λάμπα, η Lumileds χρησιμοποιεί 18 πηγές φωτός κόκκινου LED, συμπεριλαμβανομένης της απώλειας κυκλώματος. Η συνολική κατανάλωση ενέργειας είναι 14 watt, η οποία μπορεί να παράγει το ίδιο φωτεινό αποτέλεσμα. Ο λαμπτήρας σηματοδότησης αυτοκινήτων είναι επίσης ένας σημαντικός τομέας εφαρμογής πηγών φωτός LED.
Για γενικό φωτισμό, οι άνθρωποι χρειάζονται περισσότερες πηγές λευκού φωτός. Το 1998, αναπτύχθηκε με επιτυχία το λευκό LED. Αυτό το LED κατασκευάζεται με τη συσκευασία τσιπ GaN και γρανάτη υττρίου-αλουμινίου (YAG). Το τσιπ GaN εκπέμπει μπλε φως (λP=465nm, Wd=30nm), ο φώσφορος YAG που περιέχει Ce3+, που έχει υποστεί σύντηξη σε υψηλή θερμοκρασία, εκπέμπει κίτρινο φως αφού διεγερθεί από αυτό το μπλε φως, με μέγιστη τιμή 550nm λάμπας LED m. Το υπόστρωμα μπλε LED εγκαθίσταται στην κοιλότητα ανάκλασης σε σχήμα μπολ, καλυμμένο με ένα λεπτό στρώμα ρητίνης αναμεμειγμένης με YAG, περίπου 200-500nm. Το μπλε φως από το υπόστρωμα LED απορροφάται εν μέρει από τον φώσφορο και το άλλο μέρος του μπλε φωτός αναμειγνύεται με το κίτρινο φως από τον φώσφορο για να ληφθεί λευκό φως.
Για τα λευκά LED InGaN/YAG, αλλάζοντας τη χημική σύνθεση του φωσφόρου YAG και ρυθμίζοντας το πάχος του στρώματος φωσφόρου, μπορούν να ληφθούν διάφορα λευκά φώτα με θερμοκρασία χρώματος 3500-10000K. Αυτή η μέθοδος λήψης λευκού φωτός μέσω μπλε LED έχει απλή δομή, χαμηλό κόστος και υψηλή τεχνολογική ωριμότητα, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως.
Ώρα δημοσίευσης: 29 Ιανουαρίου 2024