LED-valgustoodete põhimõtted

LED (Light Emitting Diode) on tahkis-pooljuhtseade, mis suudab elektrienergia muundada nähtavaks valguseks. See suudab elektrit otse valguseks muuta. LED-i süda on pooljuhtkiip, mille üks ots on kinnitatud kronsteini külge, üks ots on negatiivne elektrood ja teine ​​ots on ühendatud toiteallika positiivse elektroodiga, muutes kogu kiibi kapseldatud epoksüvaiku.

Pooljuhtkiip koosneb kahest osast, millest üks on P-tüüpi pooljuht, milles domineerivad augud, ja teine ​​on N-tüüpi pooljuht, milles domineerivad elektronid. Kuid kui need kaks pooljuhti on ühendatud, tekib nende vahele P-N-siirde. Kui vool läbib traati ja toimib kiibile, surutakse elektronid P-piirkonna poole, kus nad taasühendavad aukudega ja kiirgavad energiat footonite kujul. See on põhimõteLED valgustiemissioon. Valguse lainepikkuse, tuntud ka kui valguse värvuse, määrab materjal, mis moodustab P-N-siirde.

LED-id võivad kiirata otse punast, kollast, sinist, rohelist, sinist, oranži, lillat ja valget valgust.

Algselt kasutati LED-i instrumentide ja arvestite indikaatorvalgusallikana. Hiljem hakati laialdaselt kasutama erinevat värvi LED-e foorituledes ja suure alaga kuvarites, mis toovad head majanduslikku ja sotsiaalset kasu. Võttes näiteks 12-tollise punase foori, kasutati Ameerika Ühendriikides valgusallikana algselt pika elueaga ja madala visuaalse efektiivsusega 140-vatist hõõglampi, mis toodab 2000 luumenit valget valgust. Pärast punase filtri läbimist on valguskadu 90%, jättes ainult 200 luumenit punast valgust. Uue disainiga lambis kasutab Lumileds 18 punast LED-valgusallikat koos vooluahela kadudega, mis tarbivad kokku 14 vatti elektrit ja annavad sama valgusefekti. Autode signaaltuled on ka oluline valdkond LED-valgusallikate rakendamisel.

Üldvalgustuse jaoks vajavad inimesed rohkem valgeid valgusallikaid. Valget valgust kiirgava LED-i väljatöötamine oli edukas 1998. aastal. Seda tüüpi LED-id valmistatakse GaN-kiipide ja ütriumalumiiniumgranaadi (YAG) kapseldamise teel. GaN kiip kiirgab sinist valgust（ λ Kõrgtemperatuursel paagutamisel toodetud Ce3+ sisaldav YAG fluorestseeruv pulber (p=465nm, Wd=30nm) kiirgab pärast seda sinise valgusega ergastamist kollast valgust, mille tipp on 550nLED valgustim. Sinise valgusega LED-substraat paigaldatakse kausikujulisse reflektorõõnde, mis on kaetud YAG-iga segatud õhukese vaigukihiga, umbes 200-500nm. LED-substraadi kiirgav sinine valgus neeldub fluorestseeruva pulbri poolt ja teine ​​osa sinisest valgusest segatakse valge valguse saamiseks fluorestseeruva pulbri poolt kiirgava kollase valgusega.

InGaN/YAG valgete LED-ide puhul saab YAG-luminofoormaterjali keemilist koostist muutes ja fosforikihi paksust reguleerides saada erinevat värvi valget valgust värvitemperatuuriga 3500-10000K. Seda sinise valgusdioodi kaudu valge valguse saamise meetodit kasutatakse laialdaselt selle lihtsa konstruktsiooni, madala hinna ja kõrge tehnoloogilise küpsuse tõttu.