Princip LED světla

LED (Light Emitting Diode)je polovodičové zařízení v pevné fázi, které dokáže přeměnit elektrickou energii na viditelné světlo. Dokáže přímo přeměnit elektřinu na světlo. Srdcem LED je polovodičový čip. Jeden konec čipu je připevněn k držáku, jeden konec je záporná elektroda a druhý konec je připojen ke kladné elektrodě napájecího zdroje, takže celý čip je zalitý v epoxidové pryskyřici.

Polovodičová deska se skládá ze dvou částí. Jedna část je polovodič typu P, ve kterém dominují otvory, a druhý konec je polovodič typu N, kde jsou především přítomny elektrony. Ale když jsou tyto dva polovodiče spojeny, vytvoří se mezi nimi P-N přechod. Když proud působí na destičku přes drát, elektrony budou vytlačeny do oblasti P, kde se elektrony rekombinují s dírami, a poté bude energie emitována ve formě fotonů. Toto je princip vyzařování LED světla. Vlnová délka světla, tedy barva světla, je určena materiálem tvořícím P-N přechod.

LED může přímo vyzařovat červené, žluté, modré, zelené, azurové, oranžové, fialové a bílé světlo.

Zpočátku se jako světelné zdroje pro přístroje používaly LED diody. Později byly LED diody různých barev světla široce používány v semaforech a velkoplošných obrazovkách, což přineslo dobré ekonomické a sociální výhody. Vezměte si jako příklad 12palcový červený semafor. Ve Spojených státech se jako zdroj světla používá 140wattová žárovka s vizuální účinností při nízkém osvětlení s dlouhou životností, která produkuje 2000 lumenů bílého světla. Po průchodu červeným filtrem se ztratí 90 % světla a zůstane jen 200 lumenů červeného světla. V nově navržené lampě používá Lumileds 18 červených LED světelných zdrojů, které spotřebují celkem 14 wattů energie včetně ztrát v obvodu, aby vytvořily stejný světelný efekt. Automobilová signální světla jsou také důležitou oblastí pro aplikace světelných zdrojů LED.

Pro celkové osvětlení lidé potřebují zdroje bílého světla. V roce 1998 byla úspěšně vyvinuta LED dioda vyzařující bílé světlo. Tento druh LED se vyrábí balením čipů GaN a ytrium hliníkového granátu (YAG). Čip GaN vyzařuje modré světlo (λp=465nm, Wd=30nm) a YAG fosfor obsahující Ce3+ vyrobený vysokoteplotním slinováním vydává žluté světlo poté, co je vybuzen modrým světlem, s maximální hodnotou 550nLED lampa m. Substrát modré LED je instalován v reflexní dutině ve tvaru misky a pokryt tenkou vrstvou pryskyřice smíchané s YAG, asi 200-500 nm. Část modrého světla emitovaného substrátem LED je absorbována fosforem a druhá část modrého světla je smíchána se žlutým světlem emitovaným fosforem, aby se získalo bílé světlo.

Pro InGaN/YAG bílé LED lze změnou chemického složení YAG fosforu a úpravou tloušťky fosforové vrstvy získat bílé světlo různých barev s barevnou teplotou 3500-10000K. Tento způsob získávání bílého světla prostřednictvím modré LED má jednoduchou strukturu, nízkou cenu a vysokou technologickou vyspělost, proto je nejpoužívanější.