Princip proizvoda LED svjetiljke

LED (Light Emitting Diode), dioda koja emitira svjetlost, poluvodički je uređaj u čvrstom stanju koji može pretvoriti električnu energiju u vidljivu svjetlost. Može izravno pretvoriti električnu energiju u svjetlost. Srce LED-a je poluvodički čip. Jedan kraj čipa je pričvršćen za nosač, jedan kraj je negativni pol, a drugi kraj je spojen na pozitivni pol napajanja, tako da je cijeli čip obložen epoksidnom smolom.

Poluvodički čip se sastoji od dva dijela. Jedan dio je poluvodič P-tipa, u kojem dominiraju šupljine, a drugi kraj je poluvodič N-tipa, u kojem dominiraju elektroni. Ali kada su ta dva poluvodiča spojena, između njih nastaje PN spoj. Kada struja djeluje na čip kroz žicu, elektroni će biti gurnuti u P područje, gdje će se elektroni rekombinirati s rupama, a zatim emitirati energiju u obliku fotona. Ovo je princip emitiranja LED svjetla. Valnu duljinu svjetlosti, odnosno boju svjetlosti, određuje materijal koji tvori PN spoj.

LED može izravno emitirati crveno, žuto, plavo, zeleno, zeleno, narančasto, ljubičasto i bijelo svjetlo.

U početku se LED koristio kao izvor svjetla indikatora instrumenata i mjerača. Kasnije su se LED diode različitih svijetlih boja naširoko koristile u semaforima i zaslonima velikih površina, stvarajući dobre ekonomske i društvene koristi. Uzmimo za primjer crvenu prometnu lampu od 12 inča. U Sjedinjenim Državama, žarulja sa žarnom niti od 140 W s dugim vijekom trajanja i niskom svjetlosnom učinkovitošću izvorno je korištena kao izvor svjetlosti, koja je proizvodila 2000 lumena bijele svjetlosti. Nakon prolaska kroz crveni filter, gubitak svjetla je 90%, ostavljajući samo 200 lumena crvenog svjetla. U novodizajniranoj svjetiljci, Lumileds koristi 18 crvenih LED izvora svjetla, uključujući gubitak strujnog kruga. Ukupna potrošnja energije je 14 vata, što može proizvesti isti svjetlosni učinak. Automobilska signalna lampa također je važno polje primjene LED izvora svjetlosti.

Za opću rasvjetu ljudi trebaju više izvora bijelog svjetla. Godine 1998. bijela LED je uspješno razvijena. Ova LED dioda izrađena je pakiranjem GaN čipa i itrijevog aluminijskog granata (YAG) zajedno. GaN čip emitira plavo svjetlo（ λ P=465nm, Wd=30nm), YAG fosfor koji sadrži Ce3+ sinteriran na visokoj temperaturi emitira žuto svjetlo nakon što ga pobudi ovo plavo svjetlo, s vršnom vrijednošću od 550n LED lampa m. Plava LED podloga ugrađena je u šupljinu za refleksiju u obliku zdjele, prekrivena tankim slojem smole pomiješane s YAG-om, oko 200-500 nm. Plavo svjetlo iz LED podloge djelomično apsorbira fosfor, a drugi dio plavog svjetla se miješa sa žutim svjetlom iz fosfora da bi se dobila bijela svjetlost.

Za InGaN/YAG bijele LED, promjenom kemijskog sastava YAG fosfora i podešavanjem debljine fosfornog sloja, mogu se dobiti različita bijela svjetla s temperaturom boje od 3500-10000K. Ova metoda dobivanja bijelog svjetla kroz plavu LED diodu ima jednostavnu strukturu, nisku cijenu i visoku tehnološku zrelost, pa se široko koristi.