Il LED (Light Educing Diode), un diodo a emissione luminosa, è un dispositivo semiconduttore a stato solido in grado di convertire l'energia elettrica in luce visibile. Può convertire direttamente l'elettricità in luce. Il cuore del LED è un chip semiconduttore. Un'estremità del chip è fissata a una staffa, un'estremità è un polo negativo e l'altra estremità è collegata al polo positivo dell'alimentatore, in modo che l'intero chip sia incapsulato con resina epossidica.
Il chip semiconduttore è composto da due parti. Una parte è un semiconduttore di tipo P, in cui sono dominanti i buchi, e l'altra estremità è un semiconduttore di tipo N, in cui sono dominanti gli elettroni. Ma quando questi due semiconduttori sono collegati, tra loro si forma una giunzione PN. Quando la corrente agisce sul chip attraverso il filo, gli elettroni verranno spinti nell'area P, dove gli elettroni si ricombineranno con le lacune, e quindi emetteranno energia sotto forma di fotoni. Questo è il principio dell'emissione della luce LED. La lunghezza d'onda della luce, cioè il colore della luce, è determinata dal materiale che forma la giunzione PN.
Il LED può emettere direttamente luce rossa, gialla, blu, verde, verde, arancione, viola e bianca.
Inizialmente, il LED veniva utilizzato come sorgente luminosa di strumenti e misuratori. Successivamente, vari LED di colore chiaro furono ampiamente utilizzati nei semafori e nei display di grandi dimensioni, producendo buoni vantaggi economici e sociali. Prendiamo come esempio la lampada rossa del semaforo da 12 pollici. Negli Stati Uniti, originariamente come sorgente luminosa veniva utilizzata la lampada a incandescenza da 140 watt, di lunga durata e bassa efficienza luminosa, che produceva 2000 lumen di luce bianca. Dopo aver attraversato il filtro rosso, la perdita di luce è del 90%, lasciando solo 200 lumen di luce rossa. Nella lampada di nuova concezione, Lumileds utilizza 18 sorgenti luminose LED rosse, inclusa la perdita del circuito. Il consumo energetico totale è di 14 watt, che possono produrre lo stesso effetto luminoso. Anche le luci di segnalazione per automobili rappresentano un importante campo di applicazione delle sorgenti luminose a LED.
Per l’illuminazione generale, le persone hanno bisogno di più fonti di luce bianca. Nel 1998 è stato sviluppato con successo il LED bianco. Questo LED è realizzato confezionando insieme il chip GaN e il granato di ittrio e alluminio (YAG). Il chip GaN emette luce blu（ λ P=465nm, Wd=30nm), il fosforo YAG contenente Ce3+ sinterizzato ad alta temperatura emette luce gialla dopo essere stato eccitato da questa luce blu, con un valore di picco di 550n Lampada LED m. Il substrato LED blu è installato nella cavità di riflessione a forma di ciotola, ricoperta da un sottile strato di resina miscelata con YAG, circa 200-500 nm. La luce blu proveniente dal substrato LED viene in parte assorbita dal fosforo e l'altra parte della luce blu viene miscelata con la luce gialla proveniente dal fosforo per ottenere la luce bianca.
Per i LED bianchi InGaN/YAG, modificando la composizione chimica del fosforo YAG e regolando lo spessore dello strato di fosforo, è possibile ottenere varie luci bianche con temperatura di colore di 3500-10000K. Questo metodo per ottenere luce bianca tramite LED blu ha una struttura semplice, un basso costo e un'elevata maturità tecnologica, quindi è ampiamente utilizzato.
Orario di pubblicazione: 29 gennaio 2024