LED (Light Emitting Diode), світловипромінюючий діод, є твердотільним напівпровідниковим пристроєм, який може перетворювати електричну енергію у видиме світло. Він може безпосередньо перетворювати електроенергію в світло. Серцем світлодіода є напівпровідниковий чіп. Один кінець мікросхеми прикріплений до кронштейна, один кінець є негативним полюсом, а інший кінець підключений до позитивного полюса джерела живлення, так що вся мікросхема інкапсульована епоксидною смолою.
Напівпровідниковий чіп складається з двох частин. Одна частина являє собою напівпровідник Р-типу, в якому домінують дірки, а інший кінець - напівпровідник N-типу, в якому домінують електрони. Але коли ці два напівпровідники з'єднані, між ними утворюється PN-перехід. Коли струм діє на чіп через дріт, електрони будуть виштовхуватися в область P, де електрони рекомбінуються з дірками, а потім випромінюють енергію у вигляді фотонів. Це принцип випромінювання світлодіодів. Довжина хвилі світла, тобто колір світла, визначається матеріалом, який утворює PN-перехід.
Світлодіод може безпосередньо випромінювати червоне, жовте, синє, зелене, зелене, оранжеве, фіолетове та біле світло.
Спочатку світлодіод використовувався як джерело індикатора світла приладів і лічильників. Пізніше різні світлі світлодіоди широко використовувалися у світлофорах і дисплеях великої площі, створюючи хороші економічні та соціальні вигоди. Візьмемо для прикладу 12-дюймовий червоний світлофор. У Сполучених Штатах як джерело світла спочатку використовувалася лампа розжарювання потужністю 140 Вт із тривалим терміном служби та низькою світловою ефективністю, яка виробляла 2000 люменів білого світла. Після проходження через червоний фільтр втрата світла становить 90%, залишаючи лише 200 люменів червоного світла. У новому дизайні лампи Lumileds використовується 18 червоних світлодіодних джерел світла, включаючи втрату в ланцюзі. Загальна споживана потужність становить 14 Вт, що може створити такий самий світловий ефект. Автомобільна сигнальна лампа також є важливою сферою застосування світлодіодних джерел світла.
Для загального освітлення людям потрібно більше джерел білого світла. У 1998 році білий світлодіод був успішно розроблений. Цей світлодіод виготовляється шляхом упаковки чіпа GaN та ітрій-алюмінієвого гранату (YAG). Чіп GaN випромінює синє світло（ λ P=465 нм, Wd=30 нм), люмінофор YAG, що містить Ce3+, спечений при високій температурі, випромінює жовте світло після збудження цим синім світлом з піковим значенням 550 н світлодіодної лампи м. Синя світлодіодна підкладка встановлюється в чашоподібну відбиваючу порожнину, покриту тонким шаром смоли, змішаної з YAG, приблизно 200-500 нм. Синє світло від світлодіодної підкладки частково поглинається люмінофором, а інша частина синього світла змішується з жовтим світлом від люмінофора, щоб отримати біле світло.
Для білого світлодіода InGaN/YAG, змінюючи хімічний склад люмінофора YAG і регулюючи товщину шару люмінофора, можна отримати різні білі світла з колірною температурою 3500-10000K. Цей метод отримання білого світла через синій світлодіод має просту структуру, низьку вартість і високу технологічну зрілість, тому він широко використовується.
Час публікації: 29 січня 2024 р