LED (Light Emitting Diode), en lysdiod, är en halvledarkomponent i fast tillstånd som kan omvandla elektrisk energi till synligt ljus. Den kan direkt omvandla elektricitet till ljus. Hjärtat i en LED är ett halvledarchip. Ena änden av chipet är fäst vid en konsol, ena änden är en negativ pol och den andra änden är ansluten till strömförsörjningens positiva pol, så att hela chipet är inkapslat av epoxiharts.
Halvledarchipet består av två delar. Den ena delen är en P-typ halvledare, där hålen dominerar, och den andra änden är en N-typ halvledare, där elektronerna dominerar. Men när dessa två halvledare ansluts bildas en PN-övergång mellan dem. När strömmen verkar på chipet genom tråden, kommer elektronerna att tryckas till P-området, där elektronerna rekombineras med hålen och sedan avger energi i form av fotoner. Detta är principen för LED-ljusemission. Ljusets våglängd, det vill säga ljusets färg, bestäms av materialet som bildar PN-övergången.
LED kan direkt avge rött, gult, blått, grönt, grönt, orange, lila och vitt ljus.
Till en början användes LED som indikatorljuskälla för instrument och mätare. Senare användes olika ljusfärgade lysdioder i stor utsträckning i trafikljus och storskaliga displayer, vilket gav goda ekonomiska och sociala fördelar. Ta den 12-tums röda trafiksignallampan som exempel. I USA användes ursprungligen en 140-watts glödlampa med lång livslängd och låg ljuseffektivitet som ljuskälla, vilken producerade 2000 lumen vitt ljus. Efter att ha passerat genom det röda filtret är ljusförlusten 90 %, vilket lämnar endast 200 lumen rött ljus. I den nydesignade lampan använder Lumileds 18 röda LED-ljuskällor, inklusive kretsförlust. Den totala strömförbrukningen är 14 watt, vilket kan producera samma ljuseffekt. Bilsignallampa är också ett viktigt område för LED-ljuskällor.
För allmän belysning behöver människor fler vita ljuskällor. År 1998 utvecklades vit LED framgångsrikt. Denna LED tillverkas genom att paketera GaN-chip och yttriumaluminiumgranat (YAG). GaN-chipet avger blått ljus (λP=465nm, Wd=30nm). YAG-fosfor innehållande Ce3+ som sintrats vid hög temperatur avger gult ljus efter att ha exciterats av detta blå ljus, med ett toppvärde på 550n LED-lampa m. Det blå LED-substratet installeras i det skålformade reflektionskaviteten, täckt med ett tunt lager harts blandat med YAG, cirka 200-500nm. Det blå ljuset från LED-substratet absorberas delvis av fosforet, och den andra delen av det blå ljuset blandas med det gula ljuset från fosforet för att erhålla vitt ljus.
För InGaN/YAG vit LED kan man, genom att ändra den kemiska sammansättningen av YAG-fosfor och justera fosforlagrets tjocklek, erhålla olika vita ljus med en färgtemperatur på 3500-10000K. Denna metod för att erhålla vitt ljus genom blå LED har enkel struktur, låg kostnad och hög teknisk mognad, så den används ofta.
Publiceringstid: 29 januari 2024