مبادئ منتجات الإضاءة LED

LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) هو جهاز أشباه الموصلات ذو الحالة الصلبة يمكنه تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء مرئي. يمكنه تحويل الكهرباء مباشرة إلى ضوء. قلب LED عبارة عن شريحة من أشباه الموصلات، مع طرف واحد متصل بقوس، أحد الطرفين هو القطب السالب، والطرف الآخر متصل بالقطب الموجب لمصدر الطاقة، مما يجعل الشريحة بأكملها مغلفة في راتنجات الايبوكسي.

تتكون شريحة أشباه الموصلات من جزأين، أحدهما من النوع P الذي تهيمن عليه الثقوب، والآخر من النوع N الذي تهيمن فيه الإلكترونات. ولكن عندما يتم توصيل هذين أشباه الموصلات، يتم تشكيل تقاطع PN بينهما. عندما يمر التيار عبر السلك ويؤثر على الشريحة، يتم دفع الإلكترونات نحو المنطقة P، حيث تتحد مرة أخرى مع الثقوب وتنبعث منها طاقة على شكل فوتونات. هذا هو مبدأضوء LEDالانبعاثات. يتم تحديد الطول الموجي للضوء، والمعروف أيضًا باسم لون الضوء، بواسطة المادة التي تشكل تقاطع P-N.

يمكن أن تنبعث مصابيح LED الضوء الأحمر والأصفر والأزرق والأخضر والأزرق والبرتقالي والأرجواني والأبيض مباشرة.

في البداية، تم استخدام LED كمصدر ضوء مؤشر للأجهزة والعدادات. وفي وقت لاحق، تم استخدام مصابيح LED الملونة المختلفة على نطاق واسع في إشارات المرور وشاشات العرض ذات المساحة الكبيرة، مما أدى إلى تحقيق فوائد اقتصادية واجتماعية جيدة. بأخذ إشارة المرور الحمراء مقاس 12 بوصة كمثال، في الولايات المتحدة، تم استخدام مصباح متوهج بقدرة 140 وات ذو عمر طويل وكفاءة بصرية منخفضة في الأصل كمصدر للضوء، مما ينتج 2000 لومن من الضوء الأبيض. بعد المرور عبر الفلتر الأحمر، يصل فقدان الضوء إلى 90%، ويترك 200 لومن فقط من الضوء الأحمر. في المصباح المصمم حديثًا، تستخدم Lumileds 18 مصدر ضوء LED أحمر، بما في ذلك خسائر الدائرة، التي تستهلك إجمالي 14 واط من الكهرباء وتنتج نفس تأثير الضوء. تعد أضواء إشارة السيارة أيضًا مجالًا مهمًا لتطبيق مصادر إضاءة LED.

بالنسبة للإضاءة العامة، يحتاج الناس إلى مصادر الضوء الأبيض أكثر. لقد نجح تطوير مصابيح LED التي ينبعث منها الضوء الأبيض في عام 1998. ويتم تصنيع هذا النوع من مصابيح LED عن طريق تغليف رقائق GaN وعقيق ألومنيوم الإيتريوم (YAG) معًا. تنبعث شريحة GaN من الضوء الأزرق ( LA ينبعث مسحوق الفلورسنت YAG الذي يحتوي على Ce3 + الناتج عن التلبيد بدرجة حرارة عالية (p = 465nm، Wd = 30nm) ضوءًا أصفر بعد إثارة هذا الضوء الأزرق، مع ذروة تبلغ 550nضوء LEDم. تم تركيب ركيزة الضوء الأزرق LED في تجويف عاكس على شكل وعاء، مغطى بطبقة رقيقة من الراتنج ممزوجة بـ YAG، حوالي 200-500 نانومتر. يمتص مسحوق الفلورسنت الضوء الأزرق المنبعث من الركيزة LED، ويتم خلط جزء آخر من الضوء الأزرق مع الضوء الأصفر المنبعث من مسحوق الفلورسنت للحصول على الضوء الأبيض.

بالنسبة لمصابيح InGaN/YAG البيضاء، من خلال تغيير التركيب الكيميائي لفوسفور YAG وضبط سمك طبقة الفوسفور، يمكن الحصول على ألوان مختلفة من الضوء الأبيض مع درجة حرارة لون تتراوح بين 3500-10000 كلفن. تُستخدم هذه الطريقة للحصول على الضوء الأبيض من خلال LED الأزرق على نطاق واسع نظرًا لبساطة بنائها وتكلفتها المنخفضة ونضجها التكنولوجي العالي.