LED (Light Emitting Diode), en lysdiode, er en solid state-halvlederenhed, der kan omdanne elektrisk energi til synligt lys. Den kan direkte omdanne elektricitet til lys. Hjertet i LED er en halvlederchip. Den ene ende af chippen er fastgjort til en beslag, den ene ende er en negativ pol, og den anden ende er forbundet til strømforsyningens positive pol, således at hele chippen er indkapslet af epoxyharpiks.
Halvlederchippen består af to dele. Den ene del er en P-type halvleder, hvor hullerne er dominerende, og den anden ende er en N-type halvleder, hvor elektronerne er dominerende. Men når disse to halvledere forbindes, dannes der en PN-overgang mellem dem. Når strømmen påvirker chippen gennem ledningen, vil elektronerne blive skubbet til P-området, hvor elektronerne vil rekombinere med hullerne og derefter udsende energi i form af fotoner. Dette er princippet for LED-lysemission. Lysets bølgelængde, det vil sige lysets farve, bestemmes af det materiale, der danner PN-overgangen.
LED kan direkte udsende rødt, gult, blåt, grønt, grønt, orange, lilla og hvidt lys.
I starten blev LED brugt som indikatorlyskilde i instrumenter og målere. Senere blev forskellige lysfarvede LED'er i vid udstrækning brugt i trafiklys og store displays, hvilket gav gode økonomiske og sociale fordele. Tag den 12-tommer røde trafiksignallampe som eksempel. I USA blev en 140 watt glødelampe med lang levetid og lav lysudbytte oprindeligt brugt som lyskilde, som producerede 2000 lumen hvidt lys. Efter at have passeret gennem det røde filter er lystabet 90%, hvilket kun efterlader 200 lumen rødt lys. I den nydesignede lampe bruger Lumileds 18 røde LED-lyskilder, inklusive kredsløbstab. Det samlede strømforbrug er 14 watt, hvilket kan producere den samme lyseffekt. Bilsignallampe er også et vigtigt felt inden for LED-lyskilder.
Til generel belysning har folk brug for flere hvide lyskilder. I 1998 blev hvid LED udviklet med succes. Denne LED er fremstillet ved at pakke GaN-chip og yttriumaluminiumgranat (YAG) sammen. GaN-chip udsender blåt lys (λP = 465 nm, Wd = 30 nm). YAG-fosfor indeholdende Ce3+, der er sintret ved høj temperatur, udsender gult lys efter at være blevet exciteret af dette blå lys, med en peakværdi på 550 nm i LED-lampen. Det blå LED-substrat er installeret i det skålformede reflektionshulrum, dækket af et tyndt lag harpiks blandet med YAG, omkring 200-500 nm. Det blå lys fra LED-substratet absorberes delvist af fosforen, og den anden del af det blå lys blandes med det gule lys fra fosforen for at opnå hvidt lys.
For InGaN/YAG hvid LED kan man ved at ændre den kemiske sammensætning af YAG-fosfor og justere tykkelsen af fosforlaget opnå forskellige hvide lystyper med en farvetemperatur på 3500-10000K. Denne metode til at opnå hvidt lys gennem blå LED har en enkel struktur, lave omkostninger og høj teknologisk modenhed, så den er meget udbredt.
Opslagstidspunkt: 29. januar 2024