Što uzrokuje anLEDpomodriti?
Moderna rasvjeta, zasloni i elektronika u potpunosti su transformirani svjetlećim -diodama (LED), koje pružaju energetsku učinkovitost, produljeni životni vijek i svestranost s kojom se konvencionalne žarulje sa žarnom niti ili fluorescentne žarulje ne mogu mjeriti. Plavo svjetlo postalo je jedna od najčešćih boja koje proizvode LED diode, a pokreće sve, od LED prednjih svjetala do zaslona pametnih telefona pa čak i medicinske opreme. Međutim, što konkretno pokreće plavo svjetlo koje LED emitira? Materijali korišteni u njihovoj proizvodnji, promišljene tehničke odluke i osnovna fizika rada LED-a ključ su rješenja. Kako bismo razumjeli ovaj fenomen, prvo moramo raščlaniti proces-generiranja svjetlosti LED dioda, a zatim pogledati određene elemente koji uzrokuju da njihov izlaz naginje prema plavom dijelu elektromagnetskog spektra.
U osnovi, LED su poluvodički uređaji koji koriste proces poznat kao elektroluminiscencija za generiranje svjetlosti. LED diode proizvode svjetlost kada se elektroni i "rupe" (pozitivni nositelji naboja) rekombiniraju unutar poluvodičkog materijala, za razliku od žarulja sa žarnom niti, koje proizvode svjetlost zagrijavanjem žarne niti-što je rasipan proces koji gubi većinu energije kao toplinu. Ovako radi: elektroni iz negativno nabijenog poluvodiča "n-tipa" prelaze spoj u pozitivno nabijeni poluvodič "p-tipa" kada se električna struja dovodi u LED. Ti elektroni otpuštaju energiju u obliku fotona ili čestica svjetlosti dok udaraju i ispunjavaju rupe u materijalu tipa p-. Energija zabranjenog pojasa poluvodiča određuje nijansu ove svjetlosti; što je veći razmak pojasa (razlika energije između valentnog pojasa poluvodiča, koji sadrži šupljine, i vodljivog pojasa, koji sadrži elektrone), to je valna duljina svjetlosti koja se oslobađa kraća. LED diodama koje stvaraju plavu svjetlost trebaju poluvodiči s relativno širokim rasponom pojasa jer plava svjetlost ima kratku valnu duljinu (450–495 nanometara). Primarni i najvažniji faktor koji utječe na emisiju plave svjetlosti je ovaj materijalni atribut.
Stvaranje poluvodiča na temelju galij nitrida (GaN) i srodnih legura, uključujući indij galij nitrid (InGaN), bio je veliki napredak u tehnologiji plavih LED dioda, što je potvrđeno Nobelovom nagradom za fiziku 2014. godine. Budući da tipični poluvodički materijali (kao što je galijev arsenid, koji se koristi za crvene i zelene LED diode) imaju premali razmak pojasa za proizvodnju plave svjetlosti kratke-valne duljine, znanstvenici su imali poteškoća u razvoju učinkoviteplave LED diodeprije 1990-ih. S druge strane, GaN ima široki propusni pojas od otprilike 3,4 elektron volta (eV), što je točno energija potrebna za emitiranje ultraljubičastog (UV) svjetla. Inženjeri mogu smanjiti propusni pojas ugradnjom malih količina indija u GaN kako bi stvorili InGaN. Ovo pomiče izlaznu svjetlost s ultraljubičaste na plavu smanjujući energiju zabranjenog pojasa. Na primjer, svjetlo valne duljine od oko 450 nm emitira InGaN poluvodič s propusnim opsegom od oko 2,7 eV, što ga čini idealnim za briljantno plavo osvjetljenje. Budući da se InGaN može legirati za podešavanje razmaka pojasa, postao je standardni materijal za plave LED diode. Plave LED diode (i bijele LED diode koje ovise o njima) ne bi bile moguće bez poluvodiča na bazi GaN-.
Struktura LED kvantne jame još je jedna ključna komponenta koja dopušta proizvodnju plave svjetlosti. Tanak sloj poluvodiča (obično InGaN) smješten između dva deblja sloja drugog poluvodiča (obično samog GaN) naziva se kvantna jama. Elektroni i rupe unutar InGaN sloja su ograničeni ili "zarobljeni" na način koji mijenja njihove energetske razine jer je sloj tako tanak-obično debeo samo nekoliko nanometara. Učinkovitost LED-a povećava se ovim ograničenjem, što povećava vjerojatnost da će se elektroni i rupe rekombinirati i proizvesti fotone. Debljina i sastav kvantne jame pažljivo su regulirani za plave LED diode; uža jažica ili veća koncentracija indija mogu fino-ugoditi valnu duljinu emisije na traženi plavi raspon. Na primjer, svjetlost se može pomaknuti na 470 nm iz InGaN kvantne jažice debljine 3-nanometara- s 20% sadržaja indija i 460 nm iz jažice od 5-nanometara s 15% indija. Plave LED diode su dovoljno svijetle za praktične primjene, kao što su LED reflektori velike snage i indikatorska svjetla na elektronici, zahvaljujući sposobnosti kvantnih jama da smanje neradijativnu rekombinaciju, što je gubitak energije kao topline, a ne svjetlosti.
Plavo svjetlo također može biti neočekivani rezultat LED dioda, ponajprije bijelih LED dioda, iako su mnoge LED diode napravljene posebno za njegovo stvaranje. Većina bijelih LED dioda koristi tehniku "pretvorbe fosfora", u kojoj je plavi LED čip presvučen žutim fosfornim materijalom (obično itrijem{1}}dopiranim cerijem-, ili YAG:Ce), budući da bijelo svjetlo ne može izravno proizvesti jedan poluvodič (budući da zahtijeva mješavinu valnih duljina u vidljivom spektru). Dio plavog svjetla iz LED-a apsorbira se i ponovno emitira kao žuto svjetlo kada udari u fosfor. Ljudskom vidu preostalo plavo svjetlo izgleda kao bijelo svjetlo jer se stapa sa žutim svjetlom. Međutim, ne transformira se sva plava svjetlost ako je fosforni premaz neravnomjeran, pretjerano tanak ili niske kvalitete. To može proizvesti "hladno bijeli" ili "plavo-tonirani" sjaj, što je tipično za jeftineLED žaruljeili stare svjetiljke s fosforom koji se s vremenom pokvario. Budući da plavo svjetlo utječe na stvaranje melatonina, prekomjerno plavo svjetlo bijelih LED dioda može povremeno uzrokovati naprezanje očiju ili ometati cirkadijalni ritam. Ovo naglašava važnost odgovarajućeg dizajna fosfora. Ovo neočekivano plavo svjetlo uzrokovano je lošom integracijom fosfora, a ne kvarom u osnovnoj funkcionalnosti LED-a.
Iako oni uopće ne "uzrokuju" LED da stvara plavu svjetlost, uvjeti okoline također mogu utjecati na to koliko intenzivno ili kako izgleda da LED emitira plavo svjetlo. Zakorak pojasa poluvodiča može se značajno proširiti kada se LED diode zagriju (čest problem u aplikacijama velike-napone), pomičući valnu duljinu emisije prema crvenom kraju spektra. Ovo je jedan primjer kako temperatura utječe na rad LED dioda. To bi moglo rezultirati malom promjenom valne duljine zaplave LED diodeod 450 nm do 455 nm, što je jedva vidljivo golim okom, ali se može kvantificirati instrumentima. S druge strane, neke-LED diode visokih performansi (kao što su one koje se nalaze u projektorima) imaju sustave hlađenja budući da rad na nižim temperaturama može poboljšati njihovu učinkovitost i izlaz plave svjetlosti. Gustoća struje je još jedno razmatranje. Dok se svjetlina plave LED diode može povećati povećanjem električne struje, prekomjerna struja može rezultirati "padom učinkovitosti" ili smanjenjem izlazne svjetlosti po jedinici struje. Pretjerana struja u ekstremnim situacijama može oštetiti strukturu kvantne jame, rezultirajući ili potpunim kvarom ili trajnom promjenom boje koja uključuje pojačanu emisiju plave svjetlosti. Iako ovi vanjski uvjeti mogu promijeniti izvedbu LED-a tijekom vremena, oni ne mijenjaju unutarnji kapacitet LED-a da stvara plavu svjetlost.
U zaključku, tri glavna uzroka emisije plave svjetlosti iz LED dioda su energija poluvodičkog materijala, primjena legura na bazi GaN-(kao što je InGaN) koje dopuštaju svjetlo kratke-valne duljine i struktura kvantne jame koja poboljšava učinkovitost i prilagođava valnu duljinu emisije. Dok neželjeno plavo svjetlo (kao kod određenih bijelih LED dioda) proizlazi iz problema-povezanih s fosforom, namjerno dizajnirane plave LED diode koriste slična načela za pružanje briljantne, učinkovite plave svjetlosti za određene primjene. Iako mogu utjecati na performanse, uvjeti okoline poput temperature i struje ne mijenjaju temeljni mehanizam emisije plave svjetlosti. Poznavanje ovih razloga ne samo da razjašnjava postojanjeplave LED diodeali također skreće pozornost na inženjerski napredak koji ih je omogućio, napredak koji još uvijek pokreće rasvjetu, zaslone i obnovljivu energiju naprijed. Istraživači traže nove materijale (kao što je aluminij galij nitrid za dublje plavo ili UV svjetlo) i dizajne za povećanje učinkovitostiplave LED diodekako LED tehnologija napreduje. To bi moglo dovesti do novih primjena u medicinskoj terapiji, pročišćavanju vode i zaslonima sljedeće-generacije.
FAQ
P1. Kako mogu dobiti ove uzorke?
A1: Bok, lako za ovo. Dajte mi svoju adresu i recite mi koji artikl trebate, dogovorit ćemo da vam se pošalje DHL-om ili FedExom.
P2: Što je s vašom kvalitetom?
A2: Sve sirovine vrhunske kvalitete kako bi se osigurala visoka svjetlost i dovoljna svjetlina.
P3: Što je s vremenom isporuke?
A3: Uzorku je potrebno 3-5 dana, vrijeme masovne proizvodnje potrebno je 25-40 dana nakon primitka pologa
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mobilni (+86)18673599565
Whatsapp :19113306783
Email:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Web: www.benweilight.com
