Principi dei prodotti luminosi a LED

Il LED (Light Educing Diode) è un dispositivo semiconduttore a stato solido in grado di convertire l'energia elettrica in luce visibile. Può convertire direttamente l'elettricità in luce. Il cuore di un LED è un chip semiconduttore, con un'estremità fissata a una staffa, un'estremità che funge da elettrodo negativo e l'altra estremità collegata all'elettrodo positivo di un alimentatore, rendendo l'intero chip incapsulato in resina epossidica.

Un chip semiconduttore è costituito da due parti, una è un semiconduttore di tipo P in cui dominano i buchi, e l'altra è un semiconduttore di tipo N in cui dominano gli elettroni. Ma quando questi due semiconduttori sono collegati, tra loro si forma una giunzione PN. Quando la corrente attraversa il filo e agisce sul chip, gli elettroni vengono spinti verso la regione P, dove si ricombinano con le lacune ed emettono energia sotto forma di fotoni. Questo è il principio diLuce LEDemissione. La lunghezza d'onda della luce, nota anche come colore della luce, è determinata dal materiale che forma la giunzione PN.

I LED possono emettere direttamente luce rossa, gialla, blu, verde, blu, arancione, viola e bianca.

Inizialmente, il LED veniva utilizzato come sorgente luminosa per strumenti e misuratori. Successivamente, diversi LED colorati furono ampiamente utilizzati nei segnali stradali e nei display di grandi dimensioni, producendo buoni vantaggi economici e sociali. Prendendo come esempio il semaforo rosso da 12 pollici, negli Stati Uniti, come sorgente luminosa veniva originariamente utilizzata una lampada a incandescenza da 140 watt con lunga durata e bassa efficienza visiva, che produceva 2000 lumen di luce bianca. Dopo aver attraversato il filtro rosso, la perdita di luce è del 90%, lasciando solo 200 lumen di luce rossa. Nella lampada di nuova concezione, Lumileds utilizza 18 sorgenti luminose LED rosse, comprese le perdite del circuito, che consumano un totale di 14 watt di elettricità e producono lo stesso effetto luminoso. Anche le luci di segnalazione delle automobili rappresentano un campo importante per l'applicazione delle sorgenti luminose a LED.

Per l’illuminazione generale, le persone hanno maggiormente bisogno di fonti di luce bianca. Lo sviluppo dei LED che emettono luce bianca ha avuto successo nel 1998. Questo tipo di LED è realizzato incapsulando insieme chip GaN e granato di ittrio e alluminio (YAG). Il chip GaN emette luce blu（ λ La polvere fluorescente YAG contenente Ce3+ prodotta mediante sinterizzazione ad alta temperatura (p=465nm, Wd=30nm) emette luce gialla dopo essere stata eccitata da questa luce blu, con un picco di 550nLuce LEDM. Il substrato del LED a luce blu è installato in una cavità del riflettore a forma di ciotola, ricoperta da un sottile strato di resina miscelata con YAG, circa 200-500 nm. La luce blu emessa dal substrato LED viene assorbita dalla polvere fluorescente e un'altra parte della luce blu viene miscelata con la luce gialla emessa dalla polvere fluorescente per ottenere la luce bianca.

Per i LED bianchi InGaN/YAG, modificando la composizione chimica del fosforo YAG e regolando lo spessore dello strato di fosforo, è possibile ottenere vari colori di luce bianca con una temperatura di colore di 3500-10000K. Questo metodo per ottenere luce bianca tramite LED blu è ampiamente utilizzato grazie alla sua costruzione semplice, al basso costo e all'elevata maturità tecnologica.