Princípy LED svetelných produktov

LED (Light Emitting Diode) je polovodičové zariadenie v pevnej fáze, ktoré dokáže premieňať elektrickú energiu na viditeľné svetlo. Dokáže priamo premieňať elektrinu na svetlo. Srdcom LED je polovodičový čip s jedným koncom pripojeným k držiaku, pričom jeden koniec je záporná elektróda a druhý koniec je pripojený ku kladnej elektróde napájacieho zdroja, vďaka čomu je celý čip zapuzdrený v epoxidovej živici.

Polovodičový čip pozostáva z dvoch častí, jedna je polovodič typu P, v ktorom dominujú diery, a druhá je polovodič typu N, v ktorom dominujú elektróny. Ale keď sú tieto dva polovodiče spojené, vytvorí sa medzi nimi P-N prechod. Keď prúd prechádza drôtom a pôsobí na čip, elektróny sú tlačené smerom k oblasti P, kde sa rekombinujú s dierami a emitujú energiu vo forme fotónov. Toto je princípLED svetloemisie. Vlnová dĺžka svetla, známa aj ako farba svetla, je určená materiálom, ktorý tvorí P-N prechod.

LED diódy môžu priamo vyžarovať červené, žlté, modré, zelené, modré, oranžové, fialové a biele svetlo.

Spočiatku sa LED používala ako svetelný zdroj pre prístroje a merače. Neskôr boli rôzne farebné LED diódy široko používané v dopravných signáloch a veľkoplošných displejoch, čo prinášalo dobré ekonomické a sociálne výhody. Ak si vezmeme ako príklad 12-palcový červený semafor, v Spojených štátoch bola pôvodne ako zdroj svetla použitá 140-wattová žiarovka s dlhou životnosťou a nízkou vizuálnou účinnosťou, ktorá produkuje 2000 lúmenov bieleho svetla. Po prechode červeným filtrom je strata svetla 90%, zostáva len 200 lumenov červeného svetla. V novonavrhnutom svietidle Lumileds využíva 18 červených LED svetelných zdrojov vrátane obvodových strát, ktoré spotrebujú celkovo 14 wattov elektrickej energie a vytvárajú rovnaký svetelný efekt. Signalizačné svetlá do auta sú tiež dôležitou oblasťou pre aplikáciu svetelných zdrojov LED.

Pre všeobecné osvetlenie ľudia viac potrebujú zdroje bieleho svetla. Vývoj LED vyžarujúcich biele svetlo bol úspešný v roku 1998. Tento typ LED je vyrobený zapuzdrením GaN čipov a ytriového hliníkového granátu (YAG) dohromady. Čip GaN vyžaruje modré svetlo（ λ Fluorescenčný prášok YAG obsahujúci Ce3+ vyrobený vysokoteplotným spekaním (p=465nm, Wd=30nm) po excitácii týmto modrým svetlom vyžaruje žlté svetlo s vrcholom 550nLED svetlom. Substrát LED s modrým svetlom je inštalovaný v dutine reflektora v tvare misky, pokrytej tenkou živicovou vrstvou zmiešanou s YAG, približne 200-500 nm. Modré svetlo vyžarované LED substrátom je absorbované fluorescenčným práškom a ďalšia časť modrého svetla sa zmieša so žltým svetlom vyžarovaným fluorescenčným práškom, čím sa získa biele svetlo.

Pre InGaN/YAG biele LED je možné zmenou chemického zloženia YAG fosforu a úpravou hrúbky fosforovej vrstvy získať rôzne farby bieleho svetla s teplotou farby 3500-10000K. Tento spôsob získavania bieleho svetla prostredníctvom modrej LED je široko používaný vďaka jednoduchej konštrukcii, nízkej cene a vysokej technologickej vyspelosti.