LEDランプ エレクトロルミネセント半導体材料チップの一部です, ブラケットを銀の接着剤または白い接着剤で硬化させます, 次に、チップと回路基板を銀または金のワイヤーで接続します, 内側の芯線を保護するためにエポキシ樹脂で密封されています. 働き, 最後にシェルをインストールします, そのため、LEDランプは優れた耐震性能を備えています.

原理

LEDは、電気エネルギーを可視光に変換できるソリッドステート半導体デバイスです。. 電気を直接光に変換することができます. LEDの心臓部は半導体チップです, チップの一端はブラケットに取り付けられています, 一端は負極です, もう一方の端は電源の正極に接続されています, チップ全体がエポキシ樹脂でカプセル化されるように.

半導体ウェーハは2つの部分で構成されています, 一部はP型半導体です, 穴が支配的, もう一方の端はN型半導体です, これは主に電子です. しかし、これら2つの半導体が接続されている場合, それらの間にPN接合が形成されます. 電流がワイヤを介してチップに作用するとき, 電子はP領域にプッシュされます, 電子と正孔が再結合する場所, そして光子の形でエネルギーを放出します. これがLED発光の原理です. 光の波長, または光の色, P-N接合を形成する材料によって決定されます.

LEDは直接赤を発することができます, 黄色, 青, 緑, シアン, オレンジ, 紫の, と白色光.

最初は, LEDは計器やメーターのインジケーター光源として使用されました. 後で, 信号機や大面積ディスプレイ画面には、さまざまな色のLEDが広く使われていました。, 良好な経済的および社会的利益をもたらす. 例として12インチの赤い信号機を取り上げます. 米国では, もともと光源には長寿命で光学効率の低い140ワットの白熱灯が使われていました, を生成します 2000 白色光のルーメン. 赤いフィルターを通過した後, 光の損失は 90%, 残すだけ 200 赤色光のルーメン. 新設計のランプに, Lumiledsは使用します 18 赤色LED光源, 合計を消費します 14 ワット, 回路損失を含む, 同じ光の効果を生み出すために. 自動車用信号灯もLED光源アプリケーションの重要な分野です.

一般照明用, 人々はもっと白色光源を必要としています. の 1998, 白色LEDの開発に成功. このタイプのLEDは、GaNチップとイットリウムアルミニウムガーネットをカプセル化して作られています。 (YAG) 一緒. GaNチップは青色光を発します (λp=465nm, Wd = 30nm), そして、高温焼結によって作られたCe3 +含有YAGリン光物質は、この青色光によって励起され、550nLEDランプmのピークを持つ黄色の光を放出します。. 青色LED基板は、お椀型の反射キャビティに取り付けられています, YAGと混合した樹脂の薄層で覆われています, 約200-500nm. LED基板から放出される青色光の一部はリン光物質に吸収されます, そして、青色光の他の部分は、リン光物質によって放出された黄色光と混合されて、白色光を得る。.

InGaN/YAG白色LED用, YAGリン光物質の化学組成を変更し、リン光物質層の厚さを調整することによって, 色温度3500〜10000Kのさまざまな色の白色光が得られます. 青色LEDを介して白色光を得るこの方法は、単純な構造を持っています, 低価格, と高度な技術の成熟度, だからそれは最も使用されます.

歴史

元
1960年代に, 科学技術者は、半導体PN接合光の原理を使用してLED発光ダイオードを開発しました. 当時開発されたLEDの材質はGaASPでした, 発光色は赤でした. ほぼ後 30 開発の年, LED, 誰もがよく知っている, 赤を発することができます, オレンジ, 黄色, 緑, 青と他の色. でも, 照明用の白色LEDは、 2000, 読者は照明用の白色LEDを紹介されます.

開発
半導体P-N接合発光の原理を利用して作られた最初のLED光源は1960年代初頭に登場しました. 当時使用されていた材料はGaAsPでした, 赤色光を発する (λp=650nm). 駆動電流が 20 mA, 光束はわずか数千分の1ルーメンです, 対応する光学効率は約 0.1 ルーメン/ワット.
1970年代半ば, LEDに緑色の光を生成させるために要素InとNが導入されました (λp=555nm), 黄色の光 (λp=590nm) とオレンジ色の光 (λp=610nm), 光学効率はに増加しました 1 ルーメン/ワット.
1980年代初頭, GaAlAsLED光源が登場, 赤色LEDの発光効率を 10 ルーメン/ワット.
1990年代初頭, 2つの新素材の開発に成功, GaAlInP, 赤と黄色の光を発します, およびGaInN, 緑と青の光を発します, LEDの光学効率を大幅に改善.
の 2000, 前者で作られたLEDの発光効率は 100 赤とオレンジのゾーンでのワットあたりのルーメン (λp=615nm), 後者によって作られたLEDはの発光効率を持っていましたが 50 グリーンゾーンのルーメン (λp=530nm). /ワット.

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