Svetelné diódy: základný náter

Polovodiče, ktoré môžu zmeniť formu elektrickej energie na svetelnú energiu, sú známe ako diódy vyžarujúce svetlo alebo LED. LED diódy sú často kategorizované podľa jednej z troch vlnových dĺžok: ultrafialové, viditeľné alebo infračervené. Materiál a zloženie polovodiča určuje farbu svetla, ktoré zariadenie vyžaruje.

LED diódy, ktoré sú komerčne dostupné a majú jednoprvkový výstupný výkon najmenej 5 mW, majú rozsah vlnových dĺžok, ktorý siaha od 275 do 950 nm. Bez ohľadu na výrobcu komponenty pre každý rozsah vlnových dĺžok pochádzajú z rovnakej rodiny polovodičových materiálov. V tomto príspevku sa pozrieme na priemysel LED na vysokej úrovni a poskytneme prehľad o tom, ako LED diódy fungujú. Existuje mnoho rôznych druhov LED a o nich budeme hovoriť spolu s vlnovými dĺžkami, ktoré s nimi súvisia, materiálmi, ktoré sa používajú pri ich konštrukcii, a niektorými aplikáciami pre rôzne svetlá.

Ultrafialové LED diódy (UV LED): 240 až 360 nm

UV LED diódy nachádzajú svoje najčastejšie uplatnenie v oblasti priemyselného vytvrdzovania, nasleduje dezinfekcia vody a potom medicínske a biomedicínske aplikácie. Pri vlnových dĺžkach krátkych ako 280 nm bolo možné generovať úrovne výroby energie, ktoré sú väčšie ako 100 mW. Pri vlnových dĺžkach 360 nm alebo dlhších je nitrid gália/nitrid hliníka gália (GaN/AlGaN) materiálom, ktorý sa najčastejšie používa pre diódy vyžarujúce ultrafialové svetlo (LED). Pre kratšie vlnové dĺžky sa používajú materiály s vlastnými právami duševného vlastníctva. Kratšie vlnové dĺžky vyrába len niekoľko vybraných poskytovateľov a ceny týchto LED sú stále dosť vysoké v porovnaní s cenami zvyšku ponuky produktov LED. Trh s dlhšími vlnovými dĺžkami, teda s dĺžkou aspoň 360 nm, sa však v dôsledku klesajúcich cien a množstva dodávateľov stáva stabilnejším.

LED diódy v rozsahu od takmer ultrafialovej po zelenú: 395 až 530 nm

Indium gálium nitrid (InGaN) je materiál, ktorý sa používa na výrobu predmetov, ktoré spadajú do tohto rozsahu vlnových dĺžok. Aj keď je teoreticky možné vyrobiť vlnovú dĺžku v akomkoľvek bode medzi 395 a 530 nm, veľká väčšina veľkých dodávateľov zameriava svoje úsilie na generovanie modrých LED (v rozsahu 450 až 475 nm) na použitie pri výrobe bieleho svetla. s fosformi a zelenými LED diódami v rozsahu 520 až 530 nm pre použitie pri zelenom osvetlení dopravných signálov. Technológia týchto LED diód sa vo väčšine kruhov považuje za pokročilú. V priebehu niekoľkých posledných rokov sa dosiahol malý alebo žiadny pokrok smerom k zvýšeniu optickej účinnosti.

LED diódy od žltozelenej po červenú: 565 až 645 nm

Polovodičový materiál, ktorý sa používa pre tento rozsah vlnových dĺžok, je známy ako fosfid hliníka a india a gália alebo skrátene AlInGaP. Na jeho výrobu sa väčšinou používajú farby dopravného signálu žltá (590 nm) a červená (625 nm). Okrem toho sú touto technológiou dostupné aj limetkovozelené (alebo žltozelené 565 nm) a oranžové (605 nm) vlnové dĺžky; ich dostupnosť je však obmedzenejšia.

Je pozoruhodné, že ani technológie InGaN, ani AlInGaP nie sú teraz schopné produkovať čistý zelený žiarič s vlnovou dĺžkou 555 nm. Existujú niektoré staršie technológie, ktoré nie sú také efektívne v tejto úplne zelenej zóne, ale tieto technológie sa nepovažujú za svetlé alebo efektívne. Čiastočne je to kvôli nedostatku záujmu a následne aj nedostatku dopytu zo strany trhu, čo má za následok nedostatok financií na vývoj alternatívnych materiálov a výrobných procesov pre tento rozsah vlnových dĺžok.

660 až 900 nanometrov (nm), často známe ako „hlboká červená až takmer infračervená“ (IRLED)

Štruktúra zariadení používaných v tejto oblasti môže nadobudnúť veľké množstvo rôznych podôb, ale všetky využívajú nejaký materiál arzenidu hliníka a gália (AlGaAs) alebo arzenidu gália (GaAs). Infračervené diaľkové ovládače, osvetlenie pre nočné videnie, priemyselné fotoovládače a rôzne medicínske aplikácie (pri 660–680 nm) sú príkladmi aplikácií pre tento rozsah vlnových dĺžok.

Pracovná teória za LED diódami

LED diódy sú typom polovodičových diód, ktoré produkujú svetlo, keď elektrický prúd prechádza zariadením v smere dopredu. Na zariadenie musí byť privedené elektrické napätie, aby sa elektróny pohybovali cez oblasť vyčerpania a spojili sa s otvorom na druhej strane, aby vytvorili pár elektrón-diera. Keď k tomu dôjde, elektrón vydáva svoju uloženú energiu vo forme svetla, čo nakoniec vedie k emisii fotónu.

Vyžarované svetlo bude mať vlnovú dĺžku, ktorá je určená šírkou pásma polovodiča. Pretože kratšie vlnové dĺžky zodpovedajú vyšším energetickým hladinám, látky s väčším pásmovým odstupom sú zodpovedné za vyžarovanie kratších vlnových dĺžok. Vedenie v materiáloch s väčšou šírkou pásma si vyžaduje použitie vyšších napätí. LED diódy, ktoré vyžarujú krátkovlnné UV-modré svetlo, majú dopredné napätie 3,5 V, zatiaľ čo LED diódy, ktoré vyžarujú blízke infračervené svetlo, majú dopredné napätie v rozsahu od 1,5 do 2.0 V.

LED diódy sa v súčasnosti používajú v širokej škále sektorov a aplikácií v rôznych priemyselných odvetviach. Tieto zariadenia sú veľmi cenovo dostupné a príťažlivé pre spotrebiteľský trh aj priemyselný trh v dôsledku ich vysokej úrovne spoľahlivosti, vysokej úrovne účinnosti a znížených celkových nákladov na systém v porovnaní s lasermi a lampami. LED diódy sa dodávajú v rôznych farbách a technológiách a každá z nich bola navrhnutá tak, aby vyhovovala konkrétnej aplikácii a súboru potrieb.

Vysokovýkonné UV LED svetlo

Vlastnosti:

● Vysokowattové ultrafialové LED svetlo je svojou veľkosťou a tvarom podobné bežným germicídnym UV lampám, ale je schopné pracovať pri vyššom UV výstupe.

● Vysokovýkonné ultrafialové LED svetlo sa široko používa v systémoch núteného vedenia vzduchu a aplikáciách na dezinfekciu vody.

● Vysokovýkonné ultrafialové LED svetlo sa často nachádza pri kontrole zápachu a fotochemických aplikáciách.

● Dostupné vo verziách s nízkym obsahom ozónu a s produkciou ozónu.

špecifikácia: