Čo spôsobuje anLEDmodrať sa?
Moderné osvetlenie, displeje a elektroniku úplne zmenili svetelné-diody (LED), ktoré poskytujú energetickú účinnosť, predĺženú životnosť a všestrannosť, s ktorou sa konvenčné žiarovky alebo žiarivky nevyrovnajú. Modré svetlo sa ukázalo ako jedna z najbežnejších farieb produkovaných LED diódami a poháňa všetko od LED svetlometov cez obrazovky smartfónov až po lekárske vybavenie. Čo však konkrétne spúšťa modré svetlo, ktoré LED vyžaruje? Materiály použité pri ich výrobe, premyslené technické rozhodnutia a základná fyzika fungovania LED sú kľúčom k riešeniu. Aby sme pochopili tento jav, musíme najprv rozobrať proces vytvárania svetla- diód LED a potom sa pozrieť na konkrétne prvky, ktoré spôsobujú, že ich výstup sa prikláňa k modrej časti elektromagnetického spektra.
LED diódy sú v podstate polovodičové zariadenia, ktoré na generovanie svetla využívajú proces známy ako elektroluminiscencia. LED diódy produkujú svetlo, keď sa elektróny a „diery“ (kladné nosiče náboja) rekombinujú v polovodičovom materiáli, na rozdiel od žiaroviek, ktoré produkujú svetlo zahrievaním vlákna-, čo je nehospodárny proces, pri ktorom sa väčšina energie stráca vo forme tepla. Funguje to takto: Elektróny zo záporne nabitého polovodiča „n-typu“ prechádzajú križovatkou do kladne nabitého polovodiča „p-typu“, keď je LED privedený elektrický prúd. Tieto elektróny uvoľňujú energiu vo forme fotónov alebo častíc svetla, keď narážajú a vypĺňajú diery v materiáli typu p-. Energia zakázaného pásma polovodiča určuje odtieň tohto svetla; čím väčšia je medzera v pásme (rozdiel energie medzi valenčným pásom polovodiča, ktorý obsahuje diery, a pásmom vodivosti, ktorý obsahuje elektróny), tým kratšia je vlnová dĺžka svetla, ktoré sa uvoľňuje. LED diódy, ktoré vytvárajú modré svetlo, potrebujú polovodiče s relatívne širokým pásmovým rozdielom, pretože modré svetlo má krátku vlnovú dĺžku (450–495 nanometrov). Primárnym a najdôležitejším faktorom ovplyvňujúcim emisiu modrého svetla je tento materiálový atribút.
Vytvorenie polovodičov na báze nitridu gália (GaN) a súvisiacich zliatin, vrátane nitridu india a gália (InGaN), bolo hlavným pokrokom v technológii modrých LED, ktorý bol ocenený Nobelovou cenou za fyziku za rok 2014. Pretože typické polovodičové materiály (ako je arzenid gália, ktorý sa používa pre červené a zelené LED diódy) majú príliš malú medzeru v pásme na to, aby produkovali krátke-modré svetlo s vlnovou dĺžkou, vedci mali problém vyvinúť účinnémodré LED diódypred 90. rokmi 20. storočia. Na druhej strane má GaN široké pásmo približne 3,4 elektrónvoltov (eV), čo je presne energia potrebná na vyžarovanie ultrafialového (UV) svetla. Inžinieri môžu znížiť medzeru v pásme začlenením malých množstiev india do GaN na vytvorenie InGaN. Toto posúva výstupné svetlo z ultrafialového na modré znížením energie zakázaného pásma. Napríklad svetlo s vlnovou dĺžkou približne 450 nm je vyžarované polovodičom InGaN s zakázaným pásmom približne 2,7 eV, čo je ideálne pre brilantné modré osvetlenie. Pretože InGaN môže byť legovaný na úpravu šírky pásma, stal sa štandardným materiálom pre modré LED diódy. Modré LED diódy (a biele LED diódy, ktoré od nich závisia) by neboli možné bez polovodičov na báze GaN{10}}.
Štruktúra kvantovej studne LED je ďalšou kľúčovou zložkou, ktorá umožňuje produkciu modrého svetla. Tenká vrstva polovodiča (zvyčajne InGaN) umiestnená medzi dvoma hrubšími vrstvami iného polovodiča (zvyčajne samotného GaN) sa nazýva kvantová studňa. Elektróny a diery vo vnútri vrstvy InGaN sú obmedzené alebo „zachytené“ spôsobom, ktorý mení ich energetické úrovne, pretože vrstva je taká tenká-zvyčajne hrubá len niekoľko nanometrov. Účinnosť LED sa týmto obmedzením zvyšuje, čo zvyšuje pravdepodobnosť, že elektróny a diery sa rekombinujú a vytvoria fotóny. Hrúbka a zloženie kvantovej studne sú starostlivo regulované pre modré LED; užšia jamka alebo väčšia koncentrácia india môže jemne-vyladiť vlnovú dĺžku emisie na požadovaný modrý rozsah. Svetlo sa napríklad môže posunúť na 470 nm z 3-nanometrov- hrubej kvantovej jamy InGaN s 20 % obsahom india a 460 nm z 5-nanometrovej jamy s 15 % india. Modré LED diódy sú dostatočne jasné pre praktické aplikácie, ako sú vysokovýkonné LED svetlomety a indikátory na elektronike, vďaka schopnosti kvantových vrtov znižovať nežiariacu rekombináciu, čo je strata energie skôr ako teplo ako svetlo.
Modré svetlo môže byť tiež neočakávaným výsledkom LED diód, najmä bielych LED, aj keď mnohé LED sú vyrobené špeciálne na jeho vytvorenie. Väčšina bielych LED diód využíva techniku „fosforovej konverzie“, pri ktorej je modrý LED čip potiahnutý žltým fosforovým materiálom (typicky cérom-dopovaným ytriovým hliníkovým granátom alebo YAG:Ce), keďže biele svetlo nemôže byť priamo produkované jedným polovodičom (keďže vyžaduje kombináciu vlnových dĺžok vo viditeľnom spektre). Časť modrého svetla z LED je absorbovaná a reemitovaná ako žlté svetlo, keď dopadne na fosfor. Pre ľudský zrak sa zostávajúce modré svetlo javí ako biele svetlo, pretože sa mieša so žltým svetlom. Nie všetko modré svetlo sa však transformuje, ak je fosforový povlak nerovnomerný, príliš tenký alebo má nízku kvalitu. To môže produkovať „studenú bielu“ alebo „modrú-tónovanú“ žiaru, ktorá je typická pre lacnéLED žiarovkyalebo staré svietidlá s fosforom, ktorý sa časom znehodnotil. Pretože modré svetlo ovplyvňuje tvorbu melatonínu, nadmerné modré svetlo z bielych LED diód môže príležitostne vyvolať únavu očí alebo narušiť cirkadiánne rytmy. To zdôrazňuje význam vhodného dizajnu fosforu. Toto neočakávané modré svetlo je spôsobené skôr zlou integráciou fosforu než poruchou základnej funkčnosti LED.
Hoci v prvom rade „nespôsobujú“ LED vytváranie modrého svetla, podmienky prostredia môžu tiež ovplyvniť intenzitu alebo to, ako sa zdá, že LED dióda vyžaruje modré svetlo. Pásmová medzera polovodiča sa môže výrazne zväčšiť, keď sa diódy LED zahrejú (bežný problém vo vysokovýkonných aplikáciách{1}}), čím sa vlnová dĺžka emisie posunie smerom k červenému koncu spektra. Toto je jeden príklad toho, ako teplota ovplyvňuje výkon LED. To by mohlo viesť k malej zmene vlnovej dĺžky premodré LED diódyod 450 nm do 455 nm, čo je sotva postrehnuteľné voľným okom, ale je kvantifikovateľné pomocou prístrojov. Na druhej strane, niektoré-výkonné LED diódy (napríklad tie, ktoré sa nachádzajú v projektoroch) majú chladiace systémy, pretože ich prevádzka pri nižších teplotách môže zlepšiť ich účinnosť a výstup modrého svetla. Prúdová hustota je ďalšou úvahou. Zatiaľ čo jas modrej LED možno zvýšiť zvýšením jej elektrického prúdu, nadmerný prúd môže mať za následok „pokles účinnosti“ alebo zníženie svetelného výkonu na jednotku prúdu. Nadmerný prúd v extrémnych situáciách môže poškodiť štruktúru kvantovej studne, čo vedie buď k úplnému zlyhaniu alebo trvalému farebnému posunu, ktorý zahŕňa zvýšenú emisiu modrého svetla. Hoci tieto vonkajšie podmienky môžu časom zmeniť výkon LED, nemenia vnútornú kapacitu LED vytvárať modré svetlo.
Na záver možno povedať, že tri hlavné príčiny vyžarovania modrého svetla z LED sú energia zakázaného pásma polovodičového materiálu, použitie zliatin na báze GaN{0}} (ako je InGaN), ktoré umožňujú svetlo s krátkou{1}}vlnovou dĺžkou, a štruktúra kvantovej studne, ktorá zlepšuje účinnosť a upravuje vlnovú dĺžku emisie. Zatiaľ čo nežiaduce modré svetlo (ako v prípade niektorých bielych diód LED) je výsledkom problémov súvisiacich s fosforom-, zámerne navrhnuté modré diódy LED využívajú podobné princípy na poskytovanie brilantného a efektívneho modrého svetla pre konkrétne aplikácie. Hoci môžu mať vplyv na výkon, podmienky prostredia, ako je teplota a prúd, nemenia základný mechanizmus vyžarovania modrého svetla. Poznanie týchto dôvodov objasňuje nielen existenciumodré LED diódyale tiež upozorňuje na technické pokroky, ktoré im umožnili, pokroky, ktoré stále poháňajú osvetlenie, displeje a obnoviteľnú energiu vpred. Výskumníci hľadajú nové materiály (ako je nitrid hliníka a gália pre hlbšie modré alebo UV svetlo) a návrhy na zvýšenie účinnostimodré LED diódyako LED technológia napreduje. To by mohlo viesť k novým aplikáciám v lekárskej terapii, čistení vody a displejoch novej{1}}generácie.
často kladené otázky
Q1. Ako môžem získať tieto vzorky?
A1: Ahoj, je to jednoduché. daj mi svoju adresu a povedz mi, ktorú položku potrebuješ, zariadime, že ti ju pošle DHL alebo FedEx.
Q2: A čo vaša kvalita?
A2: Všetky suroviny s najvyššou kvalitou na zabezpečenie vysokej svietivosti a dostatočného jasu.
Q3: A čo dodacia lehota?
A3: Vzorka potrebuje 3-5 dní, čas sériovej výroby potrebuje 25-40 dní po obdržaní zálohy
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefón: +86 0755 27186329
Mobil (+86)18673599565
Whatsapp: 19113306783
Email:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Webstránka: www.benweilight.com
