LED (Light Emitting Diode), een lichtgevende diode, is een halfgeleidercomponent die elektrische energie kan omzetten in zichtbaar licht. Het kan elektriciteit direct omzetten in licht. De kern van LED's is een halfgeleiderchip. Eén uiteinde van de chip is bevestigd aan een beugel, één uiteinde is de negatieve pool en het andere uiteinde is verbonden met de positieve pool van de voeding, zodat de hele chip is ingekapseld in epoxyhars.
De halfgeleiderchip bestaat uit twee delen. Het ene deel is een P-type halfgeleider, waarin gaten dominant zijn, en het andere uiteinde is een N-type halfgeleider, waarin elektronen dominant zijn. Maar wanneer deze twee halfgeleiders met elkaar verbonden worden, ontstaat er een PN-overgang tussen de twee. Wanneer de stroom via de draad op de chip werkt, worden de elektronen naar het P-gebied geduwd, waar ze recombineren met gaten en vervolgens energie uitzenden in de vorm van fotonen. Dit is het principe van LED-lichtemissie. De golflengte van het licht, oftewel de kleur van het licht, wordt bepaald door het materiaal waaruit de PN-overgang bestaat.
LED's kunnen direct rood, geel, blauw, groen, oranje, paars en wit licht uitstralen.
Aanvankelijk werd LED gebruikt als lichtbron voor indicatoren van instrumenten en meters. Later werden verschillende lichtgekleurde LED's op grote schaal gebruikt in verkeerslichten en grote displays, wat goede economische en maatschappelijke voordelen opleverde. Neem bijvoorbeeld de 12 inch rode verkeerslichtlamp. In de Verenigde Staten werd oorspronkelijk de gloeilamp van 140 watt met een lange levensduur en een lage lichtopbrengst als lichtbron gebruikt, die 2000 lumen wit licht produceerde. Na passage door het rode filter is het lichtverlies 90%, waardoor er slechts 200 lumen rood licht overblijft. In de nieuw ontworpen lamp gebruikt Lumileds 18 rode LED-lichtbronnen, inclusief circuitverlies. Het totale stroomverbruik is 14 watt, wat hetzelfde lichteffect kan produceren. Autosignaallampen zijn ook een belangrijk toepassingsgebied voor LED-lichtbronnen.
Voor algemene verlichting hebben mensen meer behoefte aan witte lichtbronnen. In 1998 werd de witte LED met succes ontwikkeld. Deze LED wordt gemaakt door een GaN-chip en yttrium-aluminium-granaat (YAG) samen te voegen. De GaN-chip zendt blauw licht uit (λ P = 465 nm, Wd = 30 nm). De YAG-fosfor, die Ce3+ bevat en bij hoge temperatuur is gesinterd, zendt na excitatie geel licht uit, met een piekwaarde van 550 nm bij een LED-lamp. Het blauwe LED-substraat is geïnstalleerd in de komvormige reflectieholte, bedekt met een dunne laag hars gemengd met YAG, ongeveer 200-500 nm. Het blauwe licht van het LED-substraat wordt gedeeltelijk geabsorbeerd door de fosfor en het andere deel van het blauwe licht wordt gemengd met het gele licht van de fosfor om wit licht te verkrijgen.
Voor InGaN/YAG witte LED's kunnen, door de chemische samenstelling van de YAG-fosfor te wijzigen en de dikte van de fosforlaag aan te passen, diverse witte lichten met een kleurtemperatuur van 3500-10.000 K worden verkregen. Deze methode voor het verkrijgen van wit licht via blauwe LED's is eenvoudig van opzet, goedkoop en technologisch hoogontwikkeld, waardoor deze veel wordt toegepast.
Geplaatst op: 29-01-2024