Jak se světlo objevuje v LED?
Rozložíme-li slovo „LED“ na jeho součásti, dostaneme „světlo“ a „diodu“. To znamená, že se jedná o obyčejnou diodu, která také svítí. Dioda je zařízení, které lze nejlépe přirovnat například k ventilku nebo vsuvce v kole automobilu. Můžete tam pumpovat vzduch, ale bradavka vás dovnitř nepustí. Jinými slovy, dioda může propouštět nabité částice pouze v jednom směru. Běžná dioda vypadá jako černý sud se dvěma vývody – plus a mínus.
LED, neboli přisvětlovací dioda – je polovodičová součástka s přechodem elektron-díra (pn přechod) nebo kontaktem kov-vodič, který vytváří optické záření, když jím prochází elektrický proud v propustném směru. Krystal LED produkuje optické záření v poměrně úzkém spektru. Jeho spektrální charakteristiky závisí především na chemickém složení polovodičů použitých při jeho výrobě.
Jinými slovy, LED krystal vyzařuje specifickou barvu. V případě „bílé“ LED krystal vyzařuje modré světlo, prochází žlutým fosforem (který je zabudován v LED) a přeměňuje se na bílé světlo. (Opak se děje se slunečním světlem; žluté světlo ze Slunce prochází modrou atmosférou Země a přeměňuje se na bílé světlo).
Z čeho se LED skládá?
Z polovodičového krystalu na podložce, pouzdra s kontaktními vývody (zlaté nebo stříbrné) a optické soustavy. Moderní LED diody se jen málo podobají prvním zabaleným LED diodám používaným pro zobrazení.
Jak funguje LED?
Elektrický proud ve formě elektronů procházejících LED se v polovodičovém krystalu přeměňuje na viditelné světlo a teplo.
Jaká je životnost LED?
Pokud si vezmete běžnou žárovku, pak je s ní vše jednoduché. Jeho životnost se počítá od okamžiku, kdy jej zašroubujete, až do okamžiku, kdy vyhoří a vyhodíte do odpadkového koše. Může vyhořet za 13 minut nebo možná za 15 let. Ale v průměru je jeho životnost 15 hodin.
Životnost LED je mnohem delší než u svítidel U LED není vše tak jednoduché. Pokud zapneme LED a počkáme, až zhasne, mohli bychom tím strávit desítky let.
Teoreticky je LED věčný zdroj světla. Je to opravdu pravda?
Vlastně takhle NE. LED se časem ztlumí. To je způsobeno skutečností, že jeho krystal obsahuje škodlivé nečistoty, které nelze zcela odstranit ve fázi výroby krystalu. Tyto stejné nečistoty mění v průběhu času strukturu krystalu a ten začíná degradovat. To vede k tomu, že začne přeměňovat část energie spíše na teplo než na světlo. A LED začne slábnout. Za životnost LED se proto obvykle považuje doba, za kterou se ztlumí o 30 % původního stavu.
Technologie výroby SMD a COB LED a jejich rozdíly?
Krystal je namontován na základnu, teplo odvádějící substrát, pomocí speciálního lepidla. Substrát s krystalem a vývody je instalován na desce plošných spojů. Během výrobního procesu SMD LED se používá více vrstev.
Během výrobního procesu lampy je pole krystalů namontováno na jednu základnu – desku s plošnými spoji. Dále jsou krystaly pokryty běžnou vrstvou fosforu. Konstrukce je umístěna v utěsněném pouzdře, které zajišťuje její ochranu před okolními vlivy a odvodem tepla. Vzhledem k velké ploše světelného zdroje se zvětšuje objem čočky, což komplikuje a prodražuje design. Méně vrstev mezi čipem a substrátem, lepší odvod tepla.
Obecně se COB technologie objevila později než SMD. Proto se mnozí mohou domnívat, že tato další generace LED a COB je lepší než všechna předchozí řešení. Vše však není tak jednoduché. V LED diodách SMD jsou na keramické substráty instalovány 1 až 3 krystaly, což jsou obdélníky s velikostí stran od 1 do 7 mm. Každá SMD LED je samostatně potažena vrstvou fosforu. Konstrukce SMD LED poskytuje přímé pájené spojení mezi kontaktními ploškami substrátu a obvodovou deskou.
Díky tomu lze výrobu lamp plně automatizovat. Podstatou technologie COB je umístit krystaly na desku bez pouzder nebo keramických substrátů a tyto krystaly pokrýt běžnou vrstvou fosforu. LED čipy s COB technologií jsou umístěny mnohem blíže k sobě než u SMD LED. Hustota umístění může dosáhnout 70 krystalů na 1 čtverec. cm Navíc mají společný fosforový povlak. COB matice tedy září rovnoměrně a jednotlivé body v ní jsou prakticky nerozeznatelné.
Při stejném výkonu je velikost matice COB menší než velikost matice SMD LED. Hlavní výhodou COB je tedy schopnost vyrábět světelný zdroj s minimální svítivou plochou a větším výkonem, což umožní použití různých reflektorů, čoček a difuzorů.
Výhodou SMD LED je zároveň delší životnost, díky nízkému výkonu a snadnému odvodu tepla. Technologie balení a kalibrace SMD LED také eliminuje lidský faktor, proto budou mít produkty ze stejné šarže extrémně nízkou chybu. Přestože je technologie COB nová, je méně spolehlivá než technologie SMD.
Výhody LED
Ve srovnání s jinými elektrickými zdroji světla (převodníky elektřiny na elektromagnetické záření ve viditelné oblasti) mají LED diody tyto rozdíly:
– Vysoká světelná účinnost. Moderní LED se v tomto parametru vyrovnaly a předčily sodíkové výbojky a halogenidové výbojky, dosahující 160 lumenů na Watt;
– Vysoká mechanická pevnost, odolnost proti vibracím (žádné vlákno a jiné citlivé součásti);
– Dlouhá životnost – od 30000 100000 do 8 34 hodin (při práci XNUMX hodin denně – XNUMX let). Ale ani to není nekonečné – při delším provozu a/nebo špatném chlazení se krystal „otráví“ a jas postupně klesá;
– Emisní spektrum moderních LED se liší – od teplé bílé (2700 K) po studenou bílou (6500 K);
– Nízká setrvačnost – zapnout okamžitě při plném jasu, zatímco u rtuťových fosforových (zářivkových-ekonomických) výbojek je doba zapnutí od 1 sekundy do 1 minuty a jas se zvýší z 30% na 100% za 3-10 minut, v závislosti na okolní teplota;
– Počet cyklů zapnutí-vypnutí nemají významný vliv na životnost LED (na rozdíl od tradičních světelných zdrojů – žárovky, plynové výbojky);
– Šetrné k životnímu prostředí – nepřítomnost rtuti, fosforu a ultrafialového záření na rozdíl od zářivek.
Deset největších výrobců LED
10 společností zastoupených v tomto odstavci představuje více než 68 % celosvětové nabídky LED
Nichia Corporation (používá se při výrobě TM Ferex) je strojírenská a chemická výrobní společnost se sídlem v Tokušimě v Japonsku. Specializuje se na výrobu a prodej luminoforů, včetně světelných diod (LED), laserových diod, materiálů pro baterie a chloridu vápenatého.
Samsung LED (TM Granat, TM Geliomaster, TM Viled) je výrobcem LED produktů z Jižní Koreje. Provádí výzkum a vývoj, výrobu a prodej safírových substrátů pro LED diody
Opto polovodiče Osram je německá společnost se sídlem v Regensburgu. Je druhým největším na světě, pokud jde o výrobu optoelektronických polovodičů. Jedním z hlavních produktů společnosti jsou světelné diody (LED).
LG Innotek (TM Viled, TM Geliomaster) je divizí skupiny společností LG. Zabývá se výrobou součástek LED (light-emitting diode). Na základě jeho komponentů jsou vytvářeny jasné a energeticky úsporné osvětlovací lampy a další produkty, které fungují s nižšími náklady.
Soulský polovodič (TM Geliomaster) je korejská společnost vyrábějící LED zařízení. Společnost vyrábí pouzdra pro LED diody. Celková výrobní kapacita je 4 miliardy případů měsíčně.
Společnost Cree Inc. je nadnárodní výrobce polovodičových materiálů a zařízení se 16 centrálou v Durhamu v USA. Cree nyní vyrábí vysokonapěťové SiC Schottkyho diody s napětím 300V a proudem až 1700A pomocí technologie ZERO RECOVERY s nulovou dobou zpětného zotavení, tranzistory s efektem mikrovlnného pole, stejně jako krystaly pro LED a polovodičové lasery v modré barvě a ultrafialový rozsah.
Společnost Philips Lumileds Lighting Company – je výrobcem široké škály světelných diod (LED).
Ostrý je japonská nadnárodní korporace. Produktová řada LED společnosti Sharp zahrnuje více než 100 osvětlovacích modulů.
TG-Light optoelektronika je tchajwanský výrobce LED diod pro osvětlení lamp. Produkty TG-Light Optoelectronic zahrnují pouliční lampy, zářivky, nástěnná svítidla, lampy do projektorů a všechny druhy alternativních světelných zdrojů.
Elektronika Everlight je tchajwanská společnost, která vyrábí světelné diody (LED). Je sedmou největší společností na světě podle objemu výroby.