Prinsipper for LED-lysprodukter

LED (Light Emitting Diode) er en solid-state halvlederenhet som kan konvertere elektrisk energi til synlig lys. Den kan direkte konvertere elektrisitet til lys. Hjertet til en LED er en halvlederbrikke, med den ene enden festet til en brakett, den ene enden er den negative elektroden, og den andre enden koblet til den positive elektroden til en strømforsyning, noe som gjør hele brikken innkapslet i epoksyharpiks.

En halvlederbrikke består av to deler, den ene er en halvleder av P-type hvor hull dominerer, og den andre er en halvleder av N-type hvor elektroner dominerer. Men når disse to halvlederne kobles sammen, dannes det et P-N-kryss mellom dem. Når strømmen går gjennom ledningen og virker på brikken, skyves elektroner mot P-regionen, hvor de rekombinerer med hull og sender ut energi i form av fotoner. Dette er prinsippetLED lysutslipp. Bølgelengden til lys, også kjent som lysets farge, bestemmes av materialet som danner P-N-krysset.

LED kan sende ut rødt, gult, blått, grønt, blått, oransje, lilla og hvitt lys direkte.

I utgangspunktet ble LED brukt som indikatorlyskilde for instrumenter og målere. Senere ble forskjellige fargede lysdioder mye brukt i trafikksignaler og store skjermer, noe som ga gode økonomiske og sosiale fordeler. For å ta det 12 tommers røde trafikklyset som et eksempel, i USA, ble en 140 watt glødelampe med lang levetid og lav visuell effektivitet opprinnelig brukt som lyskilde, og produserte 2000 lumen hvitt lys. Etter å ha passert det røde filteret er lystapet 90 %, og etterlater bare 200 lumen rødt lys. I den nydesignede lampen bruker Lumileds 18 røde LED-lyskilder, inkludert kretstap, som totalt forbruker 14 watt strøm og gir samme lyseffekt. Bilsignallys er også et viktig felt for bruk av LED-lyskilder.

For generell belysning trenger folk mer hvite lyskilder. Utviklingen av LED som sender ut hvitt lys var vellykket i 1998. Denne typen LED er laget ved å kapsle inn GaN-brikker og yttriumaluminiumgranat (YAG) sammen. GaN-brikken sender ut blått lys（ λ YAG-fluorescerende pulveret som inneholder Ce3+ produsert ved høytemperatursintring (p=465nm, Wd=30nm) sender ut gult lys etter å ha blitt eksitert av dette blå lyset, med en topp på 550nLED lysm. LED-substratet med blått lys er installert i et bolleformet reflektorhulrom, dekket med et tynt harpikslag blandet med YAG, ca. 200-500nm. Det blå lyset som sendes ut av LED-substratet absorberes av det fluorescerende pulveret, og en annen del av det blå lyset blandes med det gule lyset som sendes ut av det fluorescerende pulveret for å oppnå hvitt lys.

For InGaN/YAG hvite lysdioder, ved å endre den kjemiske sammensetningen av YAG-fosfor og justere tykkelsen på fosforlaget, kan forskjellige farger av hvitt lys med en fargetemperatur på 3500-10000K oppnås. Denne metoden for å oppnå hvitt lys gjennom blå LED er mye brukt på grunn av sin enkle konstruksjon, lave kostnader og høye teknologiske modenhet.