Tere tulemast valgusdioodide (LED) maailma, kus energiatõhusus kohtub ereda valgustusega.

LED-id on muutnud seda, kuidas me oma kodusid, kontoreid ja avalikke ruume valgustame. Sellel on heledamad, kestvamad ja säästvamad valgustusvõimalused. Need väikesed imed on jõudnud kaugele. Ja need on faktid, mis muudavad LED-id sobivaks asenduseks traditsioonilistele hõõglampidele ja luminofoorlampidele. See võib olla alates pisikestest LED-idest, mis meie nutitelefonid valgustavad, kuni hiiglaslike LED-ekraanideni, mis meid Times Square'il pimestavad.

See põhjalik juhend uurib kõike, mida peate LED-ide kohta teadma. Saate teada nende ajaloo, tööpõhimõtete, rakenduste ja eeliste kohta. Seega, olenemata sellest, kas olete insener, valgustusdisainer või uudishimulik tarbija, kinnitage oma turvavöö ja valmistuge valgustamiseks!

Mis on valgusdioodid (LED)?

Valgusdioodid (LED-id) on väikesed pooljuhtseadmed. Nad kiirgavad valgust, kui neid läbib elektrivool. Seevastu traditsioonilised hõõglambid tekitavad valgust traathõõgniidi kuumutamisel. Valgusdioodid toetuvad valguse tekitamiseks elektronide liikumisele pooljuhtmaterjalis.

LED-id on erinevat värvi, alates punasest ja rohelisest kuni sinise ja valgeni. Lisaks pakuvad LED-id traditsiooniliste valgustustehnoloogiate ees mitmeid eeliseid. Need hõlmavad energiatõhusust, pikka eluiga ja väikest suurust. Selle tulemusena on need muutunud üha populaarsemaks paljudes rakendustes. LED on hõlmanud kõike alates valgustusest ja ekraanidest kuni auto- ja kosmosetehnoloogiani.

LED-ide lühiajalugu

Valgusdioodid (LED-id) on meie kaasaegses elus üldlevinud. Neid kasutatakse kõiges alates valgusfooridest kuni elektroonikaseadmeteni. Isegi koduvalgustuse ja autode peakomplektide jaoks. Ometi ulatub nende ajalugu 20. sajandi algusesse.

1907. aastal avastas Briti teadlane HJ Round nähtuse, mida nimetatakse elektroluminestsentsiks. Teatud materjalid võivad kiirata valgust, kui neid läbib elektrivool. Elektroluminestsentsi praktilised rakendused arenesid välja alles 1960. aastal.

Järgmise paarikümne aasta jooksul jätkasid teadlased LED-tehnoloogia täiustamist. Nad lõid uusi värve ja suurendasid nende heledust. Rohelised ja sinised LEDid tekkisid 1990ndatel pärast kollaseid LED-e 1970ndatel. 2014. aastal lõid Santa Barbara California ülikooli teadlased valge LED-i. See muutis valgustustööstuses revolutsiooni.

Tänapäeval kasutatakse LED-e erinevates rakendustes, sealhulgas valgustuses, kuvarites ja meditsiiniseadmetes. Need on tavalistest hõõglambidest pikema tööeaga ja energiasäästlikumad. See muudab need tarbijate ja ettevõtete jaoks populaarseks valikuks.

LED-valgustuse eelised

LED-valgustid pakuvad teiste valgustustüüpide ees mitmeid eeliseid. See hõlmab energiatõhusust, kulude kokkuhoidu, keskkonnakasu, vastupidavust ja disaini mitmekülgsust. Selles jaotises uurime neid eeliseid üksikasjalikumalt.

Energiatõhusus ja kulude kokkuhoid

LED-valgustuse üks olulisemaid eeliseid on selle energiatõhusus. LED-id on palju tõhusamad kui hõõglambid või luminofoorlambid. Kuna nad kasutavad sama valgushulga tootmiseks vähem energiat. See tähendab, et LED-valgustus võib säästa elektriarvetelt märkimisväärselt raha. Seetõttu saate neid sageli kasutada.

USA energeetikaministeeriumi andmetel võib LED-valgustus kasutada kuni 75% vähem energiat kui hõõglambid. Samuti kestab see 25 korda kauem. See tähendab, et LED-pirni eluea jooksul saate säästa sadu dollareid energiakuludelt. Lisaks toodavad LED-tuled vähem soojust. Seega on nad tõhusamad energia muundamisel valguseks ega raiska soojust.

Kasu keskkonnale

LED-valgustuse teine ​​oluline eelis on selle keskkonnakasu. LED-id on keskkonnasõbralikud ja neil on väiksem süsiniku jalajälg kui traditsioonilistel valgustustehnoloogiatel. Seda seetõttu, et nad tarbivad vähem energiat, mis tähendab, et nende toiteks on vaja vähem energiat toota.

Lisaks ei sisalda LED-id ohtlikke materjale nagu elavhõbe. Seda leidub luminofoorlampides. See tähendab, et LED-id on keskkonnale ohutumad. Samuti on seda lihtsam utiliseerida kui traditsioonilisi valgustustehnoloogiaid.

Vastupidavus ja pikaealisus

LED-valgustid on väga vastupidavad ja kauakestvad. LED-id on valmistatud tahketest materjalidest. Ja need ei sisalda filamente ega torusid, mistõttu on nende purunemise või purunemise tõenäosus väiksem. See muudab need ideaalseks kasutamiseks välitingimustes või löögi- või vibratsiooniriskiga kohtades.

LEDidel on ka pikem eluiga kui traditsioonilistel valgustustehnoloogiatel. Need võivad kesta kuni 50,000 XNUMX tundi. See on oluliselt pikem kui hõõglampidel või luminofoorlampidel. See tähendab, et saate aja jooksul säästa raha asendus- ja hoolduskuludelt.

Disaini mitmekülgsus

Samuti töötab see hästi söögi- ja joogikohtades, kus valgustus on meeleolu loomiseks väga oluline. LED-valgustus on väga mitmekülgne ja seda saab kasutada erinevates rakendustes. Neid on erineva suuruse ja kujuga. Lisaks sobivad need erinevatel eesmärkidel. Mõned silmapaistvad LED-valgustuse kujundusmustrid hõlmavad 

• LED toruvalgustid
• LED pirnid
• LED valgustid
• LED-ribad
• LED neoon flex
• LED süvistatavad valgustid
• LED rööbastee tuled
• LED prožektor jne.

Lisaks kasutatakse neid LED-e ka eksklusiivsetes dekoratiivsetes valgustites, nagu lühtrid ja rippvalgustid. Seega on LED disainilahenduse poolest kõige mitmekülgsem valgustusvõimalus, mida te kunagi leiate. 

Laialdased heledate värvide valikud

LEDid on saadaval erinevates värvides ja värvitemperatuurides. LED-idega saate oma alale valida sooja, jaheda või loomuliku valge valgustuse. Lisaks on sellel lai valik värvilisi valgustusi: punane, sinine, roheline ja kollane – mis iganes valguse värvi soovite, on LED teie parim valik. Lisaks pakub see värvide reguleerimise funktsioone, nagu RGB-tuled, adresseeritavad LED-ribad, ja veel. Tänu kõrgtehnoloogilisele LED-kontrollerile, mis muudab selle värvide reguleerimise süsteemi võimalikuks. Seega saate LED-ide abil luua oma piirkonnas erinevaid meeleolusid ja õhkkondi. See muudab need veelgi ideaalseks kasutamiseks äripindades ja jaemüügikeskkondades. 

Kiire sisselülitamine

LED-id pakuvad sisselülitamisel kohest valgust. Kuid traditsioonilise valguse soojenemiseks kulub mõni sekund, enne kui see annab täieliku heleduse. See muudab need ideaalseks kasutamiseks rakendustes, kus on vaja kohest valgust. Näiteks foorid ja avariivalgustus.

Kuidas LED-id töötavad?

LED-id ehk valgusdioodid on pooljuhid. Need on muutnud revolutsiooni selle, kuidas me oma kodud, kontorid ja tänavad valgustame. Aga kuidas LED-id töötavad? Uurime LED-tehnoloogia põhitõdesid, sealhulgas elektronide voogu, pn-siirdeid ja palju muud.

• Elektronivoolu põhitõed

Et mõista, kuidas LED-id töötavad, peame kõigepealt mõistma mõningaid elektronide voolu põhiprintsiipe. Elektronid on negatiivselt laetud osakesed. Nad tiirlevad ümber aatomi tuuma. Mõnes materjalis, näiteks metallides, on elektronidel suhteliselt vaba liikumine. See võimaldab elektrivoolu. Teistes materjalides, näiteks isolaatorites, on elektronid oma aatomitega tihedalt seotud. Ja nad ei liigu vabalt.

Pooljuhtmaterjalidel on mõned huvitavad omadused. Need jäävad kuhugi metallide ja isolaatorite vahele. Nad võivad juhtida elektrit, kuid metallid on paremad. Kuid erinevalt isolaatoritest saab neid teatud tingimustel "häälestada" elektrit juhtima. See omadus muudab pooljuhid ideaalseks kasutamiseks elektroonikaseadmetes.

• PN-ristmik ja pooljuhtmaterjalide roll

Pooljuhtmaterjal mängib valgusdioodides valguse kiirgamisel üliolulist rolli. Tavaliselt kasutatakse LED-ides pooljuhtmaterjalina räni või germaaniumi. Et muuta need valguse tekitamiseks piisavalt juhtivaks, peate lisama materjalile lisandeid protsessis, mida nimetatakse dopinguks.

Doping hõlmab väikese koguse lisandite lisamist pooljuhtmaterjalile, et muuta selle elektrilisi omadusi. Dopingut on kaks kategooriat: n-tüüpi ja p-tüüpi. N-tüüpi doping hõlmab lisandite lisamist pooljuhtmaterjalile, millel on täiendavad elektronid. Need täiendavad elektronid saavad materjalis vabalt ringi liikuda. See loob negatiivselt laetud osakeste ülejäägi. P-tüüpi doping seevastu hõlmab lisandite lisamist, millel on vähem elektrone kui pooljuhtmaterjalis. See tekitab "augud" materjalis või piirkondades, kus elektron puudub. Need augud on positiivselt laetud.

Kui p-tüüpi materjal asetada n-tüüpi materjali kõrvale, tekib pn-siirde. Ristmikul täidavad n-tüüpi materjalist üleliigsed elektronid p-tüüpi materjalis olevad augud. See loob tühjenemise piirkonna või vabade elektronide või aukudeta ala. See ammendumispiirkond toimib voolu tõkkena. See hoiab ära elektronide voolu n-tüüpi materjalist p-tüüpi materjalile.

• Dopingu tähtsus ja ammendumispiirkonna loomine

Tühjenemispiirkonna loomine on LED-i töö jaoks ülioluline. Kui pn-siirdele rakendatakse pinge, siis n-tüüpi materjalis olevad elektronid liiguvad ristmiku poole. Samal ajal liiguvad p-tüüpi materjali augud vastassuunas ristmiku poole. Kui elektronid ja augud ammendumise piirkonnas kohtuvad, ühinevad nad uuesti ja vabastavad energiat valguse kujul.

Energiavahe määrab genereeritud valguse täpse lainepikkuse. See asub pooljuhtmaterjali valentsriba ja juhtivusriba vahel. Siin on juhtivusriba materjali energiatasemete riba, mille elektronid võivad hõivata, kui nad pole aatomiga seotud. Teisest küljest on valentsiriba energiatase, mille elektronid aatomiga seondumisel täidavad. Ja kui elektron langeb juhtivusribalt valentsribale, vabastab see energiat valguse footonina.

• Elektroluminestsents ja footonite teke

Elektroluminestsents on valgust kiirgav nähtus. See on protsessi valguse emissioon materjalist vastusena seda läbivale elektrivoolule. LED-tehnoloogia kontekstis toimub elektroluminestsentsprotsess LED-kiibi sees.

LED on pooljuhtseade, mis kiirgab valgust, kui selle klemmidele rakendatakse pinget. LED on valmistatud pn-siirdest, piirkonnast, kus on ühendatud kaks pooljuhti. P-tüüpi pooljuhil on positiivne laengukandja (auk). Samas on n-tüüpi pooljuhil negatiivne laengukandja (elektron).

LED-i pn-siirdele rakendatakse päripinge. Ja see põhjustab elektronide ühinemist elektroniaukudega, et vabastada energia footonitena. Seejärel liiguvad genereeritud footonid läbi LED-i kihtide. Ja need kiirgavad seadmest nähtava valgusena. Kiirgava valguse värvus sõltub aga footonite energiast. See on seotud LED-is kasutatud materjalide ribalaiuse energiaga. Näiteks punased LED-id on valmistatud madalama ribalaiuse energiaga pooljuhtidest. Seevastu sinised ja rohelised LED-id nõuavad suurema energiavahega pooljuhte. Allolev tabel näitab sobivaid pooljuhte LED-ide erinevate valgusvärvide jaoks. 

Sobiv pooljuht	LED-ide värv
Indium galliumnitriid (InGaN)	Suure heledusega sinised, rohelised ja ultraviolettvalgustid
Alumiinium-gallium-indiumfosfiid (AlGaInP)	Kollased, oranžid ja punased suure heledusega LED-id
Alumiinium-galliumarseniid (AlGaAs)	Punased ja infrapunased LED-id

LED-ide tüübid

LED-e (valgusdioode) on erinevat tüüpi, millest mõned on:

1. Standardsed LED-id

Standardseid LED-e tuntakse ka läbiva augu või traditsiooniliste LED-ide nime all. Need on kõige levinumad ja laialdasemalt kasutatavad valgusdioodid (LED). Need LED-id on valmistatud väikesest pooljuhtmaterjalist kiibist ja on kapseldatud läbipaistvasse epoksüvaigu pakendisse, millel on kaks metalltihvti. Need juhtmed on paigutatud sirgjooneliselt. Seega on nende paigaldamine trükkplaadile kiire ja lihtne.

Tavalised LED-id kiirgavad valgust, kui epoksüvaigu pakendi sees olevale kiibile rakendatakse elektrivoolu. Kiirgava valguse värvus sõltub kiibis kasutatud materjalist. Näiteks galliumarseniidist (GaAs) valmistatud LED-id kiirgavad punast valgust. Samal ajal kiirgavad galliumnitriidist (GaN) valmistatud sinist ja rohelist valgust.

Standardsete LED-ide üks peamisi eeliseid on nende vastupidavus ja pikk eluiga. Need võivad kesta kümneid tuhandeid tunde. See on oluliselt pikem kui traditsioonilised hõõglambid. Need on ka väga energiasäästlikud. Lisaks kasutavad nad kuni 90% vähem energiat kui hõõglambid. Nad eraldavad väga vähe soojust. See muudab need ideaalseks rakenduste jaoks, kus soojuse tootmine on probleem.

Standardseid LED-e kasutatakse erinevates rakendustes. See hõlmab valgustuskuvareid, autovalgustust, elektroonikaseadmeid ja kodumasinaid. Neid kasutatakse ka valgusfoorides ja digikellades. Lisaks on need ideaalne valik muudeks rakendusteks, mis nõuavad usaldusväärset ja energiasäästlikku valgusallikat.

2. Suure võimsusega LED-id

Suure võimsusega LED-id on valgust kiirgavad dioodid, mis on loodud suure valgusvõimsuse saamiseks. Samal ajal tarbivad nad vähe energiat. Need sobivad ideaalselt valgustus-, auto-, märgistus- ja elektroonikarakenduste jaoks.

Suure võimsusega LED-id erinevad tavalistest LED-idest, kuna nende ehitus ja disain on suhteliselt erinevad. Suure võimsusega LED-id koosnevad mitmest ühele substraadile paigaldatud LED-kiibist. See aitab suurendada nende üldist heledust ja väljundit. Lisaks kasutavad suure võimsusega LED-id suuremat jahutusradiaatorit. See hajutab suure võimsusega tekitatud soojust. Seega kaitseb see LED-i liigse kuumuse põhjustatud kahjustuste eest.

Suure võimsusega LED-ide üks peamisi eeliseid on nende tõhusus. Nad toodavad palju valgust tarbitud energiaühiku kohta. See muudab need populaarseks valikuks energiasäästlike valgustusrakenduste jaoks. Samuti on need vastupidavamad kui traditsioonilised valgusallikad. Lisaks on neil palju pikem eluiga. See vähendab vajadust sagedase asendamise ja hoolduse järele.

Suure võimsusega LED-id on saadaval erinevates värvides ja värvitemperatuurides. See muudab need sobivaks mitmeks rakenduseks, nagu üld-, töö- ja erivalgustus. Näiteks kasvatage valgusteid toataimedele, akvaariumivalgustitele ja lavavalgustitele.

3. Orgaanilised LED-id (OLED-id)

Orgaanilised LED-id (OLED-id) on valgustustehnoloogia, mis kasutab valguse kiirgamiseks orgaanilisi ühendeid. OLED-id on sarnased traditsiooniliste LED-idega. Nad kiirgavad valgust, kui rakendatakse elektrivoolu. Kuid erinevus seisneb materjalide kasutamises.

Traditsioonilised LED-id kasutavad anorgaanilisi materjale, nagu pooljuhid ja metallisulamid. Vastupidi, OLED-id kasutavad orgaanilisi ühendeid, nagu polümeerid ja väikesed molekulid. Need materjalid sadestatakse aluspinnale õhukeste kihtidena. Ja seejärel stimuleeritakse elektrilaenguga, pannes nad valgust kiirgama.

OLED-id pakuvad traditsiooniliste valgustustehnoloogiate ees mitmeid eeliseid. Esiteks võivad need olla väga õhukesed ja painduvad. See muudab need sobivateks alternatiivideks kasutamiseks paljudes rakendustes. Kaasas on kõik alates nutitelefonidest ja televiisoritest kuni valgustusseadmete ja siltideni. Lisaks võivad OLED-id olla väga energiasäästlikud. See tähendab, et nad saavad luua valgustuse, mis tarbib vähem energiat kui traditsioonilised tehnoloogiad.

Üks OLED-ide parimaid omadusi on see, et nendega saab luua eredaid ja kvaliteetseid värve. OLED-id kiirgavad valgust otse orgaanilistest materjalidest. Seega suudavad need toota laiemat värvivalikut ja paremat kontrasti kui traditsioonilised LED-id. Kuid see kasutab värvide tootmiseks filtreid. See muudab OLED-id hästi sobivaks kasutamiseks sellistes rakendustes nagu digitaalsed kuvarid. Samuti sobib see suurepäraselt valgustusseadmete jaoks, kus värvide täpsus on oluline.

4. Polümeer-LED-id (PLED-id)

Polümeervalgusdioodid (PLED) kasutage aktiivse kihina juhtivat polümeermaterjali. Nendel orgaanilistel materjalidel on ainulaadsed optilised ja elektroonilised omadused. See muudab need ideaalseks valgust kiirgavate seadmete jaoks.

Traditsioonilised LED-id on valmistatud anorgaanilistest materjalidest. Näiteks galliumnitriid ja räni. Kuid PLED-id on valmistatud polümeeridest. Need polümeerid on tavaliselt valmistatud korduvate ühikute pikkadest ahelatest. See annab neile ainulaadsed omadused.

PLED-id kasutavad polümeermaterjalis olevate elektronide ergastamiseks elektrivälja. See paneb nad valgust kiirgama. Reguleerides polümeermaterjali keemilist koostist, saab PLED reguleerida kiirgava valguse värvi.

Üks PLED-ide eeliseid on see, et neid saab valmistada odavate rullist rulli töötlemise tehnikate abil. See muudab need väga skaleeritavaks ja kuluefektiivseks. See on viinud valgustuse, kuvarite ja elektrooniliste seadmete kasutamiseni.

Teine PLED-ide eelis on see, et neid saab muuta paindlikuks ja kohandatavaks. See muudab need ideaalseks kantava elektroonika, näiteks nutikate riiete ja nahale kinnitatavate andurite jaoks.

5. Quantum Dot LED-id (QD-LED-id)

Quantum Dot LED-id (QD-LED-id) kasutada valguse tootmiseks nanokristalle, mida nimetatakse kvantpunktideks. Need punktid on tavaliselt valmistatud pooljuhtmaterjalidest. Ja selle suurus on vahemikus 2 kuni 10 nanomeetrit. QD-LEDis on kvantpunktid kahe elektroodi vahel. Nende kaudu lastakse elektrivool, mis ergastab punktides olevaid elektrone. Kui need ergastatud elektronid naasevad põhiolekusse, vabastavad nad energiat valguse kujul. Kvantpunkti suurus määrab tekkiva valguse värvi. Väiksemad punktid toodavad sinist valgust ja suuremad täpid toodavad punast valgust. Ja vahepealsed suurused toodavad rohelist ja kollast valgust.

QD-LED-valgustuse üks peamisi eeliseid on selle võime toota laiemat värvivalikut. Nad toodavad ka suuremat täpsust ja tõhusust. Seda seetõttu, et kvantpunktide suurust saab täpselt kontrollida. See võimaldab kiirgavat valgust täpsemalt häälestada. Lisaks on QD-LEDidel pikem eluiga ja need tarbivad vähem energiat. See muudab need keskkonnasõbralikumaks.

QD-LED-id on aga endiselt uus tehnoloogia ja pole veel laialdaselt kättesaadavad. Samuti on mures kvantpunktide loomiseks kasutatud pooljuhtmaterjalide võimalik toksilisus. Need on tavaliselt valmistatud kaadmiumist või muudest raskmetallidest. QD-LED-ide uurimine jätkub. Teadlased töötavad nende seadmete jaoks välja ohutumaid ja keskkonnasõbralikumaid materjale.

6. Ultravioletsed LED-id (UV-LED)

Ultravioletsed LED-id (UV-LED) kiirgavad ultraviolettvalgust (UV). See on inimsilmale nähtamatu. UV-LED-id toodavad ultraviolettkiirguse spektris valgust. Tavaliselt on need vahemikus 280–400 nanomeetrit (nm). Lisaks on see jagatud kolme kategooriasse: 

1. UV-A (315–400 nm)
2. UV-B (280–315 nm)
3. UV-C (100–280 nm)

UV-LED-e kasutatakse mitmesugustes rakendustes, nagu kõvendamine, steriliseerimine ja vee puhastamine. Neid kasutatakse tavaliselt elektroonikatööstuses liimide ja katete kõvendamiseks. Samuti saab neid kasutada trükivärvide ja kattekihtide kõvendamiseks trükitööstuses ning auto- ja kosmosetööstuses. Lisaks on need ideaalsed meditsiinisektoris seadmete ja pindade steriliseerimiseks.

Siiski on oluline meeles pidada, et UV-valgus, sealhulgas UV-LED-valgus, võib olla inimeste tervisele kahjulik. UV-kiirgusega kokkupuude võib põhjustada silmakahjustusi ja nahavähki. Seetõttu peaksite UV-LED-dega töötades kasutama sobivaid kaitsevahendeid. Ja tootja antud ohutusjuhiseid tuleb järgida.

Lisateabe saamiseks võite lugeda Mis vahe on UVA, UVB ja UVC vahel?

Kuidas LEDid tehakse?

LED-ide tootmisprotsess on üsna keeruline. See hõlmab vahvlite valmistamise, söövitamise, kapseldamise ja muu kombinatsiooni. See hõlmab ka pakendamistehnoloogiaid. Kuid ma selgitan neid üksikasjalikult, kuid enne seda räägime selles protsessis kasutatud materjalidest -

LED-tootmises kasutatavad materjalid

LED-tootmises kasutatavad materjalid mängivad üliolulist rolli. Need määravad LED-i jõudluse ja omadused. Siin on mõned informatiivsed faktid LED-tootmises kasutatud materjalide kohta:

• galliumnitriid (GaN) on LED-tootmises laialdaselt kasutatav materjal. GaN on pooljuhtmaterjal, mis on võimeline kiirgama sinist ja rohelist valgust. Need on valgete LED-ide loomiseks hädavajalikud. Seda kasutatakse ka substraatmaterjalina LED-tootmises.

• Indium galliumnitriid (InGaN) on kolmekomponentne pooljuhtmaterjal. See toodab siniseid, rohelisi ja valgeid LED-e. Seda kasutatakse ka laserdioodide valmistamisel.

• Alumiinium-gallium-indiumfosfiid (AlGaInP) on kvaternaarne pooljuhtmaterjal. Seda kasutatakse punaste, oranžide ja kollaste LED-ide valmistamiseks. Seda kasutatakse ka suure heledusega LED-rakendustes, nagu liiklus- ja autovalgustus.

• safiir on LED-tootmises populaarne substraatmaterjal. Tegemist on kvaliteetse ühekristallmaterjaliga. Seega annab see stabiilse aluse GaN kristallide kasvatamiseks.

• Ränikarbiid (SiC) on laia ribalaiusega pooljuhtmaterjal, mida kasutatakse suure võimsusega LED-rakendustes. Seda kasutatakse ka jõuelektroonika ja kõrge temperatuuriga rakenduste valmistamisel.

• Fosforid on materjalid, mis muudavad LED-ide kiirgava sinise või UV-valguse teisteks värvideks. Neid materjale kasutatakse tavaliselt valgete LED-ide valmistamisel.

• Copper kasutatakse LED-tootmises jahutusradiaatorina. See on suurepärane soojusjuht ja aitab hajutada LED-i tekitatud soojust.

• Kuldne kasutatakse LED-tootmises traatsidematerjalina. See on suurepärane elektrijuht ja hea korrosioonikindlusega.

LED tootmisprotsess

LED-i tootmisprotsess hõlmab tavaliselt järgmisi samme:

1. samm: vahvlite valmistamine

LED-tootmise esimene samm on alusmaterjali ettevalmistamine selle puhastamise ja poleerimisega. Seejärel kaetakse substraat õhukese materjaliga, mida nimetatakse puhverkihiks. See aitab vähendada defekte ja parandada LED-i kvaliteeti.

2. samm: epitaksia

Järgmine samm on epitaksia. See hõlmab pooljuhtmaterjali kihi kasvatamist substraadi peale. Tavaliselt tehakse seda metalliorgaanilise keemilise aurustamise-sadestamise (MOCVD) abil. Siin kuumutatakse pooljuhtmaterjali sisaldavat gaaside segu. Ja seejärel sadestatakse see aluspinnale. Epitaksiaalse kihi paksus määrab valguse lainepikkuse, mida LED kiirgab.

3. samm: doping

Kui epitaksiaalne kiht on kasvatatud, legeeritakse see lisanditega, et luua P- ja N-tüüpi piirkonnad. Tavaliselt tehakse seda ioonide implanteerimise protsessi abil. Siin siirdatakse lisandite ioonid pooljuhtmaterjali suure energiaga kiirte abil.

4. samm: lepingu sõlmimine

Pärast dopingut kaetakse LED elektriliste kontaktide moodustamiseks metallikihiga. Metall sadestatakse tavaliselt LED-ile, kasutades tehnikat, mida nimetatakse pihustamiseks. Siin asetab suure energiaga ioonikiir metalli LED-ile.

5. samm: ofort

Selles etapis loob fotolitograafia LED-pinnale mustrid. LED-ile kantakse fotoresisti kiht. Seejärel söövitatakse ultraviolettvalguse abil fotoresisti sisse muster. Seejärel kantakse muster kuivsöövituse abil LED-pinnale. Siin kasutatakse pooljuhtmaterjali söövitamiseks plasmat.

6. samm: kapseldamine

LED-tootmise kuues samm on kapseldamine. Siin on LED kapseldatud pakendisse, mis kaitseb seda keskkonna eest ja aitab soojust hajutada. Pakend on tavaliselt valmistatud epoksiidist, valatakse üle LED-i ja kõvastatakse kõva kaitsva kesta moodustamiseks. Pakett sisaldab ka elektrikontakte, mis ühendavad LED-i toiteallikaga.

Viimane samm: testimine

Lõpuks testitakse pakendatud LED-e, et tagada nende soovitud heledus. Samuti tagab see värvi ja tõhususe spetsifikatsioonid. Kõik defektsed seadmed visatakse ära ja ülejäänud seadmed saadetakse klientidele.

Erinevused LED-ide ja traditsiooniliste valgusallikate vahel

tunnusjoon	LEDid	Traditsioonilised valgusallikad
Energiatõhususe	Väga tõhus; tarbib vähem energiat	Vähem tõhus; kulutab rohkem energiat
Eluaeg	Pikem eluiga; kuni 50,000 XNUMX tundi	Lühem eluiga; kuni 10,000 XNUMX tundi
Soojuse teke	Madal soojuse tootmine	Kõrge soojuse tootmine
Valguskvaliteet	Kvaliteetne valgus, saadaval paljudes värvides	Saadaval piiratud värvivalik
Suurus ja kuju	Väike ja kompaktne, saadaval erineva kujuga	Mahukad ja piiratud kuju valikud
Keskkonnamõju	Keskkonnasõbralik, ei sisalda mürgiseid materjale	Sisaldavad mürgiseid aineid
Kohene sisse/välja	Kohene sisse/välja	Aeglane soojenemine ja väljalülitamine
Maksma	Kõrgem algkulu, kuid pikemas perspektiivis odavam	Madalam algkulu, kuid kõrgem tegevuskulu
hooldus	Vähene hooldusvajadus	Nõutav kõrge hooldus
Ühilduvus	Ühildub elektrooniliste juhtnuppudega	Piiratud ühilduvus elektrooniliste juhtseadmetega
Timmimisvõimalus	Hämardatav ühilduvate juhtnuppudega	Piiratud hämardamise võimalus

LED-id on väga tõhusad ja tarbivad traditsiooniliste valgusallikatega võrreldes vähem energiat. Samuti on neil pikem eluiga, kuni 50,000 XNUMX tundi, ja nad toodavad vähem soojust. LED-valgustid on saadaval erinevates värvides ja pakuvad kvaliteetset valgust. Need on ka väikesed ja kompaktsed ning erineva kujuga. Lisaks on LED-valgustid keskkonnasõbralikud ega sisalda mürgiseid materjale.

Traditsioonilised valgusallikad on seevastu vähem tõhusad ja tarbivad rohkem energiat. Nende eluiga on lühem, kuni 10,000 XNUMX tundi, ja need toodavad märkimisväärselt soojust. Neil on saadaval ka piiratud värvivalik. Traditsioonilised valgusallikad on mahukad ja piiratud kujuga. Need sisaldavad mürgiseid aineid ja neil on suur keskkonnamõju.

LEDid süttivad ja kustuvad koheselt ning vajavad vähe hooldust. Need ühilduvad ka elektrooniliste juhtnuppudega ja on ühilduvate juhtnuppudega hämardatavad. Siiski on neil suurem esialgne maksumus, kuid need on pikemas perspektiivis odavamad. Traditsioonilistel valgusallikatel on madalam algkulu, kuid suurem kasutuskulu. Ja see nõuab suurt hooldust. Seega on sellel parem ühilduvus elektrooniliste juhtnuppudega. Ja neil on piiratud hämardamise võimalus.

Lisateabe saamiseks võite lugeda LED-valgustuse eelised ja puudused.

LED-i jõudluse mõistmine 

LED-i jõudluse mõistmine võib olla keeruline. See hõlmab mitmeid tehnilisi kirjeldusi, tegureid ja testimisprotseduure. Arutame mõningaid olulisi LED-i spetsifikatsioone ja LED-i jõudlust mõjutavaid aspekte. Ja ka LED-testimine ja sertifitseerimine.

LED-i tehnilised andmed

Siin on LED-i spetsifikatsiooni üksikasjad:

• Valgusvoog

Valgusvoog mõõdab LED-allika poolt kiiratava nähtava valguse hulka. Valgusvoo mõõtühik on luumen (lm). Suurem luumeni väärtus näitab heledamat LED-i. Kuid valgusvoo väärtus üksi ei anna teavet kiiratava valguse kvaliteedi kohta. Selleks on ka muid tegureid, nt värviedastus, energiatõhusus jne.

Lisateabe saamiseks võite lugeda allpool:

Candela vs Lux vs Lumens.

Luumenist vattidesse: täielik juhend

Kelvin ja Lumens: erinevuste mõistmine

• Helendav efektiivsus

LED-allika valgustõhusus mõõdab, kui palju nähtavat valgust see toodab. See mõõdab energiatarbimist ajaühiku kohta. Valgusefektiivsuse mõõtühik on luumen vati kohta (lm/W). Kõrgem valgustugevuse arv tähendab, et LED on tõhusam ja valgustab rohkem iga kasutatava võimsusühiku kohta. Suurema valgustõhususega LED-id võivad säästa energiat ja vähendada kasutuskulusid.

• Color Temperature

Värvitemperatuur mõõdab valguse välimust LED-allika värvi järgi. Kelvin on värvitemperatuuri (K) mõõtühik. LED-id võivad kiirata valgust erinevatel värvitemperatuuridel. See võib ulatuda soojast valgest (2700 K–3000 K) jahedast valgest (5000 K–6500 K). Aeglasem värvitemperatuuri väärtus näitab soojemat (kollakat) valgust. Samas näitab kõrgem jahedamat (sinakat) valgust.

Lisateabe saamiseks võite lugeda allpool:

Kuidas valida LED-riba värvitemperatuuri?

Parim värvitemperatuur LED kontorivalgustuse jaoks

• Värvide renderdamise indeks (CRI)

Värviedastusindeks (CRI) mõõdab, kui hästi suudab LED-allikas värve esitada võrreldes loomuliku valgusega. CRI väärtus on vahemikus 0 kuni 100, kusjuures suurem väärtus näitab paremat värviedastust. Valgusdioodil, mille CRI väärtus on 80 või kõrgem, on üldiselt hea värviedastus. Seevastu LED, mille CRI väärtus on alla 80, võib tekitada värvimoonutusi.

• Edaspinge

Edasisuunaline pinge on LED-i sisselülitamiseks ja valguse kiirgamiseks vajalik pinge. Pärandpinge mõõtühik on volt (V). LED-i päripinge varieerub sõltuvalt LED-i tüübist ja tootmisprotsessist.

• Pöördvoolu leke

Pöördvoolu leke on vool, mis voolab läbi LED-i vastupidises suunas. See juhtub siis, kui pinget rakendatakse vastupidises suunas. LED-i pöördvooluleke peaks olema võimalikult väike, et tagada nõuetekohane töö ja pikk kasutusiga.

LED-i jõudlust mõjutavad tegurid

LED-id ehk valgusdioodid on muutunud üha populaarsemaks valikuks. Neil on kõrge efektiivsus, pikk kasutusiga ja madal energiatarve. Siiski on mitmeid tegureid, mis võivad LED-ide toimimist mõjutada, näiteks:

• Termiline juhtimine

LED-ide jõudlust mõjutav kriitiline tegur on nende võime soojust juhtida. LED-id on temperatuuritundlikud seadmed. Kui neid ei jahutata piisavalt, võivad need laguneda. See vähendab tõhusust ja lühendab eluiga. Seetõttu on LED-i jõudluse säilitamiseks oluline tagada õige soojusjuhtimine.

• Juhtida voolu

Teine kriitiline tegur, mis mõjutab LED-i jõudlust, on ajami vool. LED-id töötavad kindlal voolutasemel. Selle voolu ületamine võib lühendada nende eluiga, vähendada tõhusust ja põhjustada rikkeid. Teisest küljest võib LED-i alajuhtimine põhjustada väiksema valgusvõimsuse ja lühema eluea. Seetõttu on LED-i optimaalse jõudluse tagamiseks ülioluline säilitada õige ajamivool.

• Vananemine

Nagu iga teine ​​elektrooniline seade, vananevad ka LED-id. See võib aja jooksul nende jõudlust mõjutada. LED-ide vananedes väheneb nende efektiivsus ja valgusvõimsus väheneb. Seda protsessi nimetatakse luumeni amortisatsiooniks. Ja seda saab kiirendada kokkupuude kuumuse, niiskuse ja muude keskkonnateguritega. Seetõttu on oluline arvestada LED-i eeldatava elueaga. Samuti võtke valgustussüsteemi kavandamisel arvesse selle eeldatavat lagunemiskiirust.

• Värv Shift

Teine LED-i jõudlust mõjutav tegur on värvide nihe. LED-i värv muutub aja jooksul fosfori materjali muutuste tõttu. See võib valgustussüsteemis põhjustada soovimatuid värvimuutusi. See muudab selle vähem atraktiivseks või isegi kasutuskõlbmatuks ettenähtud otstarbel.

• Optika

LED-valgustussüsteemis kasutatav optika võib samuti oluliselt mõjutada selle jõudlust. Õige optika aitab valgust ühtlaselt jaotada. Seega maksimeerib see LED-i efektiivsust. Seevastu halb optika võib põhjustada valguse kadumist või hajumist. See vähendab süsteemi üldist tõhusust.

LED-testimine ja sertifitseerimine

LED-sertifikaat kinnitab, et LED-toode vastab tööstuse kvaliteedile ja ohutusele. Samuti kontrollib see jõudlusstandardeid. Sertifitseerimist viivad tavaliselt läbi sõltumatud kolmandatest osapooltest organisatsioonid, mis on spetsialiseerunud testimisele ja sertifitseerimisele.

• IESNA LM-80

IESNA LM-80 on standard LED-toodete luumeni amortisatsiooni mõõtmiseks aja jooksul. Samuti mõõdab see jõudlust erinevates töötingimustes. See standard aitab tagada, et LED-tooted säilitavad oma kvaliteedi ja heleduse pikema kasutusaja jooksul. 

• ENERGY STAR

ENERGY STAR on programm, mis sertifitseerib LED-tooteid, mis vastavad energiatõhususe ja jõudluse standarditele. LED-tooted, mis saavad ENERGY STARi sertifikaadi, on tavaliselt energiatõhusamad kui sertifikaadita tooted. Seega võib see aidata tarbijatel energiaarvetelt raha säästa. ENERGY STARi sertifikaat näitab ka seda, et toode vastab kõrgetele jõudluse ja kvaliteedi standarditele.

• Muud sertifikaadid

Lisaks ENERGY STARile on LED-toodetel ka teisi sertifikaate. Nende hulka kuuluvad DLC (DesignLights Consortium) ja UL (Underwriters Laboratories). DLC sertifikaat on keskendunud energiatõhususele. Sageli on vaja, et LED-tooted saaksid kommunaalteenuste allahindlusi. UL-sertifikaat näitab, et LED-toode on testitud ja vastab ohutusstandarditele.

Lisateabe saamiseks võite lugeda LED-ribavalgustite sertifikaat.

LED-ide levinumad rakendused

Mõned levinumad LED-idega seotud probleemid on järgmised:

Valgustus Ja Valgustus

LED-e kasutatakse laialdaselt elamutes. Näiteks süvistatav, rööbastee ja kapialune valgustus. Need on energiasäästlikud ja kauakestvad. See muudab need ideaalseks valikuks majapidamistele, kes soovivad energiatarbimist vähendada. Lisaks säästab see raha elektriarvetelt.

LED-e kasutatakse tavaliselt ka kaubanduslikes valgustusrakendustes. Need võivad olla kontori-, jaemüügi- või laovalgustid. Need pakuvad eredat ja ühtlast valgust, mis võib aidata parandada tootlikkust. Samuti loovad nad klientidele sõbraliku keskkonna.

LED-e kasutatakse üha enam välisvalgustuse rakendustes. Näiteks tänavavalgustid, parklavalgustid ja maastikuvalgustus. Need on energiasäästlikud, vastupidavad ja taluvad äärmuslikke ilmastikutingimusi. See teeb neist ideaalse valiku välitingimustes kasutamiseks.

Kuva tehnoloogia

Üks LED-ide levinumaid rakendusi kuvatehnoloogias on digitaalsed märgistused. Neid kuvareid kasutatakse teabe, reklaami ja meelelahutuse jaoks avalikes kohtades. Eelistatakse LED-põhiseid digitaalseid märgistusi, kuna need võivad tekitada suure kontrasti. Sellel on ka kõrge eraldusvõimega kujutised eredate ja erksate värvidega, mis on nähtavad isegi eredas päikesevalguses. See muudab need ideaalseks välireklaami jaoks.

Teine populaarne LED-ide rakendus kuvatehnoloogias on telerites. LED-telerid kasutavad ekraani taustvalgustamiseks LED-e. See tagab parema pildikvaliteedi ja kontrasti. LED-id muudavad telerid ka energiasäästlikumaks kui traditsioonilised LCD-telerid. See muudab need keskkonnasõbralikumaks.

LED-e kasutatakse ka arvutimonitorides, sülearvutites ja mobiilseadmetes. LED-põhised kuvarid on õhemad, kergemad ja tarbivad vähem energiat kui traditsioonilised ekraanid. See muudab need ideaalseks kaasaskantavate seadmete jaoks.

Meelelahutustööstuses kasutatakse LED-e suuremahulistes kuvarites, nagu seinad, põrandad ja laed. Need ekraanid pakuvad vaatajaskonnale kaasahaaravat kogemust. See erutab publikut nii kontsertidel, spordiüritustel kui ka teemaparkides. Neid saab kohandada erinevate värvide ja mustrite kuvamiseks. See muudab need ideaalseks dünaamiliste ja köitvate visuaalsete efektide loomiseks.

Autotööstus

Esiteks ja peamiselt kasutatakse LED-e tavaliselt autovalgustuses. Neid kasutatakse esitulede, tagatulede, piduritulede, suunatulede ja sisevalgustuse jaoks. Teine LED-ide rakendus autotööstuses on armatuurlauaekraanid. Samuti instrumentide klastrid. LED-ekraanid pakuvad draiveritele selget, eredat ja kohandatavat teavet. Neid saab seadistada kuvama muu hulgas teavet, nagu kiirus, kütusetase ja mootori olek.

LED-e kasutatakse ka autode turvaelementides. Nende hulka kuuluvad päevasõidutuled, kohanduvad esituled ja varukaamerad. Päevatuled suurendavad sõidukite nähtavust päevasel ajal. Samal ajal muutuvad kohanduvad esituled sõltuvalt sõiduki kiirusest ja pöördenurgast, et pakkuda parimat valgustust. Ja varukaamerad kasutavad LED-e, et pakkuda selget ja eredat pilti vähese valguse tingimustes.

LED-e kasutatakse ka sõidukite väliskujunduses. Samuti saab neid kasutada aktsentvalgustuseks auto kerel ning valgustatud logode ja märkide jaoks. Lisaks võib LED-valgustus luua dünaamilisi valgusefekte. Näiteks järjestikused suunatuled ja animeeritud valgusekraanid.

Meditsiiniseadmed

Järgmised on mõned LED-ide standardsed rakendused meditsiiniseadmetes:

• Meditsiiniline pildistamine: LED-e kasutatakse meditsiinilistes kuvamisseadmetes röntgeniseadmetes, CT-skannerites ja MRI-seadmetes. LED-e kasutatakse valgusallikatena pildistatava kehaosa valgustamiseks. LED-põhine valgustus pakub täpsemat ja heledamat pilti. See on eriti oluline madala kontrastsusega piltide puhul.

• Endoskoobid: LED-e kasutatakse endoskoopides, mida kasutatakse minimaalselt invasiivsete operatsioonide jaoks. Endoskoobid on varustatud miniatuursete LED-valgustitega, mis valgustavad operatsioonikohta. Valgusdioodide tekitatud ere valgus annab operatsioonikohast selge pildi. See võimaldab kirurgidel teha protseduure täpsemalt ja täpsemini.

• Kirurgilised esituled: LED-e kasutatakse kirurgilistes esituledes. See annab kirurgilise koha valgustamiseks ereda valge valguse. LED-põhised kirurgilised esituled pakuvad traditsiooniliste halogeenesitulede ees mitmeid eeliseid. See hõlmab pikemat eluiga, väiksemat soojuse teket ja täpsemat värviedastust.

• Fototeraapia seadmed: LED-e kasutatakse fototeraapiaseadmetes. See ravib erinevaid nahahaigusi, nagu psoriaas, ekseem ja akne. LED-ide kiirgav sinine valgus on efektiivne aknet põhjustavate bakterite hävitamisel. Seevastu punane tuli vähendab tõhusalt põletikku ja soodustab haavade paranemist.

• Hambaravi varustus: LED-e kasutatakse ka hambaraviseadmetes, näiteks hambaplommide kõvendusvalgustites. Need tuled tekitavad suure intensiivsusega valgusvihu. See aktiveerib hambatäidises oleva vaigu, põhjustades nende kiiret kõvenemist.

Side ja signaalimine

Üks levinumaid LED-ide rakendusi side- ja signalisatsioonis on valgusfoorides. LED-põhised foorid on energiasäästlikumad kui nende hõõglambid. Sellel on ka pikem eluiga. Need on ereda päikesevalguse käes paremini nähtavad. Neid saab programmeerida muutma värve kiiremini kui traditsioonilisi valgusfoore.

Teine levinud LED-ide rakendus signalisatsioonis on alarmsõidukid. Näiteks politseiautod, tuletõrjeautod ja kiirabiautod. LED-tuled on eredad ja nähtavad pikkade vahemaade tagant. See muudab need kasulikuks hädaolukordades, kus kiire ja selge signaalimine on ülioluline.

Lennu- ja meresõidusignalisatsioonis kasutatakse ka lennuraja ja navigatsiooni LED-tulesid. Nendes rakendustes eelistatakse LED-e hõõglampidele. Kuna need on vastupidavamad, energiasäästlikumad ja pikema elueaga. LED-id võivad valgust kiirata ka kindlas suunas. See muudab need suunasignalisatsioonis kasulikuks.

Telekommunikatsioonis kasutatakse LED-e fiiberoptilistes sidesüsteemides. Kiudoptilised kaablid edastavad andmeid valgusimpulsside kaudu. Ja nende süsteemide valgusallikatena kasutatakse LED-e. LED-põhised kiudoptilised süsteemid on tõhusamad ja suurema ribalaiusega kui traditsioonilised vasepõhised sidesüsteemid.

LED-ide hooldus

LED-id vajavad optimaalse jõudluse tagamiseks hooldust. See vajab pika eluea tagamiseks hoolt nagu iga teinegi elektriseade. Siin on mõned näpunäited LED-ide hooldamiseks:

LED-ide puhastamine

• Kasutage õigeid puhastusvahendeid: Valgusdioodide puhastamisel on oluline vältida tugevatoimelisi kemikaale, näiteks lahusteid. See võib kahjustada LED-i õrna struktuuri. Selle asemel kasutage pehmet pesuainet või isopropüülalkoholi lahust. Veenduge, et puhastuslahus ei sisalda abrasiivseid osakesi.

• Kasutage õigeid tööriistu: LED-ide puhastamiseks kasutage pehmet ebemevaba lappi, näiteks mikrokiust või objektiivi puhastuslappi. Vältige töötlemata või abrasiivsete materjalide, näiteks paberrätikute kasutamist. See võib LED-i pinda kriimustada.

• Ole õrn: LED-ide puhastamisel olge õrn ja vältige LED-i pinnale liigset survet. Vältige LED-i puudutamist paljaste sõrmedega. Naha õlid ja saasteained võivad kanduda LED-i pinnale. See vähendab heledust ja eluiga.

LED-ide käsitsemine

LED-ide käsitsemine on samuti kriitiline nende pika eluea tagamiseks. Siin on mõned näpunäited LED-ide käsitsemiseks:

• Vältige LED-i puudutamist: LED-ide käsitsemisel on oluline vältida LED-i pinna puudutamist paljaste kätega. Teie kätele sattunud õlid ja mustus võivad LED-i kahjustada. Selle asemel kasutage LED-i käsitsemiseks kindaid või puhast ebemevaba lappi.

• Vältige LED-ide kokkupuudet niiskusega: Niiskus võib LED-i kahjustada. Seetõttu on oluline vältida LED-i kokkupuudet niiskusega käsitsemise ajal.

• Vältige LED-ide kokkupuudet kuumusega: LED-id on kuumuse suhtes tundlikud ja kõrge temperatuuriga kokkupuude võib neid kahjustada. Seetõttu on oluline vältida LED-i kokkupuudet kõrge temperatuuriga käsitsemise ajal.

• Hoidke LED-e õigesti: LED-e tuleb hoida jahedas ja kuivas kohas, et vältida kokkupuudet kuumuse ja niiskusega.

LED-ide tõrkeotsing

Nagu igal tehnoloogial, on ka LED-valgustusel omajagu probleeme. Arutan mõningaid levinumaid LED-valgustusega seotud probleeme ja kuidas neid lahendada.

1. Vilkuv

LED-tuled võivad vilkuda, eriti nende esmakordsel sisselülitamisel. See on tüütu ja häirib. Selle probleemi võivad põhjustada mitmed tegurid. Nende hulka kuuluvad sobimatu hämarduslüliti ja vigane draiver. Või võib põhjuseks olla toiteallikas või vale paigaldus.

Selle probleemi lahendamiseks veenduge, et dimmeri lüliti ühilduks LED-tuledega. Asendage kõik vigased komponendid ja veenduge, et valgustus on õigesti paigaldatud.

2. Pimestamine

LED-tuled võivad toota pimestamine, mis võib olla ebamugav ja põhjustada silmade väsimust. Selle probleemi võivad põhjustada mitmed tegurid. Näiteks valgusti paigutus, kasutatud pirni tüüp ja disain.

Selle probleemi lahendamiseks kasutage pimestamise vähendamiseks jäätunud või hajutatud läätsi. Reguleerige valgusti paigutust ja valige madalama heledusega pirnid.

3. Vale värvitemperatuur

LED-valgustid võivad toota erineva värvitemperatuuriga valgust. See võib mõjutada ruumi keskkonda ja õhkkonda. Näiteks võivad mõned LED-tuled tekitada karmi sinakasvalget valgust, mis ei pruugi olla kutsuv. Jällegi muudab kontorivalgustuse sooja värvi valimine töötaja uniseks. 

Selle probleemi lahendamiseks valige LED-valgustid, mille värvitemperatuur sobib ruumi soovitud õhkkonnaga. Näiteks võib magamistuppa sobida soe kollakas valgus. Seevastu töö- või õpperuumi võib sobida jahedam sinakasvalge valgus.

4. Soojus

LED-tuled võivad toota soojust, vähendades nende eluiga ja jõudlust. Selle probleemi võivad põhjustada mitmed tegurid. Näiteks ebapiisav jahutus või ventilatsioon. Samuti võib esineda kõrge ümbritseva õhu temperatuur ja liigne vooluhulk.

Selle probleemi lahendamiseks veenduge, et LED-tuled oleksid piisavalt jahutatud ja ventileeritud. Vältige nende paigaldamist kõrge ümbritseva õhu temperatuuriga piirkondadesse. Samuti veenduge, et vooluvool oleks soovitatud vahemikus.

5. Ühilduvus

LED-tuled ei pruugi ühilduda olemasolevate valgustusseadmete või -süsteemidega. See muudab nende paigaldamise ja kasutamise keeruliseks. Selle probleemi võivad põhjustada mitmesugused tegurid, näiteks erinevused pinges, võimsuses ja disainis.

Selle probleemi lahendamiseks veenduge, et LED-tuled töötaksid koos olemasolevate valgustussüsteemide ja -seadmetega. Või kaaluge vajadusel seadmete ja süsteemide väljavahetamist.

Nende probleemide mõistmine ja sobivate meetmete võtmine nende lahendamiseks. Seega saate ilma ebamugavusteta nautida LED-valgustuse paljusid eeliseid.

Lisateabe saamiseks võite lugeda LED-riba probleemide tõrkeotsing.

LED-tehnoloogia tulevased arengud

Vaatame LED-tehnoloogia tulevasi täiustusi.

1. Energiatõhususe parandamine

Siin on mõned olulised energiatõhususe täiustused LED-tehnoloogia edasises arengus:

• Kõrgem Tõhusus

LED-i efektiivsus mõõdab, kui tõhusalt muudab valgusallikas elektrit elektrivalguseks. LED-i efektiivsus on viimastel aastatel tänu materjaliteadusele pidevalt paranenud. Samuti suurendavad seadme disaini edusammud tõhusust. Näiteks töötab ta välja uusi pooljuhtmaterjale, nagu indiumgalliumnitriid (InGaN). See on toonud kaasa suurema efektiivsusega sinised ja rohelised LED-id, mis on valgete LED-ide kriitilised komponendid. Ja lähiaastatel muudavad rohkem uuendusi LED-id palju tõhusamaks. 

• Parem soojusjuhtimine

Kuna LED-id muutuvad tõhusamaks, toodavad nad ka rohkem soojust. See võib vähendada nende jõudlust ja eluiga. Kuid soojusjuhtimise tehnikate edusammud parandasid töökindlust. Nagu paremad jahutusradiaatorid ja kõrgema soojusjuhtivusega materjalid. Nende tehnikate täiustamine võimaldab LED-tootjatel oma jõudlust tulevikus parandada. See parandab ka nende toodete usaldusväärsust.

• Nutikamad juhtimissüsteemid

LED-tehnoloogiale aitavad kaasa ka täiustatud juhtimissüsteemid, mis kasutavad energiat parimal viisil ja raiskavad vähem. Näiteks LED-valgustussüsteeme saab varustada anduritega. Need andurid tuvastavad hõivatuse. Samuti reguleerivad nad automaatselt valgustuse taset. Seega summutab see tuled loomuliku valguse taseme järgi. Ja järgmistel aastatel ootame LED-idel rohkem selliseid automatiseeritud anduri funktsioone.

• Integratsioon teiste tehnoloogiatega

Lõpuks integreeritakse LED-id üha enam teiste tehnoloogiatega, nagu asjade Interneti (IoT) andurid. See loob nutikaid valgustussüsteeme, mis kohanduvad muutuva keskkonna ja kasutajate vajadustega. See integratsioon võib aidata säästa veelgi rohkem energiat, võimaldades valgustussüsteeme täpsemalt ja tõhusamalt juhtida.

2. Tootmistehnikate edusammud

Räägime tootmistehnoloogiate edusammudest. Need edusammud juhivad LED-tehnoloogia edasist arengut.

• Chip Scale Package (CSP) LED-id

CSP LED-id on uut tüüpi LED-id, mis välistavad vajaduse traditsiooniliste pakkematerjalide järele. Näiteks pliiraamid ja traatsidemed. See vähendab LED-i suurust ja kaalu, muutes selle ideaalseks kasutamiseks kompaktsetes seadmetes. CSP LED-id on ka tõhusamad, kuna neil on voolu liikumiseks lühem vahemaa. Samuti vähendavad need energiakadu.

Lisaks nõuab CSP LED-ide tootmine spetsiaalseid seadmeid. Näiteks stantsimismasinad ja vahvlitasandil pakendamismasinad. Tänapäeval on need üha laiemalt kättesaadavad.

Lisateabe saamiseks võite lugeda CSP LED-riba VS COB LED-riba.

• Mikro-LED-id

Uute kolloidsünteesi tehnikate väljatöötamine ja QD-de integreerimine LED-tootmisse juhivad LED-tehnoloogia edasist arengut. Mikro-LED-id on väiksemad kui CSP LED-id, nende suurus on alla 100 mikromeetri. Need pakuvad kõrgemat eraldusvõimet, heledamaid värve ja paremat kontrasti kui traditsioonilised LED-id. Mikro-LED-ide tootmine on nende väiksuse tõttu keeruline. Siiski võimaldavad tehnoloogilised edusammud neid suurtes kogustes toota. Nagu mikrotööstus, litograafia ja vahvlite liimimine.

• Kvantpunktid (QD)

Kvantpunktid on pooljuht-nanokristallid, mis kiirgavad valgust valgusallika stimuleerimisel. Need pakuvad paremat värvitäpsust ja heledust kui traditsioonilised LED-id. Ja neid saab häälestada nii, et need kiirgaksid kindlaid värve. QD-de valmistamisel kasutatakse tehnikat, mida nimetatakse "kolloidseks sünteesiks". See hõlmab nanokristallide suspensiooni loomist vedelikus. Seejärel sadestatakse nanokristallid LED-i loomiseks substraadile. 

• 3D trükkimine

3D-printimine on tootmistehnika, mis hõlmab objektide loomist kihtide kaupa. See pakub suuremat paindlikkust disainis ja võimalust luua keerukaid kujundeid. 3D-printimist saab kasutada kohandatud LED-kujude ja korpuse loomiseks. See vähendab vajadust traditsiooniliste tootmistehnikate, näiteks survevalu järele. 3D-printimine on ka keskkonnasõbralikum. See vähendab jäätmeid ja transpordivajadust.

3. Täielikult orgaaniliste LED-ide potentsiaal

Täielikult orgaanilised LED-id (FOLED) on OLED-i tüüp, mis ei vaja anorgaanilisi materjale. Näiteks metallid, mida tavaliselt kasutatakse traditsioonilises LED-tehnoloogias. FOLEDidel on traditsiooniliste LED-ide ees mitmeid eeliseid. Need on paindlikumad, kergemad ja tarbivad vähem energiat kui traditsioonilised LED-id. Lisaks saab FOLED-e valmistada madalate kuludega ja keskkonnasõbralikest materjalidest. See muudab need atraktiivseks võimaluseks säästvate tehnoloogiate arendamiseks.

FOLED-ide potentsiaalsed rakendused on tohutud. Nende hulka kuuluvad valgustus, kuvarid ja isegi kantav tehnoloogia. Valgustustööstuses võivad FOLED-id traditsioonilisi valgusallikaid asendada. See võib asendada luminofoor- ja hõõglambid. FOLEDE saab teha õhukesteks painduvateks lehtedeks. See muudab need ideaalseks kõverate või ebakorrapärase kujuga pindade jaoks. Näiteks arhitektuurne või autovalgustus.

Kuvaritööstuses pakuvad FOLED-id traditsiooniliste LED-ekraanide ees mitmeid eeliseid. FOLED-id on õhemad, kergemad ja vähem võimsad. See muudab need ideaalseks kaasaskantavatele seadmetele, nagu nutitelefonid ja tahvelarvutid. Lisaks pakuvad FOLED-ekraanid paremat värvitäpsust ja laiemat vaatenurka. Seega sobivad need ideaalselt tipptasemel kuvarirakenduste jaoks, nagu telerid ja arvutimonitorid.

KKK

Järeldus

Oluline on märkida, et LED-tehnoloogia alles areneb. Ja jõudluses, värvikvaliteedis ja taskukohases on veel arenguruumi. Seetõttu otsivad teadlased ja insenerid alati võimalusi LED-tehnoloogia täiustamiseks. Nad püüavad selle tõhusust parandada.

Tarbija või ettevõtte omanikuna võib LED-tehnoloogia põhitõdede mõistmine olla kaugel. See võib aidata teil teha valgustustoodete ostmisel teadlikke valikuid. Alates värvitemperatuurist kuni luumenite, võimsuse ja CRI-ni. Nende mõistete tundmine võib aidata teil leida õigeid LED-valgustuslahendusi.

Seetõttu on LED-id põnev tehnoloogia. Tänu oma energiasäästuvõimele, vastupidavusele ja mitmekülgsusele on LED-id valgustustehnoloogia, mis on siin, et jääda.

LEDYi toodab kõrge kvaliteediga LED ribad ja LED neoon flex. Kõik meie tooted läbivad kõrgtehnoloogilised laborid, et tagada ülim kvaliteet. Lisaks pakume kohandatavaid valikuid meie LED-ribadele ja neoon-flexile. Nii et esmaklassilise LED-riba ja LED-neoonflexi jaoks võtke ühendust LEDYi-ga NII PEA KUI VÕIMALIK!