Tervetuloa Light Emitting Diodes (LED) -maailmaan, jossa energiatehokkuus kohtaa kirkkaan valaistuksen.

LEDit ovat muuttaneet tapaamme valaista kotimme, toimistomme ja julkiset tilat. Siinä on kirkkaammat, pidempään kestävät ja kestävämmät valaistusvaihtoehdot. Nämä pienet ihmeet ovat tulleet pitkälle. Ja nämä tosiasiat tekevät LEDeistä sopivan korvaavan perinteiset hehkulamput ja loisteputket. Se voi olla pienistä LED-valoista, jotka valaisevat älypuhelimiamme, jättiläismäisiin LED-näyttöihin, jotka häikäisevät meidät Times Squarella.

Tämä kattava opas tutkii kaikkea mitä sinun tulee tietää LEDeistä. Opit niiden historiasta, toimintaperiaatteista, sovelluksista ja eduista. Olitpa siis insinööri, valaistussuunnittelija tai utelias kuluttaja, kiinnitä turvavyösi ja valmistaudu valaistumaan!

Mitä ovat valodiodit (LED)?

valodiodit (LED-valot) ovat pieniä puolijohdelaitteita. Ne lähettävät valoa, kun sähkövirta kulkee niiden läpi. Sitä vastoin perinteiset hehkulamput tuottavat valoa lämmittämällä lankahehkulankaa. LEDit luottavat puolijohdemateriaalissa olevien elektronien liikkeelle valon tuottamiseksi.

LEDejä on eri värejä, punaisesta ja vihreästä siniseen ja valkoiseen. Lisäksi LEDit tarjoavat useita etuja perinteisiin valaistustekniikoihin verrattuna. Niitä ovat energiatehokkuus, pitkä käyttöikä ja pieni koko. Tämän seurauksena niistä on tullut yhä suositumpia monissa sovelluksissa. LED on kattanut kaiken valaistuksesta ja näytöistä auto- ja ilmailuteknologiaan.

LEDien lyhyt historia

Light-emitting diodit (LED-valot) ovat läsnä nykyaikaisessa elämässämme. Niitä käytetään kaikessa liikennevaloista elektronisiin laitteisiin. Jopa kodin valaistukseen ja autojen kuulokkeisiin. Silti heidän historiansa juontaa juurensa 20-luvun alkuun.

Vuonna 1907 brittiläinen tiedemies HJ Round löysi ilmiön nimeltä elektroluminesenssi. Tietyt materiaalit voivat säteillä valoa, kun sähkövirta kulkee niiden läpi. Elektroluminesenssin käytännön sovellukset kehittyivät vasta vuonna 1960.

Seuraavien vuosikymmenten aikana tutkijat jatkoivat LED-tekniikan parantamista. He loivat uusia värejä ja lisäsivät niiden kirkkautta. Vihreät ja siniset LEDit syntyivät 1990-luvulla 1970-luvun keltaisten LEDien jälkeen. Vuonna 2014 Kalifornian yliopiston Santa Barbarassa tutkijat loivat valkoisen LEDin. Se mullisti valaistusteollisuuden.

Nykyään LEDejä käytetään useissa sovelluksissa, mukaan lukien valaistuksessa, näytöissä ja lääketieteellisissä laitteissa. Ne ovat kestäviä ja energiatehokkaampia kuin tavalliset hehkulamput. Tämä tekee niistä suositun valinnan kuluttajille ja yrityksille.

LED-valaistuksen edut

LED-valaistuksella on useita etuja muihin valaistustyyppeihin verrattuna. Tämä sisältää energiatehokkuuden, kustannussäästöt, ympäristöedut, kestävyyden ja suunnittelun monipuolisuuden. Tässä osiossa tutkimme näitä etuja tarkemmin.

Energiatehokkuus ja kustannussäästöt

Yksi LED-valaistuksen merkittävimmistä eduista on sen energiatehokkuus. LEDit ovat paljon tehokkaampia kuin hehkulamput tai loistelamput. Koska ne käyttävät vähemmän energiaa tuottaakseen saman määrän valoa. LED-valaistus voi siis säästää huomattavasti rahaa sähkölaskuissa. Siksi voit käyttää niitä usein.

Yhdysvaltain energiaministeriön mukaan LED-valaistus voi käyttää jopa 75 % vähemmän energiaa kuin hehkulamput. Se kestää myös 25 kertaa pidempään. Tämä tarkoittaa, että LED-polttimoiden käyttöiän aikana voit säästää satoja dollareita energiakustannuksissa. Lisäksi LED-valot tuottavat vähemmän lämpöä. Joten ne ovat tehokkaampia muuntamaan energiaa valoksi eivätkä tuhlaa lämpöä.

Ympäristöedut

Toinen LED-valaistuksen merkittävä etu on sen ympäristöedut. LEDit ovat ympäristöystävällisiä ja niillä on pienempi hiilijalanjälki kuin perinteiset valaistustekniikat. Tämä johtuu siitä, että ne kuluttavat vähemmän energiaa, mikä tarkoittaa, että niiden käyttämiseen tarvitaan vähemmän energiaa.

Lisäksi LEDit eivät sisällä mitään vaarallisia aineita, kuten elohopeaa. Tämä löytyy loistelampuista. Tarkoitus on, että LEDit ovat ympäristölle turvallisempia. Lisäksi se on helpompi hävittää kuin perinteiset valaistustekniikat.

Kestävyys ja pitkäikäisyys

LED-valaistus on erittäin kestävä ja pitkäikäinen. LEDit on valmistettu kiinteistä materiaaleista. Ja ne eivät sisällä filamentteja tai putkia, mikä tekee niistä vähemmän todennäköistä rikkoutua tai särkyä. Tämä tekee niistä ihanteellisia käytettäväksi ulkoympäristöissä tai alueilla, joilla on isku- tai tärinäriski.

Ledillä on myös pidempi käyttöikä kuin perinteisillä valaistustekniikoilla. Ne voivat kestää jopa 50,000 XNUMX tuntia. Tämä on huomattavasti pidempi kuin hehkulamput tai loistelamput. Tämä tarkoittaa, että voit säästää rahaa vaihto- ja ylläpitokustannuksissa ajan myötä.

Suunnittelun monipuolisuus

Se toimii myös hyvin ruokaa ja juomaa tarjoilevissa paikoissa, joissa valaistus on erittäin tärkeä tunnelman luomisessa. LED-valaistus on erittäin monipuolinen ja sitä voidaan käyttää erilaisissa sovelluksissa. Niitä on useita kokoja ja muotoja. Lisäksi ne sopivat eri tarkoituksiin. Joitakin näkyviä LED-valaistuksen suunnittelumalleja ovat mm. 

• LED-putkivalot
• LED-lamput
• LED-valaisimet
• LED-nauhat
• LED neon flex
• Upotetut LED-valot
• LED-ratavalot
• LED-kohdevalo jne.

Lisäksi näitä LED-valoja käytetään myös eksklusiivisissa koristeellisissa valaisimissa, kuten kattokruunuissa ja riippuvalaisimissa. Suunnittelun kannalta LED on siis monipuolisin valaistusvaihtoehto, jonka voit koskaan löytää. 

Laajat vaaleat värivaihtoehdot

LEDejä on saatavilla eri väreissä ja värilämpötiloissa. Voit valita alueellesi lämpimän, viileän tai luonnonvalkoisen valaistuksen LED-valaisimilla. Lisäksi siinä on laaja valikoima värikkäitä valaisimia: punainen, sininen, vihreä ja keltainen – minkä tahansa valon värin haluatkin, LED on lopullinen valintasi. Lisäksi se tarjoaa värinsäätöominaisuuksia, kuten RGB-valot, osoitettavat LED-nauhat, ja enemmän. Kiitos huipputeknisen LED-ohjaimen, joka tekee tämän värinsäätöjärjestelmän mahdolliseksi. Siten voit luoda alueellesi erilaisia ​​tunnelmia ja tunnelmaa LEDien avulla. Tämä tekee niistä myös ihanteellisia käytettäväksi kaupallisissa tiloissa ja kauppaympäristöissä. 

Välitön päälle

LEDit valaisevat välittömästi, kun ne ovat päällä. Mutta perinteisen valon lämpeneminen kestää muutaman sekunnin ennen kuin se antaa täyden kirkkauden. Tämä tekee niistä täydelliset käytettäväksi sovelluksissa, joissa tarvitaan välitöntä valoa. Esimerkiksi liikennevalot ja hätävalot.

Miten LEDit toimivat?

LEDit tai valodiodit ovat puolijohteita. Ne ovat mullistaneet tavan, jolla valaistamme kotimme, toimistomme ja kadumme. Mutta miten LEDit toimivat? Tutustutaan LED-tekniikan perusteisiin, mukaan lukien elektronivirta, pn-liitokset ja monet muut.

• Elektronivirran perusteet

Ymmärtääksemme kuinka LEDit toimivat, meidän on ensin ymmärrettävä joitain elektronivirran perusperiaatteita. Elektronit ovat negatiivisesti varautuneita hiukkasia. Ne kiertävät atomin ydintä. Joissakin materiaaleissa, kuten metalleissa, elektronit voivat liikkua suhteellisen vapaasti. Se mahdollistaa sähkövirran. Muissa materiaaleissa, kuten eristeissä, elektronit ovat tiukasti sidottu atomeihinsa. Ja he eivät liiku vapaasti.

Puolijohdemateriaalilla on mielenkiintoisia ominaisuuksia. Ne ovat jonnekin metallien ja eristeiden välissä. Ne voivat johtaa sähköä, mutta metallit ovat parempia. Toisin kuin eristimet, ne voidaan kuitenkin "virittää" johtamaan sähköä tietyissä olosuhteissa. Tämä ominaisuus tekee puolijohteista ihanteellisia käytettäväksi elektronisissa laitteissa.

• PN-liitos ja puolijohdemateriaalien rooli

Puolijohdemateriaalilla on ratkaiseva rooli LEDien valon lähettämisessä. Piitä tai germaniumia käytetään yleensä puolijohdemateriaaleina LED-valoissa. Jotta ne olisivat tarpeeksi johtavia tuottamaan valoa, sinun on lisättävä materiaaliin epäpuhtauksia prosessissa, jota kutsutaan dopingiksi.

Dopingissa puolijohdemateriaaliin lisätään pieniä määriä epäpuhtauksia sen sähköisten ominaisuuksien muuttamiseksi. Dopingilla on kaksi luokkaa: n-tyyppi ja p-tyyppi. N-tyypin seostus sisältää epäpuhtauksien lisäämisen puolijohdemateriaaliin, joissa on ylimääräisiä elektroneja. Nämä ylimääräiset elektronit pääsevät liikkumaan vapaasti materiaalissa. Se luo ylimäärän negatiivisesti varautuneita hiukkasia. P-tyypin doping sitä vastoin sisältää epäpuhtauksien lisäämisen, joissa on vähemmän elektroneja kuin puolijohdemateriaalissa. Tämä luo "reikiä" materiaaliin tai alueisiin, joista puuttuu elektroni. Nämä reiät ovat positiivisesti varattuja.

Kun p-tyypin materiaali asetetaan n-tyypin materiaalin viereen, muodostuu pn-liitos. Liitoskohdassa n-tyypin materiaalin ylimääräiset elektronit täyttävät p-tyypin materiaalissa olevat reiät. Tämä luo ehtymisalueen tai alueen, jossa ei ole vapaita elektroneja tai reikiä. Tämä tyhjennysalue toimii esteenä virran virtaukselle. Tämä estää elektronien virtauksen n-tyypin materiaalista p-tyypin materiaaliin.

• Dopingin merkitys ja ehtymisalueen luominen

Tyhjennysalueen luominen on ratkaisevan tärkeää LEDin toiminnan kannalta. Kun pn-liitokseen syötetään jännite, se saa n-tyypin materiaalissa olevat elektronit liikkumaan kohti liitosta. Samalla p-tyypin materiaalissa olevat reiät liikkuvat kohti risteystä vastakkaiseen suuntaan. Kun elektronit ja reiät kohtaavat ehtymisalueella, ne yhdistyvät uudelleen ja vapauttavat energiaa valon muodossa.

Energiarako määrittää syntyvän valon tarkan aallonpituuden. Se sijaitsee puolijohdemateriaalin valenssikaistan ja johtavuuskaistan välissä. Tässä johtavuuskaista on materiaalin energiatasojen vyöhyke, jonka elektronit voivat miehittää, kun ne eivät ole sidottu atomiin. Toisaalta valenssikaista on energiataso, jonka elektronit täyttävät sitoutuessaan atomiin. Ja kun elektroni putoaa johtavuuskaistalta valenssikaistalle, se vapauttaa energiaa valon fotonina.

• Elektroluminesenssi ja fotonien syntyminen

Elektroluminesenssi on valoa emittoiva ilmiö. Se on prosessi, jossa materiaalista lähtee valoa vasteena sen läpi kulkevalle sähkövirralle. LED-tekniikan yhteydessä elektroluminesenssiprosessi suoritetaan LED-sirun sisällä.

LED on puolijohdelaite, joka lähettää valoa, kun sen liittimiin syötetään jännite. LED on valmistettu pn-liitoksesta, alueesta, jossa kaksi puolijohdetta on yhdistetty. P-tyypin puolijohteessa on positiivinen varauksen kantaja (reikä). Samaan aikaan n-tyypin puolijohteessa on negatiivinen varauksen kantaja (elektroni).

Myötäsuuntainen bias-jännite syötetään LEDin pn-liittimeen. Ja tämä saa elektronit liittymään elektronien reikiin vapauttamaan energiaa fotoneina. Syntyneet fotonit kulkevat sitten LED-kerrosten läpi. Ja ne säteilevät laitteesta näkyvänä valona. Säteilevän valon väri riippuu kuitenkin fotonien energiasta. Tämä liittyy LEDissä käytettyjen materiaalien bandgap-energiaan. Esimerkiksi punaiset LEDit on valmistettu puolijohteista, joiden kaistanrakoenergia on pienempi. Sitä vastoin siniset ja vihreät LEDit vaativat puolijohteita, joissa on suurempi energiarako. Alla olevasta taulukosta näet sopivat puolijohteet eri valon väreille LED-valoissa. 

Sopiva puolijohde	LEDien väri
Indiumgalliumnitridi (InGaN)	Siniset, vihreät ja ultravioletti kirkkaat LEDit
Alumiinigallium-indiumfosfidi (AlGaInP)	Keltaiset, oranssit ja punaiset kirkkaat LEDit
Alumiinigalliumarsenidi (AlGaAs)	Punaiset ja infrapuna-LEDit

LEDien tyypit

LEDejä (Light Emitting Diode) on erilaisia, joista osa on:

1. Vakio-LEDit

Vakio-LEDit tunnetaan myös läpimeneviksi tai perinteisiksi LEDeiksi. Ne ovat yleisimpiä ja laajimmin käytettyjä valodiodeja (LED). Nämä LEDit on valmistettu pienestä puolijohtavien materiaalien sirusta ja ne on kapseloitu kirkkaaseen epoksihartsipakkaukseen, jossa on kaksi metallitappia. Nämä johdot on järjestetty suoraksi linjaksi. Joten niiden asentaminen piirilevylle on nopeaa ja helppoa.

Vakio-LEDit lähettävät valoa, kun epoksihartsipakkauksen sisällä olevaan siruun kohdistetaan sähkövirtaa. Säteilevän valon väri riippuu sirussa käytetystä materiaalista. Esimerkiksi galliumarsenidista (GaAs) valmistetut LEDit säteilevät punaista valoa. Samaan aikaan galliumnitridistä (GaN) valmistetut säteilevät sinistä ja vihreää valoa.

Yksi tavallisten LEDien tärkeimmistä eduista on niiden kestävyys ja pitkä käyttöikä. Ne voivat kestää kymmeniä tuhansia tunteja. Se on huomattavasti pidempi kuin perinteiset hehkulamput. Ne ovat myös erittäin energiatehokkaita. Lisäksi ne käyttävät jopa 90 % vähemmän energiaa kuin hehkulamput. Ne lähettävät hyvin vähän lämpöä. Tämä tekee niistä ihanteellisia sovelluksiin, joissa lämmöntuotanto on huolenaihe.

Vakiovaloja käytetään erilaisissa sovelluksissa. Tämä sisältää valaistusnäytöt, autovalot, elektroniset laitteet ja kodinkoneet. Niitä käytetään myös liikennevaloissa ja digitaalisissa kelloissa. Lisäksi ne ovat ihanteellinen valinta muihin sovelluksiin, jotka vaativat luotettavan ja energiatehokkaan valonlähteen.

2. Tehokkaat LEDit

Tehokkaat LEDit ovat valoa emittoivia diodeja, jotka on suunniteltu tuottamaan korkea valoteho. Samalla ne kuluttavat vähän energiaa. Ne sopivat ihanteellisesti valaistus-, auto-, kyltti- ja elektroniikkasovelluksiin.

Tehokkaat LEDit eroavat tavallisista LEDeistä, koska niiden rakenne ja muotoilu ovat suhteellisen erilaisia. Tehokkaat LEDit koostuvat useista LED-siruista, jotka on asennettu yhdelle alustalle. Tämä auttaa lisäämään niiden yleistä kirkkautta ja tehoa. Lisäksi suuritehoiset LEDit käyttävät suurempaa jäähdytyselementtiä. Se haihduttaa suuren tehon tuottaman lämmön. Siten se suojaa LEDiä liiallisen lämmön aiheuttamilta vaurioilta.

Yksi suuritehoisten LEDien suurimmista eduista on niiden tehokkuus. Ne tuottavat suuren määrän valotehoa kulutettua energiayksikköä kohti. Tämä tekee niistä suositun valinnan energiatehokkaisiin valaistussovelluksiin. Ne ovat myös kestävämpiä kuin perinteiset valonlähteet. Lisäksi niillä on paljon pidempi käyttöikä. Tämä vähentää toistuvien vaihtojen ja huollon tarvetta.

Tehokkaita LEDejä on saatavana eri väreissä ja värilämpötiloissa. Tämä tekee niistä sopivia useisiin sovelluksiin, kuten yleis-, työ- ja erikoisvalaistukseen. Kasvata esimerkiksi valoja sisäkasveille, akvaarion valaistusta ja näyttämövalaistusta.

3. Orgaaniset LEDit (OLED)

Orgaaniset LEDit (OLED) ovat valaistustekniikka, joka käyttää orgaanisia yhdisteitä valon lähettämiseen. OLEDit ovat samanlaisia ​​kuin perinteiset LEDit. Ne lähettävät valoa, kun sähkövirtaa käytetään. Mutta ero on materiaalien käytössä.

Perinteiset LEDit käyttävät epäorgaanisia materiaaleja, kuten puolijohteita ja metalliseoksia. Päinvastoin, OLEDit käyttävät orgaanisia yhdisteitä, kuten polymeerejä ja pieniä molekyylejä. Nämä materiaalit kerrostetaan ohuina kerroksina alustalle. Ja sitten stimuloi sähkövaraus, mikä saa ne säteilemään valoa.

OLEDillä on useita etuja perinteisiin valaistustekniikoihin verrattuna. Ensinnäkin ne voivat olla erittäin ohuita ja joustavia. Tämä tekee niistä sopivia vaihtoehtoja käytettäväksi monenlaisissa sovelluksissa. Mukana on kaikkea älypuhelimista ja televisioista valaisimiin ja kyltteihin. Lisäksi OLEDit voivat olla erittäin energiatehokkaita. Tämä tarkoittaa, että ne voivat luoda valaistuksen, joka kuluttaa vähemmän virtaa kuin perinteiset tekniikat.

Yksi OLED-laitteiden parhaista puolista on se, että ne voivat tuottaa kirkkaita, korkealaatuisia värejä. OLEDit säteilevät valoa suoraan orgaanisista materiaaleista itsestään. Siten ne voivat tuottaa laajemman värivalikoiman ja paremman kontrastin kuin perinteiset LEDit. Se kuitenkin luottaa suodattimiin värien tuottamiseksi. Tämän ansiosta OLED-valaisimet soveltuvat hyvin käytettäväksi esimerkiksi digitaalisissa näytöissä. Se sopii myös täydellisesti valaisimiin, joissa värien tarkkuus on välttämätöntä.

4. Polymeeri-LEDit (PLED-valot)

Polymeeriset valodiodit (PLED) käytä johtavaa polymeerimateriaalia aktiivisena kerroksena. Näillä orgaanisilla materiaaleilla on ainutlaatuiset optiset ja elektroniset ominaisuudet. Tämä tekee niistä ihanteellisia valoa lähettäville laitteille.

Perinteiset LEDit on valmistettu epäorgaanisista materiaaleista. Esimerkiksi galliumnitridi ja pii. Mutta PLED:t on valmistettu polymeereistä. Nämä polymeerit on tyypillisesti valmistettu pitkistä toistuvien yksiköiden ketjuista. Se antaa heille ainutlaatuisia ominaisuuksia.

PLED:t käyttävät sähkökenttää polymeerimateriaalissa olevien elektronien virittämiseen. Tämä saa ne säteilemään valoa. Säätämällä polymeerimateriaalin kemiallista koostumusta PLED voi säätää lähettämänsä valon väriä.

Yksi PLED-laitteiden eduista on, että ne voidaan valmistaa edullisilla rullalta rullalle -käsittelytekniikoilla. Tämä tekee niistä erittäin skaalautuvia ja kustannustehokkaita. Tämä on johtanut valaistuksen, näyttöjen ja elektronisten laitteiden käyttöön.

Toinen PLED:ien etu on, että niistä voidaan tehdä joustavia ja mukautuvia. Tämä tekee niistä ihanteellisia puettavan elektroniikan, kuten älyvaatteiden ja ihoon kiinnitettävien antureiden, käyttöön.

5. Quantum Dot LED (QD-LED)

Quantum Dot LED (QD-LED) käyttää nanokiteitä, joita kutsutaan kvanttipisteiksi valon tuottamiseen. Nämä pisteet on tyypillisesti valmistettu puolijohdemateriaaleista. Ja sen koko vaihtelee 2-10 nanometrin välillä. QD-LEDissä kvanttipisteet ovat kahden elektrodin välissä. Niiden läpi johdetaan sähkövirta, joka virittää pisteiden sisällä olevat elektronit. Kun nämä virittyneet elektronit palaavat perustilaansa, ne vapauttavat energiaa valon muodossa. Kvanttipisteen koko määrittää tuotetun valon värin. Pienemmät pisteet tuottavat sinistä valoa ja suuremmat punaista valoa. Ja välikoot tuottavat vihreää ja keltaista valoa.

Yksi QD-LED-valaistuksen suurimmista eduista on sen kyky tuottaa laajempi värivalikoima. Ne tuottavat myös suuremman tarkkuuden ja tehokkuuden. Tämä johtuu siitä, että kvanttipisteiden kokoa voidaan hallita tarkasti. Tämä mahdollistaa lähetetyn valon tarkemman virityksen. Lisäksi QD-LEDillä on pidempi käyttöikä ja ne kuluttavat vähemmän energiaa. Tämä tekee niistä ympäristöystävällisempiä.

QD-LEDit ovat kuitenkin vielä uutta tekniikkaa, eikä niitä ole vielä saatavilla laajalti. Myös kvanttipisteiden luomiseen käytettyjen puolijohdemateriaalien mahdollinen myrkyllisyys herättää huolta. Ne on tyypillisesti valmistettu kadmiumista tai muista raskasmetalleista. QD-LED-valojen tutkimus jatkuu. Tutkijat kehittävät turvallisempia ja ympäristöystävällisempiä materiaaleja näihin laitteisiin.

6. Ultravioletti-LED (UV-LED)

Ultravioletti-LEDit (UV-LED) lähettävät ultraviolettivaloa (UV). Se on ihmissilmälle näkymätön. UV-LEDit tuottavat valoa ultraviolettispektrissä. Ne ovat tyypillisesti välillä 280-400 nanometriä (nm). Lisäksi se on jaettu kolmeen luokkaan: 

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

UV-LED-valoja käytetään erilaisissa sovelluksissa, kuten kovetuksessa, steriloinnissa ja vedenpuhdistuksessa. Niitä käytetään yleisesti liimojen ja pinnoitteiden kovettumiseen elektroniikan valmistuksessa. Niitä voidaan käyttää myös painovärien ja pinnoitteiden kovetukseen painoteollisuudessa sekä auto- ja ilmailuteollisuudessa. Lisäksi ne sopivat ihanteellisesti lääketieteen alalla laitteiden ja pintojen sterilointiin.

On kuitenkin tärkeää pitää mielessä, että UV-valo, mukaan lukien UV-LED-valot, voi olla haitallista ihmisten terveydelle. Altistuminen UV-valolle voi aiheuttaa silmävaurioita ja ihosyöpää. Joten sinun tulee käyttää asianmukaisia ​​suojavarusteita, kun työskentelet UV-LED-valojen kanssa. Ja valmistajan antamia turvallisuusohjeita on ehdottomasti noudatettava.

Lisätietoja saat lukemalla Mitä eroa on UVA:n, UVB:n ja UVC:n välillä?

Miten LEDit valmistetaan?

LEDien valmistusprosessi on melko monimutkainen. Se sisältää kiekkojen valmistuksen, etsauksen, kapseloinnin ja muun yhdistelmän. Se sisältää myös pakkausteknologiaa. Mutta selitän ne yksityiskohtaisesti, mutta ennen sitä, kerromme tässä prosessissa käytetyistä materiaaleista -

LED-valmistuksessa käytetyt materiaalit

LED-valmistuksessa käytetyillä materiaaleilla on ratkaiseva rooli. Ne määrittävät LEDin suorituskyvyn ja ominaisuudet. Tässä on joitain informatiivisia faktoja LED-valmistuksessa käytetyistä materiaaleista:

• galliumnitridi (GaN) on laajalti käytetty materiaali LED-valmistuksessa. GaN on puolijohdemateriaali, joka pystyy lähettämään sinistä ja vihreää valoa. Ne ovat välttämättömiä valkoisten LEDien luomisessa. Sitä käytetään myös substraattimateriaalina LED-valmistuksessa.

• Indiumgalliumnitridi (InGaN) on kolmiosainen puolijohdemateriaali. Se tuottaa sinisiä, vihreitä ja valkoisia LEDejä. Sitä käytetään myös laserdiodien valmistuksessa.

• Alumiinigallium-indiumfosfidi (AlGaInP) on kvaternäärinen puolijohdemateriaali. Sitä käytetään punaisten, oranssien ja keltaisten LEDien valmistukseen. Sitä käytetään myös kirkkaissa LED-sovelluksissa, kuten liikenne- ja autovalaistuksessa.

• Safiiri on suosittu substraattimateriaali LED-valmistuksessa. Se on korkealaatuista yksikidemateriaalia. Siten se tarjoaa vakaan perustan GaN-kiteiden kasvattamiselle.

• Piikarbidi (SiC) on laajakaistainen puolijohdemateriaali, jota käytetään suuritehoisissa LED-sovelluksissa. Sitä käytetään myös tehoelektroniikan valmistuksessa ja korkean lämpötilan sovelluksissa.

• phosphors ovat materiaaleja, jotka muuttavat LEDien lähettämän sinisen tai UV-valon muiksi väreiksi. Näitä materiaaleja käytetään yleisesti valkoisten LEDien valmistuksessa.

• Kupari käytetään jäähdytyselementtimateriaalina LED-valmistuksessa. Se on erinomainen lämmönjohdin ja auttaa haihduttamaan LEDin tuottamaa lämpöä.

• Kulta käytetään lankaliitosmateriaalina LED-valmistuksessa. Se on erinomainen sähkönjohdin ja sillä on hyvä korroosionkestävyys.

LED-valmistusprosessi

LED-valmistusprosessi sisältää tyypillisesti seuraavat vaiheet:

1. vaihe: kiekkojen valmistus

Ensimmäinen vaihe LED-valmistuksessa on alustamateriaalin valmistelu puhdistamalla ja kiillottamalla se. Substraatti päällystetään sitten ohuella materiaalilla, jota kutsutaan puskurikerrokseksi. Tämä auttaa vähentämään vikoja ja parantamaan LEDin laatua.

2. vaihe: Epitaksia

Seuraava vaihe on epitaksia. Siihen kuuluu puolijohdemateriaalikerroksen kasvattaminen substraatin päälle. Tämä tehdään tyypillisesti käyttämällä MOCVD:tä (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). Tässä puolijohdemateriaalia sisältävää kaasuseosta kuumennetaan. Ja sitten se kerrostetaan alustalle. Epitaksiaalikerroksen paksuus määrittää LEDin lähettämän valon aallonpituuden.

3. vaihe: Doping

Kun epitaksiaalinen kerros on kasvatettu, se seostetaan epäpuhtauksilla P-tyypin ja N-tyypin alueiden luomiseksi. Tämä tehdään tyypillisesti ioni-istutusprosessilla. Tässä epäpuhtauksien ionit istutetaan puolijohdemateriaaliin käyttämällä suurienergisiä säteitä.

4. vaihe: Sopimuksen muodostaminen

Dopingin jälkeen LED päällystetään metallikerroksella sähköisten kontaktien muodostamiseksi. Metalli kerrostetaan tyypillisesti LEDiin käyttämällä tekniikkaa, jota kutsutaan sputteringiksi. Tässä korkeaenerginen ionisäde laskee metallin LEDin päälle.

5. vaihe: Etsaus

Tässä vaiheessa fotolitografia luo kuvioita LED-pinnalle. Valonestokerros kerrostetaan LEDin päälle. Sitten valoresistiin syövytetään kuvio ultraviolettivalolla. Kuvio siirretään sitten LED-pinnalle kuivaetsauksella. Tässä plasmaa käytetään etsaamaan pois puolijohdemateriaali.

6. vaihe: Kapselointi

LED-tuotannon kuudes vaihe on kapselointi. Tässä LED on kapseloitu pakkaukseen, joka suojaa sitä ympäristöltä ja auttaa sitä haihduttamaan lämpöä. Pakkaus on tyypillisesti valmistettu epoksista, kaadettu LEDin päälle ja kovetettu muodostamaan kova, suojaava kuori. Pakkaus sisältää myös sähkökoskettimet, jotka yhdistävät LEDin virtalähteeseen.

Viimeinen vaihe: Testaus

Lopuksi pakatut LEDit testataan sen varmistamiseksi, että ne vastaavat haluttua kirkkautta. Lisäksi se varmistaa väri- ja tehokkuusvaatimukset. Kaikki vialliset laitteet hävitetään ja loput laitteet toimitetaan asiakkaille.

Erot LEDien ja perinteisten valonlähteiden välillä

Ominaisuus	LEDit	Perinteiset valonlähteet
Energiatehokkuus	Erittäin tehokas; kuluttaa vähemmän energiaa	Vähemmän tehokas; kuluttaa enemmän energiaa
Elinikä	Pidempi käyttöikä; jopa 50,000 XNUMX tuntia	Lyhyempi käyttöikä; jopa 10,000 XNUMX tuntia
Lämmöntuotanto	Matala lämmöntuotanto	Korkea lämmöntuotto
Valon laatu	Laadukas valo, saatavana useissa väreissä	Saatavilla rajoitettu valikoima värejä
Koko ja muoto	Pieni ja kompakti, saatavana eri muodoissa	Tilavat ja rajalliset muotovaihtoehdot
Ympäristövaikutusten	Ympäristöystävällinen, ei myrkyllisiä aineita	Sisältää myrkyllisiä aineita
Välitön päälle / pois	Välitön päälle / pois	Hidas lämpenee ja sammuu
Hinta	Alkukustannus on korkeampi, mutta pitkällä aikavälillä halvempi	Pienemmät alkukustannukset, mutta korkeammat käyttökustannukset
kunnossapito	Vähäinen huoltotarve	Vaatii korkeaa huoltoa
Yhteensopivuus	Yhteensopiva elektronisten ohjainten kanssa	Rajoitettu yhteensopivuus elektronisten ohjainten kanssa
Himmennys	Himmennettävä yhteensopivilla säätimillä	Rajoitettu himmennysmahdollisuus

LEDit ovat erittäin tehokkaita ja kuluttavat vähemmän energiaa perinteisiin valonlähteisiin verrattuna. Niiden käyttöikä on myös pidempi, jopa 50,000 XNUMX tuntia, ja ne tuottavat vähemmän lämpöä. LED-valoja on saatavana eri väreissä ja ne tarjoavat korkealaatuista valoa. Ne ovat myös pieniä ja kompakteja, ja niitä on useita muotoja. Lisäksi LED-valot ovat ympäristöystävällisiä eivätkä sisällä myrkyllisiä aineita.

Perinteiset valonlähteet sen sijaan ovat vähemmän tehokkaita ja kuluttavat enemmän energiaa. Niiden käyttöikä on lyhyempi, jopa 10,000 XNUMX tuntia, ja ne tuottavat merkittävästi lämpöä. Niissä on myös rajoitettu valikoima värejä. Perinteiset valonlähteet ovat tilaa vieviä ja muodoltaan rajoitettuja. Ne sisältävät myrkyllisiä aineita ja niillä on suuri ympäristövaikutus.

LEDit syttyvät ja sammuvat välittömästi ja vaativat vähän huoltoa. Ne ovat myös yhteensopivia elektronisten ohjainten kanssa ja ovat himmennettävissä yhteensopivilla säätimillä. Niillä on kuitenkin korkeammat alkukustannukset, mutta ne ovat halvempia pitkällä aikavälillä. Perinteisillä valonlähteillä on alhaisemmat alkukustannukset, mutta korkeammat käyttökustannukset. Ja vaatii paljon huoltoa. Siten se on enemmän yhteensopiva elektronisten ohjainten kanssa. Ja niissä on rajoitettu himmennysominaisuus.

Lisätietoja saat lukemalla LED-valaistuksen edut ja haitat.

LED-suorituskyvyn ymmärtäminen 

LED-suorituskyvyn ymmärtäminen voi olla monimutkaista. Se sisältää useita teknisiä eritelmiä, tekijöitä ja testausmenettelyjä. Keskustellaan tärkeistä LED-spesifikaatioista ja LED-suorituskykyyn vaikuttavista näkökohdista. Ja myös LED-testaus ja -sertifiointi.

LED-tekniset tiedot

Tässä on LED-erittelyn tiedot:

• valovirta

Valovirta mittaa LED-lähteen lähettämän näkyvän valon määrää. Valovirran mittayksikkö on lumen (lm). Korkeampi lumenarvo tarkoittaa kirkkaampaa LEDiä. Pelkkä valovirran arvo ei kuitenkaan anna tietoa säteilevän valon laadusta. Sille on olemassa muita tekijöitä, kuten värintoisto, energiatehokkuus jne.

Lisätietoja saat lukemalla alla:

Candela vs Lux vs Lumens.

Lumenista watteiksi: Täydellinen opas

Kelvin ja Lumens: Erojen ymmärtäminen

• Valaiseva tehokkuus

LED-lähteen valotehokkuus mittaa, kuinka paljon näkyvää valoa se tuottaa. Se mittaa virrankulutusta aikayksikköä kohti. Valotehokkuuden mittayksikkö on lumenia wattia kohden (lm/W). Korkeampi valotehokkuusluku tarkoittaa, että LED on tehokkaampi ja tuottaa enemmän valoa jokaiselle käyttämänsä tehoyksikölle. Valotehokkaammat LEDit voivat säästää energiaa ja alentaa käyttökustannuksia.

• Värilämpötila

Värilämpötila mittaa valon ulkonäköä värinä LED-lähteestä. Kelvin on värilämpötilan (K) mittayksikkö. LEDit voivat lähettää valoa eri värilämpötiloissa. Se voi vaihdella lämpimästä valkoisesta (2700K–3000K) kylmään valkoiseen (5000K–6500K). Hitaampi värilämpötila-arvo tarkoittaa lämpimämpää (keltaista) valoa. Samanaikaisesti korkeampi osoittaa viileämpää (sinertävää) valoa.

Lisätietoja saat lukemalla alla:

Kuinka valita LED-nauhan värilämpötila?

Paras värilämpötila LED-toimistovalaistukseen

• Värintoistoindeksi (CRI)

Värintoistoindeksi (CRI) mittaa kuinka hyvin LED-lähde pystyy toistamaan värejä luonnonvaloon verrattuna. CRI-arvo vaihtelee välillä 0–100, ja suurempi arvo ilmaisee parempaa värintoistoa. LEDillä, jonka CRI-arvo on 80 tai suurempi, on yleensä hyvä värintoisto. Sitä vastoin LED, jonka CRI-arvo on alle 80, voi aiheuttaa värivääristymiä.

• Eteenpäin jännite

Myötäjännite on jännite, joka tarvitaan LEDin sytyttämiseen ja valon lähettämiseen. Myötäjännitteen mittayksikkö on voltti (V). LEDin myötäsuuntainen jännite vaihtelee LED-tyypin ja valmistusprosessin mukaan.

• Käänteinen virtavuoto

Käänteinen virtavuoto on virta, joka virtaa LEDin läpi vastakkaiseen suuntaan. Se tapahtuu, kun jännite syötetään vastakkaiseen suuntaan. LEDin vastavirtavuodon tulee olla mahdollisimman pieni oikean toiminnan ja pitkän käyttöiän varmistamiseksi.

LEDin suorituskykyyn vaikuttavat tekijät

LEDeistä tai valodiodeista on tullut yhä suositumpi valinta. Niillä on korkea hyötysuhde, pitkä käyttöikä ja alhainen energiankulutus. On kuitenkin useita tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa LEDien toimintaan, kuten:

• Lämmönhallinta

Kriittinen LED-valojen suorituskykyyn vaikuttava tekijä on niiden kyky hallita lämpöä. LEDit ovat lämpötilaherkkiä laitteita. Jos niitä ei jäähdytetä riittävästi, ne voivat kärsiä hajoamisesta. Tämä vähentää tehokkuutta ja lyhentää käyttöikää. Siksi on tärkeää varmistaa asianmukainen lämmönhallinta LEDin suorituskyvyn ylläpitämiseksi.

• Ajovirta

Toinen kriittinen tekijä, joka vaikuttaa LEDin suorituskykyyn, on taajuusmuuttajan virta. LEDit toimivat tietyllä virtatasolla. Tämän virran ylittäminen voi lyhentää niiden käyttöikää, heikentää tehokkuutta ja aiheuttaa vikoja. Toisaalta LEDin alikäyttö voi heikentää valotehoa ja lyhentää käyttöikää. Siksi on erittäin tärkeää säilyttää oikea käyttövirta optimaalisen LED-suorituskyvyn varmistamiseksi.

• Vanheneminen

Kuten kaikki muutkin elektroniset laitteet, myös LEDit vanhenevat. Tämä voi vaikuttaa niiden suorituskykyyn ajan myötä. Ledien ikääntyessä niiden tehokkuus laskee ja valoteho heikkenee. Tämä prosessi tunnetaan lumenin heikkenemisenä. Ja sitä voidaan nopeuttaa altistuminen lämmölle, kosteudelle ja muille ympäristötekijöille. Siksi on tärkeää ottaa huomioon LEDin odotettu käyttöikä. Ota huomioon myös sen odotettu huononemisnopeus valaistusjärjestelmää suunnitellessa.

• Värisiirtymä

Toinen LEDin suorituskykyyn vaikuttava tekijä on värin muutos. LEDin väri muuttuu ajan myötä fosforimateriaalin muutosten vuoksi. Tämä voi johtaa ei-toivottuun värimuutokseen valaistusjärjestelmässä. Tämä tekee siitä vähemmän houkuttelevan tai jopa käyttökelvottoman käyttötarkoitukseensa.

• Optiikka

LED-valaistusjärjestelmässä käytetty optiikka voi myös vaikuttaa merkittävästi sen suorituskykyyn. Oikea optiikka voi auttaa jakamaan valon tasaisesti. Siten se maksimoi LEDin tehokkuuden. Sitä vastoin huono optiikka voi aiheuttaa valon katoamista tai sirontaa. Se heikentää järjestelmän yleistä tehokkuutta.

LED-testaus ja -sertifiointi

LED-sertifiointi varmistaa, että LED-tuote täyttää alan laadun ja turvallisuuden. Se myös tarkistaa suorituskykystandardit. Sertifioinnin suorittavat yleensä riippumattomat kolmannen osapuolen organisaatiot, jotka ovat erikoistuneet testaamiseen ja sertifiointiin.

• IESNA LM-80

IESNA LM-80 on standardi LED-tuotteiden lumenin alenemisen mittaamiseen ajan kuluessa. Se mittaa myös suorituskykyä erilaisissa käyttöolosuhteissa. Tämä standardi auttaa varmistamaan, että LED-tuotteet säilyttävät laatunsa ja kirkkautensa pitkän käyttöiän ajan. 

• ENERGY STAR

ENERGY STAR on ohjelma, joka sertifioi LED-tuotteita, jotka täyttävät energiatehokkuus- ja suorituskykystandardit. ENERGY STAR -sertifioinnin saaneet LED-tuotteet ovat yleensä energiatehokkaampia kuin sertifioimattomat tuotteet. Siten se voi auttaa kuluttajia säästämään rahaa energialaskuissa. ENERGY STAR -sertifikaatti osoittaa myös, että tuote täyttää korkeat suorituskyky- ja laatuvaatimukset.

• Muut sertifikaatit

ENERGY STARin lisäksi LED-tuotteille on olemassa muita sertifikaatteja. Niihin kuuluvat DLC (DesignLights Consortium) ja UL (Underwriters Laboratories). DLC-sertifiointi keskittyy energiatehokkuuteen. Usein LED-tuotteille vaaditaan hyötyalennuksia. UL-sertifiointi osoittaa, että LED-tuote on testattu ja täyttää turvallisuusstandardit.

Lisätietoja saat lukemalla LED-nauhavalojen sertifiointi.

LEDien yleiset sovellukset

Joitakin yleisiä LED-ongelmia ovat:

Valaistus Ja Valaistus

LEDejä käytetään laajasti asuinrakennuksissa. Esimerkiksi upotettava valaistus, kisko- ja kaapin alla valaistus. Ne ovat energiatehokkaita ja pitkäikäisiä. Se tekee niistä ihanteellisen valinnan kotitalouksille, jotka haluavat vähentää energiankulutusta. Lisäksi se säästää rahaa sähkölaskuissa.

LEDejä käytetään yleisesti myös kaupallisissa valaistussovelluksissa. Ne voivat olla toimiston, vähittäiskaupan tai varaston valaistusta. Ne tarjoavat kirkkaan, tasaisen valon, joka voi parantaa tuottavuutta. Lisäksi ne luovat asiakkailleen viihtyisän ympäristön.

LEDejä käytetään yhä enemmän ulkovalaistuksessa. Esimerkiksi katuvalot, pysäköintialueen valot ja maisemavalaistus. Ne ovat energiatehokkaita, kestäviä ja kestävät äärimmäisiä sääolosuhteita. Tämä tekee niistä ihanteellisen valinnan ulkokäyttöön.

näyttö Tekniikka

Yksi yleisimmistä LED-sovelluksista näyttötekniikassa on digitaaliset opasteet. Näitä näyttöjä käytetään tiedottamiseen, mainontaan ja viihteeseen julkisilla alueilla. LED-pohjaiset digitaaliset opasteet ovat suositeltavia, koska ne voivat tuottaa suuren kontrastin. Siinä on myös korkearesoluutioisia kuvia kirkkailla ja eloisilla väreillä, jotka näkyvät jopa kirkkaassa auringonvalossa. Tämä tekee niistä täydelliset ulkomainontaan.

Toinen suosittu LED-sovellus näyttötekniikassa on televisioissa. LED-televisiot käyttävät LED-valoja näytön taustavalaistukseen. Se tarjoaa paremman kuvanlaadun ja kontrastin. LEDit tekevät televisioista myös energiatehokkaampia kuin perinteiset LCD-televisiot. Tämä tekee niistä ympäristöystävällisempiä.

LED-valoja käytetään myös tietokonenäytöissä, kannettavissa tietokoneissa ja mobiililaitteissa. LED-pohjaiset näytöt ovat ohuempia, kevyempiä ja kuluttavat vähemmän virtaa kuin perinteiset näytöt. Tämä tekee niistä ihanteellisia kannettaville laitteille.

Viihdeteollisuudessa LED-valoja käytetään suurissa näytöissä, kuten seinissä, lattioissa ja katoissa. Nämä näytöt tarjoavat yleisölle mukaansatempaavia kokemuksia. Se innostaa yleisöä konserteissa, urheilutapahtumissa tai teemapuistoissa. Niitä voidaan mukauttaa näyttämään erilaisia ​​värejä ja kuvioita. Tämä tekee niistä ihanteellisia dynaamisten ja mukaansatempaavien visuaalisten tehosteiden luomiseen.

Autoteollisuus

Ensinnäkin LED-valoja käytetään yleisesti autovalaistuksessa. Niitä käytetään ajovaloihin, takavaloihin, jarruvaloihin, suuntavilkkuihin ja sisävaloihin. Toinen LEDien sovellus autoteollisuudessa on kojelautanäytöt. Myös instrumenttiryhmät. LED-näytöt tarjoavat selkeää, kirkasta ja mukautettavaa tietoa kuljettajille. Ne voidaan asettaa näyttämään tietoja, kuten nopeus, polttoainetaso ja moottorin tila.

Ledejä käytetään myös autojen turvavarusteissa. Niihin kuuluvat päiväajovalot, mukautuvat ajovalot ja peruutuskamerat. Päiväajovalot lisäävät ajoneuvojen näkyvyyttä päivällä. Samaan aikaan mukautuvat ajovalot muuttuvat ajoneuvon nopeuden ja ohjauskulman mukaan parhaan valaistuksen aikaansaamiseksi. Ja peruutuskamerat käyttävät LED-valoja tuottamaan selkeitä ja kirkkaita kuvia heikossa valaistuksessa.

Ledejä käytetään myös ajoneuvojen ulkomuotoilussa. Niitä voidaan käyttää myös auton korin korostusvalaistukseen sekä valaistuihin logoihin ja merkkeihin. Lisäksi LED-valaistus voi luoda dynaamisia valotehosteita. Esimerkiksi peräkkäiset suuntavilkut ja animoidut valonäytöt.

Lääketieteelliset laitteet

Seuraavassa on joitain LEDien vakiosovelluksia lääketieteellisissä laitteissa:

• Lääketieteellinen kuvantaminen: LED-valoja käytetään lääketieteellisissä kuvantamislaitteissa röntgenlaitteissa, CT-skannereissa ja MRI-laitteissa. LEDejä käytetään valonlähteinä kuvattavan kehon osan valaisemiseen. LED-pohjainen valaistus tarjoaa tarkemman ja kirkkaamman kuvan. Tämä on erityisen tärkeää vähäkontrastisille kuville.

• Endoskoopit: LED-valoja käytetään endoskoopeissa, joita käytetään minimaalisesti invasiivisissa leikkauksissa. Endoskoopit on varustettu pienikokoisilla LED-valoilla, jotka valaisevat leikkauskohdan. LEDien tuottama kirkas valo antaa selkeän kuvan leikkauskohdasta. Sen avulla kirurgit voivat suorittaa toimenpiteet tarkemmin ja tarkemmin.

• Kirurgiset ajovalot: Ledejä käytetään kirurgisissa ajovaloissa. Tämä antaa kirkkaan, valkoisen valon valaisemaan leikkauskohtaa. LED-pohjaiset kirurgiset ajovalot tarjoavat useita etuja perinteisiin halogeenivaloihin verrattuna. Tämä sisältää pidemmän käyttöiän, alhaisemman lämmöntuoton ja tarkemman värintoiston.

• Valoterapialaitteet: LEDejä käytetään valohoitolaitteissa. Se hoitaa erilaisia ​​ihosairauksia, kuten psoriaasia, ekseemaa ja aknea. LEDien lähettämä sininen valo tappaa tehokkaasti aknea aiheuttavat bakteerit. Sitä vastoin punainen valo vähentää tehokkaasti tulehdusta ja edistää haavan paranemista.

• Hammaslääketieteen laitteet: Ledejä käytetään myös hammaslääketieteen laitteissa, kuten hampaiden täytteiden kovetusvaloissa. Nämä valot tuottavat voimakkaan valonsäteen. Tämä aktivoi hammastäytteiden hartsin, jolloin ne kovettuvat nopeasti.

Viestintä ja Signalointi

Yksi yleisimmistä LED-sovelluksista viestinnässä ja signaloinnissa on liikennevalot. LED-pohjaiset liikennevalot ovat energiatehokkaampia kuin hehkulamput. Sillä on myös pidempi käyttöikä. Ne näkyvät paremmin kirkkaassa auringonvalossa. Ne voidaan ohjelmoida vaihtamaan värejä nopeammin kuin perinteiset liikennevalot.

Toinen yleinen LEDien sovellus signaloinnissa on hätäajoneuvoissa. Kuten poliisiautot, paloautot ja ambulanssit. LED-valot ovat kirkkaita ja näkyvät pitkiä matkoja. Tämä tekee niistä hyödyllisiä hätätilanteissa, joissa nopea ja selkeä signalointi on ratkaisevan tärkeää.

Kiitotien ja navigoinnin LED-valoja käytetään myös ilmailu- ja merenkulun signaloinnissa. Näissä sovelluksissa LEDit ovat parempia kuin hehkulamput. Koska ne ovat kestävämpiä, energiatehokkaampia ja niillä on pidempi käyttöikä. LEDit voivat myös lähettää valoa tiettyyn suuntaan. Tämä tekee niistä hyödyllisiä suuntamerkinnöissä.

Televiestinnässä LED-valoja käytetään valokuituviestintäjärjestelmissä. Kuituoptiset kaapelit välittävät tietoa valopulssien kautta. Ja LEDejä käytetään näiden järjestelmien valonlähteinä. LED-pohjaiset kuituoptiset järjestelmät ovat tehokkaampia ja niillä on suurempi kaistanleveys kuin perinteiset kuparipohjaiset viestintäjärjestelmät.

LEDien huolto

LEDit vaativat huoltoa optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseksi. Se tarvitsee hoitoa pitkän käyttöiän vuoksi, kuten mikä tahansa muu sähkölaite. Tässä on joitain vinkkejä LEDien huoltoon:

Ledien puhdistus

• Käytä oikeita puhdistusaineita: Voimakkaiden kemikaalien, kuten liuottimien, välttäminen on välttämätöntä LED-valoja puhdistettaessa. Tämä voi vahingoittaa LEDin herkkää rakennetta. Käytä sen sijaan mietoa pesuainetta tai isopropyylialkoholiliuosta. Varmista, että puhdistusliuoksessa ei ole hankaavia hiukkasia.

• Käytä oikeita työkaluja: Käytä LEDien puhdistamiseen pehmeää, nukkaamatonta liinaa, kuten mikrokuituliinaa tai linssien puhdistusliinaa. Vältä karkeiden tai hankaavien materiaalien, kuten paperipyyhkeiden, käyttöä. Tämä voi naarmuttaa LED-pintaa.

• Ole hellä: Kun puhdistat LEDejä, ole lempeä ja vältä liiallista painetta LEDin pintaan. Vältä LEDin koskettamista paljain sormin. Öljyt ja epäpuhtaudet iholta voivat siirtyä LED-pinnalle. Se vähentää kirkkautta ja käyttöikää.

LEDien käsittely

Ledien käsittely on myös tärkeää niiden pitkän käyttöiän varmistamiseksi. Tässä on vinkkejä LEDien käsittelyyn:

• Vältä LEDin koskettamista: Ledejä käsiteltäessä on tärkeää välttää koskettamasta LEDin pintaa paljain käsin. Käsissäsi olevat öljyt ja lika voivat vahingoittaa LEDiä. Käytä sen sijaan käsineitä tai puhdasta, nukkaamatonta liinaa LED-valon käsittelyyn.

• Vältä LEDien altistamista kosteudelle: Kosteus voi vahingoittaa LEDiä. Siksi on tärkeää välttää LEDin altistamista kosteudelle käsittelyn aikana.

• Vältä LEDien altistamista kuumuudelle: LEDit ovat herkkiä lämmölle, ja altistuminen korkeille lämpötiloille voi vahingoittaa niitä. Siksi on tärkeää välttää LEDin altistamista korkeille lämpötiloille käsittelyn aikana.

• Säilytä LEDit oikein: LEDit tulee säilyttää viileässä ja kuivassa paikassa, jotta ne eivät altistu lämmölle ja kosteudelle.

LEDien vianmääritys

Kuten missä tahansa tekniikassa, myös LED-valaistuksessa on omat ongelmansa. Keskustelen joistakin yleisimmistä LED-valaistuksen ongelmista ja niiden ratkaisemisesta.

1. vilkkuminen

LED-valot voivat välkkyä, varsinkin kun ne sytytetään ensimmäisen kerran. Se on ärsyttävää ja häiritsevää. Useat tekijät voivat aiheuttaa tämän ongelman. Ne sisältävät yhteensopimattoman himmentimen ja viallisen ohjaimen. Tai se voi olla virtalähde tai väärä asennus.

Korjaa tämä ongelma varmistamalla, että himmennin on yhteensopiva LED-valojen kanssa. Vaihda vialliset osat ja varmista, että valaisin on asennettu oikein.

2. mulkoilla

LED-valot voivat tuottaa mulkoilla, mikä voi olla epämiellyttävää ja aiheuttaa silmien rasitusta. Useat tekijät voivat aiheuttaa tämän ongelman. Kuten valaisimen sijoitus, käytetyn lampun tyyppi ja muotoilu.

Voit korjata tämän ongelman käyttämällä himmeitä tai hajalinssejä häikäisyn vähentämiseksi. Säädä valaisimen sijoitusta ja valitse heikommin kirkkaat polttimot.

3. Väärä värilämpötila

LED-valot voivat tuottaa valoa eri värilämpötiloissa. Se voi vaikuttaa huoneen ympäristöön ja tunnelmaan. Esimerkiksi jotkin LED-valot voivat tuottaa ankaran sinertävän valkoisen valon, joka voi olla kutsumaton. Jälleen lämpimän värin valitseminen toimistovalaistukseen tekee työntekijän uneliaaksi. 

Voit ratkaista tämän ongelman valitsemalla LED-valot, joiden värilämpötila sopii huoneen haluttuun tunnelmaan. Esimerkiksi lämmin, kellertävä valo voi sopia makuuhuoneeseen. Sitä vastoin viileämpi sinertävänvalkoinen valo voi sopia työ- tai opiskelutilaan.

4. Lämpö

LED-valot voivat tuottaa lämpöä, mikä vähentää niiden käyttöikää ja suorituskykyä. Useat tekijät voivat aiheuttaa tämän ongelman. Esimerkiksi riittämätön jäähdytys tai ilmanvaihto. Lisäksi ympäristön lämpötila voi olla korkea ja virta voi olla liian suuri.

Varmista, että LED-valot ovat riittävästi jäähdytettyjä ja tuuletettuja tämän ongelman ratkaisemiseksi. Vältä asentamasta niitä tiloihin, joissa ympäristön lämpötila on korkea. Varmista myös, että virta on suositellun alueen sisällä.

5. Yhteensopivuus

LED-valot eivät välttämättä ole yhteensopivia olemassa olevien valaisimien tai järjestelmien kanssa. Tämä tekee niiden asennuksesta ja käytöstä haastavaa. Useat tekijät voivat aiheuttaa tämän ongelman, esimerkiksi erot jännitteessä, tehossa ja suunnittelussa.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi varmista, että LED-valot toimivat olemassa olevien valaistusjärjestelmien ja valaisimien kanssa. Tai harkitse kiinnikkeiden ja järjestelmien vaihtamista tarvittaessa.

Näiden ongelmien ymmärtäminen ja asianmukaisten toimenpiteiden toteuttaminen niiden hallitsemiseksi. Näin voit nauttia LED-valaistuksen monista eduista ilman hankaluuksia.

Lisätietoja saat lukemalla LED-nauhaongelmien vianmääritys.

LED-tekniikan tuleva kehitys

Katsotaanpa LED-tekniikan tulevia parannuksia.

1. Energiatehokkuuden parannukset

Tässä on joitain tärkeitä parannuksia energiatehokkuuteen LED-tekniikan tulevassa kehityksessä:

• Korkeampi tehokkuus

LED-tehokkuus mittaa kuinka tehokkaasti valonlähde muuttaa sähkön sähkövaloksi. LEDien tehokkuus on parantunut tasaisesti viime vuosina materiaalitieteen ansiosta. Myös laitteen suunnittelun edistyminen lisää tehokkuutta. Se kehittää esimerkiksi uusia puolijohdemateriaaleja, kuten indiumgalliumnitridiä (InGaN). Se on johtanut tehokkaampiin sinisiin ja vihreisiin LEDeihin, jotka ovat kriittisiä komponentteja valkoisissa LED-valoissa. Ja tulevina vuosina lisää innovaatioita tekevät LEDeistä paljon tehokkaampia. 

• Parempi lämmönhallinta

Kun LEDit tehostuvat, ne myös tuottavat enemmän lämpöä. Tämä voi lyhentää niiden suorituskykyä ja käyttöikää. Lämmönhallintatekniikoiden kehitys paransi kuitenkin luotettavuutta. Kuten paremmat jäähdytyselementit ja materiaalit, joilla on korkeampi lämmönjohtavuus. Näiden tekniikoiden parantaminen antaa LED-valmistajille mahdollisuuden parantaa suorituskykyään tulevaisuudessa. Se myös parantaa heidän tuotteidensa luotettavuutta.

• Älykkäät ohjausjärjestelmät

LED-tekniikkaa auttavat myös edistyneet ohjausjärjestelmät, jotka hyödyntävät energiaa parhaalla mahdollisella tavalla ja vähentävät hukkaa. Esimerkiksi LED-valaistusjärjestelmät voidaan varustaa antureilla. Nämä anturit havaitsevat läsnäolon. Ne myös säätävät valaistustasoa automaattisesti. Siten se himmentää valot luonnollisen valon mukaan. Ja tulevina vuosina odotamme lisää tällaisia ​​automaattisia tunnistusominaisuuksia LED-valoissa.

• Integrointi muihin teknologioihin

Lopuksi LEDit integroidaan yhä enemmän muihin teknologioihin, kuten Internet of Things (IoT) -antureihin. Se luo älykkäitä valaistusjärjestelmiä, jotka mukautuvat muuttuviin ympäristöihin ja käyttäjien tarpeisiin. Tämä integrointi voi auttaa säästämään entistä enemmän energiaa antamalla valaistusjärjestelmiä ohjata tarkemmin ja tehokkaammin.

2. Valmistustekniikoiden kehitys

Keskustellaan valmistustekniikoiden edistymisestä. Nämä edistysaskeleet ohjaavat LED-tekniikan tulevaa kehitystä.

• Chip Scale Package (CSP) -merkkivalot

CSP-LEDit ovat uudentyyppisiä LED-valoja, jotka eliminoivat perinteisten pakkausmateriaalien tarpeen. Esimerkiksi lyijykehykset ja lankasidokset. Tämä pienentää LEDin kokoa ja painoa, mikä tekee siitä ihanteellisen käytettäväksi pienikokoisissa laitteissa. CSP-LEDit ovat myös tehokkaampia, koska niillä on lyhyempi matka virran kulkemiseen. Ne myös vähentävät energiahävikkiä.

Lisäksi CSP-LED-valojen valmistus vaatii erikoislaitteita. Esimerkiksi stanssauskoneet ja kiekkotason pakkauskoneet. Nykyään ne ovat yhä laajemmin saatavilla.

Lisätietoja saat lukemalla CSP LED-nauha VS COB LED-nauha.

• Mikro-LEDit

Uusien kolloidisten synteesitekniikoiden kehittäminen ja QD:iden integrointi LED-valmistukseen ohjaavat LED-teknologian tulevaa kehitystä. Mikro-LEDit ovat pienempiä kuin CSP-LEDit, ja niiden koko on alle 100 mikrometriä. Ne tarjoavat korkeamman resoluution, kirkkaammat värit ja paremman kontrastin kuin perinteiset LEDit. Mikro-LEDien valmistaminen on haastavaa niiden pienen koon vuoksi. Silti teknologian kehitys mahdollistaa niiden valmistamisen suuria määriä. Kuten mikrovalmistus, litografia ja kiekkojen liimaus.

• Kvanttipisteet (QD)

Kvanttipisteet ovat puolijohde-nanokiteitä, jotka säteilevät valoa, kun valonlähde stimuloi niitä. Ne tarjoavat paremman väritarkkuuden ja kirkkauden kuin perinteiset LEDit. Ja ne voidaan virittää lähettämään tiettyjä värejä. QD:t valmistetaan käyttämällä tekniikkaa, jota kutsutaan "kolloidiseksi synteesiksi". Se sisältää nanokiteiden suspension luomisen nesteeseen. Nanokiteet kerrostetaan sitten alustalle LEDin luomiseksi. 

• 3D Printing

3D-tulostus on valmistustekniikka, jossa objektit luodaan kerros kerrokselta. Se tarjoaa suuremman joustavuuden suunnittelussa ja mahdollisuuden luoda monimutkaisia ​​muotoja. 3D-tulostuksen avulla voidaan luoda mukautettuja LED-muotoja ja -koteloita. Se vähentää perinteisten valmistustekniikoiden, kuten ruiskupuristuksen, tarvetta. 3D-tulostus on myös ympäristöystävällisempää. Se vähentää jätettä ja kuljetustarvetta.

3. Täysin orgaanisten LEDien mahdollisuudet

Täysin orgaaniset LEDit (FOLED) on OLED-tyyppi, joka ei vaadi epäorgaanisia materiaaleja. Esimerkiksi metallit, joita käytetään yleisesti perinteisessä LED-tekniikassa. FOLED-valoilla on useita etuja perinteisiin LEDeihin verrattuna. Ne ovat joustavampia, kevyempiä ja kuluttavat vähemmän energiaa kuin perinteiset LEDit. Lisäksi FOLEDit voidaan valmistaa edullisista ja ympäristöystävällisistä materiaaleista. Tämä tekee niistä houkuttelevan vaihtoehdon kestävän teknologian kehittämiseen.

FOLED-laitteiden potentiaaliset sovellukset ovat laajat. Niihin kuuluu valaistus, näytöt ja jopa puettava tekniikka. Valaistusteollisuudessa FOLED-valaisimet voivat korvata perinteiset valonlähteet. Se voi korvata loiste- ja hehkulamput. FOLEDEISTA voidaan tehdä ohuita, taipuisia levyjä. Tämä tekee niistä ihanteellisia kaareville tai epäsäännöllisen muotoisille pinnoille. Esimerkiksi arkkitehtoninen tai autovalaistus.

Näyttöteollisuudessa FOLED-näytöt tarjoavat useita etuja perinteisiin LED-näyttöihin verrattuna. FOLEDit ovat ohuempia, kevyempiä ja vähemmän tehokkaita. Tämä tekee niistä ihanteellisia kannettaville laitteille, kuten älypuhelimille ja tableteille. Lisäksi FOLED-näytöt tarjoavat paremman väritarkkuuden ja laajemman katselukulman. Siksi ne ovat ihanteellisia huippuluokan näyttösovelluksiin, kuten televisioihin ja tietokonenäyttöihin.

UKK

Yhteenveto

On tärkeää huomata, että LED-tekniikka kehittyy edelleen. Ja suorituskyvyssä, värien laadussa ja kohtuuhintaisuudessa on parantamisen varaa. Tämän vuoksi tutkijat ja insinöörit etsivät jatkuvasti tapoja parantaa LED-tekniikkaa. He yrittävät parantaa sen tehokkuutta.

Kuluttajana tai yrityksen omistajana LED-tekniikan perusteiden ymmärtäminen voi päästä pitkälle. Se voi auttaa sinua tekemään tietoisia valintoja, kun on kyse valaistustuotteiden ostamisesta. Värilämpötilasta lumeneihin, watteihin ja CRI:hin. Näiden käsitteiden tunteminen voi auttaa sinua löytämään oikeat LED-valaistusratkaisut.

Siksi LEDit ovat kiehtova tekniikka. Energiaa säästävien ominaisuuksiensa, kestävyytensä ja monipuolisuutensa ansiosta LEDit ovat valaistustekniikka, joka on tullut jäädäkseen.

LEDYi valmistaa korkealaatuisia LED-nauhat ja LED neon flex. Kaikki tuotteemme käyvät läpi korkean teknologian laboratoriot varmistaakseen äärimmäisen laadun. Lisäksi tarjoamme mukautettavia vaihtoehtoja LED-nauhoillemme ja neon flexillemme. Joten premium-LED-nauhalle ja LED-neonflexille, ota yhteyttä LEDYiin MAHDOLLISIMMAN PIAN!