Sveiki atvykę į šviesos diodų (LED) pasaulį, kuriame energijos vartojimo efektyvumas ir ryškus apšvietimas.

Šviesos diodai pakeitė tai, kaip apšviečiame savo namus, biurus ir viešąsias erdves. Jame yra ryškesnių, ilgalaikių ir tvaresnių apšvietimo galimybių. Šie maži stebuklai nuėjo ilgą kelią. Tai yra faktai, dėl kurių šviesos diodai yra tinkamas tradicinių kaitinamųjų lempučių ir fluorescencinių lempų pakaitalas. Tai gali būti nuo mažyčių šviesos diodų, kurie apšviečia mūsų išmaniuosius telefonus, iki milžiniškų LED ekranų, kurie mus apakina Times Square.

Šiame išsamiame vadove bus išnagrinėta viskas, ką reikia žinoti apie šviesos diodus. Sužinosite apie jų istoriją, veikimo principus, pritaikymą ir naudą. Taigi, nesvarbu, ar esate inžinierius, apšvietimo dizaineris ar smalsus vartotojas, prisisekite saugos diržą ir pasiruoškite būti nušvitę!

Kas yra šviesos diodai (LED)?

Šviesos diodai (LED) yra maži puslaidininkiniai įtaisai. Jie skleidžia šviesą, kai per juos teka elektros srovė. Priešingai, tradicinės kaitinamosios lemputės generuoja šviesą kaitindamos vielos siūlą. Šviesos diodai remiasi elektronų judėjimu puslaidininkinėje medžiagoje, kad sukurtų šviesą.

Šviesos diodai būna įvairių spalvų – nuo ​​raudonos ir žalios iki mėlynos ir baltos. Be to, šviesos diodai turi keletą pranašumų, palyginti su tradicinėmis apšvietimo technologijomis. Jie apima energijos vartojimo efektyvumą, ilgą tarnavimo laiką ir mažą dydį. Dėl to jie tapo vis populiaresni įvairiose srityse. LED aprėpė viską nuo apšvietimo ir ekranų iki automobilių ir kosmoso technologijų.

Trumpa šviesos diodų istorija

Šviesos diodai (LED) yra visur mūsų šiuolaikiniame gyvenime. Jie naudojami visur – nuo ​​šviesoforų iki elektroninių prietaisų. Netgi namų apšvietimui ir automobilinėms ausinėms. Tačiau jų istorija siekia XX amžiaus pradžią.

1907 metais britų mokslininkas HJ Roundas atrado reiškinį, vadinamą elektroliuminescencija. Kai kurios medžiagos gali skleisti šviesą, kai per jas teka elektros srovė. Praktinis elektroliuminescencijos pritaikymas atsirado tik 1960 m.

Per ateinančius kelis dešimtmečius mokslininkai toliau tobulino LED technologijas. Jie sukūrė naujas spalvas ir padidino jų ryškumą. Žali ir mėlyni šviesos diodai atsirado praėjusio amžiaus dešimtajame dešimtmetyje po geltonų šviesos diodų aštuntajame dešimtmetyje. 1990 metais Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje mokslininkai sukūrė baltą šviesos diodą. Tai sukėlė revoliuciją apšvietimo pramonėje.

Šiandien šviesos diodai naudojami įvairiose srityse, įskaitant apšvietimą, ekranus ir medicinos prietaisus. Jos yra ilgesnės ir efektyvesnės energijos nei standartinės kaitinamosios lemputės. Dėl to jie yra populiarus pasirinkimas vartotojams ir įmonėms.

LED apšvietimo pranašumai

LED apšvietimas turi keletą pranašumų prieš kitus apšvietimo tipus. Tai apima energijos vartojimo efektyvumą, išlaidų taupymą, naudą aplinkai, ilgaamžiškumą ir dizaino universalumą. Šiame skyriuje mes išsamiau išnagrinėsime šiuos pranašumus.

Energijos vartojimo efektyvumas ir kaštų taupymas

Vienas reikšmingiausių LED apšvietimo privalumų yra jo energinis efektyvumas. Šviesos diodai yra daug efektyvesni nei kaitrinės ar fluorescencinės lempos. Kadangi jie naudoja mažiau energijos, kad pagamintų tą patį šviesos kiekį. Reiškia, LED apšvietimas gali sutaupyti nemažų pinigų sąskaitoms už elektrą. Todėl galite juos naudoti dažnai.

JAV Energetikos departamento duomenimis, LED apšvietimas gali sunaudoti iki 75% mažiau energijos nei kaitrinės lemputės. Jis taip pat trunka 25 kartus ilgiau. Tai reiškia, kad per LED lemputės naudojimo laiką galite sutaupyti šimtus dolerių energijos sąnaudų. Be to, LED lemputės gamina mažiau šilumos. Taigi, jie efektyviau paverčia energiją į šviesą ir nešvaisto šilumos.

Nauda aplinkai

Kitas svarbus LED apšvietimo pranašumas yra jo nauda aplinkai. Šviesos diodai yra ekologiški ir turi mažesnį anglies pėdsaką nei tradicinės apšvietimo technologijos. Taip yra todėl, kad jie sunaudoja mažiau energijos, o tai reiškia, kad jiems reikia gaminti mažiau energijos.

Be to, šviesos dioduose nėra jokių pavojingų medžiagų, tokių kaip gyvsidabris. Tai randama fluorescencinėse lempose. Tai reiškia, kad šviesos diodai yra saugesni aplinkai. Be to, jį lengviau išmesti nei tradicines apšvietimo technologijas.

Patvarumas ir ilgaamžiškumas

LED apšvietimas yra labai patvarus ir ilgaamžis. Šviesos diodai pagaminti iš kietų medžiagų. Be to, juose nėra gijų ar vamzdelių, todėl mažesnė tikimybė, kad jie sulūžtų ar sudužtų. Dėl to jie idealiai tinka naudoti lauko aplinkoje arba vietose, kuriose yra smūgio ar vibracijos rizika.

Šviesos diodai taip pat turi ilgesnį tarnavimo laiką nei tradicinės apšvietimo technologijos. Jie gali trukti iki 50,000 XNUMX valandų. Tai žymiai ilgiau nei kaitrinės ar fluorescencinės lempos. Tai reiškia, kad laikui bėgant galite sutaupyti pinigų pakeitimams ir priežiūros išlaidoms.

Dizaino universalumas

Be to, jis puikiai veikia vietose, kuriose patiekiamas maistas ir gėrimai, kur apšvietimas yra labai svarbus nuotaikai sukurti. LED apšvietimas yra labai universalus ir gali būti naudojamas įvairiose srityse. Jie būna įvairių dydžių ir formų. Be to, jie tinka įvairiems tikslams. Kai kurie žinomi LED apšvietimo dizaino modeliai: 

• LED lempos lempos
• LED lemputės
• LED lempos
• LED juostos
• LED neoninis lankstus
• LED įleidžiami šviestuvai
• LED bėgių žibintai
• LED prožektorius ir kt.

Be to, šie šviesos diodai taip pat naudojami išskirtiniuose dekoratyviniuose šviestuvuose, pavyzdžiui, sietynuose ir pakabinamuose šviestuvuose. Taigi dizaino požiūriu LED yra universaliausias apšvietimo variantas, kurį kada nors rasite. 

Platus šviesių spalvų pasirinkimas

LED yra įvairių spalvų ir spalvų temperatūrų. Šviesos diodais galite pasirinkti šiltą, vėsų ar natūraliai baltą apšvietimą savo vietovėje. Be to, jame yra platus spalvingo apšvietimo pasirinkimas: raudona, mėlyna, žalia ir geltona – kad ir kokios šviesos spalvos norite, LED yra jūsų geriausias pasirinkimas. Be to, jame yra spalvų reguliavimo funkcijų, tokių kaip RGB lemputės, adresuojamos LED juostos, ir dar. Dėl aukštųjų technologijų LED valdiklio, leidžiančio šią spalvų reguliavimo sistemą. Taigi, naudodami šviesos diodus, savo vietovėje galite sukurti skirtingas nuotaikas ir atmosferą. Dėl to jie idealiai tinka naudoti komercinėse patalpose ir mažmeninės prekybos aplinkoje. 

Momentinis įjungimas

Įjungus šviesos diodus akimirksniu apšviečia. Tačiau tradicinė šviesa užtrunka kelias sekundes, kol įšyla, kol išskleis visą ryškumą. Dėl to jie puikiai tinka naudoti ten, kur reikia momentinės šviesos. Pavyzdžiui, šviesoforai ir avarinis apšvietimas.

Kaip veikia šviesos diodai?

Šviesos diodai arba šviesos diodai yra puslaidininkiai. Jie pakeitė tai, kaip apšviečiame savo namus, biurus ir gatves. Bet kaip veikia šviesos diodai? Pasigilinkime į LED technologijos pagrindus, įskaitant elektronų srautą, pn jungtis ir daug daugiau.

• Elektronų srauto pagrindai

Norėdami suprasti, kaip veikia šviesos diodai, pirmiausia turime suprasti kai kuriuos pagrindinius elektronų srauto principus. Elektronai yra neigiamo krūvio dalelės. Jie skrieja aplink atomo branduolį. Kai kuriose medžiagose, pavyzdžiui, metaluose, elektronai gali laisvai judėti. Tai leidžia tekėti elektrai. Kitose medžiagose, pavyzdžiui, izoliatoriuose, elektronai yra glaudžiai surišti su savo atomais. Ir jie nejuda laisvai.

Puslaidininkinės medžiagos turi keletą įdomių savybių. Jie patenka kažkur tarp metalų ir izoliatorių. Jie gali praleisti elektrą, bet metalai yra geresni. Tačiau, skirtingai nei izoliatoriai, juos galima „sureguliuoti“ taip, kad tam tikromis sąlygomis būtų praleidžiama elektros energija. Dėl šios savybės puslaidininkiai idealiai tinka naudoti elektroniniuose įrenginiuose.

• PN sandūra ir puslaidininkinių medžiagų vaidmuo

Puslaidininkinė medžiaga atlieka lemiamą vaidmenį skleidžiant šviesą šviesos dioduose. Silicis arba germanis dažniausiai naudojami kaip puslaidininkinės medžiagos šviesos dioduose. Kad jie būtų pakankamai laidūs, kad skleistų šviesą, į medžiagą reikia įpilti priemaišų atliekant procesą, vadinamą dopingu.

Dopingas apima nedidelio kiekio priemaišų pridėjimą į puslaidininkinę medžiagą, kad pakeistų jos elektrines savybes. Yra dvi dopingo kategorijos: n tipo ir p tipo. N tipo dopingas apima priemaišų, turinčių papildomų elektronų, pridėjimą į puslaidininkinę medžiagą. Šie papildomi elektronai gali laisvai judėti medžiagoje. Tai sukuria neigiamai įkrautų dalelių perteklių. Kita vertus, P tipo dopingas apima priemaišų, turinčių mažiau elektronų nei puslaidininkinė medžiaga, pridėjimą. Tai sukuria „skyles“ medžiagoje arba srityse, kuriose trūksta elektrono. Šios skylės yra teigiamai įkrautos.

Kai p tipo medžiaga dedama šalia n tipo medžiagos, susidaro pn sandūra. Sandūroje elektronų perteklius iš n tipo medžiagos užpildo p tipo medžiagos skyles. Tai sukuria išeikvojimo sritį arba sritį be laisvų elektronų ar skylių. Šis išeikvojimo regionas veikia kaip kliūtis srovės srautui. Tai apsaugo nuo elektronų srauto iš n tipo medžiagos į p tipo medžiagą.

• Dopingo svarba ir išeikvojimo regiono sukūrimas

Šviesos diodo veikimui labai svarbu sukurti išeikvojimo sritį. Kai pn sandūrai įjungiama įtampa, n tipo medžiagoje esantys elektronai juda sankryžos link. Tuo pačiu metu p tipo medžiagos skylės juda link sankryžos priešinga kryptimi. Kai elektronai ir skylės susitinka išeikvojimo srityje, jie rekombinuojasi ir išskiria energiją šviesos pavidalu.

Energijos tarpas lemia tikslų generuojamos šviesos bangos ilgį. Jis yra tarp puslaidininkinės medžiagos valentinės juostos ir laidumo juostos. Čia laidumo juosta yra energijos lygių juosta medžiagoje, kurią elektronai gali užimti, kai nėra susieti su atomu. Kita vertus, valentinė juosta yra energijos lygis, kurį užpildo elektronai, susijungę su atomu. Ir kai elektronas nukrenta iš laidumo juostos į valentinę juostą, jis išskiria energiją kaip šviesos fotonas.

• Elektroliuminescencija ir fotonų generavimas

Elektroliuminescencija yra šviesą skleidžiantis reiškinys. Tai šviesos spinduliavimo iš medžiagos procesas, reaguojant į per ją tekančią elektros srovę. LED technologijos kontekste elektroliuminescencijos procesas vyksta LED lusto viduje.

Šviesos diodas yra puslaidininkinis įtaisas, kuris skleidžia šviesą, kai jo gnybtuose yra įjungta įtampa. Šviesos diodas pagamintas iš pn jungties, srities, kurioje yra sujungti du puslaidininkiai. P tipo puslaidininkis turi teigiamą krūvininką (skylę). Tuo pačiu metu n tipo puslaidininkis turi neigiamą krūvininką (elektroną).

Šviesos diodo pn sandūrai taikoma tiesioginė poslinkio įtampa. Dėl to elektronai susijungia su elektronų skylėmis, kad išlaisvintų energiją kaip fotonus. Tada sukurti fotonai keliauja per šviesos diodų sluoksnius. Ir jie skleidžia iš prietaiso kaip matoma šviesa. Tačiau skleidžiamos šviesos spalva priklauso nuo fotonų energijos. Tai yra susijusi su šviesos dioduose naudojamų medžiagų pralaidumo energija. Pavyzdžiui, raudoni šviesos diodai yra pagaminti iš puslaidininkių su mažesne pralaidumo energija. Priešingai, mėlynos ir žalios spalvos šviesos diodams reikalingi puslaidininkiai su didesniais energijos tarpais. Žemiau esančioje diagramoje rodomi tinkami puslaidininkiai skirtingoms šviesos spalvoms šviesos dioduose. 

Tinkamas puslaidininkis	Šviesos diodų spalva
Indžio galio nitridas (InGaN)	Mėlyni, žali ir ultravioletiniai didelio ryškumo šviesos diodai
Aliuminio galio indžio fosfidas (AlGaInP)	Geltoni, oranžiniai ir raudoni didelio ryškumo šviesos diodai
Aliuminio galio arsenidas (AlGaAs)	Raudoni ir infraraudonieji šviesos diodai

Šviesos diodų tipai

Yra įvairių tipų šviesos diodų (šviesos diodų), kai kurie iš jų yra:

1. Standartiniai šviesos diodai

Standartiniai šviesos diodai taip pat žinomi kaip per skylę arba tradiciniai šviesos diodai. Jie yra labiausiai paplitę ir plačiausiai naudojami šviesos diodai (LED). Šie šviesos diodai yra pagaminti iš mažos puslaidininkių medžiagų lusto ir yra supakuoti į skaidrią epoksidinės dervos pakuotę su dviem metaliniais kaiščiais. Šie laidai yra išdėstyti tiesia linija. Taigi, juos montuoti ant spausdintinės plokštės yra greita ir paprasta.

Standartiniai šviesos diodai skleidžia šviesą, kai į epoksidinės dervos pakuotės viduje esančią lustą patenka elektros srovė. Skleidžiamos šviesos spalva priklauso nuo lustui panaudotos medžiagos. Pavyzdžiui, iš galio arsenido (GaAs) pagaminti šviesos diodai skleidžia raudoną šviesą. Tuo pačiu metu gaminiai, pagaminti iš galio nitrido (GaN), skleidžia mėlyną ir žalią šviesą.

Vienas iš pagrindinių standartinių šviesos diodų privalumų yra jų patvarumas ir ilgas tarnavimo laikas. Jie gali trukti dešimtis tūkstančių valandų. Jis yra žymiai ilgesnis nei tradicinės kaitrinės lemputės. Jie taip pat labai taupo energiją. Be to, jos sunaudoja iki 90 % mažiau energijos nei kaitrinės lemputės. Jie išskiria labai mažai šilumos. Dėl to jie idealiai tinka tais atvejais, kai šilumos gamyba kelia susirūpinimą.

Standartiniai šviesos diodai naudojami įvairiose srityse. Tai apima apšvietimo ekranus, automobilių apšvietimą, elektroninę įrangą ir buitinę techniką. Jie taip pat naudojami šviesoforuose ir skaitmeniniuose laikrodžiuose. Be to, jie yra idealus pasirinkimas kitoms reikmėms, kurioms reikalingas patikimas ir energiją taupantis šviesos šaltinis.

2. Didelės galios šviesos diodai

Didelės galios šviesos diodai yra šviesos diodai, skirti sukurti didelę šviesos srautą. Tuo pačiu metu jie sunaudoja mažai energijos. Jie idealiai tinka apšvietimo, automobilių, ženklų ir elektronikos programoms.

Didelės galios šviesos diodai skiriasi nuo standartinių šviesos diodų, nes jų konstrukcija ir dizainas yra gana skirtingi. Didelės galios šviesos diodai yra sudaryti iš kelių LED lustų, sumontuotų ant vieno pagrindo. Tai padeda padidinti bendrą jų ryškumą ir našumą. Be to, didelės galios šviesos diodai naudoja didesnį šilumos šalintuvą. Jis išsklaido šilumą, kurią sukuria didelė galia. Taigi jis apsaugo LED nuo žalos, kurią sukelia per didelis karštis.

Vienas iš pagrindinių didelės galios šviesos diodų pranašumų yra jų efektyvumas. Jie sukuria didelį šviesos kiekį vienam sunaudotos energijos vienetui. Dėl to jie yra populiarus energiją taupančio apšvietimo pasirinkimas. Jie taip pat yra patvaresni nei tradiciniai šviesos šaltiniai. Be to, jie turi daug ilgesnį tarnavimo laiką. Tai sumažina poreikį dažnai keisti ir prižiūrėti.

Galimi įvairių spalvų ir spalvų temperatūros didelės galios šviesos diodai. Dėl to jie tinka įvairioms reikmėms, pvz., bendram, užduočių ir specialiam apšvietimui. Pavyzdžiui, auginkite kambarinių augalų šviestuvus, akvariumo apšvietimą ir scenos apšvietimą.

3. Organiniai šviesos diodai (OLED)

Organiniai šviesos diodai (OLED) yra apšvietimo technologija, kuri naudoja organinius junginius šviesai skleisti. OLED yra panašūs į tradicinius šviesos diodus. Jie skleidžia šviesą, kai veikia elektros srovė. Tačiau skirtumas yra medžiagų panaudojime.

Tradiciniai šviesos diodai naudoja neorganines medžiagas, tokias kaip puslaidininkiai ir metalų lydiniai. Priešingai, OLED naudojami organiniai junginiai, tokie kaip polimerai ir mažos molekulės. Šios medžiagos plonais sluoksniais nusodinamos ant pagrindo. Ir tada juos stimuliuoja elektros krūvis, todėl jie skleis šviesą.

OLED turi keletą pranašumų, palyginti su tradicinėmis apšvietimo technologijomis. Viena vertus, jie gali būti labai ploni ir lankstūs. Dėl to jie yra tinkamos alternatyvos naudoti įvairiose srityse. Pridedama viskas nuo išmaniųjų telefonų ir televizorių iki šviestuvų ir ženklų. Be to, OLED gali būti labai ekonomiškas. Tai reiškia, kad jie gali sukurti apšvietimą, kuris sunaudoja mažiau energijos nei tradicinės technologijos.

Vienas geriausių dalykų, susijusių su OLED, yra tai, kad jie gali sukurti ryškias, aukštos kokybės spalvas. OLED skleidžia šviesą tiesiai iš pačių organinių medžiagų. Taigi jie gali sukurti platesnį spalvų spektrą ir geresnį kontrastą nei tradiciniai šviesos diodai. Tačiau spalvoms gaminti naudojami filtrai. Dėl to OLED puikiai tinka naudoti tokiose programose kaip skaitmeniniai ekranai. Be to, jis puikiai tinka šviestuvams, kur būtinas spalvų tikslumas.

4. Polimeriniai šviesos diodai (PLED)

Polimeriniai šviesos diodai (PLED) kaip aktyvų sluoksnį naudokite laidžią polimerinę medžiagą. Šios organinės medžiagos turi unikalių optinių ir elektroninių savybių. Dėl to jie idealiai tinka šviesą skleidžiantiems įrenginiams.

Tradiciniai šviesos diodai yra pagaminti iš neorganinių medžiagų. Pavyzdžiui, galio nitridas ir silicis. Tačiau PLED yra pagaminti iš polimerų. Šie polimerai paprastai yra pagaminti iš ilgų pasikartojančių vienetų grandinių. Tai suteikia jiems unikalių savybių.

PLED naudoja elektrinį lauką, kad sužadintų elektronus polimerinėje medžiagoje. Dėl to jie skleidžia šviesą. Reguliuodamas polimerinės medžiagos cheminę sudėtį, PLED gali reguliuoti skleidžiamos šviesos spalvą.

Vienas iš PLED privalumų yra tai, kad juos galima pagaminti naudojant nebrangius ritininio ritinio apdorojimo būdus. Dėl to jie yra labai keičiamo dydžio ir ekonomiški. Dėl to jie pradėjo naudoti apšvietimą, ekranus ir elektroninius prietaisus.

Kitas PLED privalumas yra tas, kad jie gali būti lankstūs ir tinkami. Dėl to jie puikiai tinka nešiojamai elektronikai, pavyzdžiui, išmaniesiems drabužiams ir ant odos pritvirtintiems jutikliams.

5. Kvantinių taškų šviesos diodai (QD-LED)

Kvantinių taškų šviesos diodai (QD-LED) šviesai gaminti naudokite nanokristalus, vadinamus kvantiniais taškais. Šie taškai paprastai yra pagaminti iš puslaidininkinių medžiagų. O jo dydis svyruoja nuo 2 iki 10 nanometrų. QD-LED kvantiniai taškai yra tarp dviejų elektrodų. Per juos praeina elektros srovė, kuri sužadina taškuose esančius elektronus. Kai šie sužadinti elektronai grįžta į pradinę būseną, jie išskiria energiją šviesos pavidalu. Kvantinio taško dydis lemia sukuriamos šviesos spalvą. Mažesni taškai skleidžia mėlyną šviesą, o didesni taškai – raudoną. O tarpiniai dydžiai skleidžia žalią ir geltoną šviesą.

Vienas iš pagrindinių QD-LED apšvietimo pranašumų yra galimybė išgauti platesnę spalvų gamą. Jie taip pat užtikrina didesnį tikslumą ir efektyvumą. Taip yra todėl, kad kvantinių taškų dydį galima tiksliai valdyti. Tai leidžia tiksliau sureguliuoti skleidžiamą šviesą. Be to, QD-LED tarnauja ilgiau ir sunaudoja mažiau energijos. Tai daro juos ekologiškesnius.

Tačiau QD-LED vis dar yra nauja technologija ir dar turi būti plačiai prieinama. Taip pat nerimaujama dėl galimo puslaidininkinių medžiagų, naudojamų kvantiniams taškams sukurti, toksiškumo. Paprastai jie yra pagaminti iš kadmio ar kitų sunkiųjų metalų. QD-LED tyrimai tęsiami. Mokslininkai šiems įrenginiams kuria saugesnes ir aplinkai nekenksmingas medžiagas.

6. Ultravioletiniai šviesos diodai (UV-LED)

Ultravioletiniai šviesos diodai (UV-LED) skleidžia ultravioletinę (UV) šviesą. Žmogaus akiai tai nematoma. UV-LED spinduliuoja ultravioletinių spindulių spektrą. Paprastai jie yra nuo 280 iki 400 nanometrų (nm). Be to, jis suskirstytas į tris kategorijas: 

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

UV-LED naudojami įvairiose srityse, tokiose kaip kietėjimas, sterilizavimas ir vandens valymas. Jie dažniausiai naudojami kietinant klijus ir dangas elektronikos gamyboje. Be to, jie gali būti naudojami rašalui ir dangoms kietinti spausdinimo pramonėje ir automobilių bei aviacijos pramonėje. Be to, jie idealiai tinka medicinos sektoriuje įrangai ir paviršiams sterilizuoti.

Tačiau labai svarbu nepamiršti, kad UV šviesa, įskaitant UV spindulių šviesos diodus, gali pakenkti žmonių sveikatai. UV spindulių poveikis gali pažeisti akis ir sukelti odos vėžį. Taigi, dirbdami su UV-LED, turėtumėte naudoti tinkamas apsaugos priemones. Ir būtina laikytis gamintojo pateiktų saugos nurodymų.

Norėdami gauti daugiau informacijos, galite perskaityti Koks skirtumas tarp UVA, UVB ir UVC?

Kaip gaminami šviesos diodai?

Šviesos diodų gamybos procesas yra gana sudėtingas. Tai apima plokštelių paruošimo, ėsdinimo, kapsuliavimo ir kt. Tai taip pat apima pakavimo technologijas. Bet aš juos išsamiai paaiškinsiu, bet prieš tai sužinokime apie medžiagas, naudojamas šiame procese -

LED gamyboje naudojamos medžiagos

LED gamyboje naudojamos medžiagos vaidina lemiamą vaidmenį. Jie nustato šviesos diodo veikimą ir charakteristikas. Štai keletas informatyvių faktų apie LED gamyboje naudojamas medžiagas:

• Galio nitridas (GaN) yra plačiai naudojama medžiaga LED gamyboje. GaN yra puslaidininkinė medžiaga, galinti skleisti mėlyną ir žalią šviesą. Jie yra būtini kuriant baltus šviesos diodus. Jis taip pat naudojamas kaip substrato medžiaga LED gamyboje.

• Indžio galio nitridas (InGaN) yra trinarė puslaidininkinė medžiaga. Jis gamina mėlynus, žalius ir baltus šviesos diodus. Jis taip pat naudojamas lazerinių diodų gamyboje.

• Aliuminio galio indžio fosfidas (AlGaInP) yra ketvirtinė puslaidininkinė medžiaga. Jis naudojamas raudoniems, oranžiniams ir geltoniems šviesos diodams gaminti. Jis taip pat naudojamas didelio ryškumo LED programose, tokiose kaip eismo ir automobilių apšvietimas.

• safyras yra populiari substrato medžiaga LED gamyboje. Tai aukštos kokybės vieno kristalo medžiaga. Taigi tai suteikia stabilų pagrindą GaN kristalams auginti.

• Silicio karbidas (SiC) yra plataus diapazono puslaidininkinė medžiaga, naudojama didelės galios LED programose. Jis taip pat naudojamas gaminant galios elektroniką ir aukštos temperatūros įrenginius.

• Fosforai yra medžiagos, kurios paverčia šviesos diodų skleidžiamą mėlyną arba UV šviesą į kitas spalvas. Šios medžiagos dažniausiai naudojamos baltų šviesos diodų gamyboje.

• Varis naudojama kaip šilumos šalinimo medžiaga LED gamyboje. Tai puikus šilumos laidininkas ir padeda išsklaidyti šviesos diodo generuojamą šilumą.

• Auksas naudojama kaip vielos sujungimo medžiaga LED gamyboje. Tai puikus elektros laidininkas ir turi gerą atsparumą korozijai.

LED gamybos procesas

LED gamybos procesas paprastai apima šiuos veiksmus:

1 žingsnis: vaflių paruošimas

Pirmasis LED gamybos žingsnis yra pagrindo medžiagos paruošimas jį nuvalant ir poliruojant. Tada substratas padengiamas plona medžiaga, vadinama buferiniu sluoksniu. Tai padeda sumažinti defektus ir pagerinti LED kokybę.

2 žingsnis: epitaksija

Kitas žingsnis yra epitaksija. Tai apima puslaidininkinės medžiagos sluoksnio auginimą ant pagrindo. Paprastai tai atliekama naudojant metalo organinį cheminį nusodinimą iš garų (MOCVD). Čia kaitinamas dujų mišinys, kuriame yra puslaidininkinė medžiaga. Ir tada jis nusodinamas ant pagrindo. Epitaksinio sluoksnio storis lemia šviesos bangos ilgį, kurį skleis šviesos diodas.

3 žingsnis: Dopingas

Užauginus epitaksinį sluoksnį, jis yra legiruojamas priemaišomis, kad susidarytų P ir N tipo regionai. Paprastai tai atliekama naudojant jonų implantavimo procesą. Čia priemaišų jonai implantuojami į puslaidininkinę medžiagą naudojant didelės energijos pluoštus.

4 žingsnis: Sutarties sudarymas

Po dopingo šviesos diodas yra padengtas metalo sluoksniu, kad susidarytų elektriniai kontaktai. Metalas paprastai nusodinamas ant šviesos diodo naudojant techniką, vadinamą purškimu. Čia didelės energijos jonų spindulys nusodina metalą ant šviesos diodo.

5 žingsnis: ofortas

Šiame etape fotolitografija sukuria raštus ant LED paviršiaus. Ant šviesos diodo nusodinamas fotorezisto sluoksnis. Tada į fotorezistą, naudojant ultravioletinę šviesą, išgraviruojamas raštas. Tada piešinys perkeliamas ant LED paviršiaus naudojant sausą ėsdinimą. Čia plazma naudojama puslaidininkinei medžiagai išgraviruoti.

6 žingsnis: kapsuliavimas

Šeštasis LED gamybos žingsnis yra kapsuliavimas. Čia šviesos diodas yra įdėtas į pakuotę, kuri apsaugo jį nuo aplinkos poveikio ir padeda išsklaidyti šilumą. Paprastai pakuotė yra pagaminta iš epoksidinės dervos, užpilama ant šviesos diodo ir sukietinama, kad susidarytų kietas apsauginis apvalkalas. Pakuotėje taip pat yra elektriniai kontaktai, jungiantys šviesos diodą su maitinimo šaltiniu.

Paskutinis žingsnis: bandymas

Galiausiai supakuoti šviesos diodai yra išbandomi, siekiant užtikrinti, kad jie atitiktų norimą ryškumą. Be to, tai užtikrina spalvų ir efektyvumo specifikacijas. Visi sugedę įrenginiai išmetami, o likę įrenginiai išsiunčiami klientams.

Skirtumai tarp šviesos diodų ir tradicinių šviesos šaltinių

ypatybė	LED	Tradiciniai šviesos šaltiniai
energijos vartojimo efektyvumo	Labai efektyvus; sunaudoja mažiau energijos	Mažiau efektyvus; sunaudoja daugiau energijos
Tarnavimo laikas	Ilgesnis tarnavimo laikas; iki 50,000 XNUMX valandų	Trumpesnis tarnavimo laikas; iki 10,000 XNUMX valandų
Šilumos generavimas	Maža šilumos gamyba	Didelė šilumos gamyba
Šviesos kokybė	Aukštos kokybės šviesa, įvairių spalvų	Galimas ribotas spalvų asortimentas
Dydis ir forma	Mažas ir kompaktiškas, įvairių formų	Didelės ir ribotos formos galimybės
Poveikio aplinkai	Nekenksmingas aplinkai, nėra toksiškų medžiagų	Sudėtyje yra toksiškų medžiagų
Momentinis įjungimas/išjungimas	Momentinis įjungimas/išjungimas	Lėtai įšyla ir išsijungia
Kaina	Didesnė pradinė kaina, bet ilgainiui pigesnė	Mažesnės pradinės išlaidos, bet didesnės eksploatacijos išlaidos
priežiūra	Reikalinga mažai priežiūros	Reikalinga didelė priežiūra
suderinamumas	Suderinamas su elektroniniais valdikliais	Ribotas suderinamumas su elektroniniais valdikliais
Tamsos	Pritemdoma naudojant suderinamus valdiklius	Ribota pritemdymo galimybė

Šviesos diodai yra labai efektyvūs ir sunaudoja mažiau energijos, palyginti su tradiciniais šviesos šaltiniais. Be to, jų tarnavimo laikas yra ilgesnis – iki 50,000 XNUMX valandų, ir išskiria mažiau šilumos. LED šviestuvai yra įvairių spalvų ir suteikia aukštos kokybės šviesą. Jie taip pat yra maži ir kompaktiški bei įvairių formų. Be to, LED šviestuvai yra nekenksmingi aplinkai ir juose nėra toksiškų medžiagų.

Kita vertus, tradiciniai šviesos šaltiniai yra mažiau efektyvūs ir sunaudoja daugiau energijos. Jų tarnavimo laikas trumpesnis, iki 10,000 XNUMX valandų, ir išskiria daug šilumos. Jie taip pat turi ribotą spalvų asortimentą. Tradiciniai šviesos šaltiniai yra didelių gabaritų ir ribotų formų. Juose yra toksiškų medžiagų ir jie daro didelį poveikį aplinkai.

Šviesos diodai akimirksniu įsijungia ir išsijungia, todėl jiems reikia mažai priežiūros. Jie taip pat yra suderinami su elektroniniais valdikliais ir yra pritemdomi naudojant suderinamus valdiklius. Tačiau jie turi didesnę pradinę kainą, tačiau ilgainiui yra pigesni. Tradiciniai šviesos šaltiniai turi mažesnę pradinę kainą, bet didesnę eksploatavimo kainą. Ir tai reikalauja didelės priežiūros. Taigi jis labiau suderinamas su elektroniniais valdikliais. Ir turi ribotą pritemdymo galimybę.

Norėdami gauti daugiau informacijos, galite perskaityti LED apšvietimo privalumai ir trūkumai.

LED veikimo supratimas 

Suprasti LED veikimą gali būti sudėtinga. Tai apima keletą techninių specifikacijų, veiksnių ir bandymo procedūrų. Aptarkime kai kurias esmines LED specifikacijas ir aspektus, turinčius įtakos LED veikimui. Taip pat LED testavimas ir sertifikavimas.

LED specifikacijos

Čia yra išsami LED specifikacijų informacija:

• Šviesos srautas

Šviesos srautas matuoja matomos šviesos kiekį, kurį skleidžia LED šaltinis. Šviesos srauto matavimo vienetas yra liumenas (lm). Didesnė liumenų reikšmė rodo ryškesnį šviesos diodą. Tačiau vien tik šviesos srauto vertė nesuteikia informacijos apie skleidžiamos šviesos kokybę. Tam yra ir kitų veiksnių, ty spalvų perteikimas, energijos vartojimo efektyvumas ir kt.

Norėdami gauti daugiau informacijos, galite perskaityti žemiau:

Candela vs Lux vs Lumens.

Liumenų iki vatų: visas vadovas

Kelvinas ir liumenai: skirtumų supratimas

• Šviesos efektyvumas

LED šaltinio šviesos efektyvumas matuoja, kiek matomos šviesos jis sukuria. Jis matuoja energijos suvartojimą per laiko vienetą. Šviesos efektyvumo matavimo vienetas yra liumenas vatui (lm/W). Didesnis šviesos efektyvumo skaičius reiškia, kad šviesos diodas yra efektyvesnis ir suteikia daugiau šviesos kiekvienam naudojamo energijos vienetui. Didesnio šviesos efektyvumo šviesos diodai gali sutaupyti energijos ir sumažinti eksploatacines išlaidas.

• spalva Temperatūra

Spalvos temperatūra matuoja šviesos išvaizdą pagal spalvą iš LED šaltinio. Kelvinas yra spalvos temperatūros (K) matavimo vienetas. Šviesos diodai gali skleisti įvairių spalvų temperatūrų šviesą. Jis gali būti nuo šiltos baltos (2700–3000 K) iki šaltai baltos (5000–6500 K). Lėtesnė spalvų temperatūros reikšmė rodo šiltesnę (gelsvą) šviesą. Tuo pačiu metu aukštesnė rodo vėsesnę (melsvą) šviesą.

Norėdami gauti daugiau informacijos, galite perskaityti žemiau:

Kaip pasirinkti LED juostos spalvų temperatūrą?

Geriausia LED biuro apšvietimo spalvų temperatūra

• Spalvų perdavimo indeksas (CRI)

Spalvų perteikimo indeksas (CRI) matuoja, kaip gerai LED šaltinis gali perteikti spalvas, palyginti su natūralia šviesa. CRI reikšmė svyruoja nuo 0 iki 100, o didesnė reikšmė rodo geresnį spalvų perteikimą. Šviesos diodas, kurio CRI vertė yra 80 arba didesnė, paprastai turi gerą spalvų perteikimą. Priešingai, šviesos diodas, kurio CRI vertė yra mažesnė nei 80, gali sukelti spalvų iškraipymus.

• Priekinė įtampa

Priekinė įtampa yra įtampa, reikalinga šviesos diodui įjungti ir skleisti šviesą. Priekinės įtampos matavimo vienetas yra voltas (V). Šviesos diodo tiesioginė įtampa skiriasi priklausomai nuo šviesos diodo tipo ir gamybos proceso.

• Atvirkštinės srovės nutekėjimas

Atbulinės eigos srovės nuotėkis yra srovė, kuri teka per šviesos diodą atvirkštine kryptimi. Tai atsitinka, kai įtampa yra nukreipta priešinga kryptimi. Šviesos diodo atvirkštinės srovės nuotėkis turi būti kuo mažesnis, kad būtų užtikrintas tinkamas veikimas ir ilgas tarnavimo laikas.

LED veikimą įtakojantys veiksniai

Šviesos diodai arba šviesos diodai tampa vis populiaresniu pasirinkimu. Jie turi didelį efektyvumą, ilgą tarnavimo laiką ir mažas energijos sąnaudas. Tačiau yra keletas veiksnių, galinčių turėti įtakos šviesos diodų veikimui, pavyzdžiui:

• Terminis valdymas

Svarbus veiksnys, turintis įtakos šviesos diodų veikimui, yra jų gebėjimas valdyti šilumą. Šviesos diodai yra temperatūrai jautrūs įrenginiai. Jei jie nėra tinkamai aušinami, jie gali nukentėti. Tai sumažins efektyvumą ir sutrumpins tarnavimo laiką. Todėl labai svarbu užtikrinti tinkamą šilumos valdymą, kad būtų išlaikytas šviesos diodo veikimas.

• Vairavimo srovė

Kitas svarbus veiksnys, turintis įtakos LED veikimui, yra pavaros srovė. Šviesos diodai veikia tam tikru srovės lygiu. Viršijus šią srovę, gali sutrumpėti jų tarnavimo laikas, sumažėti efektyvumas ir sukelti gedimą. Kita vertus, per mažai naudojant šviesos diodą gali sumažėti šviesos srautas ir sutrumpėti eksploatavimo laikas. Todėl labai svarbu palaikyti tinkamą pavaros srovę, kad būtų užtikrintas optimalus LED veikimas.

• Senėjimas

Kaip ir bet kuris kitas elektroninis prietaisas, šviesos diodai taip pat sensta. Tai gali turėti įtakos jų veikimui laikui bėgant. Senstant šviesos diodams mažėja jų efektyvumas, o šviesos srautas mažėja. Šis procesas žinomas kaip liumenų nusidėvėjimas. O tai gali paspartinti karščio, drėgmės ir kitų aplinkos veiksnių poveikis. Todėl svarbu atsižvelgti į numatomą LED tarnavimo laiką. Be to, projektuodami apšvietimo sistemą atsižvelkite į numatomą jo degradacijos greitį.

• Spalva Shift "

Kitas veiksnys, turintis įtakos LED veikimui, yra spalvų poslinkis. Šviesos diodo spalva laikui bėgant keičiasi dėl fosforo medžiagos pokyčių. Tai gali sukelti nepageidaujamą spalvų pasikeitimą apšvietimo sistemoje. Dėl to jis mažiau patrauklus ar net netinkamas naudoti pagal paskirtį.

• Optika

LED apšvietimo sistemoje naudojama optika taip pat gali labai paveikti jos veikimą. Tinkama optika gali padėti tolygiai paskirstyti šviesą. Taigi, tai maksimaliai padidina LED efektyvumą. Priešingai, dėl prastos optikos gali dingti šviesa arba ji gali būti išsklaidyta. Tai sumažina bendrą sistemos efektyvumą.

LED testavimas ir sertifikavimas

LED sertifikatas patvirtina, kad LED gaminys atitinka pramonės kokybę ir saugumą. Ji taip pat patikrina veiklos standartus. Sertifikavimą paprastai atlieka nepriklausomos trečiųjų šalių organizacijos, kurios specializuojasi bandymų ir sertifikavimo srityse.

• IESNA LM-80

IESNA LM-80 yra LED gaminių liumenų nusidėvėjimo per tam tikrą laiką matavimo standartas. Jis taip pat matuoja našumą skirtingomis eksploatavimo sąlygomis. Šis standartas padeda užtikrinti, kad LED produktai išlaikytų savo kokybę ir ryškumą ilgą naudojimo laikotarpį. 

• ENERGIJOS ŽVAIGŽDĖ

ENERGY STAR yra programa, kuri sertifikuoja LED gaminius, atitinkančius energijos vartojimo efektyvumo ir veikimo standartus. LED gaminiai, kuriems suteiktas ENERGY STAR sertifikatas, paprastai yra efektyvesni energiją nei nesertifikuoti gaminiai. Taigi tai gali padėti vartotojams sutaupyti pinigų už elektros energijos sąskaitas. ENERGY STAR sertifikatas taip pat rodo, kad gaminys atitinka aukštus veikimo ir kokybės standartus.

• Kiti sertifikatai

Be ENERGY STAR, LED gaminiams suteikiami ir kiti sertifikatai. Tai apima DLC (DesignLights Consortium) ir UL (Underwriters Laboratories). DLC sertifikavimas yra orientuotas į energijos vartojimo efektyvumą. Dažnai reikalaujama, kad LED gaminiai atitiktų komunalines nuolaidas. UL sertifikatas rodo, kad LED gaminys buvo išbandytas ir atitinka saugos standartus.

Norėdami gauti daugiau informacijos, galite perskaityti LED juostinių šviestuvų sertifikavimas.

Įprasti šviesos diodų pritaikymai

Kai kurios bendros problemos, susijusios su šviesos diodais, yra šios:

Apšvietimas Ir Apšvietimas

Šviesos diodai plačiai naudojami gyvenamosiose patalpose. Pavyzdžiui, įleidžiamas, bėgių ir spintelės apšvietimas. Jie yra energiją taupantys ir ilgaamžiai. Dėl to jie yra idealus pasirinkimas namų ūkiams, norintiems sumažinti energijos suvartojimą. Be to, sutaupoma pinigų už elektros sąskaitas.

Šviesos diodai taip pat dažnai naudojami komerciniuose apšvietimo įrenginiuose. Tai gali būti biuro, mažmeninės prekybos ar sandėlio apšvietimas. Jie siūlo ryškią, pastovią šviesą, kuri gali padėti pagerinti produktyvumą. Be to, jie sukuria jaukią aplinką klientams.

Šviesos diodai vis dažniau naudojami lauko apšvietimui. Pavyzdžiui, gatvių šviestuvai, automobilių stovėjimo aikštelės šviestuvai ir kraštovaizdžio apšvietimas. Jie taupo energiją, yra patvarūs ir gali atlaikyti ekstremalias oro sąlygas. Dėl to jie yra idealus pasirinkimas naudoti lauke.

Ekrano technologija

Vienas iš labiausiai paplitusių šviesos diodų pritaikymo ekrano technologijoje yra skaitmeniniai ženklai. Šie ekranai naudojami informacijai, reklamai ir pramogoms viešose vietose. Pirmenybė teikiama skaitmeniniams LED ženklams, nes jie gali sukurti didelį kontrastą. Jame taip pat yra didelės raiškos vaizdai su ryškiomis ir ryškiomis spalvomis, kurios matomos net ryškioje saulės šviesoje. Dėl to jie puikiai tinka lauko reklamai.

Kitas populiarus šviesos diodų pritaikymas ekrano technologijoje yra televizoriai. LED televizoriai naudoja šviesos diodus, kad apšviestų ekraną. Tai pagerina vaizdo kokybę ir kontrastą. Šviesos diodai taip pat daro televizorius efektyvesnius nei tradiciniai LCD televizoriai. Tai daro juos ekologiškesnius.

Šviesos diodai taip pat naudojami kompiuterių monitoriuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose ir mobiliuosiuose įrenginiuose. LED ekranai yra plonesni, lengvesni ir sunaudoja mažiau energijos nei tradiciniai ekranai. Dėl to jie idealiai tinka nešiojamiems įrenginiams.

Pramogų pramonėje šviesos diodai naudojami didelio masto ekranuose, tokiuose kaip sienos, grindys ir lubos. Šie ekranai suteikia auditorijai įtraukiančių įspūdžių. Tai jaudina publiką koncertuose, sporto renginiuose ar pramogų parkuose. Jie gali būti pritaikyti, kad būtų rodomos įvairios spalvos ir raštai. Dėl to jie idealiai tinka kurti dinamiškus ir patrauklius vaizdo efektus.

automobilių pramonės

Visų pirma, šviesos diodai dažniausiai naudojami automobilių apšvietime. Jie naudojami priekiniams, galiniams, stabdžių žibintams, posūkio signalams ir vidaus apšvietimui. Kitas šviesos diodų pritaikymas automobilių pramonėje yra prietaisų skydelio ekranai. Taip pat prietaisų skydeliai. LED ekranai suteikia aiškią, ryškią ir pritaikomą informaciją vairuotojams. Jie gali būti nustatyti taip, kad, be kita ko, būtų rodoma tokia informacija kaip greitis, degalų lygis ir variklio būsena.

Šviesos diodai taip pat naudojami automobilių saugos priemonėse. Jie apima dienos žibintus, prisitaikančius priekinius žibintus ir atsargines kameras. Dienos žibintai padidina transporto priemonių matomumą dienos metu. Tuo pačiu metu prisitaikantys priekiniai žibintai keičiasi atsižvelgiant į automobilio greitį ir vairavimo kampą, kad būtų užtikrintas geriausias apšvietimas. Atsarginės kameros naudoja šviesos diodus, kad pateiktų aiškius ir ryškius vaizdus esant prastam apšvietimui.

Šviesos diodai taip pat naudojami kuriant transporto priemonių išorinį stilių. Taip pat jie gali būti naudojami akcentiniam apšvietimui ant automobilio kėbulo ir šviečiantiems logotipams bei ženkliukams. Be to, LED apšvietimas gali sukurti dinamiškus apšvietimo efektus. Pavyzdžiui, nuoseklūs posūkio signalai ir animuoti šviesos ekranai.

Medicininė įranga

Toliau pateikiami kai kurie standartiniai šviesos diodų pritaikymai medicinos įrangoje:

• Medicininis vaizdas: Šviesos diodai medicininiuose vaizdo gavimo įrenginiuose naudojami rentgeno aparatuose, KT skaitytuvuose ir MRT aparatuose. Šviesos diodai naudojami kaip šviesos šaltiniai, apšviečiant vaizduojamą kūno dalį. LED apšvietimas suteikia tikslesnį ir ryškesnį vaizdą. Tai ypač svarbu mažo kontrasto vaizdams.

• Endoskopai: Šviesos diodai naudojami endoskopuose, kurie naudojami minimaliai invazinėms operacijoms. Endoskopuose yra miniatiūrinės LED lemputės, kurios apšviečia operacijos vietą. Šviesos diodų skleidžiama ryški šviesa suteikia aiškų operacijos vietos vaizdą. Tai leidžia chirurgams tiksliau ir tiksliau atlikti procedūras.

• Chirurginiai priekiniai žibintai: Šviesos diodai naudojami chirurginiuose priekiniuose žibintuose. Tai suteikia ryškią baltą šviesą, kuri apšviečia chirurginę vietą. Šviesos diodų pagrindu pagaminti chirurginiai priekiniai žibintai turi keletą pranašumų, palyginti su tradiciniais halogeniniais žibintais. Tai apima ilgesnį tarnavimo laiką, mažesnę šilumos gamybą ir tikslesnį spalvų perteikimą.

• Fototerapijos prietaisai: Šviesos diodai naudojami fototerapijos prietaisuose. Jis gydo įvairias odos ligas, tokias kaip psoriazė, egzema ir spuogai. Šviesos diodų skleidžiama mėlyna šviesa veiksmingai naikina spuogus sukeliančias bakterijas. Priešingai, raudona šviesa veiksmingai mažina uždegimą ir skatina žaizdų gijimą.

• Odontologijos įranga: Šviesos diodai taip pat naudojami odontologinėje įrangoje, pavyzdžiui, dantų plombavimo kietinimo lemputėse. Šios lemputės sukuria didelio intensyvumo šviesos spindulį. Taip suaktyvinama dantų plombų derva, todėl jos greitai sukietėja.

Ryšys ir signalizacija

Vienas iš dažniausiai naudojamų šviesos diodų komunikacijos ir signalizacijos srityse yra šviesoforai. Šviesoforai, kurių pagrindą sudaro LED šviesoforai, yra ekonomiškesni nei jų kaitrinės lempos. Jis taip pat turi ilgesnį tarnavimo laiką. Jie labiau matomi ryškioje saulės šviesoje. Juos galima užprogramuoti taip, kad spalvos keistųsi greičiau nei tradiciniai šviesoforai.

Kitas dažnas šviesos diodų taikymas signalizavimui yra avarinėse transporto priemonėse. Tokie kaip policijos automobiliai, gaisrinės mašinos ir greitosios pagalbos automobiliai. LED lemputės yra ryškios ir matomos iš didelio atstumo. Dėl to jie yra naudingi kritinėse situacijose, kai labai svarbus greitas ir aiškus signalizavimas.

Kilimo ir tūpimo tako ir navigacijos LED žibintai taip pat naudojami aviacijoje ir jūroje. Šiose srityse pirmenybė teikiama šviesos diodams, o ne kaitrinėms lemputėms. Nes jie yra patvaresni, taupesni energiją ir ilgiau tarnauja. Šviesos diodai taip pat gali skleisti šviesą tam tikra kryptimi. Dėl to jie naudingi nukreipiant signalizaciją.

Telekomunikacijose šviesos diodai naudojami šviesolaidinio ryšio sistemose. Šviesolaidiniai kabeliai perduoda duomenis šviesos impulsais. O šviesos diodai šioms sistemoms naudojami kaip šviesos šaltiniai. Šviesolaidinės šviesos diodų sistemos yra efektyvesnės ir turi didesnį pralaidumą nei tradicinės vario ryšio sistemos.

Šviesos diodų priežiūra

Šviesos diodai reikalauja priežiūros, kad būtų užtikrintas optimalus veikimas. Kad jis tarnautų ilgą laiką, kaip ir bet kurį kitą elektros prietaisą, jį reikia prižiūrėti. Štai keletas LED priežiūros patarimų:

Valymo šviesos diodai

• Naudokite tinkamus valymo sprendimus: Valant šviesos diodus būtina vengti stiprių cheminių medžiagų, tokių kaip tirpikliai. Tai gali pažeisti subtilią šviesos diodo struktūrą. Vietoj to naudokite švelnų ploviklį arba izopropilo alkoholio tirpalą. Įsitikinkite, kad valymo tirpale nėra abrazyvinių dalelių.

• Naudokite tinkamus įrankius: Šviesos diodams valyti naudokite minkštą, be pūkelių šluostę, pvz., mikropluošto arba objektyvo valymo šluostę. Nenaudokite šiurkščių ar abrazyvinių medžiagų, tokių kaip popieriniai rankšluosčiai. Tai gali subraižyti LED paviršių.

• Būk švelnus: Valydami šviesos diodus būkite švelnūs ir nespauskite per didelio šviesos diodo paviršiaus. Nelieskite šviesos diodo plikais pirštais. Aliejai ir teršalai iš odos gali patekti ant LED paviršiaus. Tai sumažina ryškumą ir tarnavimo laiką.

Šviesos diodų tvarkymas

Šviesos diodų valdymas taip pat yra labai svarbus siekiant užtikrinti ilgą jų tarnavimo laiką. Štai keletas patarimų, kaip elgtis su šviesos diodais:

• Nelieskite šviesos diodo: Dirbant su šviesos diodais, labai svarbu neliesti šviesos diodo paviršiaus plikomis rankomis. Alyvos ir nešvarumai ant rankų gali sugadinti šviesos diodą. Vietoj to naudokite pirštines arba švarų, be pūkelių šluostę, kad galėtumėte dirbti su LED.

• Stenkitės, kad šviesos diodai nepatektų į drėgmę: Drėgmė gali sugadinti šviesos diodą. Todėl dirbant su šviesos diodu labai svarbu vengti drėgmės poveikio.

• Venkite šviesos diodų nuo karščio: Šviesos diodai yra jautrūs karščiui, todėl aukšta temperatūra gali juos sugadinti. Todėl naudojimo metu labai svarbu vengti, kad šviesos diodas nebūtų veikiamas aukštos temperatūros.

• Tinkamai laikykite šviesos diodus: Šviesos diodai turi būti laikomi vėsioje, sausoje vietoje, kad būtų išvengta karščio ir drėgmės poveikio.

Šviesos diodų trikčių šalinimas

Kaip ir bet kuri technologija, LED apšvietimas taip pat turi nemažai problemų. Aptarsiu kai kurias dažniausiai pasitaikančias LED apšvietimo problemas ir kaip jas spręsti.

1. Mirksėjimas

LED lemputės gali mirgėti, ypač pirmą kartą įjungus. Tai erzina ir blaško dėmesį. Šią problemą gali sukelti keli veiksniai. Juose yra nesuderinamas šviesos reguliatoriaus jungiklis ir sugedusi tvarkyklė. Arba tai gali būti maitinimo šaltinis arba netinkamas montavimas.

Norėdami išspręsti šią problemą, įsitikinkite, kad reguliatoriaus jungiklis yra suderinamas su LED lemputėmis. Pakeiskite visus sugedusius komponentus ir užtikrinkite tinkamą apšvietimo įrangos montavimą.

2. Blizgesys

LED lemputės gali gaminti akinimas, kuris gali būti nepatogus ir sukelti akių nuovargį. Šią problemą gali sukelti keli veiksniai. Tokie kaip šviestuvo išdėstymas, naudojamos lemputės tipas ir dizainas.

Norėdami išspręsti šią problemą, naudokite matinius arba išsklaidytus lęšius, kad sumažintumėte akinimą. Sureguliuokite šviestuvo vietą ir pasirinkite mažesnio ryškumo lemputes.

3. Neteisinga spalvų temperatūra

LED lemputės gali skleisti skirtingos spalvos temperatūrą. Tai gali paveikti aplinką ir kambario atmosferą. Pavyzdžiui, kai kurios LED lemputės gali skleisti atšiaurią, melsvai baltą šviesą, kuri gali būti nepatraukli. Vėlgi, pasirinkus šiltą biuro apšvietimo spalvą, darbuotojas bus mieguistas. 

Norėdami išspręsti šią problemą, rinkitės LED šviestuvus, kurių spalvos temperatūra atitinka norimą kambario atmosferą. Pavyzdžiui, miegamajame gali tikti šilta, gelsva šviesa. Priešingai, vėsesnė, melsvai balta šviesa gali tikti darbo ar studijų patalpoje.

4. šiluma

LED lemputės gali gaminti šilumą, sumažindamos jų tarnavimo laiką ir našumą. Šią problemą gali sukelti keli veiksniai. Pavyzdžiui, netinkamas vėsinimas ar vėdinimas. Be to, gali būti aukšta aplinkos temperatūra ir per didelis srovės srautas.

Įsitikinkite, kad LED lemputės yra pakankamai vėsintos ir vėdinamos, kad išspręstumėte šią problemą. Venkite jų montuoti vietose, kuriose yra aukšta aplinkos temperatūra. Taip pat įsitikinkite, kad srovės srautas neviršija rekomenduojamo diapazono.

5. suderinamumas

LED lemputės gali būti nesuderinamos su esamais apšvietimo įrenginiais ar sistemomis. Tai apsunkina jų įrengimą ir naudojimą. Šią problemą gali sukelti įvairūs veiksniai, pavyzdžiui, įtampos, galios ir konstrukcijos skirtumai.

Norėdami išspręsti šią problemą, įsitikinkite, kad LED lemputės veikia su esamomis apšvietimo sistemomis ir šviestuvais. Arba apsvarstykite galimybę pakeisti armatūrą ir sistemas, jei reikia.

Suprasti šias problemas ir imtis atitinkamų priemonių joms spręsti. Taigi galite mėgautis daugybe LED apšvietimo privalumų be jokių nepatogumų.

Norėdami gauti daugiau informacijos, galite perskaityti LED juostelių trikčių šalinimas.

Ateities LED technologijos pokyčiai

Pažvelkime į būsimus LED technologijos patobulinimus.

1. Energijos vartojimo efektyvumo gerinimas

Štai keletas pagrindinių energijos vartojimo efektyvumo patobulinimų ateityje tobulinant LED technologiją:

• Didesnis efektyvumas

LED efektyvumas matuoja, kaip efektyviai šviesos šaltinis paverčia elektros energiją į elektros šviesą. LED efektyvumas pastaraisiais metais nuolat gerėjo dėl medžiagų mokslo. Be to, įrenginio dizaino patobulinimai padidina efektyvumą. Pavyzdžiui, ji kuria naujas puslaidininkines medžiagas, tokias kaip indžio galio nitridas (InGaN). Tai padidino mėlynos ir žalios spalvos šviesos diodų efektyvumą, kurie yra svarbūs baltų šviesos diodų komponentai. O ateinančiais metais dėl daugiau naujovių šviesos diodai taps daug efektyvesni. 

• Geresnis šilumos valdymas

Kai šviesos diodai tampa efektyvesni, jie taip pat generuoja daugiau šilumos. Tai gali sumažinti jų našumą ir tarnavimo laiką. Tačiau šilumos valdymo metodų pažanga pagerino patikimumą. Panašiai, geresni šilumos kriauklės ir medžiagos su didesniu šilumos laidumu. Šių metodų tobulinimas leis LED gamintojams pagerinti savo našumą ateityje. Tai taip pat padidins jų produktų patikimumą.

• Išmanesnės valdymo sistemos

LED technologijai taip pat padeda pažangios valdymo sistemos, kurios geriausiai išnaudoja energiją ir mažiau atliekų. Pavyzdžiui, LED apšvietimo sistemose gali būti įrengti jutikliai. Šie jutikliai nustato užimtumą. Jie taip pat automatiškai reguliuoja apšvietimo lygį. Taigi jis pritemdo šviesą, reaguodamas į natūralios šviesos lygį. O ateinančiais metais tikimės daugiau tokių automatinių jutimo funkcijų šviesos dioduose.

• Integracija su kitomis technologijomis

Galiausiai šviesos diodai vis labiau integruojami su kitomis technologijomis, pavyzdžiui, daiktų interneto (IoT) jutikliais. Jis kuria išmanias apšvietimo sistemas, prisitaikančias prie besikeičiančios aplinkos ir vartotojų poreikių. Ši integracija gali padėti sutaupyti dar daugiau energijos, nes apšvietimo sistemas galima valdyti tiksliau ir efektyviau.

2. Gamybos technikos pažanga

Pakalbėkime apie gamybos technologijų pažangą. Šios pažangos skatina ateities LED technologijos raidą.

• Chip Scale Package (CSP) šviesos diodai

CSP šviesos diodai yra naujo tipo šviesos diodai, kurie pašalina tradicinių pakavimo medžiagų poreikį. Pavyzdžiui, švino rėmai ir vielos jungtys. Tai sumažina šviesos diodo dydį ir svorį, todėl jis idealiai tinka naudoti kompaktiškuose įrenginiuose. CSP šviesos diodai taip pat yra efektyvesni, nes jie turi trumpesnį atstumą srovei nukeliauti. Jie taip pat sumažina energijos nuostolius.

Be to, CSP šviesos diodų gamybai reikalinga specializuota įranga. Pavyzdžiui, štampavimo mašinos ir plokštelių pakavimo mašinos. Šiais laikais jie tampa vis plačiau prieinami.

Norėdami gauti daugiau informacijos, galite perskaityti CSP LED juostelė VS COB LED juostelė.

• Mikro-LED

Naujų koloidinės sintezės metodų kūrimas ir QD integravimas į LED gamybą skatina būsimą LED technologijos plėtrą. Mikro-LED yra mažesni nei CSP šviesos diodai, kurių dydis yra mažesnis nei 100 mikrometrų. Jie siūlo didesnę skiriamąją gebą, ryškesnes spalvas ir geresnį kontrastą nei tradiciniai šviesos diodai. Mikro-LED gamyba yra sudėtinga dėl jų mažo dydžio. Vis dėlto technologinė pažanga leidžia juos pagaminti dideliais kiekiais. Tokie kaip mikrogamyba, litografija ir plokštelių klijavimas.

• Kvantiniai taškai (QD)

Kvantiniai taškai yra puslaidininkiniai nanokristalai, kurie skleidžia šviesą, kai juos stimuliuoja šviesos šaltinis. Jie pasižymi geresniu spalvų tikslumu ir ryškumu nei tradiciniai šviesos diodai. Ir juos galima sureguliuoti taip, kad skleistų specifines spalvas. QD gaminami naudojant techniką, vadinamą „koloidine sinteze“. Tai apima nanokristalų suspensijos sukūrimą skystyje. Tada nanokristalai nusodinami ant pagrindo, kad būtų sukurtas šviesos diodas. 

• 3D Spausdinimas

3D spausdinimas yra gamybos technika, kuri apima objektų kūrimą sluoksnis po sluoksnio. Tai suteikia didesnį dizaino lankstumą ir galimybę kurti sudėtingas formas. 3D spausdinimas gali būti naudojamas kuriant pasirinktines LED formas ir korpusą. Tai sumažina tradicinių gamybos metodų, tokių kaip liejimas įpurškimo, poreikį. 3D spausdinimas taip pat yra ekologiškesnis. Tai sumažina atliekų kiekį ir transportavimo poreikį.

3. Visiškai ekologiškų šviesos diodų potencialas

Visiškai organiniai šviesos diodai (FOLED) yra OLED tipas, kuriam nereikia jokių neorganinių medžiagų. Pavyzdžiui, metalai, kurie dažniausiai naudojami tradicinėje LED technologijoje. FOLED turi keletą pranašumų, palyginti su tradiciniais šviesos diodais. Jie yra lankstesni, lengvesni ir sunaudoja mažiau energijos nei tradiciniai šviesos diodai. Be to, FOLED gali būti gaminami naudojant nebrangias ir aplinkai nekenksmingas medžiagas. Tai daro juos patraukliu pasirinkimu kuriant tvarias technologijas.

Galimos FOLED pritaikymo galimybės yra didžiulės. Juose yra apšvietimas, ekranai ir net nešiojamos technologijos. Apšvietimo pramonėje FOLED gali pakeisti tradicinius šviesos šaltinius. Jis gali pakeisti fluorescencines ir kaitrines lemputes. FOLED gali būti pagaminti į plonus, lanksčius lakštus. Dėl to jie idealiai tinka lenktiems arba netaisyklingos formos paviršiams. Pavyzdžiui, architektūrinis ar automobilių apšvietimas.

Ekranų pramonėje FOLED turi keletą pranašumų, palyginti su tradiciniais LED ekranais. FOLED yra plonesni, lengvesni ir mažiau galingi. Dėl to jie idealiai tinka nešiojamiems įrenginiams, tokiems kaip išmanieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai. Be to, FOLED ekranai pasižymi geresniu spalvų tikslumu ir platesniu žiūrėjimo kampu. Taigi jie idealiai tinka aukščiausios klasės ekranams, pvz., televizoriams ir kompiuterių monitoriams.

DUK

Išvada

Svarbu pažymėti, kad LED technologija vis dar vystosi. Taip pat yra kur tobulinti našumą, spalvų kokybę ir įperkamumą. Dėl šios priežasties mokslininkai ir inžinieriai nuolat ieško būdų, kaip patobulinti LED technologiją. Jie bando padidinti jo veiksmingumą.

Kaip vartotojas ar įmonės savininkas, suprasdamas LED technologijos pagrindus, gali labai daug pasistengti. Tai gali padėti jums priimti pagrįstus sprendimus, kai reikia įsigyti apšvietimo gaminius. Nuo spalvos temperatūros iki liumenų, galios ir CRI. Šių sąvokų žinojimas gali padėti rasti tinkamus LED apšvietimo sprendimus.

Todėl šviesos diodai yra patraukli technologija. Dėl savo energijos taupymo galimybių, ilgaamžiškumo ir universalumo šviesos diodai yra apšvietimo technologija, kuri čia išliks.

LEDYi gamina aukštos kokybės LED juostos ir LED neoninis lankstus. Visi mūsų gaminiai praeina aukštųjų technologijų laboratorijose, kad būtų užtikrinta aukščiausia kokybė. Be to, mes siūlome pritaikomus mūsų LED juostelių ir neoninių lanksčių variantus. Taigi, aukščiausios kokybės LED juostelėms ir neoninėms LED juostelėms, susisiekite su LEDYi KAIP GALIMA GREIČIAU!