Laipni lūdzam gaismas diožu (LED) pasaulē, kur energoefektivitāte satiekas ar spilgtu apgaismojumu.

Gaismas diodes ir mainījušas to, kā mēs apgaismojam savas mājas, birojus un sabiedriskās telpas. Tam ir gaišākas, ilgstošākas un ilgtspējīgākas apgaismojuma iespējas. Šie mazie brīnumi ir nogājuši garu ceļu. Šie ir fakti, kas padara gaismas diodes par piemērotu tradicionālo kvēlspuldžu un dienasgaismas spuldžu aizstājēju. Tas var būt no mazajām gaismas diodes, kas izgaismo mūsu viedtālruņus, līdz milzīgiem LED ekrāniem, kas mūs apžilbina Taimskvērā.

Šajā visaptverošajā rokasgrāmatā tiks izpētīts viss, kas jums jāzina par LED. Jūs uzzināsiet par to vēsturi, darbības principiem, pielietojumu un priekšrocībām. Tātad, neatkarīgi no tā, vai esat inženieris, apgaismojuma dizaineris vai zinātkārs patērētājs, piesprādzējieties un gatavojieties būt apgaismotam!

Kas ir gaismas diodes (LED)?

Gaismas diodes (LED) ir mazas pusvadītāju ierīces. Tie izstaro gaismu, kad caur tiem tiek izlaista elektriskā strāva. Turpretim tradicionālās kvēlspuldzes rada gaismu, sildot stieples kvēldiegu. Gaismas radīšanai gaismas diodes balstās uz elektronu kustību pusvadītāju materiālā.

Gaismas diodes ir dažādās krāsās, sākot no sarkanas un zaļas līdz zilai un baltai. Turklāt gaismas diodes piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām apgaismojuma tehnoloģijām. Tie ietver energoefektivitāti, ilgu kalpošanas laiku un mazu izmēru. Līdz ar to tie ir kļuvuši arvien populārāki plašā lietojumu klāstā. LED ir aptvēris visu, sākot no apgaismojuma un displejiem līdz automobiļu un kosmosa tehnoloģijām.

Īsa gaismas diožu vēsture

Gaismas diodes (LED) ir visuresošas mūsu mūsdienu dzīvē. Tos izmanto it visā, sākot no luksoforiem un beidzot ar elektroniskām ierīcēm. Pat mājas apgaismojumam un automašīnu austiņām. Tomēr viņu vēsture aizsākās 20. gadsimta sākumā.

1907. gadā britu zinātnieks HJ Round atklāja parādību, ko sauc par elektroluminiscenci. Daži materiāli var izstarot gaismu, kad caur tiem tiek izlaista elektriskā strāva. Elektroluminiscences praktiskie pielietojumi attīstījās tikai 1960. gadā.

Nākamajās desmitgadēs pētnieki turpināja uzlabot LED tehnoloģiju. Viņi radīja jaunas krāsas un palielināja to spilgtumu. Zaļās un zilās gaismas diodes parādījās 1990. gados pēc dzeltenajām gaismas diodēm 1970. gados. 2014. gadā Kalifornijas Universitātes Santabarbaras pētnieki izveidoja baltu LED. Tas radīja apvērsumu apgaismojuma nozarē.

Mūsdienās LED tiek izmantotas dažādās lietojumprogrammās, tostarp apgaismojumā, displejos un medicīnas ierīcēs. Tās ir ilgāk kalpojošas un energoefektīvākas nekā standarta kvēlspuldzes. Tas padara tos par populāru izvēli patērētājiem un uzņēmumiem.

LED apgaismojuma priekšrocības

LED apgaismojums piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem apgaismojuma veidiem. Tas ietver energoefektivitāti, izmaksu ietaupījumus, vides ieguvumus, izturību un dizaina daudzpusību. Šajā sadaļā mēs sīkāk izpētīsim šīs priekšrocības.

Energoefektivitāte un izmaksu ietaupījums

Viena no nozīmīgākajām LED apgaismojuma priekšrocībām ir tā energoefektivitāte. Gaismas diodes ir daudz efektīvākas nekā kvēlspuldzes vai dienasgaismas spuldzes. Jo tie patērē mazāk enerģijas, lai ražotu tādu pašu gaismas daudzumu. Tas nozīmē, ka LED apgaismojums var ievērojami ietaupīt naudu par elektrības rēķiniem. Tāpēc jūs varat tos izmantot bieži.

Saskaņā ar ASV Enerģētikas departamenta datiem LED apgaismojums var patērēt līdz pat 75% mazāk enerģijas nekā kvēlspuldzes. Tas arī ilgst 25 reizes ilgāk. Tas nozīmē, ka LED spuldzes kalpošanas laikā jūs varat ietaupīt simtiem dolāru enerģijas izmaksās. Turklāt LED gaismas rada mazāk siltuma. Tātad tie ir efektīvāki, pārvēršot enerģiju gaismā un netērējot siltumu.

Vides ieguvumi

Vēl viena būtiska LED apgaismojuma priekšrocība ir tās ieguvumi videi. Gaismas diodes ir videi draudzīgas, un tām ir mazāks oglekļa nospiedums nekā tradicionālajām apgaismojuma tehnoloģijām. Tas ir tāpēc, ka tie patērē mazāk enerģijas, kas nozīmē, ka to darbināšanai ir jāsaražo mazāk enerģijas.

Turklāt gaismas diodes nesatur nekādus bīstamus materiālus, piemēram, dzīvsudrabu. Tas ir atrodams dienasgaismas spuldzēs. Tas nozīmē, ka gaismas diodes ir videi drošākas. Turklāt to ir vieglāk atbrīvoties nekā tradicionālās apgaismojuma tehnoloģijas.

Izturība un ilgmūžība

LED apgaismojums ir ļoti izturīgs un ilgmūžīgs. Gaismas diodes ir izgatavotas no cietiem materiāliem. Un tie nesatur nekādus pavedienus vai caurules, tāpēc tie mazāk pārlūst vai saplīst. Tas padara tos ideāli piemērotus lietošanai āra vidē vai vietās ar trieciena vai vibrācijas risku.

Gaismas diodēm ir arī ilgāks kalpošanas laiks nekā tradicionālajām apgaismojuma tehnoloģijām. Tie var ilgt līdz 50,000 XNUMX stundām. Tas ir ievērojami garāks nekā kvēlspuldzēm vai dienasgaismas spuldzēm. Tas nozīmē, ka laika gaitā varat ietaupīt naudu par nomaiņu un uzturēšanas izmaksām.

Dizaina daudzpusība

Tas labi darbojas arī vietās, kur tiek pasniegti ēdieni un dzērieni, kur apgaismojums ir ļoti svarīgs noskaņojuma radīšanai. LED apgaismojums ir ļoti daudzpusīgs, un to var izmantot dažādos lietojumos. Tiem ir vairāki izmēri un formas. Turklāt tie ir piemēroti dažādiem mērķiem. Daži ievērojami LED apgaismojuma dizaina modeļi ietver: 

• LED lampas lampas
• LED spuldzes
• LED lampas
• LED sloksnes
• LED neona flex
• LED padziļinātas gaismas
• LED sliežu ceļa gaismas
• LED prožektors utt.

Turklāt šīs gaismas diodes tiek izmantotas arī ekskluzīvos dekoratīvos gaismas ķermeņos, piemēram, lustās un piekaramās gaismās. Tātad dizaina ziņā LED ir visdaudzpusīgākā apgaismojuma iespēja, kādu jūs jebkad atradīsiet. 

Plašas gaismas krāsu iespējas

Gaismas diodes ir pieejamas dažādās krāsās un krāsu temperatūrās. Jūs varat izvēlēties siltu, vēsu vai dabisku baltu apgaismojumu savai zonai ar LED. Turklāt tam ir plašs krāsainu apgaismojuma klāsts: sarkans, zils, zaļš un dzeltens — neatkarīgi no tā, kādu gaismas krāsu vēlaties, LED ir jūsu labākā izvēle. Turklāt tas nodrošina krāsu pielāgošanas funkcijas, piemēram, RGB gaismas, adresējamas LED sloksnes, un vēl. Pateicoties augsto tehnoloģiju LED kontrollerim, kas padara iespējamu šo krāsu regulēšanas sistēmu. Tādējādi, izmantojot gaismas diodes, savā reģionā varat radīt dažādas noskaņas un gaisotni. Tas vēl vairāk padara tos ideāli piemērotus izmantošanai tirdzniecības telpās un mazumtirdzniecības vidē. 

Tūlīt ieslēgts

Gaismas diodes nodrošina tūlītēju gaismu, kad tās ir ieslēgtas. Taču tradicionālajai gaismai ir nepieciešamas dažas sekundes, lai uzsiltu, pirms tā izdod pilnu spilgtumu. Tas padara tos lieliski piemērotus lietošanai lietojumprogrammās, kur nepieciešama tūlītēja gaisma. Piemēram, luksofori un avārijas apgaismojums.

Kā darbojas gaismas diodes?

Gaismas diodes jeb gaismas diodes ir pusvadītāji. Tie ir mainījuši to, kā mēs apgaismojam savas mājas, birojus un ielas. Bet kā darbojas gaismas diodes? Iedziļināsimies LED tehnoloģiju pamatos, tostarp elektronu plūsmā, pn savienojumos un daudz ko citu.

• Elektronu plūsmas pamati

Lai saprastu, kā LED darbojas, mums vispirms ir jāsaprot daži elektronu plūsmas pamatprincipi. Elektroni ir negatīvi lādētas daļiņas. Tie riņķo ap atoma kodolu. Dažos materiālos, piemēram, metālos, elektroni var samērā brīvi pārvietoties. Tas nodrošina elektrības plūsmu. Citos materiālos, piemēram, izolatoros, elektroni ir cieši saistīti ar saviem atomiem. Un viņi nepārvietojas brīvi.

Pusvadītāju materiāliem ir dažas interesantas īpašības. Tie atrodas kaut kur starp metāliem un izolatoriem. Tie var vadīt elektrību, bet metāli ir labāki. Tomēr atšķirībā no izolatoriem tos var “noregulēt”, lai noteiktos apstākļos vadītu elektrību. Šī īpašība padara pusvadītājus ideāli piemērotus izmantošanai elektroniskajās ierīcēs.

• PN savienojums un pusvadītāju materiālu loma

Pusvadītāju materiālam ir izšķiroša nozīme gaismas izstarošanā LED. Silīciju vai germāniju parasti izmanto kā pusvadītāju materiālus gaismas diodēs. Lai padarītu tos pietiekami vadošus, lai radītu gaismu, jums ir jāpievieno materiālam piemaisījumi procesā, ko sauc par dopingu.

Dopings ietver nelielu daudzumu piemaisījumu pievienošanu pusvadītāju materiālam, lai mainītu tā elektriskās īpašības. Ir divas dopinga kategorijas: n-tipa un p-tipa. N-veida dopings ietver piemaisījumu pievienošanu pusvadītāju materiālam, kam ir papildu elektroni. Šie papildu elektroni var brīvi pārvietoties materiālā. Tas rada negatīvi lādētu daļiņu pārpalikumu. No otras puses, P-tipa dopings ietver piemaisījumu pievienošanu, kuriem ir mazāk elektronu nekā pusvadītāju materiālā. Tas rada “caurumus” materiālā vai vietās, kur trūkst elektronu. Šie caurumi ir pozitīvi uzlādēti.

Novietojot p-veida materiālu blakus n-veida materiālam, veidojas pn-pāreja. Savienojumā liekie elektroni no n-veida materiāla aizpilda p-veida materiāla caurumus. Tas rada noplicināšanas reģionu vai apgabalu bez brīviem elektroniem vai caurumiem. Šis izsīkuma reģions darbojas kā šķērslis strāvas plūsmai. Tas novērš elektronu plūsmu no n-veida materiāla uz p-veida materiālu.

• Dopinga nozīme un izsīkuma reģiona izveide

Gaismas diodes darbībai izšķiroša nozīme ir izsīkuma reģiona izveidei. Kad pn savienojumam tiek pielikts spriegums, tas liek elektroniem n-veida materiālā virzīties uz krustojumu. Tajā pašā laikā p-veida materiāla caurumi virzās uz krustojumu pretējā virzienā. Kad elektroni un caurumi satiekas izsīkuma reģionā, tie rekombinējas un atbrīvo enerģiju gaismas veidā.

Enerģijas sprauga nosaka precīzu radītās gaismas viļņa garumu. Tas atrodas starp pusvadītāja materiāla valences joslu un vadīšanas joslu. Šeit vadītspējas josla ir enerģijas līmeņu josla materiālā, ko elektroni var aizņemt, ja tie nav saistīti ar atomu. No otras puses, valences josla ir enerģijas līmenis, ko elektroni piepilda, kad tie ir saistīti ar atomu. Un, kad elektrons nokrīt no vadīšanas joslas uz valences joslu, tas atbrīvo enerģiju kā gaismas fotons.

• Elektroluminiscence un fotonu ģenerēšana

Elektroluminiscence ir gaismu izstarojoša parādība. Tas ir gaismas emisijas process no materiāla, reaģējot uz elektrisko strāvu, kas iet caur to. LED tehnoloģijas kontekstā elektroluminiscences process tiek veikts LED mikroshēmā.

Gaismas diode ir pusvadītāju ierīce, kas izstaro gaismu, kad tās spailēm tiek pielikts spriegums. Gaismas diode ir izgatavota no pn krustojuma, apgabala, kurā ir apvienoti divi pusvadītāji. P-veida pusvadītājam ir pozitīvs lādiņa nesējs (caurums). Tajā pašā laikā n-veida pusvadītājam ir negatīvs lādiņa nesējs (elektrons).

Gaismas diodes pn krustojumam tiek pielikts tiešās nobīdes spriegums. Un tas liek elektroniem savienoties ar elektronu caurumiem, lai atbrīvotu enerģiju kā fotonus. Pēc tam ģenerētie fotoni pārvietojas pa LED slāņiem. Un tie izstaro no ierīces kā redzamu gaismu. Tomēr izstarotās gaismas krāsa ir atkarīga no fotonu enerģijas. Tas ir saistīts ar gaismas diodē izmantoto materiālu joslas spraugas enerģiju. Piemēram, sarkanās gaismas diodes ir izgatavotas no pusvadītājiem ar zemāku joslas spraugas enerģiju. Turpretim zilajām un zaļajām gaismas diodēm ir nepieciešami pusvadītāji ar lielāku enerģijas spraugu. Zemāk esošajā tabulā ir parādīti piemēroti pusvadītāji dažādām gaismas krāsām gaismas diodēs. 

Piemērots pusvadītājs	Gaismas diožu krāsa
Indija gallija nitrīds (InGaN)	Zilas, zaļas un ultravioletās augstas spilgtuma gaismas diodes
Alumīnija gallija indija fosfīds (AlGaInP)	Dzeltenas, oranžas un sarkanas augstas spilgtuma gaismas diodes
Alumīnija gallija arsenīds (AlGaAs)	Sarkanās un infrasarkanās gaismas diodes

Gaismas diožu veidi

Ir dažāda veida gaismas diodes (gaismas diodes), no kurām dažas ir:

1. Standarta gaismas diodes

Standarta gaismas diodes ir pazīstamas arī kā caurejas gaismas diodes vai tradicionālās gaismas diodes. Tās ir visizplatītākās un plaši izmantotās gaismas diodes (LED). Šīs gaismas diodes ir izgatavotas ar nelielu pusvadītāju materiālu mikroshēmu un ir iekapsulētas caurspīdīgā epoksīdsveķu iepakojumā ar divām metāla tapām. Šie vadi ir sakārtoti taisnā līnijā. Tātad to uzstādīšana uz iespiedshēmas plates ir ātra un vienkārša.

Standarta gaismas diodes izstaro gaismu, kad mikroshēmai epoksīdsveķu iepakojumā tiek pievadīta elektriskā strāva. Izstarotās gaismas krāsa ir atkarīga no mikroshēmā izmantotā materiāla. Piemēram, gaismas diodes, kas izgatavotas no gallija arsenīda (GaAs), izstaro sarkanu gaismu. Tajā pašā laikā tie, kas izgatavoti no gallija nitrīda (GaN), izstaro zilu un zaļu gaismu.

Viena no galvenajām standarta LED priekšrocībām ir to izturība un ilgs kalpošanas laiks. Tie var ilgt desmitiem tūkstošu stundu. Tas ir ievērojami garāks par tradicionālajām kvēlspuldzēm. Tie ir arī ļoti energoefektīvi. Turklāt tās patērē līdz pat 90% mazāk enerģijas nekā kvēlspuldzes. Tie izdala ļoti maz siltuma. Tas padara tos ideāli piemērotus lietojumiem, kur siltuma ražošana rada bažas.

Standarta gaismas diodes tiek izmantotas dažādos lietojumos. Tas ietver apgaismojuma displejus, automašīnu apgaismojumu, elektronisko aprīkojumu un sadzīves tehniku. Tos izmanto arī luksoforos un digitālajos pulksteņos. Turklāt tie ir ideāla izvēle citiem lietojumiem, kuriem nepieciešams uzticams un energoefektīvs gaismas avots.

2. Lieljaudas gaismas diodes

Lieljaudas gaismas diodes ir gaismu izstarojošas diodes, kas paredzētas augstas gaismas atdevei. Tajā pašā laikā tie patērē maz enerģijas. Tie ir ideāli piemēroti apgaismojumam, automobiļiem, izkārtnēm un elektronikai.

Lieljaudas gaismas diodes atšķiras no standarta LED, jo to konstrukcija un dizains ir salīdzinoši atšķirīgi. Lieljaudas gaismas diodes sastāv no vairākām LED mikroshēmām, kas uzstādītas uz viena substrāta. Tas palīdz palielināt to kopējo spilgtumu un jaudu. Turklāt lieljaudas gaismas diodes izmanto lielāku siltuma izlietni. Tas izkliedē siltumu, ko rada liela jauda. Tādējādi tas aizsargā LED no bojājumiem, ko izraisa pārmērīgs karstums.

Viena no lielas jaudas LED priekšrocībām ir to efektivitāte. Tie rada lielu gaismas atdevi uz vienu patērētās enerģijas vienību. Tas padara tos par populāru izvēli energoefektīva apgaismojuma lietojumos. Tie ir arī izturīgāki nekā tradicionālie gaismas avoti. Turklāt tiem ir daudz ilgāks kalpošanas laiks. Tas samazina vajadzību pēc biežas nomaiņas un apkopes.

Lieljaudas gaismas diodes ir pieejamas dažādās krāsās un krāsu temperatūrās. Tas padara tos piemērotus vairākiem lietojumiem, piemēram, vispārējam, uzdevumu un speciālajam apgaismojumam. Piemēram, audzējiet apgaismojumu istabas augiem, akvārija apgaismojumu un skatuves apgaismojumu.

3. Organiskās gaismas diodes (OLED)

Organiskās gaismas diodes (OLED) ir apgaismojuma tehnoloģija, kas gaismas izstarošanai izmanto organiskos savienojumus. OLED ir līdzīgi tradicionālajiem LED. Tie izstaro gaismu, kad tiek pielietota elektriskā strāva. Bet atšķirība ir materiālu izmantošanā.

Tradicionālās gaismas diodes izmanto neorganiskus materiālus, piemēram, pusvadītājus un metālu sakausējumus. Gluži pretēji, OLED izmanto organiskus savienojumus, piemēram, polimērus un mazas molekulas. Šie materiāli tiek uzklāti uz pamatnes plānās kārtās. Un pēc tam stimulē elektriskais lādiņš, liekot tiem izstarot gaismu.

OLED piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām apgaismojuma tehnoloģijām. Pirmkārt, tie var būt ļoti plāni un elastīgi. Tas padara tos par piemērotām alternatīvām izmantošanai plašā lietojumu klāstā. Iekļauts viss, sākot no viedtālruņiem un televizoriem līdz apgaismes ķermeņiem un izkārtnēm. Turklāt OLED var būt ļoti energoefektīvi. Tas nozīmē, ka viņi var radīt apgaismojumu, kas patērē mazāk enerģijas nekā tradicionālās tehnoloģijas.

Viena no labākajām lietām OLED ir tā, ka tie var radīt spilgtas, augstas kvalitātes krāsas. OLED izstaro gaismu tieši no pašiem organiskajiem materiāliem. Tādējādi tie var radīt plašāku krāsu klāstu un labāku kontrastu nekā tradicionālās gaismas diodes. Tomēr tas paļaujas uz filtriem, lai radītu krāsas. Tas padara OLED labi piemērotus lietošanai tādās lietojumprogrammās kā digitālie displeji. Turklāt tas ir lieliski piemērots apgaismes ķermeņiem, kur krāsu precizitāte ir būtiska.

4. Polimēru gaismas diodes (PLED)

Polimēru gaismas diodes (PLED) kā aktīvo slāni izmantojiet vadošu polimēru materiālu. Šiem organiskajiem materiāliem ir unikālas optiskās un elektroniskās īpašības. Tas padara tos ideāli piemērotus gaismu izstarojošām ierīcēm.

Tradicionālās gaismas diodes ir izgatavotas no neorganiskiem materiāliem. Piemēram, gallija nitrīds un silīcijs. Bet PLED ir izgatavoti no polimēriem. Šie polimēri parasti ir izgatavoti no garām atkārtotu vienību ķēdēm. Tas viņiem piešķir unikālas īpašības.

PLED izmanto elektrisko lauku, lai ierosinātu elektronus polimērmateriālā. Tas liek tiem izstarot gaismu. Pielāgojot polimērmateriāla ķīmisko sastāvu, PLED var pielāgot izstarotās gaismas krāsu.

Viena no PLED priekšrocībām ir tā, ka tos var izgatavot, izmantojot lētas apstrādes no ruļļa uz ruļļiem metodes. Tas padara tos ļoti mērogojamus un rentablus. Tas ir novedis pie apgaismojuma, displeju un elektronisko ierīču izmantošanas.

Vēl viena PLED priekšrocība ir tā, ka tos var padarīt elastīgus un pielāgojamus. Tas padara tos ideāli piemērotus valkājamai elektronikai, piemēram, viedajam apģērbam un uz ādas piestiprinātiem sensoriem.

5. Kvantu punktu gaismas diodes (QD-LED)

Kvantu punktu gaismas diodes (QD-LED) gaismas radīšanai izmantojiet nanokristālus, ko sauc par kvantu punktiem. Šie punkti parasti ir izgatavoti no pusvadītāju materiāliem. Un tā izmērs svārstās no 2 līdz 10 nanometriem. QD-LED kvantu punkti ir iestiprināti starp diviem elektrodiem. Caur tiem tiek izlaista elektriskā strāva, kas uzbudina punktos esošos elektronus. Kad šie satrauktie elektroni atgriežas savā pamatstāvoklī, tie atbrīvo enerģiju gaismas veidā. Kvantu punkta izmērs nosaka radītās gaismas krāsu. Mazāki punkti rada zilu gaismu, un lielāki punkti rada sarkanu gaismu. Un vidējie izmēri rada zaļu un dzeltenu gaismu.

Viena no galvenajām QD-LED apgaismojuma priekšrocībām ir tā spēja radīt plašāku krāsu diapazonu. Tie arī nodrošina lielāku precizitāti un efektivitāti. Tas ir tāpēc, ka kvantu punktu lielumu var precīzi kontrolēt. Tas ļauj precīzāk noregulēt izstaroto gaismu. Turklāt QD-LED ir ilgāks kalpošanas laiks un patērē mazāk enerģijas. Tas padara tos videi draudzīgākus.

Tomēr QD-LED joprojām ir jauna tehnoloģija, un tā vēl nav plaši pieejama. Pastāv arī bažas par kvantu punktu radīšanai izmantoto pusvadītāju materiālu iespējamo toksicitāti. Tie parasti ir izgatavoti no kadmija vai citiem smagajiem metāliem. QD-LED pētījumi turpinās. Pētnieki šīm ierīcēm izstrādā drošākus un videi draudzīgākus materiālus.

6. Ultravioletās gaismas diodes (UV-LED)

Ultravioletās gaismas diodes (UV-LED) izstaro ultravioleto (UV) gaismu. Cilvēka acij tas ir neredzams. UV-LED rada gaismu ultravioletā spektrā. Parasti tie ir no 280 līdz 400 nanometriem (nm). Turklāt tas ir sadalīts trīs kategorijās: 

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

UV-LED tiek izmantoti dažādos pielietojumos, piemēram, konservēšanā, sterilizācijā un ūdens attīrīšanā. Tos parasti izmanto līmju un pārklājumu sacietēšanai elektronikas ražošanā. Tos var izmantot arī tintes un pārklājumu sacietēšanai poligrāfijas nozarē, kā arī automobiļu un kosmosa rūpniecībā. Turklāt tie ir ideāli piemēroti medicīnas nozarē iekārtu un virsmu sterilizēšanai.

Tomēr ir ļoti svarīgi paturēt prātā, ka UV gaisma, tostarp UV-LED, var kaitēt cilvēku veselībai. UV staru iedarbība var izraisīt acu bojājumus un ādas vēzi. Tāpēc, strādājot ar UV-LED, jums ir jāizmanto atbilstoši aizsardzības līdzekļi. Un ir obligāti jāievēro ražotāja sniegtās drošības vadlīnijas.

Lai iegūtu vairāk informācijas, varat lasīt Kāda ir atšķirība starp UVA, UVB un UVC?

Kā tiek izgatavotas gaismas diodes?

Gaismas diožu ražošanas process ir diezgan sarežģīts. Tas ietver vafeļu sagatavošanas, kodināšanas, iekapsulēšanas un citu kombināciju. Tas ietver arī iepakošanas tehnoloģijas. Bet es tos paskaidrošu sīkāk, bet pirms tam uzzināsim par šajā procesā izmantotajiem materiāliem-

LED ražošanā izmantotie materiāli

LED ražošanā izmantotajiem materiāliem ir izšķiroša nozīme. Tie nosaka LED veiktspēju un īpašības. Šeit ir daži informatīvi fakti par LED ražošanā izmantotajiem materiāliem:

• Gallija nitrīds (GaN) ir plaši izmantots materiāls LED ražošanā. GaN ir pusvadītāju materiāls, kas spēj izstarot zilu un zaļu gaismu. Tie ir būtiski, lai izveidotu baltās gaismas diodes. To izmanto arī kā substrāta materiālu LED ražošanā.

• Indija gallija nitrīds (InGaN) ir trīskāršs pusvadītāju materiāls. Tas ražo zilas, zaļas un baltas gaismas diodes. To izmanto arī lāzerdiožu ražošanā.

• Alumīnija gallija indija fosfīds (AlGaInP) ir kvartāra pusvadītāju materiāls. To izmanto sarkanu, oranžu un dzeltenu gaismas diožu ražošanai. To izmanto arī augstas spilgtuma LED lietojumprogrammās, piemēram, satiksmes un automašīnu apgaismojumā.

• safīrs ir populārs substrāta materiāls LED ražošanā. Tas ir kvalitatīvs vienkristāla materiāls. Tādējādi tas nodrošina stabilu pamatu GaN kristālu audzēšanai.

• Silīcija karbīds (SiC) ir platjoslas pusvadītāju materiāls, ko izmanto lieljaudas LED lietojumos. To izmanto arī jaudas elektronikas ražošanā un augstas temperatūras lietojumos.

• Fosfori ir materiāli, kas pārvērš gaismas diožu izstaroto zilo vai UV gaismu citās krāsās. Šos materiālus parasti izmanto balto gaismas diožu ražošanā.

• varš tiek izmantots kā siltuma izlietnes materiāls LED ražošanā. Tas ir lielisks siltuma vadītājs un palīdz izkliedēt LED radīto siltumu.

• Zelts tiek izmantots kā stiepļu savienošanas materiāls LED ražošanā. Tas ir lielisks elektrības vadītājs un tam ir laba izturība pret koroziju.

LED ražošanas process

LED ražošanas process parasti ietver šādas darbības:

1. solis: vafeļu sagatavošana

Pirmais solis LED ražošanā ir substrāta materiāla sagatavošana, to notīrot un pulējot. Pēc tam substrāts tiek pārklāts ar plānu materiālu, ko sauc par bufera slāni. Tas palīdz samazināt defektus un uzlabot LED kvalitāti.

2. solis: epitaksija

Nākamais solis ir epitaksija. Tas ietver pusvadītāju materiāla slāņa audzēšanu uz pamatnes. To parasti veic, izmantojot metāla organisko ķīmisko tvaiku pārklāšanu (MOCVD). Šeit tiek uzkarsēts gāzu maisījums, kas satur pusvadītāju materiālu. Un tad tas tiek uzklāts uz pamatnes. Epitaksiskā slāņa biezums nosaka gaismas viļņa garumu, ko izstaros LED.

3. solis: dopings

Kad epitaksiskais slānis ir izaudzēts, tas tiek leģēts ar piemaisījumiem, lai izveidotu P tipa un N tipa reģionus. To parasti veic, izmantojot jonu implantācijas procesu. Šeit piemaisījumu joni tiek implantēti pusvadītāju materiālā, izmantojot augstas enerģijas starus.

4. solis: līguma noformēšana

Pēc dopinga gaismas diode ir pārklāta ar metāla slāni, lai izveidotu elektriskos kontaktus. Metāls parasti tiek uzklāts uz LED, izmantojot metodi, ko sauc par izsmidzināšanu. Šeit augstas enerģijas jonu stars nogulsnē metālu uz LED.

5. solis: kodināšana

Šajā solī fotolitogrāfija veido rakstus uz LED virsmas. Uz LED tiek uzklāts fotorezista slānis. Pēc tam fotoresistā, izmantojot ultravioleto gaismu, tiek iegravēts raksts. Pēc tam zīmējums tiek pārnests uz LED virsmu, izmantojot sauso kodināšanu. Šeit pusvadītāju materiāla kodināšanai izmanto plazmu.

6. solis: iekapsulēšana

Sestais solis LED ražošanā ir iekapsulēšana. Šeit LED ir iekapsulēts iepakojumā, kas pasargā to no apkārtējās vides un palīdz izkliedēt siltumu. Iepakojums parasti ir izgatavots no epoksīda, pārlej ar LED un sacietē, veidojot cietu, aizsargājošu apvalku. Komplektācijā ietilpst arī elektriskie kontakti, kas savieno LED ar strāvas avotu.

Pēdējais solis: pārbaude

Visbeidzot, iepakotās gaismas diodes tiek pārbaudītas, lai nodrošinātu, ka tās atbilst vēlamajam spilgtumam. Turklāt tas nodrošina krāsu un efektivitātes specifikācijas. Visas bojātās ierīces tiek izmestas, un pārējās ierīces tiek nosūtītas klientiem.

Atšķirības starp gaismas diodēm un tradicionālajiem gaismas avotiem

iezīme	LED	Tradicionālie gaismas avoti
Energoefektivitāte	Ļoti efektīva; patērē mazāk enerģijas	Mazāk efektīva; patērē vairāk enerģijas
Mūžs	Ilgāks kalpošanas laiks; līdz 50,000 XNUMX stundām	Īsāks kalpošanas laiks; līdz 10,000 XNUMX stundām
Siltuma ģenerēšana	Zema siltuma ražošana	Augsta siltuma ražošana
Gaismas kvalitāte	Augstas kvalitātes gaisma, pieejama daudzās krāsās	Pieejams ierobežots krāsu klāsts
Izmērs un forma	Mazs un kompakts, pieejams dažādās formās	Lielgabarīta un ierobežotas formas iespējas
Ietekmes uz vidi	Videi draudzīgs, nesatur toksiskus materiālus	Satur toksiskas vielas
Tūlītēja ieslēgšana/izslēgšana	Tūlītēja ieslēgšana/izslēgšana	Lēni uzsilst un izslēgties
Izmaksas	Augstākas sākotnējās izmaksas, bet ilgtermiņā lētāk	Zemākas sākotnējās izmaksas, bet augstākas ekspluatācijas izmaksas
Uzturēšana	Nepieciešama zema apkope	Nepieciešama augsta apkope
Savienojamība	Savietojams ar elektroniskām vadības ierīcēm	Ierobežota savietojamība ar elektroniskām vadības ierīcēm
Dimming	Aptumšojams ar saderīgām vadības ierīcēm	Ierobežota aptumšošanas iespēja

Gaismas diodes ir ļoti efektīvas un patērē mazāk enerģijas, salīdzinot ar tradicionālajiem gaismas avotiem. Viņiem ir arī ilgāks kalpošanas laiks, līdz 50,000 XNUMX stundām, un tie rada mazāk siltuma. LED gaismas ir pieejamas dažādās krāsās un nodrošina augstas kvalitātes gaismu. Tie ir arī mazi un kompakti, un tiem ir vairākas formas. Turklāt LED gaismas ir videi draudzīgas un nesatur toksiskus materiālus.

Savukārt tradicionālie gaismas avoti ir mazāk efektīvi un patērē vairāk enerģijas. Viņiem ir īsāks kalpošanas laiks, līdz 10,000 XNUMX stundām, un tie rada ievērojamu siltumu. Tiem ir pieejams arī ierobežots krāsu klāsts. Tradicionālie gaismas avoti ir apjomīgi, un tiem ir ierobežotas formas. Tie satur toksiskas vielas un tiem ir liela ietekme uz vidi.

Gaismas diodes iedegas un izslēdzas uzreiz, un tām ir nepieciešama neliela apkope. Tie ir arī saderīgi ar elektroniskām vadības ierīcēm un ir aptumšojami ar saderīgām vadības ierīcēm. Tomēr tiem ir augstākas sākotnējās izmaksas, taču tie ir lētāki ilgtermiņā. Tradicionālajiem gaismas avotiem ir zemākas sākotnējās izmaksas, bet augstākas ekspluatācijas izmaksas. Un tas prasa lielu apkopi. Tādējādi tam ir lielāka savietojamība ar elektroniskajām vadības ierīcēm. Un tiem ir ierobežota aptumšošanas iespēja.

Lai iegūtu vairāk informācijas, varat lasīt LED apgaismojuma priekšrocības un trūkumi.

Izpratne par LED veiktspēju 

Izpratne par LED veiktspēju var būt sarežģīta. Tas ietver vairākas tehniskās specifikācijas, faktorus un testēšanas procedūras. Apspriedīsim dažas būtiskas LED specifikācijas un aspektus, kas ietekmē LED veiktspēju. Un arī LED testēšana un sertifikācija.

LED specifikācijas

Tālāk ir sniegta informācija par LED specifikāciju:

• Gaismas plūsma

Gaismas plūsma mēra redzamās gaismas daudzumu, ko izstaro LED avots. Gaismas plūsmas mērvienība ir lūmens (lm). Lielāka lūmena vērtība norāda uz spilgtāku LED. Tomēr tikai gaismas plūsmas vērtība nesniedz informāciju par izstarotās gaismas kvalitāti. Tam ir arī citi faktori, piemēram, krāsu atveide, energoefektivitāte utt.

Lai iegūtu plašāku informāciju, varat lasīt tālāk:

Candela vs Lux vs Lumens.

Lumena līdz vatiem: pilnīga rokasgrāmata

Kelvins un Lūmens: Atšķirību izpratne

• Gaismas efektivitāte

LED avota gaismas efektivitāte nosaka, cik daudz redzamās gaismas tas rada. Tas mēra enerģijas patēriņu laika vienībā. Gaismas efektivitātes mērvienība ir lūmenis uz vatu (lm/W). Lielāks gaismas efektivitātes skaitlis nozīmē, ka LED ir efektīvāks un rada vairāk gaismas katrai izmantotajai jaudas vienībai. Gaismas diodes ar augstāku gaismas efektivitāti var ietaupīt enerģiju un samazināt ekspluatācijas izmaksas.

• Krāsu temperatūra

Krāsu temperatūra nosaka gaismas izskatu krāsu izteiksmē no LED avota. Kelvins ir krāsu temperatūras (K) mērvienība. Gaismas diodes var izstarot gaismu dažādās krāsu temperatūrās. Tas var būt no silti baltas (2700K–3000K) līdz auksti baltai (5000K–6500K). Lēnāka krāsu temperatūras vērtība norāda uz siltāku (dzeltenu) gaismu. Tajā pašā laikā augstāks norāda uz vēsāku (zilganu) gaismu.

Lai iegūtu plašāku informāciju, varat lasīt tālāk:

Kā izvēlēties LED sloksnes krāsu temperatūru?

Labākā krāsu temperatūra LED biroja apgaismojumam

• Krāsu izciršanas indekss (CRI)

Krāsu renderēšanas indekss (CRI) mēra, cik labi LED avots var atveidot krāsas salīdzinājumā ar dabisko gaismu. CRI vērtība svārstās no 0 līdz 100, un augstāka vērtība norāda uz labāku krāsu atveidi. LED ar CRI vērtību 80 vai augstāku parasti ir laba krāsu atveide. Turpretim gaismas diode ar CRI vērtību zem 80 var radīt krāsu kropļojumus.

• Priekšējais spriegums

Priekšējais spriegums ir spriegums, kas nepieciešams, lai ieslēgtu LED un liktu tai izstarot gaismu. Tiešā sprieguma mērvienība ir volts (V). Gaismas diodes priekšējais spriegums mainās atkarībā no LED tipa un ražošanas procesa.

• Reversās strāvas noplūde

Reversās strāvas noplūde ir strāva, kas plūst caur LED pretējā virzienā. Tas notiek, ja spriegums tiek pielietots pretējā virzienā. Gaismas diodes reversās strāvas noplūdei jābūt pēc iespējas mazākai, lai nodrošinātu pareizu darbību un ilgu kalpošanas laiku.

Faktori, kas ietekmē LED veiktspēju

Gaismas diodes jeb gaismas diodes ir kļuvušas par arvien populārāku izvēli. Tiem ir augsta efektivitāte, ilgs kalpošanas laiks un zems enerģijas patēriņš. Tomēr ir vairāki faktori, kas var ietekmēt LED darbību, piemēram:

• Termiskā vadība

Kritisks faktors, kas ietekmē gaismas diožu darbību, ir to spēja pārvaldīt siltumu. Gaismas diodes ir temperatūras jutīgas ierīces. Ja tie netiek pienācīgi atdzesēti, tie var sabojāties. Tas samazinās efektivitāti un saīsinās kalpošanas laiku. Tāpēc ir svarīgi nodrošināt pareizu siltuma pārvaldību, lai saglabātu LED veiktspēju.

• Piedzīt strāvu

Vēl viens būtisks faktors, kas ietekmē LED veiktspēju, ir piedziņas strāva. Gaismas diodes darbojas noteiktā strāvas līmenī. Šīs strāvas pārsniegšana var samazināt to kalpošanas laiku, samazināt efektivitāti un izraisīt atteici. No otras puses, gaismas diodes nepietiekama braukšana var izraisīt mazāku gaismas atdevi un īsāku kalpošanas laiku. Tāpēc ir ļoti svarīgi uzturēt pareizu piedziņas strāvu, lai nodrošinātu optimālu LED veiktspēju.

• Novecošanās

Tāpat kā jebkura cita elektroniska ierīce, gaismas diodes arī noveco. Tas laika gaitā var ietekmēt to veiktspēju. Gaismas diodes novecojot, to efektivitāte samazinās un gaismas jauda samazinās. Šis process ir pazīstams kā lūmena nolietojums. Un to var paātrināt karstuma, mitruma un citu vides faktoru iedarbība. Tāpēc ir svarīgi ņemt vērā paredzamo LED kalpošanas laiku. Izstrādājot apgaismojuma sistēmu, ņemiet vērā arī tā paredzamo degradācijas ātrumu.

• Krāsu pāreju

Vēl viens faktors, kas ietekmē LED veiktspēju, ir krāsu maiņa. Gaismas diodes krāsa laika gaitā mainās fosfora materiāla izmaiņu dēļ. Tas var izraisīt nevēlamu krāsu nobīdi apgaismojuma sistēmā. Tas padara to mazāk pievilcīgu vai pat nelietojamu paredzētajam mērķim.

• Optika

LED apgaismojuma sistēmā izmantotā optika var arī būtiski ietekmēt tās veiktspēju. Pareiza optika var palīdzēt vienmērīgi sadalīt gaismu. Tādējādi tas palielina LED efektivitāti. Turpretim slikta optika var izraisīt gaismas zudumu vai izkliedi. Tas samazina sistēmas kopējo efektivitāti.

LED testēšana un sertifikācija

LED sertifikācija apliecina, ka LED izstrādājums atbilst nozares kvalitātei un drošībai. Tas arī pārbauda veiktspējas standartus. Sertificēšanu parasti veic neatkarīgas trešo pušu organizācijas, kas specializējas testēšanā un sertifikācijā.

• IESNA LM-80

IESNA LM-80 ir standarts LED produktu lūmena nolietojuma mērīšanai laika gaitā. Tas arī mēra veiktspēju dažādos darbības apstākļos. Šis standarts palīdz nodrošināt, ka LED produkti saglabā savu kvalitāti un spilgtumu ilgākā lietošanas periodā. 

• ENERGY STAR

ENERGY STAR ir programma, kas sertificē LED produktus, kas atbilst energoefektivitātes un veiktspējas standartiem. LED produkti, kas saņēmuši ENERGY STAR sertifikātu, parasti ir energoefektīvāki nekā produkti, kas nav sertificēti. Tādējādi tas var palīdzēt patērētājiem ietaupīt naudu par enerģijas rēķiniem. ENERGY STAR sertifikācija arī norāda, ka produkts atbilst augstiem veiktspējas un kvalitātes standartiem.

• Citi sertifikāti

Papildus ENERGY STAR LED produktiem ir arī citi sertifikāti. Tajos ietilpst DLC (DesignLights Consortium) un UL (Underwriters Laboratories). DLC sertifikācija ir vērsta uz energoefektivitāti. Bieži vien ir nepieciešams, lai LED izstrādājumi varētu pretendēt uz komunālo pakalpojumu atlaidēm. UL sertifikācija norāda, ka LED izstrādājums ir pārbaudīts un atbilst drošības standartiem.

Lai iegūtu vairāk informācijas, varat lasīt LED slokšņu lukturu sertifikācija.

Gaismas diožu izplatītākie pielietojumi

Dažas izplatītas problēmas saistībā ar LED ir:

Apgaismojums Un Apgaismojums

Gaismas diodes tiek plaši izmantotas dzīvojamās telpās. Piemēram, padziļināts, sliežu ceļa un zem skapja apgaismojums. Tie ir energoefektīvi un ilgi kalpo. Tas padara tos par ideālu izvēli mājsaimniecībām, kas vēlas samazināt enerģijas patēriņu. Turklāt tas ietaupa naudu elektrības rēķinos.

Gaismas diodes parasti izmanto arī komerciālā apgaismojuma lietojumos. Tie var būt biroja, mazumtirdzniecības vai noliktavas apgaismojums. Tie piedāvā spilgtu, konsekventu gaismu, kas var palīdzēt uzlabot produktivitāti. Turklāt tie rada klientiem draudzīgu vidi.

Gaismas diodes arvien vairāk tiek izmantotas āra apgaismojumā. Piemēram, ielu apgaismojums, autostāvvietu apgaismojums un ainavas apgaismojums. Tie ir energoefektīvi, izturīgi un var izturēt ārkārtējus laika apstākļus. Tas padara tos par ideālu izvēli izmantošanai ārpus telpām.

displeja tehnoloģija

Viens no visizplatītākajiem gaismas diožu lietojumiem displeja tehnoloģijā ir digitālās zīmes. Šie displeji tiek izmantoti informācijai, reklāmai un izklaidei sabiedriskās vietās. Priekšroka tiek dota uz LED balstītām digitālajām izkārtnēm, jo ​​​​tās var radīt augstu kontrastu. Tam ir arī augstas izšķirtspējas attēli ar spilgtām un spilgtām krāsām, kas ir redzamas pat spilgtā saules gaismā. Tas padara tos lieliski piemērotus āra reklāmai.

Vēl viens populārs LED pielietojums displeja tehnoloģijā ir televizoros. LED televizori izmanto LED, lai apgaismotu ekrānu. Tas nodrošina uzlabotu attēla kvalitāti un kontrastu. Gaismas diodes arī padara televizorus energoefektīvākus nekā tradicionālie LCD televizori. Tas padara tos videi draudzīgākus.

Gaismas diodes tiek izmantotas arī datoru monitoros, klēpjdatoros un mobilajās ierīcēs. LED displeji ir plānāki, vieglāki un patērē mazāk enerģijas nekā tradicionālie displeji. Tas padara tos ideāli piemērotus pārnēsājamām ierīcēm.

Izklaides industrijā gaismas diodes izmanto liela mēroga displejos, piemēram, sienās, grīdās un griestos. Šie displeji nodrošina skatītājiem aizraujošu pieredzi. Tas aizrauj skatītājus gan koncertos, gan sporta pasākumos, gan atrakciju parkos. Tos var pielāgot, lai parādītu dažādas krāsas un rakstus. Tas padara tos ideāli piemērotus dinamisku un saistošu vizuālo efektu radīšanai.

Automotive Industry

Pirmkārt un galvenokārt, gaismas diodes parasti izmanto automašīnu apgaismojumā. Tos izmanto priekšējiem lukturiem, aizmugurējiem lukturiem, bremžu lukturiem, pagrieziena rādītājiem un salona apgaismojumam. Vēl viens gaismas diožu pielietojums automobiļu rūpniecībā ir informācijas paneļa displeji. Arī instrumentu kopas. LED displeji nodrošina skaidru, spilgtu un pielāgojamu informāciju vadītājiem. Tos var iestatīt, lai cita starpā parādītu tādu informāciju kā ātrums, degvielas līmenis un dzinēja statuss.

Gaismas diodes tiek izmantotas arī automobiļu drošības elementos. Tajos ietilpst dienas gaitas gaismas, adaptīvie priekšējie lukturi un rezerves kameras. Dienas gaitas gaismas uzlabo transportlīdzekļu redzamību dienas laikā. Tajā pašā laikā adaptīvie priekšējie lukturi mainās atkarībā no transportlīdzekļa ātruma un stūres leņķa, lai nodrošinātu vislabāko apgaismojumu. Un rezerves kamerās tiek izmantotas gaismas diodes, lai nodrošinātu skaidrus un spilgtus attēlus vāja apgaismojuma apstākļos.

Gaismas diodes tiek izmantotas arī transportlīdzekļu ārējā dizainā. Tāpat tos var izmantot akcentējošam apgaismojumam uz automašīnas virsbūves un izgaismotiem logotipiem un nozīmītēm. Turklāt LED apgaismojums var radīt dinamiskus apgaismojuma efektus. Piemēram, secīgi pagrieziena rādītāji un animēti gaismas displeji.

Medicīniskais aprīkojums

Tālāk ir norādīti daži standarta LED lietojumi medicīnas iekārtās:

• Medicīniskā attēlveidošana: Gaismas diodes medicīnas attēlveidošanas ierīcēs izmanto rentgena iekārtās, CT skeneros un MRI iekārtās. Gaismas diodes tiek izmantotas kā gaismas avoti attēlojamās ķermeņa daļas apgaismošanai. LED apgaismojums nodrošina precīzāku un spilgtāku attēlu. Tas ir īpaši svarīgi zema kontrasta attēliem.

• Endoskopi: LED tiek izmantotas endoskopos, kurus izmanto minimāli invazīvām operācijām. Endoskopi ir aprīkoti ar miniatūrām LED gaismām, kas apgaismo operācijas vietu. Gaismas diožu radītā spilgtā gaisma nodrošina skaidru operācijas vietas attēlu. Tas ļauj ķirurgiem precīzāk un precīzāk veikt procedūras.

• Ķirurģiskie priekšējie lukturi: Gaismas diodes tiek izmantotas ķirurģiskajos priekšējos lukturos. Tas nodrošina spilgtu, baltu gaismu, lai apgaismotu ķirurģisko vietu. Uz LED bāzētie ķirurģiskie priekšējie lukturi piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajiem halogēna priekšējiem lukturiem. Tas ietver ilgāku kalpošanas laiku, mazāku siltuma veidošanos un precīzāku krāsu atveidi.

• Fototerapijas ierīces: Gaismas diodes tiek izmantotas fototerapijas ierīcēs. Tas ārstē dažādas ādas slimības, piemēram, psoriāzi, ekzēmu un pinnes. Gaismas diožu izstarotā zilā gaisma efektīvi iznīcina pūtītes izraisošās baktērijas. Turpretim sarkanā gaisma efektīvi mazina iekaisumu un veicina brūču dzīšanu.

• Zobārstniecības aprīkojums: Gaismas diodes tiek izmantotas arī zobārstniecības iekārtās, piemēram, zobu plombēšanas gaismekļos. Šīs gaismas rada augstas intensitātes gaismas staru. Tas aktivizē sveķus zobu plombās, izraisot to ātru sacietēšanu.

Komunikācija un signalizācija

Viens no visizplatītākajiem gaismas diožu lietojumiem komunikācijā un signalizācijā ir luksoforos. LED luksofori ir energoefektīvāki nekā to ekvivalenti kvēlspuldzēm. Tam ir arī ilgāks kalpošanas laiks. Tie ir labāk redzami spilgtā saules gaismā. Tos var ieprogrammēt, lai mainītu krāsas ātrāk nekā tradicionālos luksoforus.

Vēl viens izplatīts LED pielietojums signalizācijā ir avārijas transportlīdzekļos. Piemēram, policijas automašīnas, ugunsdzēsēju mašīnas un ātrās palīdzības mašīnas. LED gaismas ir spilgtas un redzamas no liela attāluma. Tas padara tos noderīgus ārkārtas situācijās, kad ātra un skaidra signalizācija ir ļoti svarīga.

Skrejceļa un navigācijas LED gaismas tiek izmantotas arī aviācijas un jūras signalizācijā. Šajos lietojumos priekšroka tiek dota gaismas diodēm, nevis kvēlspuldzēm. Jo tie ir izturīgāki, energoefektīvāki un tiem ir ilgāks kalpošanas laiks. Gaismas diodes var arī izstarot gaismu noteiktā virzienā. Tas padara tos noderīgus virziena signalizācijā.

Telekomunikācijās gaismas diodes izmanto optiskās šķiedras sakaru sistēmās. Optiskās šķiedras kabeļi pārraida datus caur gaismas impulsiem. Un LED tiek izmantotas kā gaismas avoti šīm sistēmām. Uz LED balstītas optiskās šķiedras sistēmas ir efektīvākas un tām ir lielāks joslas platums nekā tradicionālās uz vara balstītās sakaru sistēmas.

Gaismas diožu apkope

Gaismas diodēm nepieciešama apkope, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju. Tāpat kā jebkurai citai elektriskai ierīcei, tai ir nepieciešama aprūpe, lai tas kalpotu ilgu laiku. Šeit ir daži padomi, kā uzturēt LED:

Tīrīšanas gaismas diodes

• Izmantojiet pareizos tīrīšanas risinājumus: Tīrot gaismas diodes, ir svarīgi izvairīties no skarbām ķīmiskām vielām, piemēram, šķīdinātājiem. Tas var sabojāt gaismas diodes trauslo struktūru. Tā vietā izmantojiet maigu mazgāšanas līdzekli vai izopropilspirta šķīdumu. Pārliecinieties, vai tīrīšanas šķīdumā nav abrazīvu daļiņu.

• Izmantojiet pareizos rīkus: Lai tīrītu gaismas diodes, izmantojiet mīkstu drāniņu bez plūksnām, piemēram, mikrošķiedras vai objektīvu tīrīšanas drānu. Neizmantojiet raupjus vai abrazīvus materiālus, piemēram, papīra dvieļus. Tas var saskrāpēt LED virsmu.

• Esi pieklājīgs: Tīrot gaismas diodes, esiet saudzīgs un izvairieties no pārmērīga spiediena izdarīšanas uz LED virsmu. Izvairieties pieskarties LED ar kailiem pirkstiem. Eļļas un piesārņotāji no ādas var pārnest uz LED virsmu. Tas samazina spilgtumu un kalpošanas laiku.

Gaismas diožu apstrāde

LED apstrāde ir arī ļoti svarīga, lai nodrošinātu to ilgu kalpošanas laiku. Šeit ir daži padomi, kā rīkoties ar LED:

• Izvairieties pieskarties LED: Rīkojoties ar gaismas diodēm, ir svarīgi nepieskarties gaismas diodes virsmai ar kailām rokām. Eļļas un netīrumi uz rokām var sabojāt LED. Tā vietā izmantojiet cimdus vai tīru, neplūksnu drānu, lai apstrādātu LED.

• Izvairieties no gaismas diodes pakļaut mitrumam: Mitrums var sabojāt LED. Tāpēc apstrādes laikā ir svarīgi izvairīties no gaismas diodes pakļaušanas mitruma iedarbībai.

• Izvairieties no gaismas diodes pakļaušanas siltuma iedarbībai: Gaismas diodes ir jutīgas pret karstumu, un augstas temperatūras iedarbība var tās sabojāt. Tāpēc apstrādes laikā ir svarīgi izvairīties no gaismas diodes pakļaušanas augstas temperatūras iedarbībai.

• Pareizi uzglabājiet gaismas diodes: Gaismas diodes jāuzglabā vēsā, sausā vietā, lai izvairītos no karstuma un mitruma iedarbības.

Gaismas diožu problēmu novēršana

Tāpat kā jebkurai tehnoloģijai, arī LED apgaismojumam ir sava daļa problēmu. Es apspriedīšu dažas no visbiežāk sastopamajām LED apgaismojuma problēmām un to risināšanu.

1. Mirgošana

LED gaismas var mirgot, it īpaši, kad tās pirmo reizi tiek ieslēgtas. Tas ir kaitinoši un novērš uzmanību. Šo problēmu var izraisīt vairāki faktori. Tajos ietilpst nesaderīgs reostata slēdzis un bojāts draiveris. Vai arī tas var būt barošanas avots vai nepareiza uzstādīšana.

Lai novērstu šo problēmu, pārliecinieties, vai dimmer slēdzis ir saderīgs ar LED gaismām. Nomainiet visas bojātās sastāvdaļas un nodrošiniet pareizu apgaismojuma ķermeņu uzstādīšanu.

2. Glare

LED gaismas var ražot atspīdums, kas var būt neērti un izraisīt acu nogurumu. Šo problēmu var izraisīt vairāki faktori. Piemēram, gaismas ķermeņa izvietojums, izmantotās spuldzes veids un dizains.

Lai novērstu šo problēmu, izmantojiet matētas vai izkliedētas lēcas, lai samazinātu atspīdumu. Pielāgojiet gaismas ķermeņa novietojumu un izvēlieties spuldzes ar mazāku spilgtumu.

3. Nepareiza krāsu temperatūra

LED gaismas var radīt gaismu ar dažādu krāsu temperatūru. Tas var ietekmēt telpas vidi un gaisotni. Piemēram, dažas LED gaismas var radīt asu, zilgani baltu gaismu, kas var nebūt aicinoša. Atkal, izvēloties siltu krāsu biroja apgaismojumam, darbinieks kļūs miegains. 

Lai risinātu šo problēmu, izvēlieties LED gaismas ar krāsu temperatūru, kas atbilst vēlamajai telpas atmosfērai. Piemēram, guļamistabai var piestāvēt silta, dzeltenīga gaisma. Turpretim darba vai mācību telpai var būt piemērota vēsāka, zilgani balta gaisma.

4. Siltums

LED gaismas var ražot siltumu, samazinot to kalpošanas laiku un veiktspēju. Šo problēmu var izraisīt vairāki faktori. Piemēram, nepietiekama dzesēšana vai ventilācija. Var būt arī augsta apkārtējās vides temperatūra un pārmērīga strāvas plūsma.

Lai novērstu šo problēmu, pārliecinieties, vai LED gaismas ir pietiekami atdzesētas un vēdinātas. Izvairieties no to uzstādīšanas vietās ar augstu apkārtējās vides temperatūru. Tāpat pārliecinieties, ka strāvas plūsma ir ieteicamajā diapazonā.

5. Savienojamība

LED gaismas var nebūt saderīgas ar esošajiem apgaismes ķermeņiem vai sistēmām. Tas padara to uzstādīšanu un lietošanu sarežģītu. Šo problēmu var izraisīt dažādi faktori, piemēram, sprieguma, jaudas un konstrukcijas atšķirības.

Lai atrisinātu šo problēmu, pārliecinieties, vai LED gaismas darbojas ar esošajām apgaismojuma sistēmām un armatūru. Vai arī apsveriet armatūras un sistēmu nomaiņu, ja nepieciešams.

Izpratne par šīm problēmām un atbilstošu pasākumu veikšana to pārvarēšanai. Tādējādi jūs varat izbaudīt daudzās LED apgaismojuma priekšrocības bez neērtībām.

Lai iegūtu vairāk informācijas, varat lasīt LED sloksnes problēmu novēršana.

LED tehnoloģiju nākotnes attīstība

Apskatīsim LED tehnoloģiju turpmākos uzlabojumus.

1. Energoefektivitātes uzlabojumi

Šeit ir daži galvenie energoefektivitātes uzlabojumi turpmākajā LED tehnoloģiju attīstībā:

• Augstāka efektivitāte

LED efektivitāte mēra, cik efektīvi gaismas avots pārvērš elektroenerģiju elektriskā gaismā. Materiālzinātnes dēļ pēdējos gados LED efektivitāte ir nepārtraukti uzlabojusies. Arī ierīces dizaina uzlabojumi uzlabo efektivitāti. Piemēram, tā izstrādā jaunus pusvadītāju materiālus, piemēram, indija gallija nitrīdu (InGaN). Tas ir veicinājis augstākas efektivitātes zilās un zaļās gaismas diodes, kas ir svarīgas balto gaismas diožu sastāvdaļas. Un nākamajos gados vairāk inovāciju padarīs gaismas diodes daudz efektīvākas. 

• Labāka siltuma pārvaldība

Tā kā gaismas diodes kļūst efektīvākas, tās arī rada vairāk siltuma. Tas var samazināt to veiktspēju un kalpošanas laiku. Tomēr termiskās pārvaldības metožu sasniegumi uzlaboja uzticamību. Tāpat kā labākas siltuma izlietnes un materiāli ar augstāku siltumvadītspēju. Šo metožu uzlabošana ļaus LED ražotājiem uzlabot savu veiktspēju nākotnē. Tas arī uzlabos viņu produktu uzticamību.

• Viedākas vadības sistēmas

LED tehnoloģijai palīdz arī uzlabotas vadības sistēmas, kas vislabāk izmanto enerģiju un samazina atkritumu daudzumu. Piemēram, LED apgaismojuma sistēmas var aprīkot ar sensoriem. Šie sensori nosaka noslogojumu. Tie arī automātiski regulē apgaismojuma līmeni. Tādējādi tas aptumšo gaismu, reaģējot uz dabiskā apgaismojuma līmeni. Un turpmākajos gados mēs sagaidām vairāk šādu automatizētu sensoru funkciju gaismas diodēs.

• Integrācija ar citām tehnoloģijām

Visbeidzot, gaismas diodes arvien vairāk tiek integrētas ar citām tehnoloģijām, piemēram, lietiskā interneta (IoT) sensoriem. Tas rada viedas apgaismojuma sistēmas, kas pielāgojas mainīgajai videi un lietotāju vajadzībām. Šī integrācija var palīdzēt ietaupīt vēl vairāk enerģijas, ļaujot apgaismojuma sistēmas kontrolēt precīzāk un efektīvāk.

2. Ražošanas metožu sasniegumi

Apspriedīsim ražošanas tehnoloģiju sasniegumus. Šie sasniegumi veicina LED tehnoloģiju turpmāko attīstību.

• Chip Scale Package (CSP) gaismas diodes

CSP gaismas diodes ir jauna veida LED, kas novērš vajadzību pēc tradicionālajiem iepakojuma materiāliem. Piemēram, svina rāmji un stiepļu saites. Tas samazina LED izmēru un svaru, padarot to ideāli piemērotu lietošanai kompaktās ierīcēs. CSP gaismas diodes ir arī efektīvākas, jo tām ir mazāks attālums līdz strāvai. Tie arī samazina enerģijas zudumus.

Turklāt CSP LED ražošanai ir nepieciešams specializēts aprīkojums. Piemēram, līmēšanas mašīnas un vafeļu līmeņa iepakošanas iekārtas. Mūsdienās tie kļūst arvien plašāk pieejami.

Lai iegūtu vairāk informācijas, varat lasīt CSP LED sloksne VS COB LED sloksne.

• Mikro gaismas diodes

Jaunu koloidālo sintēzes metožu izstrāde un QD integrēšana LED ražošanā veicina LED tehnoloģiju turpmāko attīstību. Mikro gaismas diodes ir mazākas nekā CSP gaismas diodes, un to izmērs ir mazāks par 100 mikrometriem. Tie piedāvā augstāku izšķirtspēju, spilgtākas krāsas un labāku kontrastu nekā tradicionālās gaismas diodes. Mikro-LED ražošana ir sarežģīta to mazā izmēra dēļ. Tomēr tehnoloģiskie sasniegumi ļauj tos ražot lielos daudzumos. Piemēram, mikrofabrika, litogrāfija un vafeļu līmēšana.

• Kvantu punkti (QD)

Kvantu punkti ir pusvadītāju nanokristāli, kas izstaro gaismu, ja tos stimulē gaismas avots. Tie piedāvā labāku krāsu precizitāti un spilgtumu nekā tradicionālās gaismas diodes. Un tos var noregulēt, lai izstarotu noteiktas krāsas. QD tiek ražoti, izmantojot tehniku, ko sauc par "koloidālo sintēzi". Tas ietver nanokristālu suspensijas izveidi šķidrumā. Pēc tam nanokristāli tiek nogulsnēti uz substrāta, lai izveidotu LED. 

• 3D Drukāšana

3D druka ir ražošanas paņēmiens, kas ietver objektu izveidi slāni pa slānim. Tas piedāvā lielāku dizaina elastību un iespēju izveidot sarežģītas formas. 3D drukāšanu var izmantot, lai izveidotu pielāgotas LED formas un korpusu. Tas samazina vajadzību pēc tradicionālām ražošanas metodēm, piemēram, iesmidzināšanas formēšanas. 3D druka ir arī videi draudzīgāka. Tas samazina atkritumu daudzumu un nepieciešamību pēc transportēšanas.

3. Pilnībā organisko gaismas diožu potenciāls

Pilnībā organiskās gaismas diodes (FOLED) ir OLED veids, kam nav nepieciešami nekādi neorganiski materiāli. Piemēram, metāli, ko parasti izmanto tradicionālajā LED tehnoloģijā. FOLED ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām gaismas diodēm. Tie ir elastīgāki, vieglāki un patērē mazāk enerģijas nekā tradicionālās gaismas diodes. Turklāt FOLED var izgatavot, izmantojot zemu izmaksu un videi draudzīgus materiālus. Tas padara tos par pievilcīgu iespēju ilgtspējīgu tehnoloģiju izstrādei.

Iespējamie FOLED pielietojumi ir plaši. Tie ietver apgaismojumu, displejus un pat valkājamas tehnoloģijas. Apgaismojuma nozarē FOLED var aizstāt tradicionālos gaismas avotus. Tas var aizstāt dienasgaismas un kvēlspuldzes. No FOLED var izgatavot plānas, elastīgas loksnes. Tas padara tos ideāli piemērotus izliektām vai neregulāras formas virsmām. Piemēram, arhitektūras vai automobiļu apgaismojums.

Displeju nozarē FOLED piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajiem LED displejiem. FOLED ir plānāki, vieglāki un mazāk jaudīgi. Tas padara tos ideāli piemērotus pārnēsājamām ierīcēm, piemēram, viedtālruņiem un planšetdatoriem. Turklāt FOLED displeji piedāvā labāku krāsu precizitāti un plašāku skata leņķi. Tādējādi tie ir ideāli piemēroti augstas klases displeju lietojumprogrammām, piemēram, televizoriem un datoru monitoriem.

FAQ

Secinājumi

Ir svarīgi atzīmēt, ka LED tehnoloģija joprojām attīstās. Un ir iespējams uzlabot veiktspēju, krāsu kvalitāti un pieejamību. Tāpēc zinātnieki un inženieri vienmēr meklē veidus, kā uzlabot LED tehnoloģiju. Viņi cenšas uzlabot tā efektivitāti.

Ja esat patērētājs vai uzņēmuma īpašnieks, izpratne par LED tehnoloģijas pamatiem var būt ļoti svarīga. Tas var palīdzēt jums izdarīt apzinātu izvēli, kad runa ir par apgaismojuma produktu iegādi. No krāsu temperatūras līdz lūmeniem, jaudai un CRI. Zinot šos jēdzienus, varat atrast pareizos LED apgaismojuma risinājumus.

Tāpēc gaismas diodes ir aizraujoša tehnoloģija. Ar savām enerģijas taupīšanas iespējām, izturību un daudzpusību gaismas diodes ir apgaismojuma tehnoloģija, kas ir šeit, lai paliktu.

LEDYi ražo augstas kvalitātes LED sloksnes un LED neona flex. Visi mūsu produkti tiek pakļauti augsto tehnoloģiju laboratorijām, lai nodrošinātu visaugstāko kvalitāti. Turklāt mēs piedāvājam pielāgojamas iespējas mūsu LED sloksnēm un neona flex. Tātad augstākās kvalitātes LED sloksnēm un LED neona flex, sazinieties ar LEDYi ASAP!