Dobrodošli v svetu svetlečih diod (LED), kjer se energetska učinkovitost sreča z živahno osvetlitvijo.

Svetleče diode so spremenile način osvetljevanja naših domov, pisarn in javnih prostorov. Ima svetlejše, dolgotrajnejše in bolj trajnostne možnosti osvetlitve. Ti mali čudeži so že daleč. In to so dejstva, zaradi katerih so LED diode primerna zamenjava za tradicionalne žarnice z žarilno nitko in fluorescentne cevi. Lahko je od drobnih LED diod, ki osvetljujejo naše pametne telefone, do ogromnih zaslonov LED, ki nas zaslepijo na Times Squareu.

Ta obsežen vodnik bo raziskal vse, kar morate vedeti o LED. Spoznali boste njihovo zgodovino, načela delovanja, uporabo in prednosti. Torej, ne glede na to, ali ste inženir, oblikovalec luči ali radoveden potrošnik, pripnite varnostni pas in se pripravite na razsvetljenje!

Kaj so svetleče diode (LED)?

Svetleče diode (LED) so majhne polprevodniške naprave. Oddajajo svetlobo, ko skozi njih teče električni tok. Nasprotno pa tradicionalne žarnice z žarilno nitko ustvarjajo svetlobo s segrevanjem žične nitke. Svetleče diode proizvajajo svetlobo zaradi gibanja elektronov v polprevodniškem materialu.

LED diode so različnih barv, od rdeče in zelene do modre in bele. Poleg tega ponujajo LED diode več prednosti pred tradicionalnimi tehnologijami razsvetljave. Vključujejo energetsko učinkovitost, dolgo življenjsko dobo in majhnost. Posledično so postali vse bolj priljubljeni v številnih aplikacijah. LED je zajel vse od razsvetljave in zaslonov do avtomobilske in vesoljske tehnologije.

Kratka zgodovina LED

Svetleče diode (LED) so vseprisotne v našem sodobnem življenju. Uporabljajo se v vsem, od semaforjev do elektronskih naprav. Tudi za domačo razsvetljavo in avtomobilske slušalke. Toda njihova zgodovina sega v začetek 20. stoletja.

Leta 1907 je britanski znanstvenik HJ Round odkril pojav, imenovan elektroluminiscenca. Nekateri materiali lahko oddajajo svetlobo, ko skozi njih teče električni tok. Praktična uporaba elektroluminiscence se je razvila šele leta 1960.

V naslednjih nekaj desetletjih so raziskovalci še naprej izboljševali tehnologijo LED. Ustvarili so nove barve in povečali njihovo svetlost. Zelene in modre LED so se pojavile v devetdesetih letih prejšnjega stoletja po rumenih LED v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Leta 1990 so raziskovalci na kalifornijski univerzi v Santa Barbari ustvarili belo LED. Revolucioniral je industrijo razsvetljave.

Danes se LED diode uporabljajo v različnih aplikacijah, vključno z razsvetljavo, zasloni in medicinskimi napravami. So dolgotrajnejše in energetsko učinkovitejše od standardnih žarnic z žarilno nitko. Zaradi tega so priljubljena izbira za potrošnike in podjetja.

Prednosti LED osvetlitve

LED razsvetljava ponuja številne prednosti pred drugimi vrstami razsvetljave. To vključuje energetsko učinkovitost, prihranek stroškov, okoljske koristi, vzdržljivost in vsestranskost oblikovanja. V tem razdelku bomo podrobneje raziskali te prednosti.

Energetska učinkovitost in prihranek stroškov

Ena najpomembnejših prednosti LED razsvetljave je energetska učinkovitost. LED diode so veliko bolj učinkovite od žarnic z žarilno nitko ali fluorescentnih sijalk. Ker porabijo manj energije za proizvodnjo enake količine svetlobe. To pomeni, da lahko z LED osvetlitvijo prihranite precej denarja pri računih za elektriko. Zato jih lahko pogosto uporabljate.

Po podatkih ameriškega ministrstva za energijo lahko LED razsvetljava porabi do 75 % manj energije kot žarnice z žarilno nitko. Prav tako traja 25-krat dlje. To pomeni, da lahko v življenjski dobi LED žarnice prihranite na stotine dolarjev pri stroških energije. Poleg tega LED luči proizvajajo manj toplote. Tako so bolj učinkoviti pri pretvarjanju energije v svetlobo in ne zapravljajo toplote.

Okoljske koristi

Druga pomembna prednost LED razsvetljave so njene okoljske koristi. LED so okolju prijazne in imajo nižji ogljični odtis kot tradicionalne tehnologije razsvetljave. To je zato, ker porabijo manj energije, kar pomeni, da je za njihovo napajanje potrebno ustvariti manj energije.

Poleg tega LED diode ne vsebujejo nobenih nevarnih snovi, kot je živo srebro. To najdemo v fluorescenčnih sijalkah. To pomeni, da so LED diode varnejše za okolje. Poleg tega ga je lažje odstraniti kot tradicionalne tehnologije razsvetljave.

Trajnost in dolgoživost

LED osvetlitev je zelo trpežna in dolgotrajna. LED diode so izdelane iz trdnih materialov. In ne vsebujejo filamentov ali cevi, zaradi česar je manj verjetno, da se zlomijo ali razbijejo. Zaradi tega so idealni za uporabo v zunanjih okoljih ali območjih s tveganjem udarcev ali vibracij.

LED diode imajo tudi daljšo življenjsko dobo kot tradicionalne tehnologije razsvetljave. Lahko trajajo do 50,000 ur. To je bistveno daljše od žarnic z žarilno nitko ali fluorescentnih sijalk. To pomeni, da lahko sčasoma prihranite pri stroških zamenjave in vzdrževanja.

Vsestranska zasnova

Prav tako se dobro obnese na mestih, kjer strežejo hrano in pijačo, kjer je osvetlitev zelo pomembna za ustvarjanje razpoloženja. LED osvetlitev je zelo vsestranska in se lahko uporablja v različnih aplikacijah. Na voljo so v več velikostih in oblikah. Poleg tega so primerni za različne namene. Nekateri vidni oblikovalski vzorci za LED osvetlitev vključujejo: 

• LED cevne luči
• LED žarnice
• LED svetilke
• LED trakovi
• LED neon flex
• LED vgradne luči
• LED tirne luči
• LED reflektor itd.

Poleg tega se te LED diode uporabljajo tudi v ekskluzivnih dekorativnih svetilkah, kot so lestenci in viseče luči. Torej, v smislu oblikovanja, je LED najbolj vsestranska možnost osvetlitve, kar jih boste kdaj našli. 

Obsežne možnosti svetlih barv

LED diode so na voljo v različnih barvah in barvnih temperaturah. Za vaše območje lahko izberete toplo, hladno ali naravno belo osvetlitev z LED. Poleg tega ima široko paleto barvite osvetlitve: rdečo, modro, zeleno in rumeno – ne glede na barvo svetlobe, ki jo želite, LED je vaša najboljša izbira. Poleg tega ponuja funkcije za prilagajanje barv, kot so luči RGB, naslovljivi LED trakovi, in več. Zahvaljujoč visokotehnološkemu krmilniku LED, ki omogoča ta sistem prilagajanja barv. Tako lahko z LED diodami ustvarite različna razpoloženja in ambiente za svoje območje. Zaradi tega so idealni za uporabo v poslovnih prostorih in maloprodajnih okoljih. 

Takoj vklopljen

LED diode zagotavljajo takojšnjo svetlobo, ko so vklopljene. Toda tradicionalna svetloba potrebuje nekaj sekund, da se ogreje, preden odda polno svetlost. Zaradi tega so popolni za uporabo v aplikacijah, kjer je potrebna takojšnja svetloba. Na primer semaforji in zasilna razsvetljava.

Kako delujejo LED diode?

LED diode ali svetleče diode so polprevodniki. Revolucionirali so način osvetlitve naših domov, pisarn in ulic. Toda kako LED diode delujejo? Poglobimo se v osnove tehnologije LED, vključno s pretokom elektronov, pn spoji in številnimi drugimi.

• Osnove pretoka elektronov

Da bi razumeli delovanje LED, moramo najprej razumeti nekaj osnovnih principov pretoka elektronov. Elektroni so negativno nabiti delci. Krožijo okoli jedra atoma. V nekaterih materialih, kot so kovine, se elektroni razmeroma prosto gibljejo. Omogoča pretok električne energije. V drugih materialih, kot so izolatorji, so elektroni tesno vezani na svoje atome. In ne gibljejo se prosto.

Polprevodniški materiali imajo nekaj zanimivih lastnosti. Spadajo nekje med kovine in izolatorje. Lahko prevajajo elektriko, vendar so kovine boljše. Vendar pa jih je za razliko od izolatorjev mogoče "nastaviti", da prevajajo elektriko pod določenimi pogoji. Zaradi te lastnosti so polprevodniki idealni za uporabo v elektronskih napravah.

• PN spoj in vloga polprevodniških materialov

Polprevodniški material igra ključno vlogo pri oddajanju svetlobe v LED. Silicij ali germanij se običajno uporabljata kot polprevodniški material v LED. Da bi bili dovolj prevodni za proizvajanje svetlobe, morate materialu dodati nečistoče v postopku, imenovanem dopiranje.

Dopiranje vključuje dodajanje majhnih količin nečistoč polprevodniškemu materialu, da se spremenijo njegove električne lastnosti. Obstajata dve kategoriji dopinga: n-tip in p-tip. Dopiranje tipa N vključuje dodajanje nečistoč, ki imajo dodatne elektrone, v polprevodniški material. Ti dodatni elektroni se prosto gibljejo v materialu. Ustvari presežek negativno nabitih delcev. Dopiranje tipa P na drugi strani vključuje dodajanje nečistoč, ki imajo manj elektronov kot polprevodniški material. To ustvarja "luknje" v materialu ali območjih, kjer manjka elektron. Te luknje so pozitivno nabite.

Ko se material tipa p postavi poleg materiala tipa n, nastane pn spoj. Na stičišču presežni elektroni iz materiala n-tipa zapolnijo luknje v materialu p-tipa. To ustvari osiromašeno območje ali območje brez prostih elektronov ali lukenj. Ta osiromašena regija deluje kot ovira za tok toka. To preprečuje pretok elektronov iz materiala n-tipa v material p-tipa.

• Pomen dopinga in ustvarjanje območja izčrpavanja

Ustvarjanje osiromašenega območja je ključnega pomena za delovanje LED. Ko se na pn spoj uporabi napetost, povzroči, da se elektroni v materialu n-tipa premaknejo proti spoju. Hkrati se luknje v materialu tipa p premikajo proti stičišču v nasprotni smeri. Ko se elektroni in luknje srečajo v območju izčrpanosti, se rekombinirajo in sprostijo energijo v obliki svetlobe.

Energijska vrzel določa natančno valovno dolžino ustvarjene svetlobe. Leži med valenčnim in prevodnim pasom polprevodniškega materiala. Tu je prevodni pas pas energijskih ravni v materialu, ki ga lahko zasedejo elektroni, ko niso vezani na atom. Po drugi strani pa je valenčni pas raven energije, ki jo elektroni zapolnijo, ko so vezani na atom. In ko elektron pade iz prevodnega pasu v valenčni pas, sprosti energijo kot foton svetlobe.

• Elektroluminiscenca in nastajanje fotonov

Elektroluminiscenca je pojav, ki oddaja svetlobo. To je proces oddajanja svetlobe iz materiala kot odgovor na električni tok, ki teče skozenj. V okviru tehnologije LED se proces elektroluminiscence izvaja znotraj čipa LED.

LED je polprevodniška naprava, ki oddaja svetlobo, ko je na njenih sponkah napetost. LED je narejena iz pn spoja, območja, kjer sta združena dva polprevodnika. Polprevodnik tipa p ima nosilec pozitivnega naboja (luknjo). Hkrati ima polprevodnik tipa n negativni nosilec naboja (elektron).

Prednapetost se uporablja za pn spoj LED. In to povzroči, da se elektroni združijo z elektronskimi luknjami, da sprostijo energijo kot fotone. Ustvarjeni fotoni nato potujejo skozi plasti LED. In oddajajo iz naprave kot vidno svetlobo. Barva oddane svetlobe pa je odvisna od energije fotonov. To je povezano z energijo razmaka med materiali, uporabljenimi v LED. Rdeče LED so na primer izdelane iz polprevodnikov z nižjo energijo pasovnega razmika. Nasprotno pa modre in zelene LED diode zahtevajo polprevodnike z večjimi energijskimi vrzelmi. Spodnja tabela prikazuje primerne polprevodnike za različne barve svetlobe v LED- 

Primeren polprevodnik	Barva LED
Indijev galijev nitrid (InGaN)	Modre, zelene in ultravijolične LED diode visoke svetlosti
Aluminijev galijev indijev fosfid (AlGaInP)	Rumene, oranžne in rdeče LED diode visoke svetlosti
Aluminijev galijev arzenid (AlGaAs)	Rdeče in infrardeče LED

Vrste LED

Obstaja več vrst LED (svetlečih diod), med katerimi so nekatere:

1. Standardne LED diode

Standardne LED diode so znane tudi kot skoznje ali tradicionalne LED diode. So najpogostejše in široko uporabljene svetleče diode (LED). Te LED diode so narejene iz majhnega čipa polprevodniškega materiala in so zapakirane v prozorno embalažo iz epoksi smole z dvema kovinskima zatičema. Ti vodi so razporejeni v ravni črti. Tako je njihova montaža na tiskano vezje hitra in enostavna.

Standardne LED diode oddajajo svetlobo, ko se na čip v paketu epoksidne smole dovede električni tok. Barva oddane svetlobe je odvisna od materiala, uporabljenega v čipu. Na primer, LED diode iz galijevega arzenida (GaAs) oddajajo rdečo svetlobo. Hkrati tisti iz galijevega nitrida (GaN) oddajajo modro in zeleno svetlobo.

Ena od glavnih prednosti standardnih LED je njihova vzdržljivost in dolga življenjska doba. Lahko trajajo več deset tisoč ur. Je bistveno daljši od tradicionalnih žarnic z žarilno nitko. So tudi zelo energetsko učinkoviti. Poleg tega porabijo do 90 % manj energije kot žarnice z žarilno nitko. Oddajajo zelo malo toplote. Zaradi tega so idealni za aplikacije, kjer je proizvodnja toplote zaskrbljujoča.

Standardne LED diode se uporabljajo v različnih aplikacijah. To vključuje zaslone za razsvetljavo, avtomobilsko razsvetljavo, elektronsko opremo in gospodinjske aparate. Uporabljajo se tudi v semaforjih in digitalnih urah. Poleg tega so idealna izbira za druge aplikacije, ki zahtevajo zanesljiv in energetsko učinkovit vir svetlobe.

2. Visoko zmogljive LED diode

LED diode visoke moči so svetleče diode, ki proizvajajo visoko svetlobno moč. Hkrati pa porabijo malo energije. Idealne so za razsvetljavo, avtomobile, oznake in elektroniko.

Visoko zmogljive LED diode se razlikujejo od standardnih LED diod, saj sta njihova konstrukcija in oblika relativno drugačni. Svetleče diode visoke moči so sestavljene iz več čipov LED, nameščenih na enem samem substratu. To pomaga povečati njihovo splošno svetlost in izhod. Poleg tega visoko zmogljive LED diode uporabljajo večji hladilnik. Odvaja toploto, ki jo ustvarja visoka moč. Tako ščiti LED pred poškodbami zaradi prekomerne toplote.

Ena glavnih prednosti LED diod visoke moči je njihova učinkovitost. Proizvajajo visoko količino svetlobe na enoto porabljene energije. Zaradi tega so priljubljena izbira za energetsko učinkovite aplikacije razsvetljave. So tudi trajnejši od tradicionalnih svetlobnih virov. Poleg tega imajo veliko daljšo življenjsko dobo. To zmanjša potrebo po pogostih zamenjavah in vzdrževanju.

Visoko zmogljive LED diode so na voljo v različnih barvah in barvnih temperaturah. Zaradi tega so primerni za več aplikacij, kot je splošna, delovna in posebna razsvetljava. Na primer, gojite luči za sobne rastline, akvarijsko razsvetljavo in odrsko razsvetljavo.

3. Organske LED (OLED)

Organske LED (OLED) so svetlobna tehnologija, ki za oddajanje svetlobe uporablja organske spojine. OLED so podobni tradicionalnim LED. Ob uporabi električnega toka oddajajo svetlobo. Razlika pa je v uporabi materialov.

Tradicionalne LED diode uporabljajo anorganske materiale, kot so polprevodniki in kovinske zlitine. Ravno nasprotno, OLED uporabljajo organske spojine, kot so polimeri in majhne molekule. Ti materiali so naneseni v tankih plasteh na podlago. In jih nato spodbudi električni naboj, zaradi česar oddajajo svetlobo.

OLED ponujajo številne prednosti pred tradicionalnimi tehnologijami razsvetljave. Prvič, lahko so zelo tanki in prožni. Zaradi tega so primerne alternative za uporabo v številnih aplikacijah. Vključeno je vse od pametnih telefonov in televizorjev do svetil in napisov. Poleg tega so lahko OLED zelo energetsko učinkoviti. To pomeni, da lahko ustvarijo razsvetljavo, ki porabi manj energije kot tradicionalne tehnologije.

Ena najboljših stvari pri OLED je, da lahko ustvarijo svetle, visokokakovostne barve. OLED oddajajo svetlobo neposredno iz samih organskih materialov. Tako lahko ustvarijo širši razpon barv in boljši kontrast kot tradicionalne LED. Vendar pa se za ustvarjanje barv zanaša na filtre. Zaradi tega so OLED zelo primerni za uporabo v aplikacijah, kot so digitalni zasloni. Prav tako je kot nalašč za svetila, kjer je natančnost barv bistvenega pomena.

4. Polimerne LED (PLED)

Polimerne svetleče diode (PLED) uporabite prevodni polimerni material kot aktivno plast. Ti organski materiali imajo edinstvene optične in elektronske lastnosti. Zaradi tega so idealni za naprave, ki oddajajo svetlobo.

Tradicionalne LED diode so izdelane iz anorganskih materialov. Na primer galijev nitrid in silicij. Toda PLED so narejeni iz polimerov. Ti polimeri so običajno narejeni iz dolgih verig ponavljajočih se enot. Daje jim edinstvene lastnosti.

PLEDs uporabljajo električno polje za vzbujanje elektronov v polimernem materialu. Zaradi tega oddajajo svetlobo. S prilagoditvijo kemične sestave polimernega materiala lahko PLED prilagodi barvo svetlobe, ki jo oddaja.

Ena od prednosti PLED je, da jih je mogoče izdelati z uporabo nizkocenovnih tehnik obdelave od zvitka do zvitka. Zaradi tega so zelo prilagodljivi in ​​stroškovno učinkoviti. To je privedlo do njihove uporabe razsvetljave, zaslonov in elektronskih naprav.

Druga prednost PLED je, da jih je mogoče narediti fleksibilne in prilagodljive. Zaradi tega so idealni za nosljivo elektroniko, kot so pametna oblačila in senzorji, nameščeni na kožo.

5. LED s kvantnimi pikami (QD-LED)

LED s kvantnimi pikami (QD-LED) za proizvodnjo svetlobe uporabljajo nanokristale, imenovane kvantne pike. Te pike so običajno narejene iz polprevodniških materialov. In njegova velikost se giblje od 2 do 10 nanometrov. V QD-LED so kvantne pike stisnjene med dve elektrodi. Skozi njih teče električni tok, ki vzbudi elektrone v pikah. Ko se ti vzbujeni elektroni vrnejo v svoje osnovno stanje, sprostijo energijo v obliki svetlobe. Velikost kvantne pike določa barvo proizvedene svetlobe. Manjše pike proizvajajo modro svetlobo, večje pike pa rdečo svetlobo. In vmesne velikosti proizvajajo zeleno in rumeno svetlobo.

Ena od glavnih prednosti osvetlitve QD-LED je njena sposobnost proizvajanja širšega spektra barv. Zagotavljajo tudi večjo natančnost in učinkovitost. Velikost kvantnih pik je namreč mogoče natančno nadzorovati. To omogoča natančnejšo nastavitev oddane svetlobe. Poleg tega imajo QD-LED daljšo življenjsko dobo in porabijo manj energije. Zaradi tega so okolju prijaznejši.

Vendar so QD-LED še vedno nova tehnologija in še niso široko dostopne. Obstajajo tudi pomisleki glede potencialne toksičnosti polprevodniških materialov, ki se uporabljajo za ustvarjanje kvantnih pik. Ti so običajno narejeni iz kadmija ali drugih težkih kovin. Raziskave QD-LED se nadaljujejo. Raziskovalci razvijajo varnejše in okolju prijaznejše materiale za te naprave.

6. Ultravijolične LED (UV-LED)

Ultravijolične LED (UV-LED) oddajajo ultravijolično (UV) svetlobo. Človeškemu očesu je neviden. UV-LED proizvajajo svetlobo v ultravijoličnem spektru. Običajno so med 280 in 400 nanometrov (nm). Poleg tega je razdeljen na tri kategorije: 

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

UV-LED se uporabljajo v različnih aplikacijah, kot so strjevanje, sterilizacija in čiščenje vode. Običajno se uporabljajo za strjevanje lepil in premazov v proizvodnji elektronike. Uporabljajo se lahko tudi za utrjevanje črnil in premazov v tiskarski industriji ter v avtomobilski in vesoljski industriji. Poleg tega so idealni v medicinskem sektorju za sterilizacijo opreme in površin.

Vendar pa je ključno upoštevati, da je lahko UV-svetloba, vključno z UV-LED, škodljiva za zdravje ljudi. Izpostavljenost UV svetlobi lahko povzroči poškodbe oči in kožnega raka. Zato morate pri delu z UV-LED uporabljati ustrezno zaščitno opremo. Poleg tega je treba upoštevati varnostne smernice proizvajalca.

Za več informacij si lahko preberete Kakšna je razlika med UVA, UVB in UVC?

Kako so izdelane LED diode?

Postopek izdelave LED je precej zapleten. Vključuje kombinacijo priprave rezin, jedkanja, inkapsulacije in več. Vključuje tudi tehnologije pakiranja. Vendar jih bom podrobno razložil, a pred tem se seznanimo z materiali, uporabljenimi v tem procesu-

Materiali, ki se uporabljajo pri proizvodnji LED

Materiali, uporabljeni pri izdelavi LED, igrajo ključno vlogo. Določajo delovanje in značilnosti LED. Tukaj je nekaj informativnih dejstev o materialih, ki se uporabljajo pri izdelavi LED:

• Galijev nitrid (GaN) je široko uporabljen material v proizvodnji LED. GaN je polprevodniški material, ki lahko oddaja modro in zeleno svetlobo. Bistveni so za ustvarjanje belih LED. Uporablja se tudi kot material za substrat pri proizvodnji LED.

• Indijev galijev nitrid (InGaN) je ternarni polprevodniški material. Proizvaja modre, zelene in bele LED. Uporablja se tudi pri izdelavi laserskih diod.

• Aluminijev galijev indijev fosfid (AlGaInP) je kvartarni polprevodniški material. Uporablja se za izdelavo rdečih, oranžnih in rumenih LED. Uporablja se tudi v aplikacijah LED z visoko svetlostjo, kot sta prometna in avtomobilska razsvetljava.

• Sapphire je priljubljen substratni material v proizvodnji LED. Je visokokakovosten monokristalni material. Tako zagotavlja stabilno podlago za gojenje kristalov GaN.

• silicijev karbid (SiC) je širokopasovni polprevodniški material, ki se uporablja v aplikacijah z visoko močjo LED. Uporablja se tudi v proizvodnji močnostne elektronike in visokotemperaturnih aplikacijah.

• Fosforji so materiali, ki pretvorijo modro ali UV svetlobo, ki jo oddajajo LED diode, v druge barve. Ti materiali se običajno uporabljajo pri izdelavi belih LED.

• Baker se uporablja kot material za odvod toplote v proizvodnji LED. Je odličen prevodnik toplote in pomaga pri odvajanju toplote, ki jo ustvari LED.

• Gold se uporablja kot material za spajanje žic pri proizvodnji LED. Je odličen prevodnik električne energije in ima dobro odpornost proti koroziji.

Postopek izdelave LED

Postopek izdelave LED običajno vključuje naslednje korake:

1. korak: Priprava oblatov

Prvi korak v proizvodnji LED je priprava substratnega materiala s čiščenjem in poliranjem. Substrat je nato prevlečen s tankim materialom, imenovanim vmesna plast. To pomaga zmanjšati napake in izboljšati kakovost LED.

2. korak: Epitaksija

Naslednji korak je epitaksija. Vključuje gojenje plasti polprevodniškega materiala na vrhu substrata. To se običajno izvede z uporabo kovinsko organskega kemičnega naparjevanja (MOCVD). Tu se segreje mešanica plinov, ki vsebuje polprevodniški material. Nato se nanese na podlago. Debelina epitaksialne plasti določa valovno dolžino svetlobe, ki jo bo LED oddajala.

3. korak: Doping

Ko je epitaksialna plast zrasla, je dopirana z nečistočami, da ustvari območja tipa P in N. To se običajno izvede s postopkom ionske implantacije. Tu se ioni nečistoč implantirajo v polprevodniški material z uporabo visokoenergijskih žarkov.

4. korak: Sklenitev pogodbe

Po dopiranju je LED prevlečena s plastjo kovine, da tvori električne kontakte. Kovina se običajno nanese na LED s tehniko, imenovano razprševanje. Tukaj visokoenergetski žarek ionov odloži kovino na LED.

5. korak: jedkanje

V tem koraku fotolitografija ustvari vzorce na površini LED. Na LED se nanese plast fotorezista. Nato je vzorec vrezan v fotorezist z ultravijolično svetlobo. Vzorec se nato s suhim jedkanjem prenese na površino LED. Tukaj se uporablja plazma za jedkanje polprevodniškega materiala.

6. korak: Enkapsulacija

Šesti korak v proizvodnji LED je enkapsulacija. Tukaj je LED zavita v paket, ki jo ščiti pred okoljem in ji pomaga pri odvajanju toplote. Embalaža je običajno narejena iz epoksida, prelita čez LED in strjena, da tvori trdo zaščitno lupino. Paket vključuje tudi električne kontakte, ki povezujejo LED z virom napajanja.

Zadnji korak: testiranje

Nazadnje se zapakirane LED diode testirajo, da se zagotovi, da ustrezajo želeni svetlosti. Zagotavlja tudi specifikacije barve in učinkovitosti. Vse okvarjene naprave se zavržejo, preostale naprave pa se pošljejo strankam.

Razlike med LED in tradicionalnimi svetlobnimi viri

Feature	LED	Tradicionalni svetlobni viri
Energetska učinkovitost	Visoko učinkovit; porabi manj energije	Manj učinkovita; porabi več energije
Življenska doba	Daljša življenjska doba; do 50,000 ur	Krajša življenjska doba; do 10,000 ur
Proizvodnja toplote	Nizka toplota	Visoka proizvodnja toplote
Kakovost svetlobe	Visokokakovostna luč, na voljo v številnih barvah	Na voljo je omejen izbor barv
Velikost in oblika	Majhen in kompakten, na voljo v različnih oblikah	Masivne in omejene možnosti oblik
Okoljski udarec	Okolju prijazen, brez strupenih materialov	Vsebuje strupene snovi
Takojšnji vklop/izklop	Takojšnji vklop/izklop	Počasi se segreje in izklopi
strošek	Višji začetni stroški, a dolgoročno cenejši	Nižji začetni stroški, vendar višji operativni stroški
vzdrževanje	Zahtevano nizko vzdrževanje	Zahteva visoko vzdrževanje
združljivost	Združljivo z elektronskimi krmilniki	Omejena združljivost z elektronskimi krmilniki
Zatemnitev	Možnost zatemnitve z združljivimi kontrolami	Omejena zmožnost zatemnitve

LED diode so zelo učinkovite in porabijo manj energije v primerjavi s tradicionalnimi viri svetlobe. Imajo tudi daljšo življenjsko dobo, do 50,000 ur, in proizvajajo manj toplote. LED luči so na voljo v različnih barvah in zagotavljajo visoko kakovost svetlobe. Prav tako so majhne in kompaktne ter na voljo v različnih oblikah. Poleg tega so LED luči okolju prijazne in ne vsebujejo strupenih snovi.

Tradicionalni viri svetlobe pa so manj učinkoviti in porabijo več energije. Imajo krajšo življenjsko dobo, do 10,000 ur, in proizvajajo veliko toplote. Na voljo imajo tudi omejen izbor barv. Tradicionalni viri svetlobe so zajetni in na voljo v omejenih oblikah. Vsebujejo strupene snovi in ​​imajo velik vpliv na okolje.

Svetleče diode se takoj prižgejo in izklopijo in zahtevajo malo vzdrževanja. Prav tako so združljivi z elektronskimi krmilniki in jih je mogoče zatemniti z združljivimi krmilniki. Imajo pa višji začetni strošek, a so dolgoročno cenejši. Tradicionalni viri svetlobe imajo nižje začetne stroške, a višje obratovalne stroške. In zahteva visoko vzdrževanje. Tako je bolj združljiv z elektronskimi krmilniki. In imajo omejeno možnost zatemnitve.

Za več informacij si lahko preberete Prednosti in slabosti LED osvetlitve.

Razumevanje delovanja LED 

Razumevanje delovanja LED je lahko zapleteno. Vključuje več tehničnih specifikacij, dejavnikov in postopkov testiranja. Pogovorimo se o nekaterih bistvenih specifikacijah LED in vidikih, ki vplivajo na delovanje LED. In tudi testiranje in certificiranje LED.

Specifikacije LED

Tu so podrobnosti o specifikaciji LED:

• Svetlobni tok

Svetlobni tok meri količino vidne svetlobe, ki jo oddaja vir LED. Merska enota za svetlobni tok je lumen (lm). Višja vrednost lumna pomeni svetlejšo LED. Vendar samo vrednost svetlobnega toka ne zagotavlja informacije o kakovosti oddane svetlobe. Za to obstajajo drugi dejavniki, npr. barvno upodabljanje, energetska učinkovitost itd.

Za več informacij si lahko preberete spodaj:

Candela proti Luxu proti Lumnu.

Lumen do Watts: Popoln vodnik

Kelvin in lumni: razumevanje razlik

• Svetlobna učinkovitost

Svetlobni izkoristek vira LED meri, koliko vidne svetlobe proizvede. Meri porabo energije na časovno enoto. Merska enota za svetlobni izkoristek je lumen na vat (lm/W). Višje število svetlobnega izkoristka pomeni, da je LED učinkovitejša in proizvede več svetlobe za vsako enoto moči, ki jo porabi. LED z večjo svetlobno učinkovitostjo lahko prihranijo energijo in znižajo obratovalne stroške.

• Barvna temperatura

Barvna temperatura meri videz svetlobe glede na barvo iz vira LED. Kelvin je merska enota za barvno temperaturo (K). LED lahko oddajajo svetlobo v različnih barvnih temperaturah. Lahko se giblje od tople bele (2700K–3000K) do hladno bele (5000K–6500K). Nižja vrednost barvne temperature pomeni toplejšo (rumenkasto) svetlobo. Hkrati višja označuje hladnejšo (modrikasto) svetlobo.

Za več informacij si lahko preberete spodaj:

Kako izbrati barvno temperaturo LED traku?

Najboljša barvna temperatura za LED pisarniško razsvetljavo

• Indeks barvnih odtisov (CRI)

Indeks barvnega upodabljanja (CRI) meri, kako dobro lahko vir LED upodablja barve v primerjavi z naravno svetlobo. Vrednost CRI se giblje od 0 do 100, pri čemer višja vrednost pomeni boljši barvni upodabljanje. LED z vrednostjo CRI 80 ali več ima na splošno dobro barvno upodabljanje. V nasprotju s tem lahko LED z vrednostjo CRI pod 80 povzroči popačenje barv.

• Napredna napetost

Prednapetost je napetost, ki je potrebna za vklop LED in oddajanje svetlobe. Merska enota za napetost naprej je volt (V). Posredna napetost LED se razlikuje glede na vrsto LED in proizvodni proces.

• Uhajanje povratnega toka

Uhajanje povratnega toka je tok, ki teče skozi LED v obratni smeri. To se zgodi, ko napetost deluje v nasprotni smeri. Uhajanje povratnega toka LED mora biti čim nižje, da zagotovimo pravilno delovanje in dolgo življenjsko dobo.

Dejavniki, ki vplivajo na delovanje LED

LED diode ali svetleče diode so postale vse bolj priljubljena izbira. Imajo visoko učinkovitost, dolgo življenjsko dobo in nizko porabo energije. Vendar pa obstajajo številni dejavniki, ki lahko vplivajo na delovanje LED diod, kot so:

• Toplotno upravljanje

Ključni dejavnik, ki vpliva na delovanje LED diod, je njihova sposobnost upravljanja s toploto. LED diode so temperaturno občutljive naprave. Če niso ustrezno ohlajeni, se lahko poslabšajo. To bo zmanjšalo učinkovitost in skrajšalo življenjsko dobo. Zato je bistveno, da zagotovite ustrezno toplotno upravljanje, da ohranite delovanje LED.

• Pogonski tok

Drugi kritični dejavnik, ki vpliva na delovanje LED, je pogonski tok. LED diode delujejo na določeni ravni toka. Prekoračitev tega toka lahko skrajša njihovo življenjsko dobo, zmanjša učinkovitost in povzroči okvaro. Po drugi strani pa lahko premajhna LED dioda povzroči manjšo svetlobno moč in krajšo življenjsko dobo. Zato je ključnega pomena, da vzdržujete pravilen pogonski tok, da zagotovite optimalno delovanje LED.

• Staranja

Kot vsaka druga elektronska naprava se tudi LED diode starajo. To lahko sčasoma vpliva na njihovo delovanje. Ko se LED diode starajo, se njihova učinkovitost zmanjšuje in njihova svetlobna moč se zmanjšuje. Ta proces je znan kot amortizacija lumna. Pospeši jo lahko izpostavljenost vročini, vlagi in drugim okoljskim dejavnikom. Zato je pomembno upoštevati pričakovano življenjsko dobo LED. Pri načrtovanju sistema razsvetljave upoštevajte tudi njegovo pričakovano stopnjo razgradnje.

• Color Shift

Drugi dejavnik, ki vpliva na delovanje LED, je sprememba barve. Barva LED se sčasoma spremeni zaradi sprememb v fosfornem materialu. To lahko povzroči neželen premik barve v sistemu razsvetljave. Zaradi tega je manj privlačen ali celo neuporaben za predvideni namen.

• Optika

Optika, uporabljena v sistemu LED razsvetljave, lahko prav tako pomembno vpliva na njegovo delovanje. Pravilna optika lahko pomaga enakomerno porazdeliti svetlobo. Tako poveča učinkovitost LED. Nasprotno pa lahko slaba optika povzroči izgubo ali razpršitev svetlobe. Zmanjša splošno učinkovitost sistema.

LED testiranje in certificiranje

Certifikat LED potrjuje, da izdelek LED ustreza kakovosti in varnosti industrije. Prav tako preverja standarde delovanja. Certificiranje običajno izvajajo neodvisne organizacije tretjih oseb, specializirane za testiranje in certificiranje.

• IESNA LM-80

IESNA LM-80 je standard za merjenje amortizacije lumna LED izdelkov skozi čas. Meri tudi zmogljivost v različnih pogojih delovanja. Ta standard pomaga zagotoviti, da izdelki LED ohranijo svojo kakovost in svetlost v daljšem obdobju uporabe. 

• ENERGETSKA ZVEZDA

ENERGY STAR je program, ki potrjuje izdelke LED, ki izpolnjujejo standarde energetske učinkovitosti in zmogljivosti. Izdelki LED, ki prejmejo certifikat ENERGY STAR, so običajno bolj energetsko učinkoviti od necertificiranih izdelkov. Tako lahko potrošnikom pomaga prihraniti denar pri računih za energijo. Certifikat ENERGY STAR prav tako pomeni, da izdelek izpolnjuje visoke standarde učinkovitosti in kakovosti.

• Druga potrdila

Poleg ENERGY STAR obstajajo tudi drugi certifikati za izdelke LED. Vključujejo DLC (DesignLights Consortium) in UL (Underwriters Laboratories). Certifikat DLC je osredotočen na energetsko učinkovitost. Pogosto se zahteva, da so LED-izdelki upravičeni do popustov za komunalne storitve. Certifikat UL pomeni, da je bil izdelek LED testiran in izpolnjuje varnostne standarde.

Za več informacij si lahko preberete Certificiranje LED trakov.

Pogoste uporabe LED

Nekatere pogoste težave v zvezi z LED diodami so:

Razsvetljava in osvetlitev

LED se pogosto uporabljajo v stanovanjskih aplikacijah. Na primer vgradna razsvetljava, razsvetljava na tirih in pod omarico. So energetsko učinkoviti in dolgotrajni. Zaradi tega so idealna izbira za gospodinjstva, ki želijo zmanjšati porabo energije. Poleg tega prihrani denar pri računih za elektriko.

LED diode se pogosto uporabljajo tudi v aplikacijah komercialne razsvetljave. Lahko so razsvetljava za pisarne, trgovine ali skladišča. Ponujajo svetlo in enakomerno svetlobo, ki lahko pomaga izboljšati produktivnost. Prav tako ustvarjajo prijetno okolje za stranke.

Svetleče diode se vse pogosteje uporabljajo pri zunanji razsvetljavi. Na primer ulične luči, luči na parkiriščih in krajinska razsvetljava. So energetsko učinkoviti, vzdržljivi in ​​prenesejo ekstremne vremenske razmere. Zaradi tega so idealna izbira za uporabo na prostem.

Zaslonska tehnologija

Ena najpogostejših aplikacij LED diod v zaslonski tehnologiji je digitalno oglaševanje. Ti zasloni se uporabljajo za informiranje, oglaševanje in zabavo na javnih mestih. Zaželena je digitalna signalizacija na podlagi LED, ker lahko ustvari visok kontrast. Ima tudi slike visoke ločljivosti s svetlimi in živimi barvami, ki so vidne tudi pri močni sončni svetlobi. Zaradi tega so popolni za zunanje oglaševanje.

Druga priljubljena uporaba LED v tehnologiji zaslonov je v televizijskih sprejemnikih. LED-televizorji uporabljajo LED za osvetlitev zaslona. Zagotavlja izboljšano kakovost slike in kontrast. Zaradi LED-televizorjev so televizorji tudi energetsko učinkovitejši od tradicionalnih LCD-televizorjev. Zaradi tega so bolj okolju prijazni.

LED se uporabljajo tudi v računalniških monitorjih, prenosnih računalnikih in mobilnih napravah. Zasloni na osnovi LED so tanjši, lažji in porabijo manj energije kot tradicionalni zasloni. Zaradi tega so idealni za prenosne naprave.

V zabavni industriji se LED diode uporabljajo v velikih zaslonih, kot so stene, tla in stropi. Ti zasloni občinstvu zagotavljajo poglobljene izkušnje. Navdušuje občinstvo, bodisi na koncertih, športnih dogodkih ali tematskih parkih. Lahko jih prilagodite za prikaz različnih barv in vzorcev. Zaradi tega so idealni za ustvarjanje dinamičnih in privlačnih vizualnih učinkov.

avtomobilska industrija

V prvi vrsti se LED diode pogosto uporabljajo v avtomobilski razsvetljavi. Uporabljajo se za žaromete, zadnje luči, zavorne luči, smernike in notranjo osvetlitev. Druga uporaba LED v avtomobilski industriji so zasloni na armaturni plošči. Tudi instrumentne plošče. Zasloni LED zagotavljajo jasne, svetle in prilagodljive informacije za voznike. Nastavite jih lahko tako, da med drugim prikazujejo informacije, kot so hitrost, nivo goriva in stanje motorja.

Svetleče diode se uporabljajo tudi v varnostnih funkcijah v avtomobilski industriji. Vključujejo dnevne luči, prilagodljive žaromete in kamere za vzvratno vožnjo. Dnevne luči povečajo vidljivost vozil podnevi. Hkrati se prilagodljivi žarometi spreminjajo glede na hitrost in kot zasuka vozila, da zagotovijo najboljšo osvetlitev. Rezervne kamere pa uporabljajo LED za zagotavljanje jasnih in svetlih slik v slabih svetlobnih pogojih.

Svetleče diode se uporabljajo tudi pri oblikovanju zunanjosti vozil. Uporabljajo se lahko tudi za poudarjanje osvetlitve karoserije avtomobila ter osvetljenih logotipov in značk. Poleg tega lahko LED osvetlitev ustvari dinamične svetlobne učinke. Na primer sekvenčni smerniki in animirani svetlobni prikazi.

Medicinska oprema

Sledi nekaj standardnih aplikacij LED v medicinski opremi:

• Medicinsko slikanje: LED diode se uporabljajo v medicinskih napravah za slikanje v rentgenskih napravah, CT skenerjih in napravah za magnetno resonanco. LED diode se uporabljajo kot viri svetlobe za osvetlitev dela telesa, ki ga slikamo. Osvetlitev na osnovi LED ponuja natančnejšo in svetlejšo sliko. To je še posebej pomembno za slike z nizkim kontrastom.

• Endoskopi: LED se uporabljajo v endoskopih, ki se uporabljajo za minimalno invazivne operacije. Endoskopi so opremljeni z miniaturnimi LED lučkami, ki osvetljujejo mesto operacije. Svetla svetloba, ki jo proizvajajo LED, zagotavlja jasno sliko mesta operacije. Kirurgom omogoča bolj natančno in natančno izvajanje posegov.

• Kirurški žarometi: LED se uporabljajo v kirurških žarometih. To zagotavlja svetlo, belo svetlobo za osvetlitev mesta operacije. Kirurški žarometi na osnovi LED ponujajo številne prednosti pred tradicionalnimi halogenskimi žarometi. To vključuje daljšo življenjsko dobo, manjše nastajanje toplote in natančnejšo reprodukcijo barv.

• Naprave za fototerapijo: LED se uporabljajo v napravah za fototerapijo. Zdravi različne kožne bolezni, kot so luskavica, ekcem in akne. Modra svetloba, ki jo oddajajo LED diode, učinkovito ubija bakterije, ki povzročajo akne. Nasprotno pa rdeča svetloba učinkovito zmanjša vnetje in spodbuja celjenje ran.

• Zobozdravstvena oprema: LED diode se uporabljajo tudi v zobozdravstveni opremi, kot so polimerizacijske lučke za zobne zalivke. Te luči proizvajajo visoko intenziven svetlobni žarek. To aktivira smolo v zobnih plombah, zaradi česar se hitro strdijo.

Komunikacija in signalizacija

Ena najpogostejših aplikacij LED v komunikaciji in signalizaciji je semafor. Semaforji, ki temeljijo na LED, so energetsko učinkovitejši od svojih primerkov z žarilno nitko. Ima tudi daljšo življenjsko dobo. Na močnem soncu so bolj vidni. Programirati jih je mogoče tako, da spreminjajo barve hitreje kot tradicionalni semaforji.

Druga pogosta uporaba LED diod pri signalizaciji je v vozilih za nujne primere. Kot so policijski avtomobili, gasilska vozila in reševalna vozila. LED luči so svetle in vidne z velike razdalje. Zaradi tega so uporabni v nujnih primerih, kjer je hitro in jasno signaliziranje ključnega pomena.

LED luči vzletno-pristajalne steze in navigacijske luči se uporabljajo tudi v letalski in pomorski signalizaciji. V teh aplikacijah imajo LED diode prednost pred žarnicami z žarilno nitko. Ker so bolj vzdržljivi, energetsko učinkoviti in imajo daljšo življenjsko dobo. Svetleče diode lahko oddajajo tudi svetlobo v določeni smeri. Zaradi tega so uporabni pri usmerjeni signalizaciji.

V telekomunikacijah se LED diode uporabljajo v komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni. Optični kabli prenašajo podatke prek svetlobnih impulzov. LED diode se uporabljajo kot viri svetlobe za te sisteme. Sistemi z optičnimi vlakni na osnovi LED so učinkovitejši in imajo večjo pasovno širino kot tradicionalni komunikacijski sistemi na osnovi bakra.

Vzdrževanje LED diod

LED diode zahtevajo vzdrževanje, da se zagotovi optimalno delovanje. Za dolgo življenjsko dobo potrebuje nego kot vsaka druga električna naprava. Tukaj je nekaj nasvetov za vzdrževanje LED:

Čiščenje LED

• Uporabite prave čistilne raztopine: Izogibanje ostrim kemikalijam, kot so topila, je bistveno pri čiščenju LED. To lahko poškoduje občutljivo strukturo LED. Namesto tega uporabite blag detergent ali raztopino izopropilnega alkohola. Prepričajte se, da čistilna raztopina ne vsebuje abrazivnih delcev.

• Uporabite prava orodja: Za čiščenje LED diod uporabite mehko krpo, ki ne pušča vlaken, na primer krpo iz mikrovlaken ali krpo za čiščenje leč. Izogibajte se uporabi grobih ali abrazivnih materialov, kot so papirnate brisače. To lahko opraska površino LED.

• Bodi nežen: Pri čiščenju LED bodite nežni in se izogibajte pretiranemu pritisku na površino LED. Izogibajte se dotikanju LED z golimi prsti. Olja in onesnaževalci s kože se lahko prenesejo na površino LED. Zmanjša svetlost in življenjsko dobo.

Ravnanje z LED

Ravnanje z LED diodami je ključnega pomena tudi za zagotovitev njihove dolge življenjske dobe. Tukaj je nekaj nasvetov za ravnanje z LED:

• Izogibajte se dotiku LED: Pri rokovanju z diodami LED se je nujno, da se površine LED ne dotikate z golimi rokami. Olja in umazanija na vaših rokah lahko poškodujejo LED. Namesto tega uporabite rokavice ali čisto krpo, ki ne pušča vlaken, za rokovanje z LED.

• Izogibajte se izpostavljanju LED diod vlagi: Vlaga lahko poškoduje LED. Zato je nujno, da med ravnanjem ne izpostavljate LED vlagi.

• Izogibajte se izpostavljanju LED toploti: LED diode so občutljive na toploto in izpostavljenost visokim temperaturam jih lahko poškoduje. Zato je nujno, da med rokovanjem LED ne izpostavljate visokim temperaturam.

• LED diode pravilno shranjujte: Svetleče diode shranjujte na hladnem in suhem mestu, da preprečite izpostavljenost vročini in vlagi.

Odpravljanje težav z LED

Kot vsaka tehnologija ima tudi LED razsvetljava precej težav. Razpravljal bom o nekaterih najpogostejših težavah z LED osvetlitvijo in o tem, kako jih odpraviti.

1. Utripanje

LED-lučke lahko utripajo, zlasti ko so prvič vklopljene. Je nadležno in moteče. To težavo lahko povzroči več dejavnikov. Vključujejo nezdružljivo zatemnilno stikalo in okvarjen gonilnik. Lahko pa je kriv napajalnik ali nepravilna namestitev.

Če želite odpraviti to težavo, zagotovite, da je stikalo za zatemnitev združljivo z LED-lučmi. Zamenjajte morebitne okvarjene komponente in zagotovite pravilno namestitev svetilke.

2. Bleščanje

LED luči lahko proizvajajo bleščanje, kar je lahko neprijetno in povzroči obremenitev oči. To težavo lahko povzroči več dejavnikov. Na primer postavitev svetilke, vrsta uporabljene žarnice in oblika.

Če želite odpraviti to težavo, uporabite motna ali razpršena stekla, da zmanjšate bleščanje. Prilagodite postavitev svetilke in izberite žarnice z nižjo svetilnostjo.

3. Napačna barvna temperatura

LED luči lahko proizvajajo svetlobo z različnimi barvnimi temperaturami. Lahko vpliva na okolje in ambient prostora. Na primer, nekatere LED luči lahko proizvajajo ostro, modrikasto belo svetlobo, ki je lahko neprivlačna. Še enkrat, izbira tople barve za pisarniško razsvetljavo bo uspavala zaposlenega. 

Za rešitev te težave izberite LED luči z barvno temperaturo, ki ustreza želenemu ambientu prostora. Na primer, topla, rumenkasta svetloba lahko ustreza spalnici. Nasprotno pa lahko hladnejša, modrikasto bela svetloba ustreza delovnemu ali študijskemu prostoru.

4. Toplota

LED luči lahko proizvajajo toploto, kar skrajša njihovo življenjsko dobo in delovanje. To težavo lahko povzroči več dejavnikov. Na primer, neustrezno hlajenje ali prezračevanje. Lahko pride tudi do visoke temperature okolice in prekomernega toka.

Prepričajte se, da so LED luči ustrezno ohlajene in prezračevane, da odpravite to težavo. Izogibajte se njihovi namestitvi v prostorih z visoko temperaturo okolja. Prepričajte se tudi, da je tok v priporočenem območju.

5. združljivost

LED luči morda niso združljive z obstoječimi svetilkami ali sistemi. Zaradi tega je njihova namestitev in uporaba zahtevna. To težavo lahko povzročijo različni dejavniki, na primer razlike v napetosti, moči in zasnovi.

Da bi rešili to težavo, se prepričajte, da LED luči delujejo z obstoječimi sistemi razsvetljave in napeljavami. Ali pa razmislite o zamenjavi napeljav in sistemov, če je potrebno.

Razumevanje teh težav in sprejemanje ustreznih ukrepov za njihovo obvladovanje. Tako lahko brez nevšečnosti uživate v številnih prednostih LED osvetlitve.

Za več informacij si lahko preberete Odpravljanje težav s trakovi LED.

Prihodnji razvoj tehnologije LED

Oglejmo si prihodnje izboljšave tehnologije LED.

1. Izboljšave energetske učinkovitosti

Tukaj je nekaj ključnih izboljšav energetske učinkovitosti v prihodnjem razvoju tehnologije LED:

• Večja učinkovitost

Učinkovitost LED meri, kako učinkovito svetlobni vir pretvarja električno energijo v električno svetlobo. Učinkovitost LED se je zaradi znanosti o materialih v zadnjih letih stalno izboljševala. Poleg tega izboljšana zasnova naprave povečuje učinkovitost. Na primer, razvija nove polprevodniške materiale, kot je indijev galijev nitrid (InGaN). To je pripeljalo do višje učinkovitosti modrih in zelenih LED, ki so ključne komponente v belih LED. In v prihodnjih letih bo več inovacij naredilo LED veliko učinkovitejše. 

• Boljše toplotno upravljanje

Ko LED diode postanejo učinkovitejše, proizvajajo tudi več toplote. To lahko zmanjša njihovo učinkovitost in življenjsko dobo. Vendar pa je napredek v tehnikah toplotnega upravljanja izboljšal zanesljivost. Na primer, boljši odvodi toplote in materiali z večjo toplotno prevodnostjo. Izboljšanje teh tehnik bo proizvajalcem LED omogočilo izboljšanje njihove učinkovitosti v prihodnosti. Prav tako bo izboljšala zanesljivost njihovih izdelkov.

• Pametnejši nadzorni sistemi

Tehnologiji LED pripomorejo tudi napredni nadzorni sistemi, ki kar najbolje izkoristijo energijo in izgubijo manj odpadkov. Na primer, sistemi LED razsvetljave so lahko opremljeni s senzorji. Ti senzorji zaznavajo zasedenost. Samodejno prilagajajo tudi nivoje osvetlitve. Tako zatemni luči glede na ravni naravne svetlobe. In v prihodnjih letih pričakujemo več takšnih funkcij avtomatiziranega zaznavanja v LED.

• Integracija z drugimi tehnologijami

Nazadnje so LED-diode vedno bolj integrirane z drugimi tehnologijami, kot so senzorji interneta stvari (IoT). Ustvarja pametne sisteme razsvetljave, ki se prilagajajo spreminjajočim se okoljem in potrebam uporabnikov. Ta integracija lahko pomaga prihraniti še več energije, saj omogoča natančnejši in učinkovitejši nadzor sistemov razsvetljave.

2. Napredek v proizvodnih tehnikah

Pogovorimo se o napredku v proizvodnih tehnikah. Ta napredek spodbuja prihodnji razvoj tehnologije LED.

• LED diode čipov (CSP).

CSP LED so nova vrsta LED, ki odpravlja potrebo po tradicionalnih embalažnih materialih. Na primer svinčeni okvirji in žične vezi. To zmanjša velikost in težo LED, zato je idealna za uporabo v kompaktnih napravah. CSP LED so tudi bolj učinkovite, saj imajo krajšo pot toka. Prav tako zmanjšajo izgubo energije.

Poleg tega proizvodnja CSP LED zahteva posebno opremo. Na primer stroji za lepljenje rezin in stroji za pakiranje na ravni rezin. Dandanes so vse bolj dostopni.

Za več informacij si lahko preberete CSP LED trak VS COB LED trak.

• Mikro LED

Razvoj novih tehnik koloidne sinteze in integracija QD v proizvodnjo LED poganjata prihodnji razvoj tehnologije LED. Mikro-LED so manjše od CSP LED, z velikostjo manj kot 100 mikrometrov. Ponujajo višjo ločljivost, svetlejše barve in boljši kontrast kot tradicionalne LED. Proizvodnja mikro-LED je zahtevna zaradi njihove majhnosti. Kljub temu tehnološki napredek omogoča njihovo proizvodnjo v velikih količinah. Kot so mikroizdelava, litografija in lepljenje rezin.

• Kvantne pike (QD)

Kvantne pike so polprevodniški nanokristali, ki oddajajo svetlobo, ko jih stimulira vir svetlobe. Ponujajo boljšo barvno natančnost in svetlost kot tradicionalne LED. In jih je mogoče nastaviti tako, da oddajajo določene barve. QD se proizvajajo s tehniko, imenovano "koloidna sinteza". Vključuje ustvarjanje suspenzije nanokristalov v tekočini. Nanokristali se nato nanesejo na substrat, da ustvarijo LED. 

• Tiskanje 3D

3D tiskanje je tehnika izdelave, ki vključuje ustvarjanje predmetov plast za plastjo. Ponuja večjo prilagodljivost pri oblikovanju in možnost ustvarjanja kompleksnih oblik. 3D-tiskanje je mogoče uporabiti za ustvarjanje LED oblik in ohišij po meri. Zmanjšuje potrebo po tradicionalnih proizvodnih tehnikah, kot je brizganje. 3D-tiskanje je tudi bolj okolju prijazno. Zmanjšuje količino odpadkov in potrebo po prevozu.

3. Potencial za popolnoma organske LED

Popolnoma organske LED (FOLED) so vrsta OLED, ki ne potrebuje anorganskih materialov. Na primer kovine, ki se običajno uporabljajo v tradicionalni tehnologiji LED. FOLED imajo več prednosti pred tradicionalnimi LED. So bolj prilagodljive, lahke in porabijo manj energije kot tradicionalne LED. Poleg tega je mogoče FOLED izdelati z uporabo poceni in okolju prijaznih materialov. Zaradi tega so privlačna možnost za razvoj trajnostnih tehnologij.

Potencialne uporabe FOLED so ogromne. Vključujejo razsvetljavo, zaslone in celo nosljivo tehnologijo. V industriji razsvetljave lahko FOLED nadomestijo tradicionalne vire svetlobe. Lahko nadomesti fluorescentne in žarnice z žarilno nitko. FOLED je mogoče izdelati v tanke, fleksibilne plošče. Zaradi tega so idealni za ukrivljene ali nepravilno oblikovane površine. Na primer arhitekturna ali avtomobilska razsvetljava.

V industriji zaslonov ponujajo FOLED več prednosti pred tradicionalnimi zasloni LED. FOLED so tanjši, lažji in manj zmogljivi. Zaradi tega so idealni za prenosne naprave, kot so pametni telefoni in tablice. Poleg tega zasloni FOLED ponujajo boljšo barvno natančnost in širši vidni kot. Zato so idealni za vrhunske zaslone, kot so televizorji in računalniški monitorji.

Pogosta vprašanja

zaključek

Pomembno je vedeti, da se tehnologija LED še vedno razvija. In obstaja prostor za izboljšave v zmogljivosti, barvni kakovosti in cenovni dostopnosti. Zaradi tega znanstveniki in inženirji vedno iščejo načine za izboljšanje tehnologije LED. Poskušajo izboljšati njegovo učinkovitost.

Kot potrošnik ali lastnik podjetja lahko razumevanje osnov tehnologije LED zelo pomaga. Pomaga vam lahko pri ozaveščeni odločitvi, ko gre za nakup izdelkov za razsvetljavo. Od barvne temperature do lumnov, moči in CRI. Poznavanje teh konceptov vam lahko pomaga najti prave rešitve za osvetlitev LED.

Zato so LED diode fascinantna tehnologija. S svojimi zmožnostmi varčevanja z energijo, vzdržljivostjo in vsestranskostjo so LED svetlobna tehnologija, ki bo ostala.

LEDYi izdeluje visoko kakovost LED trakovi in ​​LED neon flex. Vsi naši izdelki gredo skozi visokotehnološke laboratorije, da zagotovimo najvišjo kakovost. Poleg tega nudimo prilagodljive možnosti za naše LED trakove in neon flex. Torej, za vrhunski LED trak in LED neon flex, kontaktirajte LEDYi TAKOJ, KO BO MOGOČE!