Jaký je světelný princip LED lampy?

LED (Light Emitting Diode), světlo emitující dioda, je pevné polovodičové zařízení, které dokáže přeměnit elektrickou energii na viditelné světlo, které může přímo přeměnit elektřinu na světlo. Srdcem LED je polovodičový čip, jeden konec čipu je připevněn k držáku, jeden konec je záporná elektroda a druhý konec je připojen ke kladné elektrodě napájecího zdroje, takže celý čip je zapouzdřen epoxidovou pryskyřicí.

Polovodičový čip se skládá ze dvou částí, jednou je polovodič typu P, ve kterém dominují otvory, a druhou je polovodič typu N, na kterém jsou převážně elektrony. Ale když jsou dva polovodiče spojeny, vytvoří se mezi nimi PN přechod. Když je proud přiveden na čip přes drát, elektrony jsou vytlačeny do oblasti P, kde jsou elektrony kombinovány s otvory, a poté je energie emitována ve formě fotonů, což je princip LED světla. A vlnová délka světla, barva světla, je určena materiálem, který tvoří PN přechod.

Zpočátku se LED používala jako zdroj indikačního světla pro přístrojové vybavení a později se LED různých barev světla široce používala v semaforech a velkoplošných displejích, což mělo za následek dobré ekonomické a sociální výhody. V případě 12-palcových červených semaforů se například ve Spojených státech původně používala jako zdroj světla 140wattová žárovka s nízkou světelnou účinností a dlouhou životností, která produkuje 2000 lumenů bílého světla. Po průchodu červeným filtrem je ztráta světla 90%, zbyde jen 200 lumenů červeného světla. V novém designu Lumileds využívá 18 červených LED světelných zdrojů, včetně obvodových ztrát, celkem 14 wattů výkonu, může produkovat stejný světelný efekt. Signální světla do auta jsou také důležitou oblastí aplikací LED světelných zdrojů.

Pro celkové osvětlení lidé potřebují více zdrojů bílého světla. V roce 1998 byla úspěšně vyvinuta bílá LED dioda. Tato LED je vyrobena zabalením čipů GaN a yttrium hliníkového granátu (YAG) dohromady. Čip GaN vyzařuje modré světlo (λp=465nm, Wd=30nm), fosfor YAG obsahující Ce3+ vyrobený vysokoteplotním slinováním je tímto modrým světlem vybuzen a vyzařuje žluté světlo, špičková hodnota je 550nLED lampa m. Substrát modré LED je instalován v reflexní dutině ve tvaru misky a pokryt tenkou vrstvou pryskyřice smíchané s YAG, asi 200-500 nm. Část modrého světla emitovaného substrátem LED je absorbována fosforem a druhá část modrého světla je smíchána se žlutým světlem emitovaným fosforem a lze získat bílé světlo.

U InGaN/YAG bílé LED lze změnou chemického složení YAG fosforu a úpravou tloušťky fosforové vrstvy získat barevnou teplotu 3500-10000 K. Tento způsob získávání bílého světla prostřednictvím modré LED má jednoduchou strukturu, nízkou cenu a vysokou technickou vyspělost, proto se používá nejvíce.