El LED (díode emissor de llum), un díode emissor de llum, és un dispositiu semiconductor d'estat sòlid que pot convertir l'energia elèctrica en llum visible. Pot convertir directament l'electricitat en llum. El cor del LED és un xip semiconductor. Un extrem del xip està unit a un suport, un extrem és un pol negatiu i l'altre extrem està connectat al pol positiu de la font d'alimentació, de manera que tot el xip està encapsulat amb resina epoxi.
El xip semiconductor està compost de dues parts. Una part és un semiconductor de tipus P, en què els forats són dominants, i l'altre extrem és un semiconductor de tipus N, en què els electrons són dominants. Però quan aquests dos semiconductors estan connectats, es forma una unió PN entre ells. Quan el corrent actua sobre el xip a través del cable, els electrons seran empesos a la zona P, on els electrons es recombinaran amb els forats i després emetran energia en forma de fotons. Aquest és el principi de l'emissió de llum LED. La longitud d'ona de la llum, és a dir, el color de la llum, està determinada pel material que forma la unió PN.
Els LED poden emetre directament llum vermella, groga, blava, verda, taronja, morada i blanca.
Inicialment, el LED es va utilitzar com a font de llum indicadora d'instruments i comptadors. Més tard, diversos LED de colors clars es van utilitzar àmpliament en semàfors i pantalles de gran superfície, produint bons beneficis econòmics i socials. Prenguem com a exemple el llum de senyalització de trànsit vermell de 12 polzades. Als Estats Units, originalment es va utilitzar com a font de llum la làmpada incandescent de 140 watts amb llarga vida útil i baixa eficiència lluminosa, que produïa 2000 lúmens de llum blanca. Després de passar pel filtre vermell, la pèrdua de llum és del 90%, deixant només 200 lúmens de llum vermella. En la làmpada de nou disseny, Lumileds utilitza 18 fonts de llum LED vermelles, inclosa la pèrdua de circuit. El consum total d'energia és de 14 watts, cosa que pot produir el mateix efecte lluminós. El llum de senyalització d'automòbils també és un camp important d'aplicació de fonts de llum LED.
Per a la il·luminació general, la gent necessita més fonts de llum blanca. El 1998, es va desenvolupar amb èxit el LED blanc. Aquest LED es fabrica combinant un xip de GaN i un granat d'itri i alumini (YAG). El xip de GaN emet llum blava (λ P = 465 nm, Wd = 30 nm). El fòsfor YAG que conté Ce3+ sinteritzat a alta temperatura emet llum groga després de ser excitat per aquesta llum blava, amb un valor màxim de 550n per làmpada LED m. El substrat LED blau s'instal·la a la cavitat de reflexió en forma de bol, coberta amb una fina capa de resina barrejada amb YAG, d'uns 200-500 nm. La llum blava del substrat LED és parcialment absorbida pel fòsfor i l'altra part de la llum blava es barreja amb la llum groga del fòsfor per obtenir llum blanca.
Per als LED blancs d'InGaN/YAG, canviant la composició química del fòsfor YAG i ajustant el gruix de la capa de fòsfor, es poden obtenir diverses llums blanques amb una temperatura de color de 3500-10000K. Aquest mètode d'obtenció de llum blanca a través de LED blau té una estructura simple, baix cost i alta maduresa tecnològica, per la qual cosa s'utilitza àmpliament.
Data de publicació: 29 de gener de 2024