Kaip veikia šviesos diodai

Jau 2007 m. Vienoje iš pranešimų Pekino tarptautinės apšvietimo komisijos konferencijoje buvo pabrėžiama pažangių apšvietimo gaminių, naudojamų ir vis dar tobulinamų, ekonomiškumas ir ekologiškumas.

Pirminį akcentą garsiakalbiai padarė dėl racionalesnio ir efektyvesnio šviesos naudojimo. Ir tai visai nebuvo raginimas kažkaip sumažinti apšvietimą. Kaip vienas iš svarbiausių žingsnių siekiant šio tikslo išryškinamas energetiškai efektyvesnių ir ekologiškesnių šviesos šaltinių kūrimas ir įgyvendinimas - Šviesos diodai.

Aukštųjų technologijų pramonė

Šviesos diodai yra puslaidininkiniai elektriniai gaminiai, skirti priimti šviesą dėl elektros srovės, einančios per pn sandūrą. Bet ne kiekviena pn sankryža skleidžia šviesą.

Norint gauti šviesą iš puslaidininkio, turi būti įvykdytos tam tikros sąlygos: puslaidininkio draudžiama perėjimo zona turi būti tokia plati, kad susidarančio kvanto energija būtų artima matomos šviesos kvanto energijai, o radiacijos tikimybė atliekant elektronų-skylių porų rekombinaciją turėtų būti didelė.

Kad būtų laikomasi šių sąlygų, pagamintas kristalas turi turėti kuo mažiau defektų, lemiančių elektronų rekombinaciją su skylutėmis be radiacijos. Tai nėra lengva pasiekti, tiesiog p-n sankryžos nepakaks, turite sukurti daugiasluoksnes puslaidininkių struktūras - heterostruktūras, kurios, beje, padėjo pagrindą naujam šviesos diodų gamybos technologijos tobulinimo etapui.

Šviesos diodų kūrimas susiduria su tam tikromis kliūtimis, nes ši apšvietimo pramonė nuolat vystosi ir joje vis dar nėra tam tikrų nusistovėjusių reglamentų.

Šviesos diodų gamybos procesui, taip pat jų tiesioginio veikimo metodams vis dar nėra taikomi kai kurie bendrieji dokumentai, todėl kiekvienas stambus gamintojas kuria savo principus, kaip pasirinkti tinkamus gaminius.

Tarptautinių susitarimų nėra. Ir nors pastaraisiais metais jau buvo pasiekta labai teigiamų rezultatų, vis dar nėra vieningų reikalavimų vadovaujamai technologijai. Ir dabar jūs suprasite viską, nes mes toliau nagrinėsime LED gamybos technologiją žingsnis po žingsnio.

Kristalų susidarymas

Crystal LED yra užaugęs. Pagrindinis visos šios grandinės procesas yra vadinamas metalo epitaksija, kurios metu ant substrato realizuojamas orientuotas epitaksinių kristalų augimas.

Puslaidininkis auginamas metalo organinių junginių, kuriuose yra reikalingų cheminių elementų, terminės pirolizės (skilimo) būdu. Čia privaloma turėti grynas dujas, kurių buvimą užtikrina modernūs įrenginiai.

Išaugęs sluoksnis turi būti tam tikro storio, kuris kontroliuojamas epitaksijos proceso metu. Tokiu atveju pagrindo paviršiaus struktūra turėtų būti vienalytė.

Patikimi ir aukštos kokybės įrenginiai, skirti epitaksiniam augimui, yra labai brangūs, o aukštos kokybės medžiagų gavimas aukštos kokybės šviesos diodų gamybai vyksta daugiau nei vienerius metus.

Lustų gaminimas

Norėdami gauti lustą, ant substrato išaugę kristalai yra išgraviruojami, tada sukuriami kontaktai ir gautas pavyzdys supjaustomas į gabalus. Tai vadinama „plokštuminiu plėvelės apdorojimu“. Visas filmas yra supjaustytas į tūkstančius mažų drožlių.

Traškučių rūšiavimas

Susmulkintų drožlių rūšiavimas vadinamas binning. Pupelės yra grupės. Rūšiavimas yra labai svarbus, tačiau jis dažnai pamirštamas, analizuojant šviesos diodų kūrimo procesą.

Esmė ta, kad bet kurioje gamyboje svarbu pasirinkti aukštos kokybės gaminius, taip pat rūšiuoti produktą pagal parametrus, pagal tam tikrus kriterijus, o tai ypač svarbu šviesos diodams. Epitacijos stadijose ir po pjaustymo neįmanoma gauti tūkstančių kristalų (drožlių), kurie yra absoliučiai identiškų savybių.

Vienaip ar kitaip, jų charakteristikos skirsis ir pasirodys esant gana plačiam parametrų diapazonui. Štai kodėl lustai turi būti rūšiuojami pagal charakteristikas į grupes (šiukšliadėžes), kad kiekvienoje grupėje būtų lustai, turintys tam tikrą parametro vertę, tinkantys tam tikros grupės diapazono reikalavimams: pagal bangos ilgį, pagal įtampą, pagal šviesos srautą ir kt. .

Dėl perrišimo šviesos diodai bus suskirstyti pagal programas ir net pagal pavadinimą. Vieni sieks tam tikrų tikslų, kiti - kitų. Produkto vartotojų ratas plėsis.

Beveik baigtas šviesos diodas

Paruoštas šviesos diodas gaunamas paskutiniame technologinės grandinės etape. Čia sukuriamas būsimojo šviesos šaltinio korpusas, išvados nušlifuojamos, parinktas tinkamas fosforas. Pasirinkta objektyvo optinė sistema, forma ir parametrai.

Objektyvai gaminami iš įvairių medžiagų (epoksidinės dervos, plastiko, silikono). Atsižvelgiant į reikalavimus, parenkama optinės sistemos medžiaga. Reikalavimai yra labai platūs, nes būtent optinė sistema vaidins lemiamą vaidmenį, kaip bus nukreiptas šviesos srautas, koks bus kietasis kampas ir pan.

Objektyvo savybės

Objektyvai turėtų būti kiek įmanoma skaidrūs, perduoti šviesą visame matomame diapazone. Tokiu atveju objektyvas turėtų gerai prilipti prie spausdintinės plokštės medžiagos, būti šiluminis per visą eksploatavimo laiką. Tai reiškia, kad objektyvui neturėtų būti daromas kristalo spinduliavimas ir cheminis fosforo poveikis, jei jis naudojamas.

Šviesos diodų gamybos procesas OPTOGAN gamykloje:

Šviesos diodai

Šviesos diodai ne veltui laikomi geriausiais šviesos šaltiniais. Jie pasižymi mažomis energijos sąnaudomis, kenksmingų komponentų, tokių kaip gyvsidabris, nebuvimu, saugia maitinimo įtampa, dideliu patikimumu, kompaktiškumu ir kitomis naudingomis savybėmis.

Būtent šviesos diodai leidžia statyti įvairių formų ir dydžių, kartu aukštos kokybės apšvietimo sistemas ir šviestuvus: prožektorius, LED juosteles, lempas, lempas, skydelius ir kt.

Vienas dalykas yra neabejotinas - LED kryptis apšvietimo pramonėje dinamiškai vystosi visame pasaulyje. Technologija yra daugelio šalių aukštos kvalifikacijos specialistų ir mokslininkų dėmesys. Artimiausiu metu tikrai bus pasiekta dar įspūdingesnių rodiklių.

Taip pat žiūrėkite šia tema:

SMD šviesos diodų tipai, charakteristikos, ženklinimas

Šviesos diodų juostelių tipai, įtaisai ir charakteristikos