Jak działają diody LED

Już w 2007 r., W jednym z raportów na konferencji w Pekinie Międzynarodowej Komisji ds. Oświetlenia, podkreślono znaczenie oszczędności i przyjazności dla środowiska zarówno używanych, jak i wciąż rozwijanych, bardziej zaawansowanych produktów oświetleniowych.

Głównym akcentem były głośniki na bardziej racjonalne i wydajne wykorzystanie światła. I wcale nie było to wezwaniem do zmniejszenia iluminacji. Jako jeden z najważniejszych kroków w kierunku tego celu wyróżniono rozwój i wdrożenie bardziej wydajnych energetycznie i przyjaznych dla środowiska źródeł światła - Diody LED.

Przemysł zaawansowanych technologii

Diody LED to półprzewodnikowe produkty elektryczne przeznaczone do odbierania światła z powodu prądu elektrycznego przepływającego przez złącze pn. Ale nie każde złącze pn emituje światło.

Aby otrzymać światło z półprzewodnika, muszą zostać spełnione pewne warunki: zakazana strefa przejściowa na półprzewodniku musi być tak szeroka, aby energia powstałej kwanty była zbliżona do energii kwantów światła widzialnego, a prawdopodobieństwo promieniowania w procesie rekombinacji par elektron-dziura powinno być wysokie.

Aby spełnić te warunki, wytworzony kryształ powinien mieć minimum defektów prowadzących do rekombinacji elektronów z dziurami bez promieniowania. Nie jest to łatwe do osiągnięcia, tylko połączenie p-n nie wystarczy, musisz stworzyć wielowarstwowe struktury półprzewodnikowe - heterostruktury, które, nawiasem mówiąc, położyły podwaliny pod nowy etap w rozwoju technologii produkcji diod elektroluminescencyjnych.

Tworzenie diod LED jest obarczone pewnymi przeszkodami, ponieważ ten przemysł oświetleniowy stale się rozwija i nadal nie ma w nim pewnych ustalonych przepisów.

Proces produkcji diod LED, a także metody ich bezpośredniego działania, nadal nie podlegają niektórym ogólnym dokumentom, dlatego każdy główny producent opracowuje własne zasady wyboru odpowiednich produktów.

Nie ma umów międzynarodowych. I chociaż w ostatnich latach osiągnięto już pewne bardzo pozytywne wyniki, nadal nie ma jednolitych wymagań dotyczących technologii led. A teraz zrozumiesz wszystko, ponieważ krok po kroku będziemy dalej badać technologię produkcji LED.

Tworzenie kryształów

Crystal LED rośnie. Kluczowym procesem w całym tym łańcuchu jest epitaksja metaloorganiczna, w której ukierunkowany wzrost kryształów epitaksjalnych odbywa się na podłożu.

Półprzewodnik jest hodowany przez pirolizę termiczną (rozkład) związków metaloorganicznych, które zawierają niezbędne pierwiastki chemiczne. W tym przypadku obecność czystych gazów jest obowiązkowa, której obecność zapewniają nowoczesne instalacje.

Wyhodowana warstwa musi mieć określoną grubość, która jest kontrolowana podczas procesu epitaksji. W takim przypadku struktura na powierzchni podłoża powinna być jednorodna.

Niezawodne i wysokiej jakości instalacje do epitaksjalnego wzrostu są bardzo drogie, a proces uzyskiwania wysokiej jakości materiałów do produkcji wysokiej jakości diod LED trwa od ponad roku.

Wytwarzanie wiórów

Aby uzyskać chip, kryształ wyhodowany na podłożu poddaje się wytrawianiu, następnie tworzy się kontakty i powstałą próbkę kroi się na kawałki. Nazywa się to „planarnym przetwarzaniem filmu”. Jeden cały film jest pocięty na tysiące małych wiórów.

Sortowanie wiórów

Sortowanie posiekanych chipsów nazywa się binningiem. Fasola to grupy. Sortowanie jest bardzo ważne, ale często jest zapominane, analizując proces tworzenia diod LED.

Najważniejsze jest to, że przy każdej produkcji ważne jest, aby wybierać produkty wysokiej jakości, a także sortować produkt według parametrów, zgodnie z pewnymi kryteriami, co jest szczególnie ważne w przypadku diod LED. Na etapach epitaksji i po cięciu niemożliwe jest uzyskanie tysięcy kryształów (wiórów), które mają absolutnie identyczne cechy.

Tak czy inaczej, ich cechy będą się różnić i pojawią się w dość szerokim zakresie parametrów. Dlatego chipy muszą być sortowane według cech na grupy (pojemniki), aby w każdej grupie były chipy o pewnej wartości określonego parametru, odpowiednie do wymagań zakresu konkretnej grupy: według długości fali, napięcia, strumienia świetlnego itp. .

W wyniku binowania diody LED zostaną podzielone według aplikacji, a nawet według nazwy. Niektórzy będą dążyć do niektórych celów, inni do innych. Krąg konsumentów produktu powiększy się.

Prawie gotowe LED

Gotową diodę LED uzyskuje się na ostatnim etapie łańcucha technologicznego. Tutaj powstaje korpus przyszłego źródła światła, wnioski są lutowane, wybiera się odpowiedni fosfor. Wybrano układ optyczny, kształt i parametry soczewki.

Soczewki wykonane są z różnych materiałów (żywica epoksydowa, plastik, silikon). W zależności od wymagań dobierany jest materiał układu optycznego. Wymagania są bardzo szerokie, ponieważ to układ optyczny będzie odgrywał decydującą rolę w sposobie kierowania strumienia światła, jaki będzie kąt bryły itp.

Funkcje obiektywu

Soczewki powinny być jak najbardziej przezroczyste, transmitować światło w całym zakresie widzialnym. W takim przypadku soczewka powinna dobrze przylegać do materiału płytki drukowanej, być termostabilna przez cały okres użytkowania. Oznacza to, że na soczewkę nie powinno mieć wpływu promieniowanie kryształu i chemiczne działanie luminoforu, jeśli jest używany.

Proces produkcji diod LED w fabryce OPTOGAN:

Diody LED

Diody LED nie są na próżno uważane za najlepsze źródła światła. Charakteryzują się niskim zużyciem energii, brakiem szkodliwych składników, takich jak rtęć, bezpiecznym napięciem zasilania, wysoką niezawodnością, zwartością i innymi przydatnymi właściwościami.

To diody LED, które pozwalają budować systemy oświetleniowe i oprawy oświetleniowe o różnych kształtach i rozmiarach, o wysokiej jakości: naświetlacze, paski LED, lampy, lampy, panele itp.

Jedno jest niezaprzeczalne - kierunek LED w branży oświetleniowej rozwija się dynamicznie na całym świecie. Technologia jest przedmiotem zainteresowania wysoko wykwalifikowanych specjalistów i naukowców z wielu krajów. W najbliższej przyszłości z pewnością zostaną osiągnięte jeszcze bardziej imponujące wskaźniki.

Zobacz także na ten temat:

Rodzaje, charakterystyka, znakowanie diod LED SMD

Rodzaje, urządzenie i charakterystyka taśm LED