LED (Light Emitting Diode), eine lichtemittierende Diode, ist ein Festkörper-Halbleiterbauelement, das elektrische Energie in sichtbares Licht umwandeln kann. Es kann Strom direkt in Licht umwandeln. Das Herzstück einer LED ist ein Halbleiterchip. Ein Ende des Chips ist an einer Halterung befestigt, ein Ende ist ein Minuspol und das andere Ende ist mit dem Pluspol des Netzteils verbunden, sodass der gesamte Chip von Epoxidharz umhüllt ist.
Der Halbleiterchip besteht aus zwei Teilen. Ein Teil ist ein Halbleiter vom P-Typ, in dem Löcher dominieren, und das andere Ende ist ein Halbleiter vom N-Typ, in dem Elektronen dominieren. Aber wenn diese beiden Halbleiter verbunden werden, wird zwischen ihnen ein PN-Übergang gebildet. Wenn der Strom durch den Draht auf den Chip einwirkt, werden die Elektronen in den P-Bereich geschoben, wo die Elektronen mit Löchern rekombinieren und dann Energie in Form von Photonen emittieren. Dies ist das Prinzip der LED-Lichtemission. Die Wellenlänge des Lichts, dh die Lichtfarbe, wird durch das Material bestimmt, das den PN-Übergang bildet.
LED kann direkt rotes, gelbes, blaues, grünes, grünes, orangefarbenes, violettes und weißes Licht emittieren.
Zunächst wurde LED als Anzeigelichtquelle von Instrumenten und Messgeräten verwendet. Später wurden verschiedene helle LEDs in Ampeln und großflächigen Anzeigen weit verbreitet und brachten gute wirtschaftliche und soziale Vorteile. Nehmen Sie als Beispiel die rote 12-Zoll-Ampel. In den Vereinigten Staaten wurde ursprünglich die 140-Watt-Glühlampe mit langer Lebensdauer und geringer Lichtausbeute als Lichtquelle verwendet, die 2000 Lumen weißes Licht erzeugte. Nach dem Passieren des Rotfilters beträgt der Lichtverlust 90 Prozent, sodass nur noch 200 Lumen rotes Licht übrig bleiben. In der neu gestalteten Lampe verwendet Lumileds 18 rote LED-Lichtquellen, einschließlich Schaltungsverlust. Die Gesamtleistungsaufnahme liegt bei 14 Watt, was den gleichen Leuchteffekt erzeugen kann. Automobil-Signallampen sind auch ein wichtiges Anwendungsgebiet von LED-Lichtquellen.
Für die allgemeine Beleuchtung benötigen die Menschen mehr weiße Lichtquellen. 1998 wurde die weiße LED erfolgreich entwickelt. Diese LED wird hergestellt, indem GaN-Chip und Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) zusammen verpackt werden. GaN-Chip emittiert blaues Licht (λ P=465nm, Wd=30nm), der bei hoher Temperatur gesinterte YAG-Phosphor, der Ce3 plus enthält, emittiert gelbes Licht, nachdem er von diesem blauen Licht angeregt wurde, mit einem Spitzenwert von 550n LED Lampe m. Das blaue LED-Substrat wird in den schüsselförmigen Reflexionshohlraum eingebaut und mit einer dünnen Harzschicht bedeckt, die mit YAG gemischt ist, etwa 200-500 nm. Das blaue Licht von dem LED-Substrat wird teilweise von dem Leuchtstoff absorbiert und der andere Teil des blauen Lichts wird mit dem gelben Licht von dem Leuchtstoff gemischt, um weißes Licht zu erhalten.
Für weiße InGaN/YAG-LEDs können durch Ändern der chemischen Zusammensetzung des YAG-Phosphors und Anpassen der Dicke der Phosphorschicht verschiedene weiße Lichter mit einer Farbtemperatur von 3500-10000 K erhalten werden. Dieses Verfahren zur Gewinnung von weißem Licht durch blaue LED hat eine einfache Struktur, niedrige Kosten und eine hohe Technologiereife, so dass es weit verbreitet ist.