Olles praegu turul kõige keskkonnasõbralikum ja tõhusam valgustus, on LED-valgustid (valgusdiood) üha populaarsemaks muutumas. Elektroluminestsents, mehhanism, mille abil mis tahes materjal kiirgab valgust, kui seda läbib elektrivool, tekitab selline valgustus valgust. LED-valgustite tootmisel kasutatud tipptasemel materjalid ja tehnoloogia annavad neile nende tõhususe ja pikaealisuse. Selles artiklis käsitletakse LED-valgustite loomiseks kasutatud materjale ja seda, kuidas need lisavad paljusid eeliseid, mida LED-tuled tavapäraste valgustuslahenduste ees pakuvad.
Pooljuhid
Pooljuhi idee ja selle seos elektrivooluga on LED-valgustite alus. LED-i alusmaterjaliks on pooljuht, aine, mis võib teatud tingimustel elektrit juhtida. Räni on LED-tuledes kõige laialdasemalt kasutatav pooljuhttüüp, kuna see on etteaimatav ja kontrollitav elektrilise käitumise tõttu. Pooljuhtide elektronid ja positiivsed augud ühinevad, et luua stabiilne olek, kui edastatakse päripinge. Selle tulemusena eralduvad footonid, valgus, mida LED kiirgab.
Dopingu materjalid
Doping on protsess, mille käigus lisatakse elemendid puhtale ränile, et luua valgust kiirgav pooljuht. Doping on puhta räni elektrilise käitumise muutmise tehnika lisandite lisamise teel. Kaks tüüpi lisandeid, mida tavaliselt lisatakse puhtale ränialusele, on P-tüüpi ja N-tüüpi.
P-tüüpi dopingmaterjalides on positiivset laengut ja N-tüüpi dopingumaterjalides negatiivset laengut. Need dopingained aitavad muuta pooljuhi LED-i põhikomponendiks, dioodiks. Dopingu eraldamise tehnika on LED-ide tootmiseks hädavajalik. Et LED oleks tõhus ja kauakestev, peab dopingumaterjalide vahekord olema täpselt ideaalne.
Galliumi nitriid
Teine aine, mida LED-valgustite tootmisel sageli kasutatakse, on galliumnitriid. Kõrge sulamistemperatuuri tõttu võib seda materjali kasutada kõrgel temperatuuril. Selle galliumnitriidi omaduse tõttu võivad LED-id toota eredamat valgust tõhusamalt kui tavalised valgusallikad.
Tänu oma kasulikele omadustele kasutatakse galliumnitriidi sageli LED-ide tootmisel räni asendajana. Vabanevate footonite ainulaadsuse tõttu on LED-id võimelised genereerima erinevat värvi valgust. Tekkiva valguse värvuse määrab nende footonite lainepikkus, mis on tavaliselt vahemikus 400–800 nm. See on üks tegureid, mis aitavad kaasa LED-tulede värvide mitmekesisusele.
Fosforid
Kiirgatava valguse sobiva varjundi saamiseks on luminofoorid LED-tootmisprotsessi oluline osa. Fosforid on teatud tüüpi ained, mis toodavad erineva lainepikkusega nähtavat valgust, neelates samal ajal teatud lainepikkust valgust, sageli sinist või ultraviolettkiirgust. LED-id on võimelised tootma tohutul hulgal värve, kombineerides mitut tüüpi fosforit pooljuhtmaterjaliga.
Fosfori muundamine on tehnika, mille abil lisatakse LED-valgustid, et aidata tekitada valget valgust. Selle protseduuri käigus töödeldakse sinist LED-i kollase fosforiga. LED-i sinine valgus neeldub ja kiirgab uuesti kollase valgusena pärast fosfori läbimist. Enamik LED-tulesid suudab väljastada valget valgust, kuna sinine ja kollane valgus loovad valge valguse. Seetõttu on LED-valgustus paindlik valik, mida saab kasutada paljude seadetega erinevate efektide tekitamiseks.
Materjalid substraatide jaoks
Teine LED-valgustite oluline osa on substraadi materjal. Pooljuhtelementide, nagu galliumnitriid, tootmise alust nimetatakse substraadikihiks. Substraadi materjalina kasutatakse sageli ränikarbiidi või alumiiniumoksiidi, millel on hea soojusjuhtivus ja mis taluvad kõrgeid temperatuure.
Substraadi materjal on oluline LED-ide võimeks oma temperatuuri reguleerida. Eemaldades soojuse LED-i pooljuhtkomponentidest, aitab see jahutusprotsessil kaasa. See mõjutab oluliselt LED-valgusti kestvust. LED-valgusti eluiga saab pikendada, töötades ideaalsel temperatuuril, mis nõuab hoolikalt kontrollitud soojuskeskkonda.
Kokkuvõttes
Võrreldes tavaliste hõõglampide ja luminofoorlampidega kestavad LED-tuled kauem, loovad eredama valguse ja tarbivad vähem elektrit. LED-tehnoloogia tootmisel kasutatud materjalid vastutavad LED-valgustite märkimisväärse jõudluse eest. Galliumnitriid, fosforid, pooljuhtmaterjalid, dopingmaterjalid ja substraadimaterjalid on kõik olulised tõhusa ja vastupidava valguse tootmisel. Tänu kasvavale nõudlusele keskkonnasõbralike ja energiasäästlike valgustusvalikute järele on LED-valgustid tänasel turul kiiresti liidripositsiooni võtmas. LED-valgustite paljud eelised tulenevad kasutatavatest materjalidest, mis teeb neist suurepärase võimaluse mitmesuguste valgustusrakenduste jaoks.
https://www.benweilighting.com/professional-lighting/dc-led-lighting/led-t8-tube-light-flicker-free-20w.html
