LED (Light Emitting Diode), en lysdiode, er en halvlederenhet i faststofftilstand som kan konvertere elektrisk energi til synlig lys. Den kan direkte konvertere elektrisitet til lys. Hjertet i LED er en halvlederbrikke. Den ene enden av brikken er festet til en brakett, den ene enden er en negativ pol, og den andre enden er koblet til den positive polen på strømforsyningen, slik at hele brikken er innkapslet av epoksyharpiks.
Halvlederbrikken består av to deler. Den ene enden er en P-type halvleder, der hullene dominerer, og den andre enden er en N-type halvleder, der elektronene dominerer. Men når disse to halvlederne kobles sammen, dannes det en PN-overgang mellom dem. Når strømmen virker på brikken gjennom ledningen, vil elektronene bli presset til P-området, hvor elektronene vil rekombinere med hullene, og deretter avgi energi i form av fotoner. Dette er prinsippet for LED-lysutslipp. Lysets bølgelengde, det vil si lysets farge, bestemmes av materialet som danner PN-overgangen.
LED kan direkte avgi rødt, gult, blått, grønt, grønt, oransje, lilla og hvitt lys.
I starten ble LED brukt som indikatorlyskilde for instrumenter og målere. Senere ble forskjellige lysfargede LED-pærer mye brukt i trafikklys og store skjermer, noe som ga gode økonomiske og sosiale fordeler. Ta den 12-tommers røde trafikksignallampen som et eksempel. I USA ble en 140-watts glødelampe med lang levetid og lav lyseffektivitet opprinnelig brukt som lyskilde, som produserte 2000 lumen hvitt lys. Etter å ha passert gjennom det røde filteret er lystapet 90 %, og bare 200 lumen rødt lys er igjen. I den nydesignede lampen bruker Lumileds 18 røde LED-lyskilder, inkludert kretstap. Det totale strømforbruket er 14 watt, noe som kan produsere den samme lyseffekten. Bilsignallamper er også et viktig felt for LED-lyskilder.
For generell belysning trenger folk flere hvite lyskilder. I 1998 ble hvit LED utviklet med suksess. Denne LED-en er laget ved å pakke GaN-brikker og yttriumaluminiumgranat (YAG) sammen. GaN-brikken sender ut blått lys (λP = 465 nm, Wd = 30 nm). YAG-fosfor som inneholder Ce3+, sintret ved høy temperatur, sender ut gult lys etter å ha blitt eksitert av dette blå lyset, med en toppverdi på 550 nm i LED-lampen. Det blå LED-substratet er installert i det skålformede refleksjonshulrommet, dekket med et tynt lag harpiks blandet med YAG, omtrent 200-500 nm. Det blå lyset fra LED-substratet absorberes delvis av fosforet, og den andre delen av det blå lyset blandes med det gule lyset fra fosforet for å oppnå hvitt lys.
For hvit InGaN/YAG-LED kan man ved å endre den kjemiske sammensetningen av YAG-fosfor og justere tykkelsen på fosforlaget oppnå forskjellige hvite lys med en fargetemperatur på 3500–10000K. Denne metoden for å oppnå hvitt lys gjennom blå LED har enkel struktur, lav kostnad og høy teknologisk modenhet, så den er mye brukt.
Publisert: 29. januar 2024