एलईडी लाइट उत्पादनहरूको सिद्धान्तहरू

LED (Light Emitting Diode) एक ठोस राज्य अर्धचालक उपकरण हो जसले विद्युतीय उर्जालाई दृश्य प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। यसले सिधै बिजुलीलाई प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। LED को मुटु एक अर्धचालक चिप हो, जसको एउटा छेउ कोष्ठकमा जोडिएको हुन्छ, एउटा छेउ ऋणात्मक इलेक्ट्रोड हुन्छ, र अर्को छेउ पावर सप्लाईको सकारात्मक इलेक्ट्रोडसँग जोडिएको हुन्छ, जसले सम्पूर्ण चिपलाई इपोक्सी रालमा इन्क्याप्सुलेटेड बनाउँछ।

एक सेमीकन्डक्टर चिपमा दुई भागहरू हुन्छन्, एउटा P-प्रकार अर्धचालक हो जसमा प्वालहरू हावी हुन्छन्, र अर्को N-प्रकार अर्धचालक हो जसमा इलेक्ट्रोनहरू हावी हुन्छन्। तर जब यी दुई अर्धचालकहरू जडान हुन्छन्, तिनीहरू बीच एक P-N जंक्शन बनाइन्छ। जब विद्युत तारबाट गुजर्छ र चिपमा कार्य गर्दछ, इलेक्ट्रोनहरू P क्षेत्र तिर धकेलिन्छन्, जहाँ तिनीहरू प्वालहरूसँग पुन: संयोजित हुन्छन् र फोटनको रूपमा ऊर्जा उत्सर्जन गर्छन्। यो सिद्धान्त होएलईडी बत्तीउत्सर्जन। प्रकाशको तरंगदैर्ध्य, प्रकाशको रंग पनि भनिन्छ, P-N जंक्शन बनाउने सामग्रीद्वारा निर्धारण गरिन्छ।

LED ले रातो, पहेंलो, नीलो, हरियो, नीलो, सुन्तला, बैजनी र सेतो प्रकाश सिधै उत्सर्जन गर्न सक्छ।

सुरुमा, LED लाई उपकरण र मिटरहरूको लागि सूचक प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्थ्यो। पछि, विभिन्न रंगीन एलईडीहरू ट्राफिक संकेतहरू र ठूलो-क्षेत्र प्रदर्शनहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरियो, जसले राम्रो आर्थिक र सामाजिक लाभहरू उत्पादन गर्यो। 12 इन्चको रातो ट्राफिक लाइटलाई उदाहरणको रूपमा लिँदै, संयुक्त राज्यमा, लामो आयु र कम दृश्य दक्षता भएको 140 वाट इन्कन्डेसेन्ट बत्ती मूल रूपमा प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो, जसले सेतो प्रकाशको 2000 लुमेन उत्पादन गर्दछ। रातो फिल्टर पार गरिसकेपछि, रातो बत्तीको 200 लुमेन मात्र छोडेर, प्रकाशको हानि 90% हुन्छ। नयाँ डिजाइन गरिएको बत्तीमा, Lumileds ले 18 वटा रातो एलईडी प्रकाश स्रोतहरू प्रयोग गर्दछ, जसमा सर्किट हारहरू समावेश छन्, जसले कुल 14 वाट बिजुली खपत गर्दछ र समान प्रकाश प्रभाव उत्पादन गर्दछ। कार सिग्नल लाइटहरू पनि एलईडी प्रकाश स्रोतहरूको आवेदनको लागि महत्त्वपूर्ण क्षेत्र हो।

सामान्य प्रकाशको लागि, मानिसहरूलाई सेतो प्रकाश स्रोतहरू बढी चाहिन्छ। एलईडी उत्सर्जन गर्ने सेतो प्रकाशको विकास सन् १९९८ मा सफल भएको थियो। यस प्रकारको एलईडीलाई GaN चिप्स र yttrium आल्मुनियम गार्नेट (YAG) लाई एकै ठाउँमा राखेर बनाइन्छ। GaN चिपले नीलो प्रकाश उत्सर्जन गर्छ（λ उच्च-तापमान सिन्टेरिङ (p=465nm, Wd=30nm) द्वारा उत्पादित Ce3+ समावेश भएको YAG फ्लोरोसेन्ट पाउडरले 550n को चुचुरो भएको यो निलो प्रकाशबाट उत्साहित भएपछि पहेंलो प्रकाश उत्सर्जन गर्छ।एलईडी बत्तीm नीलो प्रकाश एलईडी सब्सट्रेट कचौरा आकारको रिफ्लेक्टर गुहामा स्थापना गरिएको छ, YAG सँग मिसाइएको रालको पातलो तहले ढाकिएको छ, लगभग 200-500nm। एलईडी सब्सट्रेट द्वारा उत्सर्जित नीलो प्रकाश फ्लोरोसेन्ट पाउडर द्वारा अवशोषित हुन्छ, र नीलो प्रकाश को अर्को भाग सेतो प्रकाश प्राप्त गर्न फ्लोरोसेन्ट पाउडर द्वारा उत्सर्जित पहेंलो प्रकाश संग मिश्रित छ।

InGaN/YAG सेतो LEDs को लागि, YAG फस्फरको रासायनिक संरचना परिवर्तन गरेर र फस्फर तहको मोटाई समायोजन गरेर, 3500-10000K को रंग तापमानको साथ सेतो प्रकाशका विभिन्न रंगहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। नीलो एलईडी मार्फत सेतो प्रकाश प्राप्त गर्ने यो विधि यसको सरल निर्माण, कम लागत, र उच्च प्राविधिक परिपक्वताको कारण व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।