¿Alguien sabe qué es la "tira de luz LED" y dónde se puede encontrar? Gracias.
Existen muchos tipos de luces LED, incluidas iluminación LED, tiras de LED, vasos de luz LED. Compre luces LED, lámparas LED de bajo consumo, luces decorativas LED, luces subterráneas LED, luces de contorno LED y LED. reflectores. . . .
1. La estructura y el principio de emisión de luz del LED
Hace cincuenta años, la gente ya comprendía el conocimiento básico de que los materiales semiconductores pueden producir luz. El primer diodo comercial se produjo en 1960. . LED es la abreviatura de diodo emisor de luz en inglés. Su estructura básica es una pieza de material semiconductor electroluminiscente, colocada en un estante con plomo y luego sellada con resina epoxi para proteger la función del núcleo interno, por lo que el LED tiene buena resistencia a los terremotos. .
El diagrama de la estructura del LED se muestra en la siguiente figura.
La parte central del diodo emisor de luz es una oblea compuesta por un semiconductor de tipo p y un semiconductor de tipo n. a Una capa de transición, llamada unión p-n. En la unión PN de algunos materiales semiconductores, cuando los portadores minoritarios inyectados se recombinan con los portadores mayoritarios, el exceso de energía se libera en forma de luz, convirtiendo así directamente la energía eléctrica en energía luminosa. Cuando se aplica un voltaje inverso a la unión PN, es difícil inyectar portadores minoritarios, por lo que no emite luz. Este tipo de diodo fabricado según el principio de electroluminiscencia por inyección se denomina diodo emisor de luz, comúnmente conocido como LED. Cuando está en el estado de funcionamiento directo (es decir, se aplica voltaje directo a ambos extremos), cuando la corriente fluye desde el ánodo del LED al cátodo, el cristal semiconductor emite luz de diferentes colores, desde ultravioleta hasta infrarrojos. La luz está relacionada con la corriente.
2. Características de la fuente de luz LED
1. Voltaje: el LED utiliza una fuente de alimentación de bajo voltaje y el voltaje de suministro está entre 6 y 24 V, que varía según los diferentes productos. , por lo que es una fuente de alimentación de alto voltaje es una fuente de alimentación más segura, especialmente adecuada para lugares públicos.
2. Eficiencia: El consumo de energía es un 80% menor que el de las lámparas incandescentes con la misma eficiencia lumínica.
3. Aplicabilidad: Muy pequeño, cada unidad de chip LED tiene un cuadrado de 3-5 mm. Por lo tanto, los dispositivos se pueden preparar en varias formas y son adecuados para entornos variables
4 Estabilidad: 100.000 horas, la caída de la luz es el 50% del valor inicial
5. El tiempo de respuesta de las lámparas incandescentes es de milisegundos y el tiempo de respuesta de las lámparas LED es de nanosegundos
6. Contaminación ambiental: sin mercurio metálico nocivo
7. El color y el diodo emisor de luz pueden ajustar fácilmente la estructura de la banda de energía y la banda prohibida del material mediante métodos de modificación química para lograr una emisión multicolor de rojo, amarillo, verde, azul y naranja. Por ejemplo, un LED que es rojo cuando la corriente es pequeña puede volverse naranja, amarillo y finalmente verde a medida que aumenta la corriente
8. Precio: los LED son relativamente caros en comparación con las lámparas incandescentes. Casi El precio del LED por sí solo es equivalente al de una lámpara incandescente y, por lo general, cada conjunto de luces de señalización debe estar compuesto por entre 300 y 500 diodos.
3. Tipos de LED de luz monocromática y su historia de desarrollo
La primera fuente de luz LED fabricada aplicando el principio de luminiscencia de la unión P-N del semiconductor apareció a principios de los años 60. El material utilizado en ese momento era GaAsP, que emite luz roja (λp = 650 nm). Cuando la corriente de conducción es de 20 mA, el flujo luminoso es de sólo unas pocas milésimas de lumen y la eficiencia luminosa correspondiente es de aproximadamente 0,1 lúmenes/vatio. .
A mediados de la década de 1970, se introdujeron los elementos In y N para hacer que el LED produjera luz verde (λp=555 nm), luz amarilla (λp=590 nm) y luz naranja (λp=610 nm), y el La eficiencia de la luz también se incrementó a 1 lúmenes/vatio.
A principios de los años 80, aparecieron las fuentes de luz LED GaAlAs, consiguiendo que la eficiencia luminosa de los LED rojos alcanzara los 10 lúmenes/vatio.
A principios de la década de 1990, el desarrollo exitoso de dos nuevos materiales, GaAlInP, que emite luz roja y amarilla, y GaInN, que emite luz verde y azul, mejoró enormemente la eficiencia lumínica de los LED. En 2000, la eficiencia luminosa de los LED fabricados por los primeros alcanzó los 100 lúmenes/vatio en las zonas roja y naranja (λp=615 nm), mientras que la eficiencia luminosa de los LED fabricados por los segundos en la zona verde (λp=530 nm) podría alcanzar 50 lúmenes/vatio.
4. Aplicación de LED monocromáticos
Inicialmente, los LED se utilizaron como fuentes de luz indicadoras para instrumentos. Posteriormente, se utilizaron LED de varios colores de luz en semáforos y pantallas de visualización de gran superficie. Es ampliamente utilizado y ha producido buenos beneficios económicos y sociales. Tomemos como ejemplo un semáforo en rojo de 12 pulgadas. En los Estados Unidos, se utiliza como fuente de luz una lámpara incandescente de 140 vatios de larga duración y baja eficiencia, que produce 2000 lúmenes de luz blanca. Tras pasar por el filtro rojo, se pierde el 90% de la luz, quedando sólo 200 lúmenes de luz roja. En la lámpara de nuevo diseño, Lumileds utiliza 18 fuentes de luz LED rojas, que consumen un total de 14 vatios de potencia, incluidas las pérdidas del circuito, para producir el mismo efecto de luz.
Las luces de señalización para automóviles también son un área importante de aplicaciones de fuentes de luz LED. En 1987, China comenzó a instalar luces de freno elevadas en los automóviles. Debido a la rápida velocidad de respuesta de los LED (nivel de nanosegundos), los conductores de los vehículos que los siguen pueden conocer las condiciones de conducción con anticipación y reducir la ocurrencia de colisiones traseras.
Además, las luces LED se han utilizado en pantallas a todo color rojas, verdes y azules para exteriores, linternas tipo llavero en miniatura y otros campos.
5. Desarrollo de LED de luz blanca.
Para la iluminación general, las personas necesitan fuentes de luz blanca. En 1998 se desarrolló con éxito el LED que emite luz blanca. Este tipo de LED se fabrica empaquetando chips de GaN y granate de itrio y aluminio (YAG). El chip GaN emite luz azul (λp=465 nm, Wd=30 nm), y el fósforo YAG que contiene Ce3+ elaborado mediante sinterización a alta temperatura emite luz amarilla después de ser excitado por la luz azul, con un valor máximo de 550 nm. El sustrato LED azul se instala en una cavidad reflectante en forma de cuenco y se cubre con una fina capa de resina mezclada con YAG, de aproximadamente 200-500 nm. Parte de la luz azul emitida por el sustrato LED es absorbida por el fósforo y la otra parte de la luz azul se mezcla con la luz amarilla emitida por el fósforo para obtener luz blanca. Ahora, para los LED blancos InGaN/YAG, al cambiar la composición química del fósforo YAG y ajustar el espesor de la capa de fósforo, se puede obtener luz blanca de varios colores con una temperatura de color de 3500-10000K. (Como se muestra en la imagen siguiente)
La Tabla 1 enumera los tipos actuales de LED blancos y sus principios de emisión de luz. El primer producto que se ha comercializado es un chip único de luz azul más fósforo amarillo YAG. Su mejor eficiencia luminosa es de aproximadamente 25 lúmenes/vatio. El YAG se importa principalmente de la empresa japonesa Nichia y el precio es de 2.000 yuanes/kg. que la japonesa Sumitomo Electric también ha desarrollado un LED blanco utilizando ZnSe como material, pero la eficiencia luminosa es pobre.
También se puede ver en la tabla que ciertos tipos de fuentes de luz LED blancas son inseparables de cuatro tipos de fósforos: a saber, los tres colores primarios: rojo de tierras raras, verde, polvo azul y amarillo con estructura de granate. En polvo, que será más popular en el futuro, se prefiere la luz de tres longitudes de onda, que utiliza obleas ultravioleta inorgánicas y fósforos de tres colores RGB para encapsular la luz blanca LED. Se espera que los LED de luz blanca de tres longitudes de onda se comercialicen. oportunidades este año. Sin embargo, los requisitos de tamaño de partícula de los tres fósforos de colores primarios son aquí relativamente pequeños y los requisitos de estabilidad también son altos. Todavía se están explorando aplicaciones específicas.
Tabla 1 Tipos y principios de LED blancos
Número de chips
Fuentes de excitación
Materiales emisores de luz
Principio de emisión de luz
1
LED azul
InGaN/YAG
La luz azul de InGaN y la luz amarilla de El YAG se mezcla en luz blanca
LED azul
InGaN/fósforo
Los fósforos rojo, verde y azul excitados por la luz azul del InGaN emiten luz blanca
LED azul
ZnSe
La luz azul emitida por la fina capa de película y la luz amarilla excitada sobre el sustrato se mezclan en luz blanca
LED UV
InGaN/ Fósforos
Los fósforos rojos, verdes y azules excitados por ultravioleta del InGaN emiten luz blanca
2
Azul LED
LED amarillo-verde
InGaN, GaP
Empaque dos chips con colores complementarios juntos para formar un LED blanco
3
LED azul
LED verde
LED rojo
InGaN
AlInGaP
Tres Se empaquetarán tipos de pequeños chips que emiten tres colores primarios. Juntos forman LED blancos
Múltiples
LED de múltiples colores de luz
InGaN, GaP
p>
AlInGaP
Empacar una variedad de chips de luz distribuidos en el área de luz visible para formar LED blancos
El uso de fuentes de luz LED para iluminación reemplazará primero a las incandescentes que consumen energía Lámparas y luego ingresar gradualmente a todo el mercado de la iluminación. Ahorre mucha electricidad. Recientemente, los LED blancos han llegado al punto en que una sola unidad consume más de 1 vatio de electricidad y tiene una potencia lumínica de 25 lúmenes, lo que también aumenta su practicidad. Las tablas 2 y 3 enumeran el progreso del rendimiento de los LED blancos.
Tabla 2 Progreso del rendimiento del LED blanco único
Año
Eficiencia luminosa (lúmenes/vatios)
Observaciones
1998
5
199
15
Similar a una lámpara incandescente
2001
p>25
Similar a lámpara halógena de tungsteno
2005
50
Estimado
Tabla tres objetivos de desarrollo a largo plazo
LED blanco único
Potencia de entrada
10 vatios
Eficiencia de iluminación
100 lúmenes/vatio
Energía luminosa de salida
1000 lúmenes/vatio
6. Descripción general de la industria
Entre los fabricantes de LED, Nichia. Fue el primero en utilizar la tecnología antes mencionada para desarrollar LED de alto brillo de diferentes longitudes de onda y láseres semiconductores azul-violeta (Laser Diode; LD). Es un actor importante en la industria que posee los derechos de patente para los LED azules. Después de que Nichia obtuviera muchas patentes básicas, como la producción de LED azules y la estructura de electrodos, insistió en no proporcionar autorización externa y solo adoptó su propia estrategia de producción para monopolizar el mercado, elevando los precios de los LED azules. Sin embargo, otras empresas que ya tienen capacidad de producción no están muy convencidas. Algunas empresas japonesas de LED creen que la estrategia de Nichia permitirá gradualmente a Japón perder ventaja frente a las empresas de LED de Europa, Estados Unidos y otros países en la competencia por los LED azules y blancos. Ha causado graves daños a la industria LED japonesa en general. Por lo tanto, muchas industrias están haciendo todo lo posible para desarrollar y producir LED azules. En la actualidad, además de Nichia Chemical y Sumitomo Electric, también están Toyoda Gosei, Romu, Toshiba y Sharp, la empresa estadounidense Cree, los tres principales fabricantes de iluminación del mundo: GE, Philips, Osram, HP, Siemens, Research, EMCORE, etc. Han invertido en este producto. La I+D y la producción han desempeñado un papel positivo en la promoción de la industrialización y comercialización de productos LED blancos.