Μήκος κύματος χρώματος και εισαγωγή εφαρμογών κοινών τσιπ LED
1. Μπλε LED
Αναφέρεται στη δίοδο εκπομπής του μπλε φωτός-. Οι ημιαγωγοί με βάση το νιτρίδιο του γαλλίου (GaN)- χρησιμοποιούνται συνήθως ως υλικά για μπλε LED. Η ανάπτυξη μπλε LED με χρήση ημιαγωγών με βάση το σεληνίδιο του ψευδαργύρου (ZnSe)- ήταν παλαιότερα δημοφιλής, αλλά από τότε που αναπτύχθηκαν μπλε LED υψηλής- φωτεινότητας που χρησιμοποιούν ημιαγωγούς με βάση το νιτρίδιο του γαλλίου-τον Δεκέμβριο του 1993 , το κύριο ρεύμα των μπλε LED έχει γίνει προϊόντα ημιαγωγών με βάση το GaN.
Το κέντρο του μήκους κύματος εκπομπής μιας διόδου που εκπέμπει νιτρίδιο του γαλλίου (GaN)-με βάση το μπλε φως-είναι περίπου 470 nm. Χρησιμοποιείται για την πηγή φωτός μπλε εξαρτημάτων οθόνης, όπως φωτιστικά και δείκτες, την πηγή μπλε φωτός της οθόνης LED και την πηγή φωτός οπίσθιου φωτισμού του πάνελ υγρών κρυστάλλων, κ.λπ. Όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με υλικά φωσφόρου, το λευκό φως μπορεί να αποκτηθεί. Το τρέχον λευκό LED υιοθετεί γενικά μια δομή στην οποία ένα μπλε LED συνδυάζεται με ένα φθορίζον υλικό.
2. Κόκκινο LED
red-emitting diode. At present, the commonly used materials for red LEDs are aluminum indium gallium phosphide or aluminum indium gallium phosphide (AlInGaP) compound semiconductors. In the field of LEDs, quaternary materials generally refer to AlInGaP. AlInGaP is called quaternary materials because it uses four elements: aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In) and phosphorus (P). AlInGaP doesn't just refer to red, it also covers the wavelength range from red to yellow.
Πριν από την εμφάνιση του AlInGaP, οι ημιαγωγοί GaAs ήταν τα κύρια υλικά. Χρησιμοποιείται η τεχνολογία ανάπτυξης επιταξίας υγρής φάσης. Από τη δεκαετία του 1990, η τεχνολογία ανάπτυξης επιταξίας σε φάση ατμού που αντιπροσωπεύεται από τη μέθοδο MOCVD έχει προχωρήσει και η ποιότητα του κρυστάλλου έχει βελτιωθεί ως αποτέλεσμα της ταχείας αύξησης της φωτεινότητας του AlInGaP.
Το κεντρικό μήκος κύματος της εκπομπής κόκκινου φωτός LED είναι περίπου 620-630 nm. Έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και χρησιμοποιείται κυρίως για την πηγή φωτός της κόκκινης οθόνης των φώτων νέον, των ενδείξεων, των πίσω φώτων και των σημάτων αυτοκινήτου, της πηγής κόκκινου φωτός των οθονών LED και της πηγής φωτισμού οπίσθιου φωτισμού των πάνελ υγρών κρυστάλλων.
3. Πράσινο LED
Μια δίοδος που εκπέμπει πράσινο φως. Τα υλικά ημιαγωγών με βάση το νιτρίδιο του γαλλίου (GaN)- που χρησιμοποιούνται κυρίως στα πράσινα LED είναι λιγότερο αποδοτικά από αυτά που χρησιμοποιούνται στα μπλε LED και η ισχύς εξόδου φωτός είναι χαμηλότερη για το ίδιο ρεύμα εισόδου. Ο λόγος για τη χαμηλή απόδοση των πράσινων LED ημιαγωγών με βάση GaN-που πωλούνται αυτήν τη στιγμή οφείλεται κυρίως στο πιεζοηλεκτρικό πεδίο. Το πιεζοηλεκτρικό πεδίο αναφέρεται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από την πιεζοηλεκτρική πόλωση που προκαλείται από την πίεση της κρυσταλλικής δομής. Πανεπιστήμια και κατασκευαστές τσιπ LED στην Ιαπωνία και στο εξωτερικό έχουν ξεκινήσει έρευνες για την αλλαγή του επιπέδου ανάπτυξης των κρυστάλλων GaN για να βελτιώσουν σημαντικά την απόδοση. Εάν τα κρυστάλλινα επίπεδα των ημιαγωγών με βάση το GaN-αλλάξουν, είναι δυνατό να αυξηθεί η απόδοση των πράσινων LED στο τρέχον 2 φορές περισσότερο.
Για τη διαμόρφωση υψηλής φωτεινότητας και ισορροπημένου λευκού χρώματος στην αγορά, λαμβάνοντας υπόψη την οπτική ευαισθησία του ανθρώπινου ματιού, χρησιμοποιείται συχνά η μέθοδος ανάμειξης χρωμάτων RGB και όταν συνδυάζεται με κόκκινο LED, πράσινο LED και μπλε LED για να σχηματιστεί η Χρησιμοποιούνται πηγή οπίσθιου φωτισμού οθόνης LED ή πάνελ LCD, RGB τρία. Η αναλογία κατανομής της ποσότητας έγχρωμου φωτός LED πρέπει να είναι περίπου 3:6:1 ή περίπου 3:7:1. Λόγω της ανεπαρκούς φωτεινότητας των πράσινων LED, πρέπει να χρησιμοποιηθούν πολλαπλά πράσινα LED για να αυξηθεί η ισχύς εξόδου. Σε σύγκριση με τα κόκκινα και μπλε LED, τα πράσινα LED θεωρούνται ότι έχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης.
Πράσινο LED, το κεντρικό μήκος κύματος εκπομπής φωτός είναι περίπου 560nm. Χρησιμοποιείται συνήθως ως πηγή φωτός του τμήματος της πράσινης οθόνης των φώτων νέον και των ενδείξεων, των οθονών LED κ.λπ., καθώς και ως πηγή φωτός οπίσθιου φωτισμού πάνελ υγρών κρυστάλλων κ.λπ.
4. Υπέρυθρες λυχνίες LED
Όπως υποδηλώνει το όνομα, αναφέρεται σε μια δίοδο που εκπέμπει υπέρυθρο φως. Συνήθως χρησιμοποιούνται υλικά ημιαγωγών αρσενιούχου γαλλίου (GaAs), όπως φωσφίδιο αρσενιδίου του γαλλίου αργιλίου (AlGaAsP). Το υπέρυθρο LED έχει μακρά ιστορία. Το 1962, ανακαλύφθηκε ότι η σύνδεση pn του σύνθετου ημιαγωγού III-V που αντιπροσωπεύεται από το αρσενίδιο του γαλλίου (GaAs) μπορεί να εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα ισοδύναμα με το υπέρυθρο φως.
Τα υπέρυθρα LED έχουν τάση προς τα εμπρός περίπου 1,5 V, η οποία είναι χαμηλή σε σύγκριση με πάνω από 2 V για τα κόκκινα LED και πάνω από 3 V για τα μπλε LED. Οι υπέρυθρες λυχνίες LED με μήκη κύματος εκπομπής άνω των 700 nm χρησιμοποιούνται κυρίως ως πηγές φωτός για επικοινωνία γραμμής τηλεχειριστηρίου υπερύθρων, πηγές φωτός με αισθητήρα εμβέλειας, πηγές φωτός οπτικού συζεύκτη και πηγές φωτός για κεφαλές εκτυπωτών.
5. Υπεριώδες LED
Μια δίοδος που εκπέμπει υπεριώδες φως. Τα υπεριώδη LED χρησιμοποιούν κυρίως ημιαγωγούς νιτριδίου του γαλλίου (GaN). Συνήθως αναφέρεται σε LED με μήκη κύματος εκπομπής κάτω από 400 nm, αλλά μερικές φορές αναφέρονται ως εγγύς-υπεριώδεις λυχνίες LED όταν τα μήκη κύματος εκπομπής είναι μεγαλύτερα από 380 nm και ως βαθιές-υπεριώδεις λυχνίες LED όταν τα μήκη κύματος εκπομπής είναι μικρότερα από 300 nm . Το φως μικρού-μήκους κύματος έχει καλό αποτέλεσμα αποστείρωσης, επομένως τα υπεριώδη LED χρησιμοποιούνται συχνά για την αποστείρωση και την απόσμηση ψυγείων και οικιακών συσκευών, καθώς και LED που εκπέμπουν ορατό φως σε συνδυασμό με φωσφόρους. Λευκά LED μπορούν επίσης να ληφθούν, για παράδειγμα συνδυάζοντας κόκκινο, πράσινο και μπλε φωσφόρο με UV LED.
