Conas a oibríonn LED?
In ainneoin go n-úsáidtear é i go leor gnéithe den saol nua-aimseartha, mar ár dtithe a lasadh, scáileáin chliste a chumhachtú, agus trácht a stiúradh, tá difríocht idir dé-óidí astaithe solais (LEDs) agus teicneolaíochtaí soilsithe níos traidisiúnta cosúil le bolgáin ghealbhruthacha nó fluaraiseacha mar gheall ar a bhfisic leathsheoltóra sofaisticiúla.Soilsepróiseas ar a dtugtar electroluminescence a úsáid, is é sin astú fótón (cáithníní solais) nuair a shreabhann sruth leictreach trí ábhar leathsheoltóra atá déanta go speisialta. Tá sé seo i gcodarsnacht le gealbhruthach, a tháirgeann solas trí théamh filiméid, nó fluaraiseacha, a úsáideann gás agus radaíocht UV. Ní mór dúinn ar dtús scrúdú a dhéanamh ar bhunúsacha na leathsheoltóirí, dearadh an LED, agus an nós imeachta seicheamhach a thiontaíonn leictreachas go solas infheicthe chun a thuiscint conas a tharlaíonn sé seo.
Bunús: Bannaí Fuinnimh agus Leathsheoltóirí
Tá gach LED faoi thiomáint ag leathsheoltóir, substaint a sheolann leictreachas níos boichte ná seoltóirí (cosúil le copar) ach níos fearr ná inslitheoirí (cosúil le gloine). Na bandaí fuinnimh leictreon-réimsí fuinnimh is féidir le leictreoin a áitiú-tá siad riachtanach d'iompar sainiúil leathsheoltóra. Tá leibhéil fuinnimh ar leith ag leictreoin i ngach ábhar, ach i solaid, comhcheanglaíonn na leibhéil seo chun dhá mhórbhanda a dhéanamh: an banna seolta agus an banda valence.
Coinníonn na leictreoin sa bhanda valence le chéile i struchtúr criostalach adaimh an ábhair, atá ceangailte go daingean leis na hadaimh. Is féidir seoltacht leictreach a dhéanamh de bharr na leictreoin sa bhanda seolta, atá saor chun sreabhadh tríd an tsubstaint. Tá an bhearna bhanda, raon fuinnimh nach féidir le leictreoin a áitiú, ann idir an dá bhanda seo. Cinneann méid bearna banna ábhair cibé an inslitheoir, seoltóir nó leathsheoltóir é: tá bearna banna beag intomhaiste ag leathsheoltóirí (is féidir le leictreoin an bhearna a thrasnú le hionchur beag fuinnimh, cosúil le sruth leictreach), níl aon bhearna banna ag seoltóirí (bogann leictreoin go saor idir bannaí), agus tá bearnaí banna an-mhór ag inslitheoirí (rud a fhágann go bhfuil sé deacair do bhanna seoltaí léim).
Déantar an leathsheoltóir a úsáidtear i LEDs a "dhópáil", ar nós imeachta é a athraíonn tréithe leictreacha an ábhair trí rianmhéideanna eisíontais a chur leis. Táirgtear leathsheoltóirí n-cineál agus p{-trí dhópáil. Nuair a dhéantar dúile a bhfuil leictreoin bhreise acu, amhail fosfar, a dhópáil isteach i leathsheoltóirí den chineál N, éiríonn siad saor chun bogadh sa bhanda seolta agus tugann siad muirear diúltach glan don ábhar. Úsáidtear eilimintí a bhfuil níos lú leictreon acu, amhail bórón, chun leathsheoltóirí a chlóscríobh P. Mar thoradh air seo bíonn "poill", nó leictreoin ar iarraidh sa bhanda valence, a fheidhmíonn mar luchtanna dearfacha agus is féidir leo dul tríd an ábhar mar a líonann leictreoin iad. Feidhmíonn LED mar gheall ar an acomhal p-n, atá mar a dtrasnaíonn an dá réigiún dópáilte seo.
Struchtúr an LED: Ó Aschur Solais go P{0}}N Acomhal
Uasmhéadaíonn dearadh díreach ach cruinn LED aschur solais agus laghdaítear caillteanas fuinnimh. Tá a hacomhal p{1}}n suite i sraith tanaí d’ábhar leathsheoltóra, bunaithe ar ghailliam go hiondúil, amhail arsainíd ghailliam nó nítríd ghailliam. Is é an tsubstráit, ábhar dúshraith a sholáthraíonn tacaíocht agus cúnamh i diomailt teasa, an áit a bhfuil an ciseal leathsheoltóra seo ceangailte. Tá sé seo tábhachtach mar is féidir le róthéamh saolré LED a ghiorrú.
Tá leictreoid amháin ceangailte den chineál p-réigiún (an anóid, teirminéal deimhneach) agus an ceann eile den chineál n-réigiún (an catóide, teirminéal diúltach) ar bharr na sraithe leathsheoltóra. Táirgtear réimse leictreach trasna an acomhal p-n nuair a sholáthraítear voltas trasna na leictreoidí seo (tá an chatóid diúltach agus an anóid deimhneach). Brúitear saorleictreoin an leathsheoltóra n-chineáil i dtreo an acomhal ag an bpáirc seo, agus tarraingítear poill an leathsheoltóra cineál p sa treo céanna.
Ionas go n-éalóidh an solas a ghintear ag an acomhal p-n, caithfidh an ciseal leathsheoltóra a bheith trédhearcach nó leath-trédhearcach (nó ciseal frithchaiteach a bheith aige ar thaobh amháin). Nua-aimsearthaSoilseúsáid a bhaint as ábhair cosúil le nítríde Gailliam (GaN), atá trédhearcach don solas infheicthe agus a ráthaíonn go sroicheann formhór na bhfótón an dromchla, i gcodarsnacht le soilse luatha, a úsáidtear go minic ábhair leathsheoltóra teimhneach a chuir srian ar aschur solais. Is é acomhal p{1}}n an leathsheoltóra a dtarlaíonn an próiseas giniúna príomhúil solais, cé go bhfuil lionsa nó bratú ag roinnt soilse chun an solas a dhíriú nó a dhath a athrú.
Céim 1: Leictreon a Úsáid-Teaglaim Poll agus Voltas
Cuireann voltas seachtrach a thugtar do leictreoidí an LED tús leis an bpróiseas astaithe solais trí réamhchlaonadh a bhunú, arb é an treo ceart sreabhadh reatha donstiúirfeidhmiú; ar an láimh eile, stopann an claonadh droim ar ais an sruth agus ní tháirgeann sé solas. Luasghéaraítear leictreoin shaora ón achar cineáil n n go dtí an cineál-réigiún p, agus luasghéaraítear na poill ón gcineál-réigiún p go dtí an cineál-réigiún n ag an réimse leictrigh trasna an acomhal p-n nuair a chuirtear claontacht chun cinn i bhfeidhm.
Sa deireadh tagann na leictreoin agus na poill seo le chéile ag an acomhal p-n nó gar dó agus iad ag taisteal sa treo céanna. Titeann leictreon saor ó bhanda seolta an limistéir chineál n- isteach sa pholl nuair a imbhuaileann sé le poll ó bhanda valence an cineál p-réigiúin cineáil p, ag athrú ó staid fuinnimh níos airde sa bhanda seolta go leibhéal fuinnimh níos ísle sa bhanda valence. Cealaíonn an leictreon agus an poll a chéile le linn an aistrithe seo, ar a dtugtar athchumadh, agus astaítear an fuinneamh breise a chailleann siad mar fhótón.
Bíonn tionchar díreach ag méid bhearna bhandaí an leathsheoltóra ar fhuinneamh an fhótóin seo, rud a thugann a dhath don solas. Cruthaítear fótón le fuinneamh níos airde (agus tonnfhad níos giorra, cosúil le solas gorm nó Violet) nuair a athcheanglaíonn leictreon le poll agus nuair a chailleann sé níos mó fuinnimh mar gheall ar bhearna banna níos leithne. Déantar fótón le tonnfhad níos faide, cosúil le solas dearg nó oráiste, agus níos lú fuinnimh a tháirgeadh trí bhearna banna níos lú.
Mar shampla:
Mar gheall ar a bhearna banna caol, astaíonn arsenide Gailliam (GaAs) solas dearg le tonnfhad de thart ar 650 nm.Mar gheall ar a bhearna banna níos leithne, nítríde Gailliam (GaN) astaíonn solas gorm nó Violet le tonnfhad de thart ar 450 nm.
Is féidir le monaróirí an bhearna banna a mhodhnú chun soilse a tháirgeadh a ghineann solas glas, buí, nó fiú bán trí ábhair leathsheoltóra éagsúla (cosúil le nítríd indium galium, nó InGaN) a chomhcheangal (níos mó ar na soilse bán thíos).
Céim 2: Éifeachtúlacht agus Eastóscadh Solas
Déanann an t-ábhar leathsheoltóra féin cuid de na fótóin a ghintear trí athchumadh a ionsú, agus déanann cuid eile frithchaitheamh as na leictreoidí nó an t-acomhal p-n agus scaoiltear iad mar theas. Ní fhágann na fótón seo go léir anstiúirmar solas infheicthe. Úsáideann dearthóirí LED roinnt straitéisí chun "eastóscadh solais" a fheabhsú chun éifeachtúlacht a bharrfheabhsú:
Foshraitheanna atá trédhearcach: Bhí an chuid is mó den solas gafa ag na foshraitheanna teimhneacha (cosúil le gearmáiniam) a úsáideadh sna soilse stiúir luatha. Úsáidtear foshraitheanna trédhearcacha, mar shampla cairbíd sileacain nó sapphire, i soilse nua-aimseartha chun ligean do fhótóin an dromchla a bhaint amach.
Dromchlaí Uigeachta: Chun méid an tsolais a fhrithchaitear ar ais isteach san ábhar a laghdú, is minic a eitseáltar dromchla an leathsheoltóra le patrúin miontuairiscí, mar bumps nó grooves. Tríd an uillinn ag a mbuaileann solas an dromchla a athrú, méadaíonn sé seo an dóchúlacht go n-éalóidh sé seachas preabadh siar.
Sraitheanna Machnamhach: Tá cúl an leathsheoltóra clúdaithe le sraith tanaí machnaimh, go minic comhdhéanta de mhiotail mar alúmanam nó airgead. Méadaíonn an ciseal seo an méid solais a fhágann an LED trí fhótóin a fhrithchaitheamh a chaillfí tríd an tsubstráit ar ais i dtreo tosaigh an LED.
Cé go bhfuil i bhfad níos lú ná soilse gealbhruthacha, tá roinnt fuinnimh fós caillte mar theas in ainneoin na dul chun cinn seo. Ní chailltear ach 10–25% den fhuinneamh mar theas i LEDs, agus 75–90% den fhuinneamh á chlaochlú go solas, i gcomparáid le 90–95% i gealbhruthach. Mar gheall ar a n-éifeachtúlacht den scoth, úsáideann soilse stiúir i bhfad níos lú fuinnimh ná soilse traidisiúnta.
Conas a Feidhmíonn Soilse Bána: Staid Uathúil
Ní astaíonn formhór na soilse faoi stiúir ach dath amháin, nó solas monacrómatach, ach tá straitéis dhifriúil ag teastáil ó stiúir bhána, a úsáidtear i gceannsoilse, teilifíseáin agus soilsiú tí, toisc nach bhfuil ábhar leathsheoltóra ann le bearna banna a chruthaíonn solas bán go díreach. Ina ionad sin, úsáideann soilse bána ceann amháin de dhá theicníc phríomha:
Tiontú Fosfar: A gormstiúir(déanta as nítríd ghailliam) clúdaithe le fosfar buí-substaint a ionsúnn solas ó thonnfhad amháin agus a astaíonn solas ó thonnfhad eile-a úsáidtear sa teicníc is coitianta. Súnn an fosfar cuid de na fótóin ghorma a astaíonn an LED gorm agus astaíonn -fótóin bhuí arís. Léirmhíníonn ár súile na fótóin ghorma atá fágtha mar sholas bán nuair a chomhcheanglaíonn siad leis na fótóin bhuí. Cuireann monaróirí rianmhéid d'fhosfair dearg nó glas leis an sciath chun teocht dath, nó "teas" nó "coolness" an tsolais bháin a athrú. Mar shampla, nuair a chuirtear solas gorm breise ar fáil, cruthaítear solas bán fionnuar (5,000K–6,500K), agus trí fhosfar dearg a chur le chéile táirgeann sé solas bán te (2,700K–3,000K).
Meascadh RGB: Comhcheanglaíonn an teicníc seo nach bhfuil chomh móréilimh trí LED dhifriúla-dearg, glas agus gorm-i bpacáiste amháin. Tagann na trí dhath le chéile chun solas bán (nó aon lí speictrim infheicthe eile) a chruthú trí ghile gach LED a athrú. Cé go bhfuil an teicníocht seo níos costasaí ná tiontú fosfair, úsáidtear í i gcásanna ina bhfuil gá le bainistiú beacht ar dhathanna, amhail soilsiú stáitse nó taispeántais deiridh ard.
Na hidirdhealuithe idir soilse stiúir agus soilsiú traidisiúnta
Is fusa a fhios conas a oibríonn LEDs a fheiceáil cén fáth go bhfeidhmíonn siad níos fearr ná bolgáin fluaraiseacha agus gealbhruthacha i mbeagnach gach catagóir:
Éifeachtúlacht Fuinnimh: Úsáideann LEDs electroluminescence, atá éifeachtach go nádúrtha; murab ionann agus gealbhruthacha, a chaitheann fuinneamh ag téamh filiméid, ní dramhaíolaíonn fluaraiseacha fuinneamh a tháirgeann radaíocht UV.
Saolré Fada: Ní lasann soilse LED go héasca toisc nach bhfuil aon pháirteanna gluaiste nó filiméid íogair acu. Murab ionann agus gealbhruthacha, a bhfuil saolré de 1,000–2,000 uair an chloig acu, tá saolré 50,000–100,000 uair an chloig ag soilse stiúir mar gheall ar dhíghrádú an-céimeach an ábhair leathsheoltóra le himeacht ama.
Meandaracha Ar/Múchta: Murab ionann agus fluaraiseacha, a dteastaíonn cúpla soicind chun iad a shoilsiú go hiomlán, níl aon am teasa ag na LEDanna agus gníomhaíonn siad go dtí gile iomlán láithreach.
Marthanacht: ToiscSoilseis leictreonaic stáit soladacha iad, is féidir leo turraing, creathadh agus teochtaí arda a sheasamh, rud a fhágann go bhfuil siad foirfe d'fheidhmchláir lasmuigh nó do shocruithe crua (amhail gluaisteán nó monarchana).
Todhchaí Teicneolaíochta LED
Tá forbairtí nua ag méadú ar chumas na teicneolaíochta LED mar a leanann taighdeoirí agus innealtóirí ag feabhsú é. Mar shampla:
QLEDs, nó LEDs ponc chandamach: Feabhsaíonn siad seo gile agus cruinneas dath trí úsáid a bhaint as poncanna chandamach, ar cáithníní beaga leathsheoltóra iad. Tá taighdeoirí ag iarraidh go mbeidh QLEDs níos tíosaí ar fhuinneamh don soilsiú ginearálta, agus tá siad le fáil i dteilifíseáin ardleibhéil faoi láthair.
Micrimhilseogra: Is féidir na LEDanna fíorbheaga seo, nach bhfuil ach cúpla micriméadar trasna orthu, a ghrúpáil in eagair dhlútha chun soilsiú solúbtha nó scáileáin-ardtaifigh a tháirgeadh. Táthar ag súil go n-úsáidfidh fóin chliste agus teilifíseáin sa todhchaí micrea-stiúir in ionad OLEDanna mar gheall ar a saolré níos faide agus aschuir níos fearr.
Soilse Perovskite: I gcomparáid le gnáthábhair atá bunaithe ar ghailliam, is cineál nua ábhair leathsheoltóra é perovskite nach bhfuil chomh costasach le táirgeadh. Tá taighdeoirí ag iarraidh cobhsaíocht na soilse perovskite a mhéadú le haghaidh úsáide tráchtála ós rud é go bhfuil gealltanas léirithe acu solas geal, éifeachtach a sheachadadh.
Mar fhocal scoir
Soilseis gléasanna an-simplí iad atá déanta as leathsheoltóir dópáilte le hacomhal ap-n a úsáideann leictreon-athchumadh poll chun fuinneamh leictreach a thiontú go solas. Tá siad i measc na dteicneolaíochtaí soilsithe is éifeachtaí agus is inoiriúnaithe a forbraíodh riamh, ach folaíonn a simplíocht castacht a dtógáil, rud a chuimsíonn gach rud ó innealtóireacht eastóscadh solais go rialáil beacht na bearna banna. Tríd an gcaoi a n-oibríonn na soilse LED is féidir linn tuiscint a fháil ar an eolaíocht sofaisticiúil atá mar bhonn agus mar thaca acu chomh maith lena buntáistí úsáideacha (saoil níos faide, costais fuinnimh níos saoire). De réir mar a fhorbraíonn teicneolaíocht LED tuilleadh, is dócha go gcuirfidh sé níos mó fós le húsáid fuinnimh dhomhanda a ísliú, le hathrú aeráide a stopadh, agus le tionchar a imirt ar dhearadh soilsithe sa todhchaí-a thaispeánann go dtagann na cinn is suntasaí uaireanta ó na prionsabail eolaíocha is bunúsaí.
Shenzhen Benwei Co Teicneolaíocht Soilsiú, Ltd Shenzhen Benwei Soilsiú Teicneolaíocht Co, Ltd
Teileafón: +86 0755 27186329
Soghluaiste(+86)18673599565
Whatsapp: 19113306783
Ríomhphost:bwzm15@benweilighting.com
Skype:beannaithe88
Gréasán:www.benweilight.com
