Typů a druhů LED diod přibývá každým dnem, ale dnes se vrátíme k základům. Jsme tu dnes proto, abychom odpověděli na stále aktuální otázku: „Jak se LED diody vyrábějí?“. Stručně vás seznámíme s hlavními rozdíly mezi světelnými diodami LED a tradičními světly, s tím, z jakých materiálů se světelná dioda vyrábí, jak jsou tyto materiály navrženy a nakonec, jak jsou spojeny dohromady, aby vytvořily energeticky nejúčinnější světlo na trhu!
Základní informace: LED diody vs. tradiční světla
LED osvětlení a žárovky a zářivky jsou nejen jinak konstruovány, ale také jinak vytvářejí světlo. Tradiční osvětlení vytváří světlo připojením vodičů ke zdroji energie. Když se dráty zahřejí, vyzařují světlo. LED diody vytvářejí světlo elektronickým buzením na rozdíl od tepla. Proto LED diody spotřebovávají méně energie a vyzařují méně tepla, protože teplo není hlavní složkou při vytváření světla.
LED materiály
LED je zkratka pro diodu vyzařující světlo. Světla LED se tedy skládají z malých diod. Každá dioda je vytvořena z polovodičového materiálu. Jedna z vrstev polovodičového materiálu bude mít přebytek elektronů, jedna vrstva bude o elektrony ochuzena. Tento rozdíl v elektronových hladinách umožňuje elektronům přecházet z jedné vrstvy do druhé a vytvářet světlo prostřednictvím výše zmíněné elektronické excitace.
Pokud to trochu rozebereme, samotný polovodičový materiál je vyroben z krystalického materiálu a potřebuje příměsi, aby mohl vést elektrický proud. Tyto nečistoty se však do polovodičového materiálu přidávají později v průběhu výrobního procesu.
Nepovažujte však tyto nečistoty za nedokonalosti polovodičového materiálu. Nesnižují hodnotu diody, ale naopak ji zvyšují! Přidávání těchto nečistot do polovodiče se nazývá dopování a je to základní materiál používaný při výrobě LED. Nejčastěji přidávanými nečistotami jsou zinek a dusík.
Nakonec, aby bylo možné diody napájet, je třeba přidat elektrické vodiče. V LED vodičích se často používají sloučeniny zlata a stříbra, protože dobře snášejí pájení a teplo. A konečně na závěr jsou diody zalité v průhledném plastu, nikoliv ve skle jako tradiční žárovky, takže jsou odolné a mají dlouhou životnost.
Design LED
Při navrhování světel LED je povoleno trochu více kreativity. V závislosti na použití světla se před jakoukoli výrobou rozhoduje o teplotě barev, jasu a účinnosti. O těchto atributech se rozhoduje na základě velikosti diody, použitého polovodičového materiálu, druhů přidaných nečistot a tloušťky vrstev diody.
Výroba:
Výroba LED diod je delikátní a složitá záležitost, ale pokusíme se ji shrnout. V první řadě je třeba vyrobit polovodičový materiál. Ten se nazývá polovodičová destička. Polovodičový materiál se „pěstuje“ v komoře s vysokou teplotou a vysokým tlakem. Prvky, jako je gallium, arsen a/nebo fosfor, se v této komoře čistí a mísí dohromady a poté se zkapalní do koncentrovaného roztoku. Po smíchání prvků se do roztoku vloží tyč a pomalu se vytáhne. Roztok na konci tyče při vytahování krystalizuje a vytváří dlouhý válcový krystalický ingot.
Tento materiál se pak nakrájí na polovodičové destičky a v podstatě se brousí, podobně jako se brousí stůl, dokud není povrch hladký. Poté se ponoří do roztoku různých rozpouštědel a důkladně se očistí, aby se zbavil veškerých nečistot, prachu nebo organického materiálu.
V dalším kroku procesu se na destičku přidávají další vrstvy polovodičového materiálu. Jedná se o jeden ze způsobů přidávání nečistot neboli dopentů.
Dále se na polovodič definují kovové kontakty. To se určuje ve fázi návrhu a bere se v úvahu, zda se dioda bude používat samostatně, nebo s jinými.
Nakonec se diody namontují na příslušné pouzdro, připojí se vodiče a pak se vše zabalí do plastu. Tak se vyrábí LED diody!
Zjistěte více o LED diodách u Sitlera!
Pokud máte další otázky o LED diodách, navštivte stránku s nejčastějšími dotazy nebo náš blog o tom, co přesně je LED dioda! Zavolejte nám ještě dnes na telefonní číslo (319)-519-0039 a vydejte se na cestu za LED diodami!
Publikováno v sekci Základy LED osvětlení