Les types et les variétés de LED augmentent chaque jour semble-t-il, mais aujourd’hui nous revenons aux bases. Nous sommes ici aujourd’hui pour répondre à la question toujours présente de « Comment sont fabriquées les LED ? ». Nous allons vous présenter un rapide contexte sur les principales différences entre les lumières LED et les lumières traditionnelles, les matériaux qui entrent dans la création de la diode électroluminescente, comment ces matériaux sont conçus et, enfin, comment ils sont connectés ensemble pour créer la lumière la plus économe en énergie sur le marché !
Contexte : LED contre éclairage traditionnel
L’éclairage LED et les lumières incandescentes et fluorescentes ne sont pas seulement conçus différemment, ils créent de la lumière différemment. L’éclairage traditionnel crée de la lumière en attachant des fils à une source d’énergie. Lorsque les fils chauffent, ils émettent de la lumière. Les LED créent de la lumière par excitation électronique, par opposition à la chaleur. C’est pourquoi les LED consomment moins d’énergie et émettent moins de chaleur, car la chaleur n’est pas un composant principal dans la création de la lumière.
Matériaux LED
LED signifie diode électroluminescente. Par conséquent, les lumières LED sont composées de petites diodes. Chaque diode est créée à partir d’un matériau semi-conducteur. Une des couches du matériau semi-conducteur aura un excès d’électrons, une couche sera appauvrie en électrons. Cette différence de niveau d’électrons permet aux électrons de se déplacer d’une couche à l’autre, créant ainsi de la lumière grâce à l’excitation électronique mentionnée plus haut.
Pour décomposer un peu plus, le matériau semi-conducteur lui-même est constitué de matériau cristallin et a besoin d’impuretés pour conduire l’électricité. Cependant, ces impuretés sont ajoutées au matériau semi-conducteur plus tard dans le processus de fabrication.
Cependant, il ne faut pas prendre ces impuretés pour des imperfections du matériau semi-conducteur. Elles ne diminuent pas la valeur de la diode, elles l’augmentent ! L’ajout de ces impuretés au semi-conducteur est appelé dopage et c’est un matériau essentiel utilisé dans la fabrication des LED. Les impuretés les plus couramment ajoutées sont le zinc et l’azote.
Enfin, pour alimenter les diodes, il faut ajouter des fils électriques. Les composés d’or et d’argent sont souvent utilisés dans les fils de LED, car ils supportent bien d’être soudés et la chaleur. Enfin, pour terminer, les diodes sont encastrées dans un plastique transparent, et non dans du verre comme les ampoules traditionnelles, ce qui les rend résistantes et durables.
Conception des LED
Lors de la conception des lumières LED, un peu plus de créativité est permise. Selon l’application de la lumière, la température de couleur, la luminosité et l’efficacité sont décidées avant toute fabrication. Ces attributs sont décidés en fonction de la taille de la diode, du matériau semi-conducteur utilisé, des types d’impuretés ajoutées et et de l’épaisseur des couches de diodes.
Fabrication : Comment les LED sont fabriquées
La fabrication des LED est une affaire délicate et complexe, mais nous allons faire de notre mieux pour la résumer. Avant toute chose, il faut fabriquer le matériau semi-conducteur. C’est ce qu’on appelle la plaquette semi-conductrice. Le matériau semi-conducteur est « cultivé » dans une chambre à haute température et à haute pression. Des éléments tels que le gallium, l’arsenic et/ou le phosphore sont purifiés et mélangés dans la chambre, qui se liquéfie ensuite en une solution concentrée. Une fois les éléments mélangés, une tige est placée dans la solution et retirée lentement. La solution se cristallise sur l’extrémité de la tige au fur et à mesure qu’elle est retirée, créant un long lingot de cristal cylindrique.
Ce matériau est ensuite découpé en tranches de semi-conducteurs et essentiellement poncé, un peu comme vous ponceriez une table, jusqu’à ce que la surface soit lisse. Ensuite, il est plongé dans une solution de divers solvants pour un nettoyage rigoureux afin de le débarrasser de toute saleté, poussière ou matière organique.
Dans l’étape suivante du processus, des couches supplémentaires de matériau semi-conducteur sont ajoutées à la plaquette. C’est une façon d’ajouter des impuretés, ou dopants.
Puis, des contacts métalliques sont définis sur le semi-conducteur. Cela est déterminé au stade de la conception et tient compte du fait que la diode sera utilisée individuellement ou avec d’autres.
Enfin, les diodes sont montées sur le boîtier approprié, les fils sont attachés et ensuite tout est enveloppé dans du plastique. C’est ainsi que les LED sont fabriquées !
Apprenez-en plus sur les LED avec Sitler’s !
Si vous avez d’autres questions sur les LED, visitez notre page FAQ ou notre blog sur ce qu’est exactement une LED ! Appelez-nous dès aujourd’hui au (319)-519-0039 pour commencer votre voyage LED!
Posé dans les bases de l’éclairage LED
.