Typerna och sorterna av lysdioder verkar växa varje dag, men idag tar vi det tillbaka till grunderna. Vi är här i dag för att besvara den ständigt aktuella frågan ”Hur tillverkas lysdioder?”. Vi kommer att ge dig en snabb bakgrundsinformation om de viktigaste skillnaderna mellan LED-lampor och traditionella lampor, vilka material som ingår i skapandet av lysdioden, hur dessa material utformas och slutligen hur de kopplas samman för att skapa det mest energieffektiva ljuset på marknaden!
Bakgrund: Lysdioder vs traditionella lampor
Ljusdioder och glödlampor och lysrör är inte bara utformade på olika sätt, de skapar också ljus på olika sätt. Traditionell belysning skapar ljus genom att koppla ledningar till en energikälla. När trådarna värms upp avger de ljus. Lysdioder skapar ljus genom elektronisk excitering i motsats till värme. Detta är anledningen till att lysdioder använder mindre energi och avger mindre värme, eftersom värme inte är en huvudkomponent i skapandet av ljus.
LED-material
LED står för light emitting diode (ljusemitterande diod). Därför består LED-lampor av små dioder. Varje diod skapas av halvledarmaterial. Ett av lagren av halvledarmaterialet kommer att ha ett överskott av elektroner, ett lager kommer att vara utarmat på elektroner. Denna skillnad i elektronnivåer gör det möjligt för elektroner att förflytta sig från ett lager till nästa, vilket skapar ljus genom den elektroniska excitationen som nämndes ovan.
För att bryta ner det lite ytterligare är själva halvledarmaterialet tillverkat av kristallint material och behöver föroreningar för att kunna leda elektricitet. Dessa föroreningar tillsätts dock till halvledarmaterialet senare i tillverkningsprocessen.
Förväxla dock inte dessa föroreningar med ofullkomligheter i halvledarmaterialet. De minskar inte diodens värde, utan ökar det! Att lägga till dessa föroreningar till halvledaren kallas dopning och är ett viktigt material som används vid tillverkningen av lysdioder. De vanligaste föroreningarna som tillsätts är zink och kväve.
För att kunna driva dioderna måste slutligen elektriska ledningar läggas till. Guld- och silverföreningar används ofta i LED-ledningar, eftersom de klarar av att bli lödda och värme bra. Slutligen, för att avsluta det hela, är dioderna inneslutna i en genomskinlig plast, inte glas som traditionella glödlampor, vilket gör dem hållbara och långvariga.
LED-design
När man designar LED-lampor är det lite mer kreativitet som tillåts. Beroende på ljusets användningsområde bestäms färgtemperatur, ljusstyrka och effektivitet innan någon tillverkning äger rum. Dessa egenskaper bestäms utifrån diodstorleken, det halvledarmaterial som används, vilka typer av föroreningar som tillsätts och diodlagrens tjocklek.
Förtillverkning: Hur lysdioder tillverkas
Herställningen av lysdioder är en känslig och komplex fråga, men vi ska göra vårt bästa för att sammanfatta den. Först och främst måste halvledarmaterialet tillverkas. Detta kallas för halvledarplatta. Halvledarmaterialet ”odlas” i en kammare med hög temperatur och högt tryck. Element som gallium, arsenik och/eller fosfor renas och blandas i kammaren, som sedan blir flytande till en koncentrerad lösning. När elementen har blandats placeras en stav i lösningen och dras långsamt ut. Lösningen kristalliserar på stavens ände när den dras ut och skapar en lång, cylindrisk kristallbarr.
Detta material skärs sedan till halvledarplattor och slipas i stort sett ner, ungefär som man skulle slipa ner ett bord, tills ytan är slät. Därefter doppas den i en lösning av olika lösningsmedel för en rigorös rengöring för att befria den från smuts, damm och organiskt material.
I nästa steg i processen läggs ytterligare lager av halvledarmaterial till på skivan. Detta är ett sätt att lägga till föroreningar, eller dopämnen.
Nästan definieras metallkontakter på halvledaren. Detta bestäms i konstruktionsstadiet och tar hänsyn till om dioden kommer att användas enskilt eller tillsammans med andra.
Sist monteras dioderna på lämplig förpackning, ledningar fästs och sedan omsluts allting av plast. Det är så lysdioder tillverkas!
Lär dig mer om lysdioder med Sitlers!
Om du har fler frågor om lysdioder kan du besöka vår sida med vanliga frågor och svar eller vår blogg om vad exakt en lysdiod är! Ring oss idag på (319)-519-0039 för att börja din LED-resa!
Postat i LED Lighting Basics