2024-04-30

Tipos de LED monocromáticos y su historial de desarrollo.

La primera fuente de luz LED fabricada con el principio de luminiscencia de unión PN de semiconductores apareció a principios de la década de 1960. El material utilizado en ese momento era GaAsP, que emite luz roja (λp = 650 nm), y cuando la corriente impulsora es de 20 mA, el flujo luminoso es solo de unas pocas milésimas de lumen y la eficiencia luminosa correspondiente es de aproximadamente 0,1 lúmenes/ vatio. A mediados de la década de 1970, la introducción de elementos en y N hizo que el LED produjera luz verde (λp =555 nm), luz amarilla (λp =590 nm) y luz naranja (λp =610 nm), y la eficiencia de la luz también se incrementó a 1 lúmenes/vatio. A principios de la década de 1980, aparecieron las fuentes de luz LED de GaAlAs, lo que hizo que la eficiencia de la luz LED roja alcanzara los 10 lúmenes/vatio. A principios de la década de 1990, el desarrollo de dos nuevos materiales, GaAlInP con luz roja y amarilla y GaInN con luz verde y azul, mejoró enormemente la eficiencia luminosa del LED. En 2000, el LED fabricado con el primero en la región roja y naranja (λp = 615 nm) alcanzó una eficiencia luminosa de 100 lúmenes/vatio, mientras que el LED fabricado con el segundo en la región verde (λp = 530 nm) puede alcanzar 50 lúmenes. /vatio.

La aplicación de la luz monocromática LED.

Inicialmente, los LED se utilizaban como fuente de luz indicadora para instrumentación y, posteriormente, los LED de varios colores de luz se utilizaron ampliamente en semáforos y pantallas de gran superficie, lo que generó buenos beneficios económicos y sociales. El semáforo rojo de 12 pulgadas, por ejemplo, era originalmente una fuente de luz incandescente de 140 vatios de larga duración y baja eficiencia en los Estados Unidos, que producía 2000 lúmenes de luz blanca. Tras pasar por el filtro rojo, la pérdida de luz es del 90%, quedando sólo 200 lúmenes de luz roja. En el nuevo diseño, Lumileds utiliza 18 fuentes de luz LED rojas, incluidas las pérdidas del circuito, un total de 14 vatios de potencia, que pueden producir el mismo efecto de luz.
Las luces de señalización de los automóviles también son un área importante de aplicaciones de fuentes de luz LED. En 1987, China comenzó a instalar luces de freno altas en el automóvil, debido a que la velocidad de respuesta del LED es rápida (nivel de nanosegundos), puede permitir que el conductor que sigue al vehículo conozca las condiciones de conducción lo antes posible, lo que reduce la aparición de movimientos traseros del automóvil. -acabar con los accidentes.
Además, se han aplicado luces LED en pantalla exterior a todo color roja, verde y azul, linternas en miniatura con enlace clave y otros campos.

Desarrollo del LED blanco

Para la iluminación general, la gente necesita más fuentes de luz blanca. En 1998 se desarrolló con éxito el LED de luz blanca. Este LED se fabrica empaquetando juntos chips de GaN y granate de itrio y aluminio (YAG). El chip GaN emite luz azul (λp = 465 nm, Wd = 30 nm), y el fósforo YAG que contiene Ce3+ hecho de sinterización a alta temperatura es excitado por esta luz azul y emite luz amarilla, con un valor máximo de 550 nm. El sustrato LED azul se instala en una cavidad reflectante en forma de cuenco y se cubre con una fina capa de resina mezclada con YAG, de aproximadamente 200-500 nm. Parte de la luz azul emitida por el sustrato LED es absorbida por el fósforo y la otra parte de la luz azul se mezcla con la luz amarilla emitida por el fósforo y se puede obtener luz blanca. Ahora, para los LED blancos InGaN/YAG, cambiando la composición química del fósforo YAG y ajustando el espesor de la capa de fósforo, se puede obtener una temperatura de color de luz blanca de 3500-10000K.