หลักการเปล่งแสงของไฟ LED
1. โครงสร้างลูกปัดโคมไฟ
โครงสร้างการส่องสว่างที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของหลอด LED (Light Emitting Diode) คือ ลูกปัดโคมไฟขนาดเท่าเม็ดถั่วเขียวในโคม แม้ว่าขนาดจะเล็ก แต่ก็มีบางอย่างที่ต้องทำ
หลังจากขยายโครงสร้างของลูกปัดโคมไฟ LED แล้ว จะพบเศษที่มีรูปร่างคล้ายงา
โครงสร้างเวเฟอร์ซับซ้อนมาก แบ่งออกเป็นหลายชั้น: ชั้นบนสุดเรียกว่าชั้นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P ชั้นกลางเป็นชั้นเปล่งแสง และชั้นล่างเรียกว่าชั้นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N
แล้วแสงของ LED จะเปล่งออกมาอย่างไร?
2 หลักการเรืองแสง
จากมุมมองทางกายภาพ: เมื่อกระแสไหลผ่านเวเฟอร์ อิเล็กตรอนในเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N และรูในเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P จะชนกันและรวมตัวกันใหม่อย่างรุนแรงในชั้นเปล่งแสงเพื่อผลิตโฟตอนซึ่งปล่อยพลังงานออกมา รูปแบบของโฟตอน (นั่นคือแสงที่ทุกคนเห็น) .
LED เรียกอีกอย่างว่าไดโอดเปล่งแสง ลำตัวมีขนาดเล็กและเปราะบาง ทำให้ไม่สะดวกต่อการใช้งานโดยตรง ดังนั้นนักออกแบบจึงเพิ่มเกราะป้องกันและปิดผนึกไว้ภายใน ทำให้เกิดลูกปัดโคมไฟ LED ที่ใช้งานง่าย
หลังจากเชื่อมต่อลูกปัดโคมไฟ LED จำนวนมากเข้าด้วยกัน หลอดไฟ LED หลายดวงจะก่อตัวขึ้นได้
3, ไฟ LED หลากสีสัน
เซมิคอนดักเตอร์ของวัสดุที่แตกต่างกันจะผลิตแสงสีต่างกัน เช่น แสงสีแดง แสงสีเขียว แสงสีน้ำเงิน เป็นต้น อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังไม่มีวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ใดที่สามารถเปล่งแสงสีขาวได้
แต่เราจะผลิตลูกปัดโคมไฟ LED สีขาวที่เรามักใช้ได้อย่างไร?
4. การผลิตไฟ LED สีขาว
ที่นี่เราต้องพูดถึงผู้ได้รับรางวัลโนเบล - ดร. ชูจิ นากามูระ. เขาคิดค้นไฟ LED สีฟ้า ซึ่งยังเป็นการวางรากฐานบางอย่างสำหรับ LED สีขาวอีกด้วย จากการมีส่วนร่วมที่สำคัญนี้ เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2014
สำหรับวิธีที่ไฟ LED สีฟ้าเปลี่ยนเป็นไฟ LED สีขาว เหตุผลที่ใหญ่ที่สุดคือมีชั้นสารเรืองแสงเพิ่มขึ้นในชิป
หลักการพื้นฐานของการปล่อยแสงไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปมากนัก: ระหว่างชั้นเซมิคอนดักเตอร์สองชั้น อิเล็กตรอนและรูจะชนกันและรวมตัวกันใหม่ และผลิตโฟตอนสีน้ำเงินในชั้นเปล่งแสง
ส่วนหนึ่งของแสงสีน้ำเงินที่ผลิตโดยจะผ่านการเคลือบฟลูออเรสเซนต์และถูกปล่อยออกมาโดยตรง ส่วนที่เหลือจะกระทบกับสารเคลือบเรืองแสงและทำปฏิกิริยากับมันเพื่อสร้างโฟตอนสีเหลือง โฟตอนสีน้ำเงินและโฟตอนสีเหลืองทำงานร่วมกัน (ผสมกัน) เพื่อสร้างแสงสีขาว
