Raportul privind deschiderea conferinței 26 a Comisiei Internaționale de Iluminat de la Beijing, sa observat că direcția generală a iluminării comunității științifice ar trebui să vizeze reducerea consumului de energie și de poluarea mediului. Aceasta înseamnă că nu este vorba de diminuarea iluminării, ci de o utilizare mai rațională și mai eficientă a iluminării. Unul dintre pașii cele mai promițătoare de-a lungul acestei căi este dezvoltarea și utilizarea surselor de lumină eficiente din punct de vedere energetic - LED-uri.
LED - o diodă semiconductoră care emite lumină când curentul trece prin p-n-joncțiunea. Pentru ca joncțiunea p-n să emită lumină, trebuie îndeplinite următoarele două condiții. În primul rând, lățimea benzii interzise în regiunea activă LED ar trebui să fie aproape de energia fotonilor gamei luminii vizibile, și, în al doilea rând, probabilitatea de emisie în recombinarea perechilor electron-gol trebuie să fie ridicat. Pentru aceasta, un cristal semiconductor trebuie să conțină câteva defecte, din cauza căruia recombinarea are loc fără radiație. Aceste condiții se contrazic într-o oarecare măsură. De fapt, pentru a le observa, o p-n tranziție într-un cristal nu este suficientă. Este necesar să se producă structuri semiconductoare cu mai multe straturi. Ele se numesc Heterostructuri (este pentru studiul heterostructures Academician Alferov a câștigat Premiul Nobel). Aceasta a servit ca o nouă etapă în dezvoltarea tehnologiilor LED de fabricație.
Producția de diode emițătoare de lumină se confruntă cu unele dificultăți. Deoarece crearea diodelor emițătoare de lumină este o ramură dinamică a industriei de iluminat, legile și regulile existente pentru aplicarea lor nu există încă. Nu există nicio documentație de reglementare referitoare la procesul de producție și utilizare a LED-urilor. Fiecare producție pe scară largă încearcă să-și găsească criteriile de selecție a produselor, dar, din păcate, nu există acorduri internaționale. Deși în această direcție s-au făcut recent activități active și s-au obținut rezultate bune, trebuie înțeles că crearea unor cerințe uniforme pentru tehnologia LED nu este o problemă de un an. Pentru a înțelege complexitatea creării unei astfel de documentații, trebuie să vă familiarizați cu tehnologia de producție.
Să analizăm pas cu pas procesul de creare a LED-urilor.
1) Creșterea unui cristal.
Aici rolul principal este jucat de un astfel de proces ca epitaxia metalo-organică. Epitaxia este o creștere orientată a unui cristal pe suprafața unui alt substrat. Creșterea epitaxială a semiconductorilor (și LED-ul este doar un semiconductor) se realizează prin descompunerea termică (piroliză) a compușilor organometalici care conțin elementele chimice necesare. Pentru un astfel de proces, sunt necesare în special gaze curate, care sunt furnizate în instalațiile moderne. Grosimea straturilor cultivate este controlată cu atenție. Este important să se asigure uniformitatea structurilor pe suprafața substratului. Costul instalatiilor pentru cresterea epitaxiala ajunge la 1,5 milioane de euro. Și procesul de înființare a materialelor de înaltă calitate pentru LED-urile viitoare durează câțiva ani.
2) Crearea unui cip.
În această etapă, au loc procese precum gravarea, crearea de contacte, tăierea. Întregul complex a fost numit "prelucrarea filmului planar". Filmul, cultivat pe un substrat, este împărțit în mai multe mii de jetoane.
3) Binning.
Binning (sorting chip) este un proces deosebit de important pentru producerea LED-urilor, care este adesea uitat să se menționeze în literatură. Faptul este că, în producția oricărui produs, trebuie respectate anumite criterii de selecție. Dar la stadiile descrise mai sus în producția LED-urilor este imposibil să se obțină o similitudine absolută a produselor în funcție de caracteristicile lor. Chipsurile fabricate au inițial caracteristici care variază într-un anumit interval. Chipsurile sunt sortate în grupuri (fasole). În fiecare grup, un anumit parametru variază în anumite limite.
Sortarea are loc prin:
- lungimea de undă a maximului radiației;
- tensiune;
- fluxul de lumină (sau forța axială a luminii) etc.
Binning, ca modalitate de clasificare a produselor LED, se găsește în producție și, prin urmare, în numele produselor furnizate. Ambele fapte fac ca utilizarea LED-urilor să fie disponibilă pentru o gamă largă de utilizatori.
4) Creați un LED.
Crearea LED-ului în sine este etapa finală a lanțului tehnologic. Corpul viitoarei surse de lumină este creat, concluziile sunt montate, se selectează fosforul (dacă este necesar). Dar este deosebit de important de remarcat o parte atât de importantă ca sistemul optic (și anume, fabricarea lentilelor). Lentilele pentru diode emițătoare de lumină sunt fabricate din rășină epoxidică, silicon sau plastic. Ele sunt prezentate cu o gamă largă de cerințe, tk. sistemul optic al LED-ului joacă un rol important (direcționează fluxul luminos al LED-ului la unghiul solid dorit).
- să fie cât mai transparent posibil;
- pentru a transmite lumina în întreaga gamă optică;
- a avea o bună aderență la materialul plăcii de circuite imprimate;
- să fie stabile la temperatură;
- au o durată lungă de viață (care se caracterizează prin efectele radiației cristalului și expunerii chimice la fosfor, dacă se utilizează).
Datorită numărului mare de calități pozitive (consum redus de energie, lipsa de mercur, putere joasă tensiune, fiabilitate ridicată, de dimensiuni mici, etc), pe baza de LED-uri sunt variate și de înaltă calitate, corpuri de iluminat cu LED-uri. Este posibil să enumerați o listă lungă de diferite tipuri de corpuri LED. acestea sunt reflectoarele și lămpile cu LED-uri liniare și lămpile de uz general sau special. Cu siguranta se poate spune ca LED-urile sunt dinamic surse de lumina in curs de dezvoltare. O tehnologie de producție LED - câmp de înaltă clasă de activitate profesioniști din întreaga lume capabil să realizeze mai multe rezultate.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: