LED argiaren printzipioa

LED (argia igortzen duen diodoa)egoera solidoko gailu erdieroale bat da, energia elektrikoa argi ikusgai bihur dezakeena. Zuzenean elektrizitatea argi bihur dezake. LEDaren bihotza txip erdieroale bat da. Txiparen mutur bat euskarri bati lotuta dago, mutur bat elektrodo negatiboa da eta beste muturra elikadura-iturriaren elektrodo positiboari lotuta dago, txip osoa erretxina epoxidan kapsulatu dadin.

Erdieroalea ostia bi zatiz osatuta dago. Zati bat P motako erdieroalea da, zeinetan zuloak dira nagusi, eta beste muturra N motako erdieroalea da, non elektroiak nagusiki dauden. Baina bi erdieroale hauek konektatzen direnean, haien artean P-N lotura bat sortzen da. Harilaren bidez oblean korronteak eragiten duenean, elektroiak P eskualdera bultzatuko dira, non elektroiak zuloekin birkonbinatuko diren, eta gero energia fotoi moduan igorriko da. Hau da LED argiaren igorpenaren printzipioa. Argiaren uhin-luzera, hau da, argiaren kolorea, P-N elkargunea osatzen duen materialak zehazten du.

LED argi gorria, horia, urdina, berdea, ziana, laranja, morea eta zuria zuzenean igor ditzake.

Hasieran, LEDak tresnen argi-iturri adierazle gisa erabiltzen ziren. Geroago, hainbat argi koloretako LEDak oso erabiliak izan ziren semaforoetan eta eremu handietako pantaila pantailetan, onura ekonomiko eta sozial onak sortuz. Hartu adibide gisa 12 hazbeteko semaforo gorri bat. Estatu Batuetan, 140 watt-eko goritasun-lanpara iraupen luzeko eta argi gutxiko eraginkortasun bisual bat erabiltzen da argi iturri gisa, 2.000 lumen argi zuri sortzen dituena. Iragazki gorritik igaro ondoren, argiaren % 90 galtzen da, eta 200 lumen argi gorri baino ez dira geratzen. Diseinu berriko lanparan, Lumiledsek 18 LED argi-iturri gorri erabiltzen ditu, guztira 14 watt-eko potentzia kontsumitzen dutenak, zirkuitu galerak barne, argi-efektu bera sortzeko. Automobilgintzako seinale-argiak ere eremu garrantzitsua dira LED argi iturrien aplikazioetarako.

Argiztapen orokorrerako, jendeak argi iturri zuriak behar ditu. 1998an, argi zuria igortzen duen LEDa arrakastaz garatu zen. LED mota hau GaN txipak eta itrio aluminiozko granatea (YAG) ontziratuz egiten da. GaN txipak argi urdina igortzen du (λp=465nm, Wd=30nm), eta tenperatura altuko sinterizazioaren bidez egindako Ce3+ duen YAG fosforoak argi horia igortzen du argi urdinak kitzikatu ondoren, 550nLED lanpara m-ko balio gailurrarekin. LED urdinaren substratua katilu itxurako barrunbe islatzaile batean instalatzen da eta YAG-ekin nahastutako erretxina geruza mehe batez estalita dago, 200-500 nm inguru. LED substratuak igorritako argi urdinaren zati bat fosforoak xurgatzen du, eta argi urdinaren beste zatia fosforoak igorritako argi horiarekin nahasten da argi zuria lortzeko.

InGaN/YAG LED zurietarako, YAG fosforoaren konposizio kimikoa aldatuz eta fosforo geruzaren lodiera egokituz, 3500-10000K-ko kolore tenperatura duten hainbat koloretako argi zuria lor daiteke. LED urdinaren bidez argi zuria lortzeko metodo honek egitura sinplea, kostu baxua eta heldutasun teknologiko handia du, beraz, gehien erabiltzen dena.