LED発光ダイオードは、電気エネルギーを可視光に変換できる固体半導体デバイスであり、電気を直接光に変換できます。 LEDの心臓部は半導体ウエハーであり、ウエハーの一端はブラケットに取り付けられているため、ウエハー全体がエポキシ樹脂でカプセル化されています。 半導体ウェーハは2つの部分で構成されており、もう一方の端はN型半導体で、ここには主に電子があります。 しかし、2 つの半導体を接続すると、それらの間に PN 接合が形成されます。 電流がワイヤを通してウエハーに作用すると、電子がP領域に押し出され、フォトンの形で放出されます。これがLED発光の原理です。 光の色でもある光の波長は、PN接合を形成する材料によって決まります。
当初、LED は計器やメーターの表示光源として使用されていましたが、その後、さまざまな光色の LED が信号機や大画面表示画面に広く使用され、経済的および社会的利益をもたらしました。
例として、12- インチの赤信号を取り上げます。 米国では、長寿命で低効率の 140- ワットの白熱灯が光源として使用され、2000 ルーメンの白色光を生成します。 新しく設計されたランプでは、Lumileds は回路損失を含めて 18 個の赤色 LED 光源を使用し、合計 14 ワットの消費電力で、同じ照明効果を生み出すことができます。 自動車用信号灯も、LED 光源の重要な応用分野です。
一般的な照明の場合、人々はより多くの白色光源を必要とします。 1998年、白色光を発するLEDの開発に成功。 LEDは、GaNチップをイットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）でカプセル化して作られています。 現在、InGaN/YAG 白色 LED では、YAG 蛍光体の化学組成を変更し、蛍光体層の厚さを調整することで、3500-10000K の色温度を持つさまざまな色の白色光を得ることができます。 LED を介して白色光を得るこの方法には、単純な構造、低コスト、および高い技術的成熟度という利点があります。
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