Technologia LED w zastosowaniu codziennym zrewolucjonizowa\u0142a wsp\u00f3\u0142czesne spojrzenie na jako\u015b\u0107 o\u015bwietlenia oraz spektrum jego zastosowania. W zale\u017cno\u015bci od indywidualnych potrzeb u\u017cytkownika szeroki wachlarz wyboru odpowiedniego rodzaju o\u015bwietlenia ledowego, ze wzgl\u0119du na r\u00f3\u017cnorodno\u015bci mocy emisyjnej, sprawdzi si\u0119 zar\u00f3wno pod k\u0105tem funkcjonalno\u015bci, jak i estetyki, b\u0119d\u0105c kluczowym elementem aran\u017cacji przestrzeni wewn\u0119trznej i zewn\u0119trznej.<\/p>\n
Dioda elektroluminescencyjna<\/strong>, znana pod nazw\u0105 diody LED<\/strong> (ang. light- emitting diode) stanowi wsp\u00f3\u0142cze\u015bnie jedno z trzech podstawowych \u017ar\u00f3de\u0142 promieniowania. Zaraz obok \u017ar\u00f3de\u0142 wy\u0142adowczych czy \u017carowych jest ona obecnie jednym z najbardziej energoocz\u0119dnych, a przy tym wydajnym \u017ar\u00f3de\u0142 \u015bwiat\u0142a. P\u00f3\u0142przewodnikowa dioda zbudowana zosta\u0142a warstwowo. Sk\u0142ada si\u0119 ona z warstwy n<\/strong>, aktywnego obszaru z\u0142\u0105cza p-n<\/strong> i zamykaj\u0105cej warswy p<\/strong>. Po obu stronach diody znajduj\u0105 si\u0119 metalowe kontakty, kt\u00f3rych zadaniem jest dostarczenie pr\u0105du o odpowiednim \u0142adunku: ujemnym<\/strong> do warstwy n, dodatnim<\/strong> do warstwy p.<\/p>\n Podstaw\u0105 dzia\u0142ania diody LED<\/strong> jest zjawisko elektroluminescencji, kt\u00f3re opiera si\u0119 na \u015bwieceniu obiekt\u00f3w pod wp\u0142ywem pr\u0105du elektrycznego sta\u0142ego lub zmiennego w materia\u0142ach p\u00f3\u0142przewodnikowych, kt\u00f3rych budowa opiera si\u0119 na dw\u00f3ch warstwach:<\/p>\n N- warstwa posiadaj\u0105ca bardzo du\u017ca liczb\u0119 elektron\u00f3w Rekombinacja bezpo\u015brednia<\/strong> to zjawisko, kt\u00f3re polega na przej\u015bciu elektronu z pasm przewodz\u0105cych na inny, wolny stan znajduj\u0105cy si\u0119 na pa\u015bmie walencyjnym. Energia powsta\u0142a w efekcie rekombinacji ma posta\u0107 fotonu (cz\u0105steczka \u015bwiat\u0142a).<\/p>\n Rekombinacja po\u015brednia<\/strong> natomiast polega r\u00f3wnie\u017c na przej\u015bciu elektronu z pasma przewodz\u0105cego na walencyjnym, z tym, \u017ce odbywa si\u0119 si\u0119 ono w dw\u00f3ch etapach. Elektron w trakcie przecia przechodzi przez tzw. stany kwantowe, kt\u00f3re wynikaj\u0105 z pauz energetycznych, kt\u00f3re zachodz\u0105 w ramach tzw. sieci krystalicznej, kt\u00f3r\u0105 okre\u015bla specyficzny i symetryczny uk\u0142ad atom\u00f3w i cz\u0105steczek w ciele sta\u0142ym.<\/p>\n Po dostarczeniu do uk\u0142adu diody pr\u0105du, nast\u0119puje zjawisko rekombinacji, w trakcie kt\u00f3rego dochodzi do nag\u0142ych przeskok\u00f3w elektronu pomi\u0119dzy warstwami N i P. Podczas tego przej\u015bcia wytworzona warto\u015b\u0107 energii emitowanego fotonu \u015bwiat\u0142a jest r\u00f3wna wspomnianej wcze\u015bniej pauzie energetycznej.<\/p>\n Tak jak w przypadku klasycznych \u017ar\u00f3de\u0142 \u015bwiat\u0142a m.in. lamp wy\u0142adowczych, w kt\u00f3rych \u015brodowiskiem emituj\u0105cym \u015bwiat\u0142o s\u0105 opary gaz\u00f3w np. s\u00f3d lub brom, tak i w przypadku diod elektroluminescencyjnych, w zale\u017cno\u015bci od materia\u0142u, z kt\u00f3rego zosta\u0142 zbudowany p\u00f3\u0142przewodnik, dioda mo\u017ce emitowa\u0107 \u015bwiat\u0142o o r\u00f3\u017cnym zabarwieniu.<\/p>\n W oparciu o historyczne procesy prac zwi\u0105zanych z kreowaniem diod, z kt\u00f3rymi mamy do czynienia obecnie, pierwsze by\u0142y p\u00f3\u0142przewodniki wykonane z arsenku galu<\/strong>, kt\u00f3ry emitowa\u0142 \u015bwiat\u0142o monochromatyczne- podczerwone, czerwone, zielone, niebieskie i bia\u0142e. W latach 70 prace rozwojowe pozwoli\u0142y na powstanie diod, kt\u00f3rych parametry wykorzystywane s\u0105 do dzisiaj, zar\u00f3wno pod k\u0105tem mocy emisyjnej (100 mW), jak i wielko\u015bci (5mm). Naturalnym nast\u0119pstwem by\u0142o wyprodukowanie diod o du\u017cej mocy, kt\u00f3rych spektrum wynosi\u0142o od 0.8 do 6W. Tak jak wspomnieli\u015bmy wcze\u015bniej, na podstawie materia\u0142\u00f3w wykorzystanych do produkcji p\u00f3\u0142przewodnik\u00f3w barwa emitowanego \u015bwiat\u0142a jest inna. Dzi\u0119ki odpowiednim warto\u015bciom stosunkowym mo\u017cliwe jest skonfigurowanie barwy bia\u0142ej przy wykorzystaniu jednej z trzech metod.<\/p>\n Metoda 1<\/strong> polega na proporcjonalnym dobraniu o\u015bwietlenia bazowego w taki spos\u00f3b, aby w efekcie ich po\u0142\u0105czenia osi\u0105gn\u0105\u0107\u00a0zjawisko \u015bwietlne barwy bia\u0142ej. W praktyce na jednym panelu umieszcza si\u0119 3 punkty ledowe, kt\u00f3re tworz\u0105 diod\u0119 LED. Najwy\u017csza wydajno\u015b\u0107 emitowanego \u015bwiat\u0142a (brak strat zwi\u0105zanych z konwersj\u0105 \u015bwiat\u0142a w luminoforze) pozwala na jego dowoln\u0105 zmian\u0119 pod k\u0105tem temperatury barwowej emitowanego \u015bwiat\u0142a, niestety nie idzie w zgodzie z niskimi kosztami produkcyjnymi (konstrukcja uk\u0142adu), jak i sterujacymi (indywidualne systemy zasilania dla poszczeg\u00f3lnej diody w celu indywidualnego dobrania parametr\u00f3w dla kierunku strumienia).<\/p>\n Proporcje barw: Metoda 2<\/strong> zak\u0142ada wykorzystanie specjalnego luminoforu [Zastosowanie luminoforu<\/a>], kt\u00f3ry pokrywa wewn\u0119trzn\u0105 warstw\u0119 diody. W rezultacie emitowane \u015bwiat\u0142o diody przechodzi przez 3 warstwy konwersji \u015bwiat\u0142a UV, kt\u00f3re ka\u017cdorazowo zamieniane s\u0105 na konkretn\u0105 barw\u0119 podstawow\u0105 (R-G-B), by w rezultacie odda\u0107 strumie\u0144 o po\u017c\u0105danej barwie bia\u0142ej.<\/p>\n Z uwagi na dzia\u0142anie luminiforu jako\u015b\u0107 emitowanego \u015bwiat\u0142a jest bardzo niska, co jednoznacznie przek\u0142ada si\u0119 na wydajno\u015b\u0107 emisyjn\u0105. Ponadto, ze wzgl\u0119du na z g\u00f3ry okre\u015blon\u0105 warto\u015b\u0107 pocz\u0105tkow\u0105 emitowanego strumienia oraz jednostajn\u0105 warstw\u0119 luminoforu nie jest mo\u017cliwe sterowanie struktur\u0105 barwow\u0105 o\u015bwietlenia, co za tym idzie wsp\u00f3\u0142czynnik oddawania barw (CRI) r\u00f3wnie\u017c pozostaje niezmienny.<\/p>\n Metoda 3<\/strong> sposobu osi\u0105gania barwy bia\u0142ej emitowanego \u015bwiat\u0142a stanowi po\u0142\u0105czenie metody pierwszej i drugiej, dlatego te\u017c nosi nazw\u0119 metody hybrydowej. Niebieska barwa emitowana przez diod\u0119 cz\u0119\u015bciowo przepuszczana jest przez luminofor. Po konwersji \u015bwiat\u0142a niebieskiego w \u017c\u00f3\u0142te nast\u0119puje wymieszanie barw, co w efekcie pozwala na stworzenie strumienia barwy bia\u0142ej. Du\u017ca skala produkcji diod LED wymusza jej podzia\u0142 podstawowy pod wzgl\u0119dem mocy emisyjnej. W tym wypadku wyr\u00f3\u017cni\u0107 mo\u017cemy diody ma\u0142e (do 150 mW) oraz du\u017ce (do 5W)- Power LED<\/strong>, kt\u00f3re powszechnie wykorzystywane s\u0105 m.in. w oprawach lamp ulicznych lub w o\u015bwietleniu przemys\u0142owym. W zale\u017cno\u015bci od energii emitowanych foton\u00f3w napi\u0119cie s\u0142u\u017c\u0105ce do zasilenia diody powinno zosta\u0107 dopasowane proporcjonalnie. Ponadto, wybieraj\u0105c rodzaj zasilania dla o\u015bwietlenia ledowego nale\u017cy szczeg\u00f3ln\u0105 uwag\u0119 zwr\u00f3ci\u0107 na temperatur\u0119 otoczenia, w kt\u00f3rej dioda b\u0119dzie pracowa\u0107. Proporcjonalnie do wzrostu temperatury otoczenia spada napi\u0119cie zasilaj\u0105ce, co w rezultacie przek\u0142ada si\u0119 na spore wahania pr\u0105du docieraj\u0105cego do diody. Efektem du\u017cych zmian pr\u0105du (podczas, gdy do zasilania diody wykorzystywany jest pr\u0105d o sta\u0142ej warto\u015bci) mo\u017cemy doprowadzi\u0107 do ograniczenia jako\u015bci dzia\u0142ania diody lub jej przegrzania i skr\u00f3cenia \u017cywotno\u015bci lampy LED<\/strong>.<\/p>\n W uk\u0142adach kilku diod tworz\u0105cych swoiste modu\u0142y ledowe jako podstawowe, bierne zabezpieczenie przed przeci\u0105\u017ceniem stosuje si\u0119 ustawione w szeregowym po\u0142\u0105czeniu rezystory<\/strong> (oporniki). Dzi\u0119ki wpleceniu w sieci diod opornika mo\u017cliwe jest uchronienie systemu przed bezpo\u015brednim dzia\u0142aniem wspomnianych wcze\u015bniej, sinusoidalnych waha\u0144 napi\u0119cia, dzi\u0119ki proporcjonalnemu oddzia\u0142ywaniu opornika na czynniki dzia\u0142aj\u0105ce z zewn\u0105trz.<\/p>\n W zale\u017cno\u015bci od typu uk\u0142adu oporniki mog\u0105 zosta\u0107 po\u0142\u0105czone szeregowo lub r\u00f3wnolegle. W po\u0142\u0105czeniach ledowych, z uwagi na r\u00f3\u017cnice fabryczne, kt\u00f3re mog\u0105 pojawi\u0107 si\u0119 pomi\u0119dzy kolejnymi elementami stosowany jest uk\u0142ad szeregowy. Ponadto, dzi\u0119ki systemom zasilaj\u0105cym lampy LEDowe mo\u017cliwe jest zastosowanie dodatkowych narz\u0119dzi, dzi\u0119ki kt\u00f3rym mo\u017cliwe jest sterowanie o\u015bwietleniem. W tym wypadku zmiana temperatury barwowej lub ca\u0142kowita zmiana barwy \u015bwiat\u0142a jest bezproblemowa, ze wzgl\u0119du na wykonany w spos\u00f3b unormowany uk\u0142ad zabezpieczaj\u0105cy modu\u0142 przed uszkodzeniem, manipulacja warto\u015bci\u0105 pr\u0105du docieraj\u0105cego do uk\u0142adu mo\u017ce by\u0107 zupe\u0142nie swobodna.<\/p>\n W zwi\u0105zku z nieprzerwanymi pracami zwi\u0105zanymi ze sta\u0142ym unowocze\u015bnianiem o\u015bwietlenia ledowego, a tak\u017ce w zwi\u0105zku z polityk\u0105 norm wprowadzan\u0105 przez izby kontroli Unii Europejskiej ju\u017c teraz mo\u017cemy zauwa\u017cy\u0107 fale produkt\u00f3w wykorzystuj\u0105ca p\u00f3\u0142przewodniki. Nic w tym dziwnego, podczas gdy \u017cywotno\u015b\u0107 lamp LED<\/strong> osi\u0105ga\u00a0warto\u015b\u0107 blisko 50 000h, a zakres temperatury pracy pozwala na ich wykorzystanie w warunkach od -40 do +85 stopni. Wysoka skuteczno\u015b\u0107 \u015bwietlna pozwala na szeroki zakres zastosowania diod LED- pocz\u0105wszy od diod system\u00f3w narz\u0119dzi, przez zastosowane w ta\u015bmach LED<\/strong> o\u015bwietlenie wewn\u0119trzne wykorzystywane do o\u015bwietlenia schod\u00f3w lub pod\u015bwietlenia mebli, u\u0142o\u017cone na specjalnych panelach doskonale sprawdzaj\u0105 si\u0119 w lampach u\u017cytkowych takich, jak lampy zewn\u0119trzne do iluminacji budynk\u00f3w w r\u00f3\u017cnych konfiguracjach (ozdobnym lub funkcjonalnym). Ze wzgl\u0119du na budow\u0119 lamp wsp\u00f3\u0142cze\u015bnie stanowi\u0105 jedne z najbardziej ekologicznych i energooszcz\u0119dnych \u017ar\u00f3de\u0142 \u015bwiat\u0142a. W zgodzie z normami unijnymi, zastosowane w kompleksowym o\u015bwietleniu zewn\u0119trznym, powoli zaczynaj\u0105 wypiera\u0107 klasyczne lampy wy\u0142adowcze<\/a><\/strong>. Ma\u0142a awaryjno\u015b\u0107 lamp a tak\u017ce solidna konstrukcja znacz\u0105co wp\u0142ywaj\u0105 na popularyzacj\u0119 o\u015bwietlenia LED jako taniego \u017ar\u00f3d\u0142a promieniowania.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Technologia LED w zastosowaniu codziennym zrewolucjonizowa\u0142a wsp\u00f3\u0142czesne spojrzenie na jako\u015b\u0107 o\u015bwietlenia oraz spektrum jego zastosowania. W zale\u017cno\u015bci od indywidualnych potrzeb u\u017cytkownika sz...","protected":false},"author":3,"featured_media":266,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1],"tags":[48,38,56,36,57,55],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/213"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=213"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/213\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":406,"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/213\/revisions\/406"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/media\/266"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=213"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=213"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.luxmarket.pl\/strefa-wiedzy\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=213"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nWbrew pozorom idea powstania diody \u015bwiec\u0105cej nie jest taka m\u0142oda jakby si\u0119 wydawa\u0142o. Pocz\u0105tk\u00f3w projektu nale\u017cy si\u0119 doszukiwa\u0107 ju\u017c na pocz\u0105tku lat 20 XX w., wtedy to radziecki technik radiowy- Oleg \u0141osiew<\/strong>– dostrzeg\u0142, \u017ce diody ostrzowe, wsytepuj\u0105ce w odbiornikach radiowych emituj\u0105 \u015bwiat\u0142o widzialne. Na podstawie artyku\u0142\u00f3w, kt\u00f3re powsta\u0142y w oparciu o obserwacje technika zamys\u0142 produkcji wszed\u0142 w \u017cycie dopiero w drugiej po\u0142owie wieku (1962 rok), w oparciu o formu\u0142\u0119 opracowan\u0105 przez ameryka\u0144skiego in\u017cyniera- Nicka Holonyaka Jr.<\/strong><\/p>\nDioda LED- budowa<\/h2>\n
Dioda LED- dzia\u0142anie<\/h2>\n
\nP- warstwa posiadaj\u0105c\u0105 dziury stanowi\u0105ce typowy element konstrukcji siarki krystalicznej (zbudowanej z atom\u00f3w i cz\u0105steczek).
\nKluczowym elementem w procesie dzia\u0142ania diody jest zjawisko rekombinacji<\/strong>, czyli po\u0142\u0105czeniu si\u0119 par cz\u0105steczek posiadaj\u0105cych przeciwny \u0142adunek elektryczny. W dziedzinie fizyki wyr\u00f3\u017cni\u0107 mo\u017cemy dwa typy mechanizmu rekombinacji- bezpo\u015bredni\u0105 i po\u015bredni\u0105.<\/p>\n
\nTechnika \u015bwietlna wykorzystywana w p\u00f3\u0142przewodnikowych \u017ar\u00f3d\u0142ach promieniowania emituje \u015bwiat\u0142o, bazuj\u0105ce na trzech podstawowych kolorach- czerwonym Red<\/strong>, zielonym Green<\/strong> i niebieskim Blue<\/strong> (wi\u0119cej o o\u015bwietleniu RGB dowiesz si\u0119 z naszego artyku\u0142u<\/a>). Dzi\u0119ki mo\u017cliwo\u015bci po\u0142\u0105czenia w dowolnych konfiguracjach kolor\u00f3w podstawowych mo\u017cliwe jest stworzenie \u015bwiat\u0142a barwy bia\u0142ej, co w praktyce umo\u017cliwia zastosowanie o\u015bwietlenia LED<\/strong> w szerszym zasi\u0119gu u\u017cytkowym.<\/p>\n\u015awiat\u0142o bia\u0142e diody LED<\/h2>\n
\nczerwona : niebieska : zielona
\n1: 4.59: 0.06<\/p>\n
\nDzi\u0119ki wykorzystanej hybrydzie i jednorodnej barwie diody, metoda ta pozwala na zwi\u0119kszenie wydajno\u015bci emitowanego \u015bwiat\u0142a oraz ca\u0142kowitego ograniczenia promieni UV, jednak przy sta\u0142ym uk\u0142adzie parametr\u00f3w w warstwie luminoforu, tak jak w przypadku metody drugiej, wsp\u00f3\u0142czynnik oddawania barw pozostaje niezmienny, cho\u0107 jego poziom oscyluje pomi\u0119dzy 70-90 (100 odpowiada barwie \u015bwiat\u0142a dziennego emitowanego przez s\u0142o\u0144ce).<\/p>\nZasilanie i sterowanie diody ledowej<\/h2>\n
Zalety i wady diody LED<\/h2>\n