LED դիոդ: Ինչ է դա: Տեսակներ Ինչպես է այն աշխատում: եւ ավելին

Առցանց հետևորդներ » Համընդհանուր ինտելեկտ » Էլեկտրոնիկա » LED դիոդ: Ինչ է դա: Տեսակներ Ինչպես է այն աշխատում: եւ ավելին

LED դիոդ (o Լույս արտանետող դիոդ) Այն էլեկտրական տարր է, որը ճառագայթում և լույս է արձակում, երբ այն հավաքվում է կամ էլեկտրական հոսանքի հետ միացված է: Այն աշխատում է էլեկտրալյումինեսցենտության հայտնի սկզբունքի համաձայն և կարող է լույս արձակել պարզ էկրանով, ինչպես նաև ինֆրակարմիր և/կամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներով:

Նրանք ունեն սովորականից հատկապես ցածր էներգիայի սպառում, ինչպես նաև բավականին փոքր չափսեր, ավելի երկար կյանք և ավելի արագ միացում, քան շիկացած լամպերը, հետևաբար ունեն լայն կիրառություն և օգտագործում առօրյա կյանքում:

LED դիոդը ներկայումս ամենաէներգաարդյունավետ լյումինեսցենտային տեխնոլոգիան է, որը բարենպաստ է արդյունավետ և շահավետ նպատակներով օգտագործման համար, և բնական է, որ այն նաև ժամանակի ընթացքում ամենաարագ և կայուն զարգացման գործընթացներից մեկն է:

LED դիոդը վերաբերում է լուսավորության մի ձևի, որտեղ կիսահաղորդիչը էլեկտրաէներգիան վերածում է լույսի (առանց ջերմություն առաջացնելու), սովորաբար մոտ 1 քառակուսի միլիմետր կամ ավելի փոքր տարածքում (դիոդ): Այսպիսով, LED լամպի մեջ իրականում կան բազմաթիվ լուսարձակող դիոդներ:

Ստեղծված լույսը նախագծվում է մեկ ուղղությամբ՝ վերացնելով դիֆուզորների և լապտերների կարիքը:

1907 թվականին Marconi Laboratories-ի բրիտանացի գիտնական Հենրի Ջոզեֆ Ռաունդը առաջին անգամ նկատեց, որ Էլեկտրաէներգիա  10 վոլտ կարբորունդ (սիլիցիումի կարբիդ) բյուրեղի վրա, այն արձակում է սաթի լույս։ Այնուամենայնիվ, առաջինը, ով ուսումնասիրեց այն և առաջարկեց հետազոտության տեսություն, ռուս Օլեգ Վլադիմիրովիչ Լոսևն էր:

1927 թվականին Օլեգ Վլադիմիրովիչ Լոսևը հրապարակեց հոդված՝ վերնագրով «Լուսավոր կարբորունդ մշակող և հայտնաբերման էֆեկտ և տատանումներ բյուրեղներով». Տասնամյակներ շարունակ առաջընթաց չի գրանցվել տարբեր պատճառներով։ Ռուբին Բրաունշտեյնը, ով աշխատում էր Ամերիկայի ռադիոընկերությունում, 1955 թվականին զեկուցեց, որ որոշ պարզ դիոդներ արձակում են ինֆրակարմիր լույս, երբ միացված են ինչ-որ հոսանքի:

1961 թվականին ամերիկացիներ Գարի Փիթմանը և Բոբ Բիարդանը, Տեխաս Ինսթրումենթսից, հայտնաբերեցին, որ այս գալիումի արսենիդային LED դիոդը արձակում է ինֆրակարմիր լույս ամեն անգամ, երբ միանում է հոսանքին: Նույն թվականին նրանք ստացան ինֆրակարմիր լուսադիոդի արտոնագիր։ Նիկ Հոլոնյակ կրտսերը՝ General Electric-ի աշխատակիցը, 1962 թվականին մշակել է առաջին լուսարձակող դիոդը, որը լույս է արձակում հաճախականության տիրույթի տեսանելի մասում։ Սա կարմիր լուսադիոդ էր:

1972 թվականին Հոլոնյակի ասպիրանտ Մ. Ջորջ Քրաֆորդը ստեղծեց առաջին դեղին լուսադիոդը, ինչպես նաև շատ ավելի վառ կարմիր լուսադիոդը: Thomas P. Pearsall-ը 1976 թվականին մշակել է բարձր պայծառությամբ լուսարձակող դիոդ՝ հեռահաղորդակցության ոլորտում օպտիկամանրաթելային սարքերի հետ օգտագործելու համար: Շուջի Նակամուրան Nichia Corporation-ից առաջին կապույտ լուսադիոդը պատրաստեց 1979 թվականին, բայց այն չափազանց թանկ էր առևտրային օգտագործման համար մինչև 1994 թվականը:

Այժմ LED դիոդը կարող է պատրաստվել մեկ կամ մի քանի գույներով: Սկզբում լուսադիոդները բավականին թանկ էին, նույնիսկ մեկ հատի համար հասնում էին 250 ԱՄՆ դոլարի: Դրա պատճառով դրանք որպես ցուցիչներ օգտագործվել են միայն բարձր պրոֆեսիոնալիզմի լաբորատոր սարքավորումներում:

Fairchild Semiconductors-ին հաջողվեց 1970 թվականին նվազեցնել առանձին LED-ների արժեքը մինչև 5 ԱՄՆ ցենտ՝ օգտագործելով հարթ գործընթաց LED դիոդների համար կիսահաղորդչային չիպերի արտադրության մեջ: Օգտագործելով փաթեթավորման նորարարական մեթոդներ և հարթ չիպերի արտադրության գործընթացը՝ Fairchild-ը լուսադիոդը վերածեց առևտրային արտադրանքի՝ կիրառությունների հսկայական բազմազանությամբ:

Ըմբռնելի լույսով LED-ն օգտագործվում է որպես փայլուն և նեոնային լույսերի փոխարինում, որպես տարրեր բազմաշերտ էկրաններում, մեծ ռեֆլեկտորներում, լուսացույցներում և այլ տեսողական նշաններում, ինչպես նաև համակարգիչներում, ժամացույցներում և լապտերներում: Ինֆրակարմիր LED-ները օգտագործվում են հեռակառավարման ստորաբաժանումներում հեռուստացույցների, DVD-ների և այլ վայրերի համար, որոնք անլար կառավարման կարիք ունեն:

LED դիոդների առավելություններն անսահման են, բայց նրանք ունեն նաև իրենց թերությունները: Առավելությունները կայանում են նրանում, որ դրանք մեկ վտ-ի դիմաց ավելի շատ լույս են արձակում, քան փայլուն լամպերը, դրանք շատ ավելի փոքր են, դրանց օգտագործման ժամանակը շատ ավելի կարճ է, քան էլեկտրական լույսի այլ աղբյուրները (դրանք արագ են), նրանց կյանքի տևողությունը շատ ավելի երկար է, երկարաժամկետ և շատ ավելին: կայուն երկարաժամկետ հեռանկարում:

Բացի այդ, դրանք դժվար է վնասվել: Նրա թերությունները բարձր գին են մեկ լույսի համար, բարձր կախվածությունը արտաքին ջերմաստիճանից և հեշտ գերտաքացումն է, եթե դրսի ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է և ջերմատախտակ չկա: Չնայած իրենց թերություններին, LED դիոդները գտնում են իրենց տեղը մարդկանց օգտագործման մեջ և այստեղ մնալու են:

LED-ների տեսակները

Նոր LED դիոդի շուկա ներմուծումից ի վեր, տեխնոլոգիան և գիտությունը առաջացրել են LED-ների տարբեր տեսակների մեծ տեսականի, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր հատուկ նիշերը և օգտագործումը:

Ավանդական անօրգանական լուսադիոդներ

Այս տեսակի LED-ը ավանդական դիոդային ներկայացումն է, որը շուկայում եղել է XNUMX-ականներից: Ինչպես ցույց է տալիս նրա անունը, դրանք պատրաստված են անօրգանական նյութերից։ Ամենաշատ օգտագործվող որոշ միացություններ, որոնք պատասխանատու են հաղորդման համար, ինչպիսիք են արսենը, ալյումինը, գալիումը, ֆոսֆիդը և այլն: Լույսի գույնը սովորաբար կախված է օգտագործվող նյութից:

Այս LED-ները ճանաչվում են փոքր LED լամպերով, որոնք օգտագործվում են որպես վահանակի ցուցիչներ, չնայած կան շատ նման ձևաչափեր: Այնուամենայնիվ, անօրգանական LED-ների կատեգորիայում կան շատ տարբեր ոճերի LED-ներ, որոնք կարելի է տեսնել և օգտագործել:

բարձր պայծառությամբ LED-ներ

Սրանք անօրգանական LED-ների մի տեսակ են, որոնք սկսում են օգտագործվել լուսավորման ծրագրերի համար: Այս տեսակի LED-ն ըստ էության նույնն է, ինչ հիմնական անօրգանական LED-ն, բայց ունի շատ ավելի բարձր լույսի ելք: Առավելագույն լույսի ելք ստեղծելու համար այս տեսակի LED-ները պահանջում են շատ ավելի բարձր ընթացիկ մակարդակներ և էներգիայի սպառում:

Հաճախ այս լուսադիոդները հավաքվում են այնպես, որ դրանք կարող են տեղադրվել ջերմային շղարշի վրա՝ ավելորդ ջերմությունը հեռացնելու համար: Հաշվի առնելով իր ավելի մեծ արդյունավետությունը, այս տեսակի LED-ն օգտագործվում է որպես փոխարինող մի քանի հին լուսավորության տարբերակների: Տան լուսավորություն մեքենայի լամպերի հետ միասին.

Նրանք առավելություններ ունեն արդյունավետության և շրջակա միջավայրի գործոնների առումով լյումինեսցենտային և շիկացած լամպերի նկատմամբ: Այս տեսակի LED-ներն ունեն օպտիմալացման ավելի բարձր մակարդակ և ունեն նաև ավելի երկար կյանք, հատկապես հաճախակի ակտիվացման դեպքում:

օրգանական LED-ներ

Օրգանական LED-ները լուսարձակող դիոդի հիմնական գաղափարի զարգացումն են: Այս տեսակի LED-ն օգտագործում է օրգանական նյութեր, ինչպես ենթադրում է իր անունը: LED էկրանի օրգանական տեսակը հիմնված է օրգանական նյութերի վրա, որոնք արտադրվում են թերթերով և ապահովում են լույսի ցրված տարածք:

Սովորաբար, օրգանական նյութի շատ բարակ թաղանթ տպվում է ապակուց պատրաստված հիմքի վրա: Այնուհետև օգտագործվում է կիսահաղորդչային միացում՝ էլեկտրական լիցքերը տպագրված պիքսելներին տեղափոխելու համար, ինչը հանգեցնում է դրանց փայլի:

Ինչպե՞ս է այն աշխատում:

Դիոդը հաղորդիչ սարքի ամենապարզ տեսակն է: Ընդհանուր առմամբ, կիսահաղորդիչը մի առարկա է, որն ունի շատ բազմակողմանի հնարավորություն էլեկտրաէներգիան տեղափոխելու և ուղղորդելու ավարտված էլեկտրական միացում: Դրանցից շատերը կազմված են հաղորդիչից, որի մեջ ներառված են կեղտեր (այլ նյութի մասնիկներ): Կեղտերի ավելացման գործընթացը հայտնի է որպես դոպինգ:

Led դիոդի դեպքում հաղորդիչի դեր կատարողը սովորաբար ալյումին-գալիում-արսենիդն է (AlGaAs): Մաքուր ալյումինի գալիումի արսենիդում բոլոր մասնիկները շատ նուրբ հավաքվում են իրենց հարևանների հետ՝ տեղ չթողնելով ազատ էլեկտրոնների (բացասական լիցք ունեցող ատոմների) էլեկտրական հոսանք անցկացնելու համար։

Դոպինգային բաղադրիչում ավելացված մասնիկները փոխակերպում են հավասարակշռությունը կա՛մ ազատ մասնիկներ ավելացնելով, կա՛մ անցքերով, որտեղ տարրերը տեղադրվում են: Այս տատանումներից որևէ մեկը այս օբյեկտն ավելի հաղորդունակ է դարձնում: Ավելացված էլեկտրոններով հաղորդիչը կոչվում է N տիպի նյութ, քանի որ այն ունի ավելացված բացասական լիցքերով մասնիկներ:

N տիպի միացություններում ազատ տարրերը հեռացվում են բացասական բևեռացված լիցքեր ունեցող տարածքից դեպի դրական բևեռացված լիցքեր ունեցող տարածք։ Լրացուցիչ անցքերով հաղորդիչը կոչվում է P տիպի միացություն, քանի որ դրա վրա արդյունավետորեն դրական լիցքավորված մասնիկներ են ավելացվել:

Էլեկտրոնները կարող են նետվել մի անցքից մյուսը՝ բացասական լիցքավորված տարածքից շարժվելով դեպի դրական լիցքավորված տարածք։ Արդյունքում, անցքերն իրենք, կարծես, շարժվում են դրական մասնիկներով լիցքավորված տարածքից դեպի հակառակ կարգով լիցքավորված տարածք:

Դիոդը բաղկացած է N տիպի նյութի մի հատվածից, որը կցված է P տիպի նյութի մի հատվածին՝ յուրաքանչյուր ծայրում էլեկտրոդներով: Այս պայմանավորվածությունը էլեկտրաէներգիա է անցկացնում միայն մեկ ուղղությամբ: Երբ դիոդի վրա լարում չի կիրառվում, N տիպի նյութից էլեկտրոնները լցնում են P տիպի նյութի անցքերը շերտերի միջև միացման երկայնքով՝ կազմելով քայքայման գոտի։

Սպառված գոտում կիսահաղորդչային նյութը վերադառնում է իր սկզբնական մեկուսացված վիճակին. բոլոր անցքերը լցված են, ուստի այդ մասնիկների համար ազատ մասնիկներ կամ դատարկ տարածքներ չկան, և էլեկտրականությունը չի կարող արտահոսել: Սպառման գոտուց ազատվելու համար մասնիկները պետք է թափահարվեն N տիպի մակերեսից դեպի P տիպի մակերես, իսկ անցքերը թափահարվեն հակառակ ուղղությամբ։

Երբ էլեկտրոդների միջև լարման տարբերությունը բավականաչափ բարձր է, սպառման գոտու էլեկտրոնները դուրս են գալիս իրենց անցքերից և նորից սկսում են ազատ շարժվել։ Անհետացման գոտին անհետանում է, և լիցքը շարժվում է դիոդի միջով: Եթե ​​փորձեք հոսանք գործարկել այլ կերպ, երբ P-տիպի կողմը միացված է շղթայի բացասական ծայրին, իսկ N- տիպի կողմը միացված է դրական ծայրին, հոսանքը չի հոսի:

N տիպի միացության բացասական էլեկտրոնները ձգվում են դեպի դրական լիցքավորված ձողը։ P- տիպի միացության դրական անցքերը ձգվում են դեպի բացասական լիցքավորված ձողը։ Հոսանք չի հոսում հանգույցի միջով, քանի որ անցքերը և մասնիկները սխալ ուղղությամբ են շարժվում: Աճում է քայքայման գոտին։

Երբ դիոդը խտանում և բարձրանում է, հաղորդիչների հաղորդիչ շերտի մասնիկները հնարավորինս խառնվում են ժապավենի անցքերին, որոնք այնքան էներգիա են թողնում լույսի մասնիկներ առաջացնելու համար, որոնք բացահայտում են մոնոխրոմատիկ լույսը (միագույն):

Այս բարակ շերտի պատճառով այս լույսի մասնիկների բավականին մեծ քանակություն կարող է դուրս գալ կոալիցիայից և ցրվել՝ առաջացնելով գունավոր լույս: Այսպիսով, մենք կարող ենք ասել, որ երբ աշխատում են առաջ կենտրոնացված ուղղությամբ, LED-ները հաղորդիչ սարքեր են, որոնք էլեկտրական էներգիան վերածում են լույսի էներգիայի:

LED դիոդի վերակառուցումը շատ տարբեր է ստանդարտ ազդանշանային դիոդից: LED-ի PN հանգույցը շրջապատված է կիսաշրջանաձև պատյանով կամ կոշտ պլաստիկ բյուրեղային լաքով, որը պաշտպանում է LED-ը տատանումներից և ցնցումներից:

Զարմանալի է, որ Led հանգույցը իրականում այնքան լույս չի ճառագում, ինչի պատճառով լաքի մարմինը կառուցված է այնպես, որ կոալիցիայի կողմից արձակված լույսի ֆոտոնները արտացոլվեն հարակից ենթաշերտի հիմքից, որին գտնվում է դիոդը: կցված են և կենտրոնացած են դեպի վեր՝ LED-ի կոր վերևի միջով, որը գործում է որպես ոսպնյակ՝ կենտրոնացնելով լույսի քանակը:

Ահա թե ինչու ճառագայթվող լույսը ավելի պայծառ է թվում LED-ի վերևում: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր LED- ները պատրաստված են գնդաձև գմբեթով իրենց բնակարանի համար: Որոշ LED-ներ ունեն ուղղանկյուն կամ խողովակաձև կառուցվածք, որը վերևում ունի հարթ մակերես, կամ դրա մարմինը ձողի կամ սլաքի ձև ունի՝ ի լրումն տարբեր ներկայացնելու: մալուխների տեսակները.

Ընդհանուր առմամբ, բոլոր լուսադիոդները արտադրվում են երկու թելերով, որոնք աչքի են ընկնում մարմնի ստորին մասից: Բացի այդ, գրեթե բոլոր ժամանակակից լուսարձակող դիոդներն ունեն իրենց կաթոդը, տերմինալը (որը բացասական է), որը նույնականացվում է մարմնի կտրվածքով կամ հարթ կետով կամ քանի որ կաթոդային լարը մյուսից կարճ է, քանի որ անոդային լարը (որը դրական է) ավելի երկար է։ քան կաթոդը (k):

Ի տարբերություն ստանդարտ լապտերների և լապտերների, որոնք մեծ քանակությամբ ջերմություն են առաջացնում, երբ լուսավորվում են, LED դիոդը արտադրում է «սառը» լույսի աղբյուր, որը հանգեցնում է ավելի բարձր արդյունավետության, քան միջին «լամպը», քանի որ գեներացված էներգիայի մեծ մասը ճառագայթվում է ընկալելի սպեկտրում:

Քանի որ LED-ները կայուն վիճակի միակցիչներ են, դրանք կարող են լինել զգալիորեն փոքր և դիմացկուն, ինչպես նաև ապահովել լամպի շատ ավելի երկար կյանք, քան սովորական լույսի աղբյուրները:

 LED / OLED տեխնոլոգիա

Ի տարբերություն սովորական դիոդների, որոնք պատրաստված են հզորության ընկալման համար և կառուցված են գերմանիումի կամ սիլիցիումի հաղորդիչ միացություններից, LED-ները պատրաստված են արտասովոր հաղորդիչ միացություններից:

Նրանք միավորվում են անհավասար համամասնություններով՝ առաջացնելով անհավասար բարձրության ալիքի ամպլիտուդ: Այլ LED միացություններ լույս են արձակում ընկալելի լույսի սպեկտրի որոշակի հատվածներում և, հետևաբար, առաջացնում են ինտենսիվության տարբեր մակարդակներ: Օգտագործված բաղադրիչի ճշգրիտ ընտրությունը կսահմանի լույսի ազդեցության ընդհանուր ալիքի երկարությունը և, հետևաբար, լույսի ստացված գույնը, որն ավարտվում է մերկացմամբ:

Այս նույն պատճառով, LED դիոդի կողմից բացահայտված լույսի գույնը չի որոշվում LED-ի պլաստիկ մարմնի գունավորմամբ, թեև դրանք մի փոքր գունազարդված են լույսի թողունակությունը օպտիմալացնելու և իրենց գույնը բացահայտելու համար, երբ լուսավորված չեն էլեկտրական սնուցմամբ:

LED դիոդները տեղադրվում են լայնածավալ գունային մասշտաբով, որոնցից ամենահաճախը կարմրավուն, սաթագույն, դեղին և կանաչ է, և, հետևաբար, լայնորեն օգտագործվում են որպես տեսողական ուղեցույց և ընթացիկ լույսի ցուցադրում:

Հասանելի են նաև նոր մշակված կապույտ և սպիտակ LED-ները, բայց դրանք հակված են շատ ավելի թանկ լինել, քան սովորական գույները՝ պայմանավորված երկու կամ ավելի հավելյալ գույների խառնուրդի արտադրական ծախսերի պատճառով միացության ներսում և նաև ազոտի ատոմների ներարկման միջոցով:

GaAs-ի` որպես կիսահաղորդչային միացության միակ օգտագործման թերությունն այն է, որ այն ցրում է մեծ քանակությամբ ցածր շողացող անտեսանելի ճառագայթում (800nm-900nm): Նրանց միությունից, երբ շարունակական հոսանքը թափանցում է դրա միջով: Ինֆրակարմիր լույսի քանակը, որը նա արտադրում է, բավարար է հեռուստացույցի կառավարման համար, բայց այն այնքան էլ օգտակար չէ LED դիոդի օգտագործման համար, որքան ցուցիչի լույսը:

Բայց ավելացնելով Ֆոսֆորը, որպես մեկ այլ նյութ, արտանետվող ճառագայթման ընդհանուր ալիքի երկարությունը կրճատվում է մինչև 600 նմ՝ տալով կարմիր լույս, որը տեսանելի է մարդու աչքին: PN հանգույցի դոպինգ գործընթացի այլ տարբերությունները հանգեցրել են մի շարք գույների, որոնք ընդգրկում են ընկալելի լույսի սպեկտրը, ինչպես նաև ինֆրակարմիր և ուլտրամանուշակագույն ալիքների ամպլիտուդները:

Համատեղելով մի շարք քիմիական միացություններ, որոնք նպաստում են հաղորդունակությանը, LED դիոդում կարող են առաջանալ հետևյալ գունային տատանումները.

• Գալիումի արսենիդ (GaAs) - ինֆրակարմիր տիպի ճառագայթում:
• Գալիումի արսենիդ ֆոսֆիդ (GaAsP) – կարմիրից ինֆրակարմիր, նարնջագույն:
• Ալյումինի գալիումի արսենիդ ֆոսֆիդ (AlGaAsP)՝ բարձր ինտենսիվության կարմիր, նարնջագույն և դեղին:
• Գալիումի ֆոսֆիդ (GaP) - կարմիր, դեղին և կանաչ:
• Ալյումինի գալիումի ֆոսֆիդ (AlGaP) - կանաչ:
• Գալիումի նիտրիդ (GaN) - զմրուխտ կանաչ:
• Գալիումի ինդիումի նիտրիդ (GaInN)՝ ուլտրամանուշակագույն, շագանակագույն և կապույտ:
• Սիլիցիումի կարբիդ (SiC) - կապույտ:
• Ալյումինի գալլիումի նիտրիդ (AlGaN) - ուլտրամանուշակագույն:

Այնուամենայնիվ, բացի Led դիոդից, կան շատ այլ դիոդներ. Ինչպես որ Zener դիոդ, կամ OLED դիոդը: OLED դիոդի դեպքում այն ​​պարզապես LED է, որտեղ լույսը ճառագայթվում է օրգանական տարրերով: Սրանք պարզապես ածխածնի ատոմների գծերի կամ օղակների վրա հիմնված են, ներառյալ առօրյա իրերը, ինչպիսիք են շաքարը, բենզինը, ալկոհոլը, փայտը և պլաստմասսա:

Օրգանական աղբյուրներով դիրիժորները հայտնաբերվեցին XNUMX-ականների կեսերին Ալան Հ.-ի, Ալան Մ.-ի և Հիդեկի Ս.-ի կողմից, ովքեր այս աշխատանքի համար մի քանի պարգևներ են ստացել: Առաջին OLED-ը, որն աշխատել է, պատրաստված է օրգանական նյութերից և մշակվել է Չինգ Թանգի կողմից:

Դրան հաջորդեց աշխատանքը Eastman Kodak հետազոտական ​​լաբորատորիաներում 1987 թվականին: Այս բեկումնային հետազոտությունը, որը հիմնված է էլեկտրալյումինեսցենցիայի վերաբերյալ ավելի վաղ հետազոտությունների վրա, առաջին անգամ զեկուցվել է օրգանական մոլեկուլների մասին XNUMX-ականներին ֆրանսիացի Անդրե Բեռնանոզ անունով մի ֆիզիկոսի կողմից:

1970 թվականին Դիգբի Ուիլյամսին և Մարտին Շադտին հաջողվեց ստեղծել այն, ինչ նրանք անվանում էին «պարզ օրգանական լուսարձակող դիոդ»՝ օգտագործելով անտրացին, բայց միայն XNUMX-ականներին Թանգի և Վան Սլայկի աշխատանքի արդյունքում OLED տեխնոլոգիան իսկապես գործնական դարձավ:

OLED դիոդները պինդ վիճակում գտնվող սարքեր են, որոնք կազմված են մի շարք բարակ օրգանական թաղանթներից, որոնք գտնվում են երկու հաղորդիչ բարակ թաղանթային էլեկտրոդների միջև:

Երբ էլեկտրականությունը կիրառվում է OLED-ի վրա, էլեկտրական դաշտի հսկողության ներքո, լիցքակիրները էլեկտրոդներից գաղթում են դեպի բարակ թաղանթներ, մինչև նրանք վերամիավորվեն արտանետվող գոտում՝ ձևավորելով էքսիտոններ:

Ձևավորվելուց հետո այս էքսիտոնները քայքայվում են մինչև էներգիայի ավելի ցածր մակարդակ՝ արտանետելով անցանկալի լույս կամ ջերմություն: OLED բջիջի հիմնական կառուցվածքը բաղկացած է բարակ կապակցված շերտերից, որոնք խցկված են հաղորդիչ դրական միացությունների և հաղորդիչ բացասական միացությունների միջև:

Կարմիր, կանաչ և կապույտ լույս ստեղծելու համար, որոնք ներկայացնում են ամբողջական գունավոր պատկերներ, այսօր օգտագործվում են երկու կարևոր մոտեցում: Առաջինը էկրանի վրա յուրաքանչյուր պիքսելում հիմնական գույների ենթապիքսելները գծագրելն է: Սա ընդհանուր առմամբ նախընտրելի կողմնորոշումն է բարձր լուծաչափով բջջային էկրանների համար:

OLED-ներն աշխատում են դիոդների և LED-ների նման, բայց n-տիպի հաղորդիչների և p-տիպի հաղորդիչների շերտեր օգտագործելու փոխարեն, նրանք օգտագործում են օրգանական մոլեկուլներ իրենց էլեկտրոններն ու բացերը արտադրելու համար: Պարզ OLED-ը կազմված է վեց շերտերից: Վերևում և ներքևում կան կոնսերվանտային ապակու կամ պլաստիկի շերտեր: Վերին շերտը կոչվում է կնիք, իսկ ստորին շերտը` ենթաշերտ:

Շերտերի միջև կա բացասական տերմինալ (կաթոդ) և դրական տերմինալ (անոդ): Վերջապես, անոդի և կաթոդի միջև կան երկու շերտեր, որոնք ստեղծվել են օրգանական մոլեկուլներից, որոնք կոչվում են արտանետող շերտ, որտեղից լույսը սկիզբ է առնում, որը գտնվում է կաթոդի կողքին և հաղորդիչ շերտը՝ անոդի կողքին:

Օգտագործում

LED-ների (լուսարձակող դիոդների) հիմնական օգտագործումը օբյեկտների և նույնիսկ վայրերի լուսավորությունն է: Դրա կիրառությունն ամենուր է` շնորհիվ իր կոմպակտ չափի, ցածր էներգիայի սպառման, երկար ծառայության ժամկետի և տարբեր ծրագրերում օգտագործման առումով ճկունության:

LED-ների կիրառությունները և օգտագործումը կարելի է տեսնել հետևյալ հասցեով.

• Հեռուստացույցի հետին լույս:
• Սմարթֆոնի հետին լույս:
• LED էկրաններ.
• Ավտոմոբիլային լուսավորություն.
• Լույսերի մթնեցում.

LED-ների օգտագործումը և գործառույթները կախված են այն վայրից, որտեղ այն օգտագործվում է, որոշ օրինակներ նշված են ստորև.

Հեռուստացույցի հետին լույս

Հեռուստացույցի հետևի լույսը էներգիայի սպառման հիմնական աղբյուրն է: LED-ների օգտագործումը կարող է ապահովել էներգիայի արդյունավետ կրճատում: Հեռուստացույցի եզրերին, LED դիոդի օգտագործումը ծախսերի խնայողության տարբերակ է: LED-ների օգտագործումը անմիջապես էկրանի հետևում ապահովում է ավելի լավ հակադրություն: LED-ները փոխարինում են LCD տեխնոլոգիան, երբ խոսքը վերաբերում է հետին լուսավորությանը: Full HD հեռուստացույց.

Սմարթֆոնի հետին լույս

LED-ի օգտագործմամբ սմարթֆոնի հետին լույսի դիզայնը կարող է ավելի բարակ լինել և նվազեցնել դրա արժեքը: LED-ի գինը կարող է տարբեր լինել՝ կախված սմարթֆոնի էկրանի չափից: Ավելի ցածր ելքային լարման շնորհիվ նրանք ապահովում են մարտկոցի ավելի երկար կյանք։

Օգտագործվում է էկրանների վրա ԱՌԱՋՆՈՐԴԵՑ

LED ցուցադրման վահանակները մեր օրերում տարածված են և օգտագործվում են դրսում որպես պահեստային նշաններ, գովազդային վահանակներ, ճանապարհային նշաններ, օդանավակայանի ցուցադրություններ և այլն: Ցուցանակային վահանակներում, որոնք ունեն հեռարձակման նշաններ մի քանի լեզուներով, ավելի շատ LED-ների օգտագործումը շահավետ կլինի էներգիայի ցածր սպառման տեսանկյունից:

Իլինոյին ավտոմոբիլային

Աճում է LED-ների օգտագործումը ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ: LED-ներով էներգիան խնայվում է, և ավելի պարզ տեսանելիություն կա: Դրանք լայնորեն օգտագործվում են մեքենայի հետևի և առջևի մասում՝ ավելի լավ հասանելիության համար: LED լուսավորությունը կարող է բարելավել հետիոտների և վարորդների անվտանգությունը՝ բարելավելով տեսանելիությունը ճանապարհորդության ցանկացած վայրում:

Մթնեցնող լույսեր

Քիչ LED ծրագրեր ներառում են լույսի մթնեցում, որն օգնում է նվազեցնել էներգիայի սպառումը: Մթնեցման այս հատկությունը նույնպես օգտագործվում է այն սարքերում, որտեղ այն երկու տեսակի է: ընդհանուր մթագնում որտեղ բոլոր LED-ները միասին խամրում են, կամ Տեղական մթագնում որտեղ LED- ները խամրում են ինքնուրույն: 

LED դիոդային միացում

LED-ների (լուսարձակող դիոդների) հիմնական օգտագործումը առարկաները և նույնիսկ վայրերը լուսավորելն է: Դրա կիրառումն ամենուր է՝ շնորհիվ իր կոմպակտ չափի, ցածր էլեկտրաէներգիայի սպառման, երկար սպասարկման ժամկետի և տարբեր խնամքի մեջ օգտագործման առումով: LED-ների կիրառությունները և օգտագործումը կարելի է տեսնել հետևյալ հասցեով.

Դիոդները կողմնակալ բաղադրամասեր են, ինչը նշանակում է, որ դրանք ունեն շատ կոնկրետ կողմնորոշում, որը պետք է միացվի շղթայի մեջ՝ ճիշտ աշխատելու համար: Ֆիզիկական դիոդի վրա դուք կնկատեք երկու տերմինալներ, որոնք ձգվում են մեջտեղում գտնվող բանկաից:

Մի կողմը դրական տերմինալն է, որը կոչվում է անոդ: Մյուս տերմինալը բացասական վերջն է, որը կոչվում է կաթոդ: Վերադառնալով մեր էլեկտրաէներգիայի հոսքին, հոսանքը կարող է միայն դիոդով շարժվել դրական մասից դեպի բացասական մաս, երբեք փոխադարձ ճանապարհով:

Ամենատարածված լուսադիոդները պահանջում են 1.5-ից 3.8 վոլտ անմիջական անջատման լարում 12-ից 35 մԱ անմիջական հոսանքով, ամենահաճախակի միջակայքը 15-ից 21 մԱ է: Ե՛վ գործառնական լարումը, և՛ հոսանքը փոխվում են՝ կախված օգտագործվող հաղորդիչ նյութից, սակայն այն կետը, որտեղ սկսվում է հաղորդունակությունը և լույս է արտադրվում, կարմիր LED-ի համար 1.5V է, կամ կապույտ LED-ի համար՝ 3.8V:

Լարման ճշգրիտ անկումը կախված կլինի ստեղծողից՝ կապված այլ դոպինգ նյութերի և օգտագործվող ալիքների ամպլիտուդների հետ: Լարման անկումը LED-ի վրա որոշակի ընթացիկ արժեքով, ասենք 22 մԱ, նույնպես կախված կլինի սկզբնական շարժիչ VF կետից:

Քանի որ LED-ը դիոդ է, դրա շրջանակները ուղիղ հոսանքից մինչև լարման կարող են ուրվագծվել յուրաքանչյուր դիոդի գույնի համար: Նախքան լույս արձակող դիոդը կարող է «ճառագել» լույսի ցանկացած ձև, դրա միջով զտելու համար հոսանք է անհրաժեշտ, քանի որ այն հոսանքից կախված մեխանիզմ է, որի լույսի ելքային ինտենսիվությունը ուղիղ համեմատական ​​է LED դիոդով հոսող հոսանքին:

Քանի որ LED դիոդը պետք է զուգակցվի անհապաղ կողմնակալության դեպքում մատակարարման աղբյուրի միջոցով, այն պետք է սահմանափակվի հոսանքով՝ օգտագործելով մի շարք դիմադրություն՝ հոսանքի ավելցուկային հոսքից պաշտպանվելու համար: Շատ դեպքերում, LED-ները սնուցվում են ցածր լարման մշտական ​​հոսանքի մատակարարմամբ, մի շարք ռեզիստորով, որպեսզի սահմանափակեն առաջընթաց հոսանքը անվտանգ քանակով:

Լեդ դիոդի օգտագործման առավելությունները

• Շատ ցածր լարումը և հոսանքը բավարար են LED դիոդը վարելու համար: Լարման միջակայքը՝ 1-ից 2 վոլտ: Հոսանք - 5-ից 20 ամպեր:
• Էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր հզորությունը պետք է լինի 150 միլվտ-ից պակաս:
• Արձագանքման ժամանակը զգալիորեն պակաս է, ընդամենը մոտ 7 նանվայրկյան:
• Սարքը տաքացման ժամանակ չի պահանջում։ 
• Մանրանկարչություն և, հետևաբար, թեթև:
• Այն ունի ամուր կառուցվածք և, հետևաբար, կարող է դիմակայել ցնցումների և թրթռումների:
• LED-ն ունի ավելի քան 20 տարի կյանքի տևողությունը:

Թերությունները LED դիոդի օգտագործումը

• Լարման կամ հոսանքի մի փոքր ավելցուկը կարող է վնասել սարքը:
• Հայտնի է, որ սարքն ունի շատ ավելի լայն թողունակություն՝ համեմատած լազերի հետ:
• Ջերմաստիճանը կախված է ճառագայթման ելքային հզորությունից և ալիքի երկարությունից: