LED เป็นแหล่งกำเนิดแสงขนาดเล็กที่กระพริบตาในแอพพลิเคชั่นมากมายที่อยู่รอบตัวคุณ
คุณคงเคยเห็นมันอยู่รอบ ๆ ต้นคริสต์มาสนาฬิกาดิจิตอลไฟฉายของสมาร์ทโฟนหรือแสงไฟในสระว่ายน้ำสุดหรูของคุณ แหล่งกำเนิดแสงที่ใช้งานง่ายและหาได้ทั่วไปนี้ดูปกติ แต่มีฟิสิกส์ที่มั่นคงอยู่เบื้องหลังความสว่าง
การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังแสงเย็นนี้จะส่งผลให้คุณมีความรู้หลอดไฟ led เพิ่มขึ้นอย่างแน่นอนเมื่อคุณถืออุปกรณ์ LED ไว้ในมืออีกครั้ง ลองสำรวจดู:
LED คืออะไร?
จริงๆแล้ว LED เป็นคำย่อของ ‘Light Emitting Diode’ ซึ่งใช้เทคโนโลยี ‘Solid State Lighting’ เพื่อปล่อยแสงแบบโมโนโครม
สำหรับผู้ที่เพิ่งเริ่มเรียนฟิสิกส์ ‘Diode’ คือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์สองขั้วที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ สสารที่เป็นของแข็งภายในไดโอดเมื่อได้รับพลังงานจะเริ่มเปล่งแสงและเทคโนโลยีนี้จึงเรียกว่าโซลิดสเตตไลท์ติ้ง
ประวัติเบื้องหลัง LED
การปฏิวัติของหลอดไฟ led เกิดจากการค้นพบปรากฏการณ์ที่เรียกว่า ‘ Electroluminescence ‘ ในปี 1907 ในทางเทคนิคแล้วมันเป็นหลักการทำงานพื้นฐานของ LED อินฟราเรดถูกสังเกตว่าเป็นแสงแรกที่ปล่อยออกมาจากไดโอด สีแรกที่มองเห็นได้ผ่าน LED คือสีแดงและได้รับการพัฒนาโดย Nick Holonyakในปี 1962 ดังนั้นเขาจึงได้รับการยกย่องว่าเป็น “บิดาแห่ง LED” จากนั้นจนถึงวันนี้การค้นพบวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ต่างๆและการประดิษฐ์เทคโนโลยีหลายอย่างทำให้ LED ปล่อยแสงสเปกตรัมออกมา
เทคโนโลยีไฟ LED คืออะไร?
เทคโนโลยี LED เป็นไปตามทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ของเซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้นเพื่อให้เข้าใจอย่างถ่องแท้เราต้องมีความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับฟิสิกส์ของเซมิคอนดักเตอร์ ด้วยวิธีที่ง่ายกว่านั้นสามารถอธิบายได้ว่า –
โดยทั่วไปมีวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สองประเภทในรูปแบบของแถบพลังงานคือช่องว่างของวงทางอ้อมเช่นซิลิกอนและช่องว่างวงโดยตรงเช่นแกลเลียม โดยพื้นฐานแล้ว LED ทำจากวัสดุที่มีช่องว่างแบบวงตรง จุดเชื่อมต่อของวัสดุเหล่านี้เมื่อรวมพลังกับแหล่งกำเนิดแรงดันจะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของโฟตอนเช่นแพ็คเก็ตของแสง สีที่แตกต่างจาก LED ขึ้นอยู่กับพลังงานช่องว่างของวงดนตรีของวัสดุ
หลอดไฟ LED ทำมาจากอะไร?
หลอดไฟ led เป็นแหล่งกำเนิดแสงรูปแบบที่เล็กที่สุดที่มีและสร้างให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.25 นิ้ว ส่วนผสมต่างๆของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เช่นแกลเลียม – อาร์เซไนด์แกลเลียม – ไนไตรด์และอินเดียม – แกลเลียม – ไนไตรด์ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างชุดประกอบในสถานะของแข็ง วัสดุเหล่านี้เปล่งแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันซึ่งทำให้สามารถปล่อยสีได้หลากหลายผ่าน LED
จากนั้นชิปที่เกิดจากวัสดุเหล่านี้จะถูกห่อหุ้มด้วยเปลือกพลาสติกใสหรือสีขึ้นรูปซึ่งให้สัมผัสทางการค้าขั้นสุดท้าย
ทฤษฎีการเปล่งสีของ LED
สิ่งที่ทำให้ไฟ LED เป็นที่นิยมมากคือความพร้อมใช้งานในทุกสีที่ถูกใจ คุณสามารถเลือกสีใดก็ได้เพื่อให้ความกระจ่างแก่สภาพแวดล้อมของคุณ ตอนนี้วิทยาศาสตร์เบื้องหลังคืออะไร? อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้ว; การปล่อยสีจะขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงที่ปล่อยออกมาจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ของ LED วัสดุและเทคนิคจึงแตกต่างกันเพื่อให้ได้สีที่เลือก ตัวอย่างบางส่วนสำหรับคุณ ได้แก่ :
- แสงสีขาว:มีสองวิธีในการรับแสงสีขาว เคลือบชิปอัลตร้าไวโอเลตด้วยสารเรืองแสงหรือด้วยระบบ RGB (แดงเขียวและน้ำเงิน) ซึ่งแสงจาก LED หลายดวงผสมกันเพื่อให้ได้แสงสีขาว คุณภาพสีที่ผลิตโดย LED สีขาวทำให้เป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับหลอดไฟแบบเดิมและไฟ CFL
- แสงสีฟ้า:เพื่อให้ได้แสงสีฟ้าเย็นจาก LED กว้างช่องว่างแถบสารกึ่งตัวนำเช่นกานและInGaNถูกนำมาใช้ โดยการเปลี่ยนแปลงเศษส่วนของวัสดุเหล่านี้ช่วงของสีฟ้าจากสีม่วงไปจนถึงสีเหลืองอำพันสามารถเปล่งออกมาได้
สีแดงสีน้ำเงินสีเขียวสีเหลืองอำพันและสีเหลืองเป็นสีที่มีจำหน่ายทั่วไปใน LED อย่างไรก็ตามทุกสีในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้นั้นสามารถหาได้จากกระบวนการผลิตต่างๆ