Jak działa dioda w świecach LED?

Dioda LED (elektroluminescencyjna) używana w świecach LedCandle jest wynalazkiem będącym w seryjnej produkcji już od lat 60 ubiegłego wieku. Jednak dopiero w ostatnich latach technologia LED upowszechniła się. Działanie świecy LED opiera się na zjawisku rekombinacji nośników ładunku (rekombinacja promienista). Zjawisko to zachodzi w półprzewodnikach wtedy, kiedy elektrony przechodząc z wyższego poziomu energetycznego na niższy zachowują swój pseudopęd. Fizycy nazywają to „przejściem prostym”. Podczas „przejścia prostego” energia elektronu zostaje zmieniowa w kwant promieniowania elektromagnetycznego. „Przejścia proste” pojawiają się w półprzewodnikach z prostym układem pasmowym, w którym wierzchołkowi pasma walencyjnego i minimum pasma przewodnictwa odpowiada ta sama wartość pędu.

LedCandle Romantic - komplet trzech woskowych świec LED z pilotem.
LedCandle Romantic – trzy piękne świece LED w żółtym wosku z pilotem.

Półprzewodnikiem (kryształem), który odznacza się tego rodzaju przejściami jest arsenek galu. Dzięki tej właściwości to własnie arsenek galu jest przede wszystkim wykorzystywany do produkcji świecących diod. W diodach LED wykorzystuje się również zjawisko luminescencji, czyli emitowania fal świetlnych pod wpływem nietermicznych czynników. W półprzewodniku tworzy się złącze p-n. W warstwie „n” gromadzą się elektrony, a w warstwie „p” tzw. dziury. W momencie podłączenia prądu, elektrony przeskakują do dziur, wydzielając energię w postaci światła.  Zjawiska przeszkadzające elektroluminescencji to pochłanianie wewnętrzne i całkowite odbicie wewnętrzne.

Diody LED wytwarzają kolorowe światło w sposób samoistny, co oznacza, że nie potrzebują dodatkowych filtrów (w przeciwieństwie do żarówek, których światło trzeba pr.zepuścić np. przez kolorowe szkło. O barwie emitowanego światła decyduje rodzaj materiału, z którego wykonany jest kryształ oraz odległość, którą elektrony muszą pokonać pomiędzy warstwami.

Diody LED „naturalnie” świecą kolorowo, wobec tego wyzwaniem dla inżynierów było nie uzyskanie barwy, ale białego światła. Robi się to na dwa sposoby. Mozna umieścić warstwę luminoforu na soczewce. W ten sposób dioda święcąca na niebiesko zacznie emitować kolor biały. Inna metoda nazywana jest RGB (red, green, blue). Polega ona na mieszaniu trzech podstawowych barw – niebieskiego, zielonego i czerwonego. Trzy odpowiadające tym kolorom diody umieszcza się w jednej oprawie i odpowiednio ustala proporcje natężenia światła pomiędzy nimi. Taki efekt – ciepłej bieli można uzyskać w świecy LED LedCandle Fontanna Światła.

To, co sprawiało kłopot inżynierom, dla nas jest radością. Dzięki temu diody LED zastosowane w świecach LedCandle mogą zmieniać właściwości swego światła, według życzenia ich użytkownika wyposażonego w sterującego świece pilota. Takie rozwiązanie występuje w  świecach woskowych świecach LED LedCandle Romantic i szklanej mozaikowej świecy LED LedCandle Art.

Więcej o świecach LED: