المبدأ الأساسي لمصابيح LED:

Aالصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)هو جهاز أشباه موصل يصدر الضوء عندما يمر تيار كهربائي من خلاله. جوهر LED هوتقاطع PN، مصنوعة من مزيج من ثلاثة أو خمسة مواد مركبة لأشباه الموصلات. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات من منطقة N في منطقة P، ويتم حقن فتحات من منطقة P في المنطقة N. عندما تتحرك هذه الحاملات الأقلية إلى مناطق بعضها البعض، تعيد الاندماج مع حاملات الأغلبية، مطلقة الطاقة على شكل ضوء. يتم تحديد الطول الموجي، وبالتالي لون الضوء المنبعث، بواسطة خصائص مادة أشباه الموصلات (تحديدا عرض فجوة الشريط) التي تشكل وصلة PN.

الخصائص الرئيسية لمصابيح LED:

تتميز مصابيح LED بعدة ميزات رئيسية تجعلها خيارا شائعا لتطبيقات مختلفة:

• الحجم الصغير: مدمجة وسهلة الدمج في تصاميم مختلفة.
• استهلاك طاقة منخفض: كفاءة عالية في استهلاك الطاقة مقارنة بخيارات الإضاءة التقليدية.
• الخدمة الطويلة: يمكن أن تدوم حتى 100,000 ساعة عند تشغيلها بالتيار والجهد الصحيحين.
• سطوع عالي مع انبعاث حرارة منخفض: يحول الطاقة إلى ضوء بكفاءة، مما يقلل من إنتاج الحرارة.
• الصداقة للبيئةخالية من المواد السامة وقابلة لإعادة التدوير بالكامل.
• المتانه: متينة ومقاومة للصدمات والاهتزاز.

تصنيف وتطبيقات مصابيح LED

تصنف مصابيح LED إلىمصابيح LED المرئيةومصابيح LED غير المرئيةبناء على نوع الضوء الذي تصدره.

1. مصابيح LED المرئية: تصدر ألوانا مثل الأحمر، البرتقالي، الأصفر، الأخضر، الأزرق، والبنفسجي.

   • مصابيح LED حمراء: عادة ما تصنع من مواد مثل GaP (النظام الثنائي)، AlGaAs (النظام الثلاثي)، وAlGaInP (النظام الرباعي).
   • مصابيح LED زرقاء/بيضاء: مصنوعة أساسا من مواد GaN.

2. مصابيح LED غير المرئية: يصدر الضوء بالأشعة تحت الحمراء أو فوق البنفسجي، وغالبا ما يستخدم في تطبيقات مثل أجهزة التحكم عن بعد، والأجهزة الطبية، وأنظمة الأمان.

تطبيقات تقنية LED

لمصابيح LED تطبيقات واسعة عبر مختلف الصناعات:

1. شاشات LED: تستخدم في اللوحات الإعلانية الداخلية والخارجية، ولوحات النتائج الرياضية، وعروض المعلومات.

2. مؤشرات الإشارة: تستخدم في إشارات المرور، وإشارات الطرق السريعة والسكك الحديدية، ومؤشرات مدرج المطارات، ومؤشرات وظائف المعدات الإلكترونية.

3. الإضاءة الزخرفية والمناظر الطبيعية: يستخدم في إضاءة المناظر الطبيعية الخارجية والإضاءة الزخرفية الداخلية لأغراض جمالية ووظيفية.

4. الإضاءة العامة والمتخصصة: تشمل الإضاءة المحمولة (مصابيح يدوية، مصابيح أمامية)، إضاءة منخفضة الإضاءة (أضواء الممرات، أضواء الأبواب)، أضواء قراءة (للطائرات، القطارات، والسيارات)، ومصابيح المجهر، وفلاش الكاميرات، ومصابيح المكتب، ومصابيح الشوارع.

5. إضاءة السلامة: تشمل مصابيح التعدين، والمصابيح المقاومة للانفجار، ومصابيح الطوارئ، ومصابيح المؤشرات على السلامة.

6. مصادر الإضاءة الخلفية: تستخدم في شاشات LCD، بما في ذلك تلك الموجودة في أجهزة التلفزيون والهواتف الذكية والأجهزة الإلكترونية الأخرى.

7. إضاءة السيارات: تشمل كل من الداخل (لوحة القيادة، أضواء الإشارة) والإضاءة الخارجية (أضواء الفرامل، المصابيح الخلفية، المصابيح الجانبية، والمصابيح الأمامية).

8. تطبيقات المستهلك: تشمل عناصر مثل أحذية الأطفال اللامعة، أضواء عيد الميلاد LED وغيرها.

سلسلة صناعة LED

السلسلة صناعة LEDيمكن تقسيمها إلى ثلاثة أجزاء: في الأعلى، والوسطى، وأسفل التيار.

1. المنبع: يتضمن إنتاج رقائق مفردة ونموها السطحي. يتمتع هذا القطاع بعتبة دخول عالية بسبب تعقيده التكنولوجي واستثماره الرأسمالي الكبير.

2. منتصف الطريق: يركز على معالجة شرائح LED. يتطلب هذا القطاع أيضا خبرة تكنولوجية كبيرة واستثمارا، مما يجعله تنافسيا دوليا للغاية ويشكل مخاطر تجارية كبيرة.

3. مع التيار: يتضمن تغليف واختبار وتطبيق LED. هذا القطاع لديه عتبة دخول أقل مقارنة بالعمليات العليا والمتوسطة في التيار.

من حيث الربحية داخل الصناعة:

• المجرى العلوي والمتوسط (رقائق وشرائح إبيتاكسيال): تمثل حوالي 70٪ من أرباح الصناعة.
• المراحل النهائية (تغليف وتطبيقات LED): يمثل حوالي 10-20٪ لكل من إجمالي أرباح الصناعة.

تستمر صناعة مصابيح LED في التطور، مع تقدم التكنولوجيا الذي يدفع حواجز الدخول وتوسع التطبيقات عبر مختلف القطاعات. مع نمو الصناعة، يبقى التركيز على تحسين الكفاءة، وتقليل التكاليف، وتوسيع نطاق التطبيقات.