LEDライト

冷たい光
これは、5,000 ケルビン度を超える色温度を持つ LED ライトの一種です。青みがかった明るい色調で刺激的で、集中力が必要な領域に最適です。まさにこの理由から、このタイプの LED ライトが一般的に見られる場所としては、研究室、病院、小売部門、人の往来が多いエリアなどがあります。しかし、家庭やレストラン、オフィス、ホテルなどで使われる照明ではなく、むしろ座って静かに楽しく過ごすための照明が求められます。冷たい光はまさにそれを促進するものではありません。

暖色光：2700k以下
暖かい光は 3,300 ケルビン未満で、リラックスした雰囲気を作り出すのに不可欠な赤またはオレンジ色の LED ライトの一種です。このライトは、はっきりと見るのに十分な明るさ​​を提供しますが、リビングルーム、ベッドルーム、レストランのテーブルエリア、ホテルなど、あらゆる空間を休息とリラックスに最適な場所にします。あるタイプの LED ライトを使用する場合と別のタイプの LED ライトを使用する場合の違いは大きく、たとえば、病院のように居心地が良く快適とは感じられない場所と、病院のように時間を過ごしリラックスしたい場所がある理由を説明することができます。家のリビングルーム。この場合、その場所が居心地が良いと感じるのは暖かい光であるため、光の温度と強さによって、その場所が伝える感覚はまったく変わります。

ニュートラルライト: 2700k ～ 4000k
中性光とは、約 4,000 ケルビンの光で、暖かくも冷たくもない色調を持っています。集中力を高める光でもあるため、オフィスや書斎だけでなく、キッチンやバスルームなど、朝一番の光で刺激を与えたい空間にもよく使われます。まさにこの理由から、このタイプの LED 照明は、店舗の魅力的なイメージを作成し、消費を促進するために小売業界でも広く使用されています。ニュートラルな光は、（リラックスや休息を促すのではなく）色を強調したり、人々を刺激したりするのに最適です。食料品店などの他の種類の店舗にも同様のことが当てはまり、照明は視認性を確保するだけでなく、顧客の購入を促しながら魅力的な方法で商品を提示するためにも必要です。しかし、LED ライトの種類を正しく使用するための推奨事項を超えて、それは各人の好みにも大きく依存する問題です。冷たい光は歓迎されず、暖かい光は歓迎されるのは事実ですが、家のような場所であっても、よりニュートラルなタイプの LED ライトを好む場合があります。

LED の内部の仕組み、回路図とバンド図を示します。 PN 接合は、吸収された光エネルギーを比例した電流に変換できます。ここでは同じプロセスが逆になります (つまり、電気エネルギーが印加されると PN 接合が発光します)。この現象は一般にエレクトロルミネッセンスと呼ばれ、電場の影響下での半導体からの光の放出として定義できます。電子が N 領域から通過し、P 領域に存在する正孔と再結合するときに、電荷キャリアは順バイアス PN 接合内で再結合します。自由電子はエネルギー準位の伝導帯にあり、正孔は価電子エネルギー帯にあります。したがって、正孔のエネルギーレベルは電子のエネルギーレベルよりも低くなります。電子と正孔を再結合させるためには、エネルギーの一部を放散する必要があります。このエネルギーは熱と光の形で放出されます。

シリコンおよびゲルマニウムのダイオードでは、電子は熱の形でエネルギーを放散しますが、ガリウムヒ素リン化物 (GaAsP) およびガリウムリン化物 (GaP) 半導体では、電子は光子を放出することによってエネルギーを放散します。半導体が半透明の場合、接合部が発光時に光源となり、発光ダイオードになりますが、接合部が逆バイアスになるとLEDから光が生成されなくなり、逆にデバイスが発光する可能性があります。も破損します。 LED は、pn 接合を形成するために不純物がドープされた半導体材料のチップで構成されています。他のダイオードと同様に、電流は p 側 (アノード) から n 側 (カソード) に容易に流れますが、逆方向には流れません。電荷キャリア (電子と正孔) は、異なる電圧の電極から接合部に流れ込みます。電子が正孔と出会うと、より低いエネルギーレベルに落ち、光子の形でエネルギーを放出します。

放出される光の波長、したがってその色は、pn 接合を形成する材料のバンドギャップ エネルギーに依存します。シリコンまたはゲルマニウムのダイオードでは、これらは間接的なバンドギャップ材料であるため、通常、電子と正孔は非放射遷移によって再結合し、発光は発生しません。 LED に使用される材料は、近赤外線、可視光、または近紫外光に対応するエネルギーを持つダイレクト バンド ギャップを持っています。 LED の開発は、ガリウムヒ素で作られた赤外線および赤色デバイスから始まりました。材料科学の進歩により、さまざまな色の光を発する、これまで以上に短い波長のデバイスを作成できるようになりました。

LED は通常、n 型基板上に構築され、その表面に堆積された p 型層に電極が取り付けられています。あまり一般的ではありませんが、P 型基板も同様に発生します。多くの市販 LED、特に GaN/InGaN もサファイア基板を使用しています。 LED の製造に使用されるほとんどの材料は、非常に高い屈折率を持っています。これは、光の多くが材料と空気表面の境界面で反射されて材料内に戻ることを意味します。したがって、LED での光抽出は LED 製造の重要な側面であり、多くの研究開発が行われています。