なぜ灯油が赤いLEDの点灯を止めているのですか？

私は最初にこれをchemistry.stackexchangeに投稿しましたが、回答が得られなかったため、ここに再投稿しています。

簡単に言えば、燃料に浸された電子製品（ケロシンはその1つ）であり、RGB LEDを使用しています（データシートはここをクリック）。エンクロージャーのシーリングの問題により、灯油はなんとか入り込んでPCBを覆っています。興味深いのは、PCBに与えた影響です。RGB LEDモジュールの赤色LEDの点灯が完全に停止したという事実は別として、PCBの機能はまったく影響を受けていません。2つの新しいPCBを灯油に1日間沈め、それらを取り出して電源を入れ、赤いLEDが完全に点灯しなくなることを確認することにより、これを手動で複製しました。緑と青のLEDは引き続き正常に点灯します。

故障したボードを調べると、他の電気的な障害がないことがわかります。点灯を完全に停止するのは赤いLEDだけです。障害状態で各LEDの順方向電圧を測定しましたが、障害を説明するような大きな違いに気付きませんでした。

PCBを乾燥させた後、赤いLEDが再び機能し始めます。したがって、問題は永続的なものではありません。

データシートの最後のページを見ると、LED材料はAlGaInP / GaAsとしてリストされています。灯油とこれらの材料の間に、赤色LED だけが機能しなくなる理由を説明する明らかな反応はありますか？

アップデート1：次の実験を実施しました：

• LEDに灯油を滴下します。
• 実行中にPCB + LEDを灯油に浸します。

（本日中にフォローアップするビデオ、できれば）

どちらの場合も、LEDに知覚される影響はありませんでした-引き続き正常に動作しました。これは、問題が灯油とLEDの間の純粋な光学的な問題ではないことを示しているようです。これまでのところ、問題はLEDを灯油にしばらく浸した後にのみ発生しました。

更新2：LEDが付いた新しいPCBを取り（LEDのみでテストを行っていない）、灯油に浸しました。浸る前、動作していない間に浸した後、乾燥させた後に動作を再開した後、LEDのクローズアップ写真を撮りました。

写真が示すのは、LEDレンズが機能していない期間中にLEDレンズに非常に明らかな膨らみがあることです。膨らみが後退すると、LEDが再び点灯します。

残念ながら、PCBにカメラが設定されていないため、動作が停止する正確な瞬間を確認できません。動作が停止するまで約1時間浸しておきました。私は時々LEDをチェックしましたが、LEDの輝度に変化がないことに気付きました。私は一度それをチェックするために来ました、そしてそれはちょうどオフでした。私の疑いは、変化が突然であるということです。

腫れから判断すると、何かを動かす内部的な機械的損傷があり、腫れが後退すると元の位置に戻ると推測します。

左：灯油に浸したLED。右：通常のLED

浸漬後に障害状態のLED

通常のLED

左：乾燥させて作業状態にした後の灯油に浸したLED。右：通常のLED

乾燥させて作業状態にした後の灯油に浸したLED

順方向電圧を測定しましたが、変化はありませんでした。

物理的には、これは半導体インターフェイスが以前と同じ速度と波長で光子を生成していることを意味すると確信しています。

そのため、これらの光子に何かが起こります。

あなたがすべきことは取得している作業と同じ波長の赤色光の源（例えば、あなたのLEDの別の1）、LEDの「ドナー」から「レンズ」材料を抽出します。

たとえば、かみそりの刃で切り取り、灯油にその材料を浸す前後の赤色光の透過をテストします。

そのレンズは小さいので、おそらく何らかの針で穴を開けた厚紙のようなものを使用する必要があります（穴を小さくしないでください、あなたは多くの回折をしたくない...）そしてその穴の前にレンズを置きます。

私の推測では、材料を灯油に浸すと光学特性が劇的に変化し、それが

1. レンズは赤色光を吸収しています
2. レンズは赤色光に焦点を合わせておらず、拡散しています。

2.を除外するには、非常に暗い部屋と、光の分布を推測する何らかの方法が必要です。したがって、実際には、光学設計の実験装置がなくても、灯油には異なる炭化水素の混合物が含まれており、実際のLEDを保護しレンズとして機能する透明材料など、他の炭化水素に可溶です。

私の5セント：

現在、ほとんどのLEDにはシリコンが埋め込まれています。シリコーンは、灯油の一部であるVOC（アルカンやその異性体などの揮発性有機化合物）に対して優れた透過性を持っています。

シリコーンに入るVOCは、シリコーンマトリックスと相互作用し、光学特性を変化させます。しばしば観察される損傷：ポッティング/レンズは乳白色または拡散することがあり、黄変が観察されることがあります。

特定のVOCは、通常LEDポッティング/レンズの黒化につながるLEDの青色光によって分割されます。

これらの効果は（部分的に）可逆的であることが知られています。つまり、VOCが再びガスを排出できる場合、レンズの変色は消えます。これは、LEDの動作条件の下で加熱されると、より速く起こります。

だから、私の説明は次のとおりです。編集：非常に投機的な 灯油大量の光学活性であることが知られている芳香族化合物を含有することができる（例えばアゾ染料の参照顔料）。ファンデルワールス力は、VOCがシリコーンゴムマトリックスに入るときに起こりうる芳香族化合物の共鳴挙動を変化させる可能性があります。これは、ポッティングに入るときに灯油の一部が赤いフィルタリング動作を達成する理由を説明できます。

編集：VOCと半導体自体の相互作用を排除することはできませんが、これがどのように機能するか想像するのは困難です。結晶は室温ではほとんど不透過性であるため、相互作用はサイコロの表面でのみ発生します。発光はpn境界の近くのどこでも起こるので、灯油成分が光子の生成を防ぐことができるとは思いません。IMOのみの吸収とフィルタリングは、再び注意すべき効果です。

LED劣化のもう1つの原因は硫化水素であり、これは灯油に含まれる他の硫黄化合物にも見られます。ただし、LEDの硫黄腐食は可逆性ではないため、IMOを除外できます。

私の推測では、灯油は赤い光子を吸収し、プラスチックレンズを加熱して膨らませ、それが光子の分散を引き起こしていると考えられます。そのため、赤色光子の吸収と分散という二重の効果があります。また、ある時点で、熱がプラスチックの膨張を引き起こし、高抵抗の接続を作成し、LEDが乾燥した後に「通常」に戻る可能性があります。