Светодиоды

Дата: 11.01.2021

5 интересных фактов о светодиодах:

1) По сравнению с люминесцентными лампами светодиодные светильники не содержат ртути, что практически исключает негативное воздействие на окружающую среду;

2) В отличие от своих предшественников светодиодные лампы не привлекают к себе всевозможных насекомых;

3) До 1968 года стоимость одного светодиода составляла 200 долларов за штуку; 

4) Цвет светодиода определяется не цветом пластика его корпуса, а типом полупроводникового материала из которого он сделан;

5) Если предположить, что ресурс светодиодной лампочки составляет более 50 тысяч часов, то это означает, что она может работать не менее 15 лет при 8 часах ежедневной непрерывной эксплуатации.

Сегодня нет такой области электроники, в которой бы не использовались светодиоды.

Ещё несколько лет назад светодиодные лампы были технической новинкой, а сейчас светодиодное освещение используется во всех сферах жизни: светодиодные фонари можно встретить даже в деревнях, многие офисы, стадионы, отели и общественные здания освещаются светодиодными светильниками, потому что они имеют множество преимуществ:

• Очень высокая энергоэффективность
• Устойчивость к вибрациям и механическим нагрузкам
• Высокая светосила
• Компактный размер
• Долговечность.

Для создания светодиода используется синтетический кристалл сапфира, выращиваемый в лаборатории.

Изготовление светодиода —  это многоступенчатый технологический процесс, который включает в себя следующие этапы:

• выращивание кристалла;
• создание чипа ( «планарная обработка пленок»);
• создание непосредственно светодиода.

После обработки кристалла появляются свободные электроны и при попадании тока эти электроны начинают двигаться навстречу к сгусткам электромагнитного поля, при этом электроны выбрасывают фотоны света, которые мы видим.

Изначально кристаллы светят ярко-синим цветом. Почему же некоторые лампочки светят другим цветом? Дело в том, что на кристаллы наносят люминофор — это светящаяся краска.

Для получения белого цвета есть три варианта:

•  По технологии RGB. Включение всех трех цветов на 100% дает белый цвет;
•  На линзу наносят три люминофора: голубой, красный и зеленый;
•  Нанесение красного и зеленого люминофора на оптическую систему голубого светодиода.

 

Немного истории

 

Впервые свечение кристаллов было замечено в 1907 году. Ученый Генри Раунд из Великобритании проводил эксперименты с кристаллом Карбида. Возбуждая их электрическим током, он заметил слабое желтое свечение. По мере увеличения напряжения, яркость свечения возрастала. Подвергая воздействию тока разные кристаллы в разных точках при повышенном напряжении, он обнаружил, что поменялся и цвет светового потока: синий, желтый, оранжевый, зеленый. Но дальше Генри Раунд изучением этого явления заниматься не стал.

В 1923 году российский ученый Олег Владимирович Лосев проводил исследования диодов,

применяемых в радиоприемниках и заметил, что карбидокремниевые кристаллы, используемые в диодах под воздействием электрического тока, начинали светиться слабым синим светом. Причина этого свечения была неясна, а яркость настолько мала, что ученый мир не придал этому явлению никакого значения.

Исследователь сделал выводы, согласно которым данное явление можно использовать для создания быстродействующих, компактных, твердотельных осветительных элементов с минимальным энергопотреблением.

Олег Лосев в течение еще нескольких лет продолжал изучение влияния напряжения электрического тока на спектр свечения и в 1927 году запатентовал результаты исследований как «световое реле». Так родиной светодиодов стала Россия. Но исследования свечения карбидокремниевых кристаллов зашли в тупик из-за неэффективности этого направления и развитие светодиодов снова остановилось.

В 1955 году в США Рубин Браунштайн сообщил ученому миру, что диоды, сделанные на основе арсенида галия под воздействием электрического тока с низким напряжением, дают инфракрасное излучение. Это открытие запатентовали в 1961 году под названием «инфракрасный светодиод». С этого времени развитие данного направления светотехники не останавливалось, а наоборот, стремительно росло. В середине 1980-х годов изобретен арсенид-натрия, который позволил увеличить яркость свечения светодиодов.

Первые светодиоды, выпущенные серийно, были тусклыми их применяли как индикаторные лампы в различных приборах. С увеличением яркости постепенно расширялась и область применения.

В 1991 году японский физик Ш. Накамура изобрел долговечный светодиод, излучающий в синем диапазоне видимого спектра, положив начало производству современных светодиодных RGB (red, green, blue) экранов и энергосберегающих ламп, поскольку смешение красного, зеленого, голубого свечения дают мощный поток белого света.

В настоящее время, полупроводниковые светодиоды применяют повсеместно:

• для освещения жилых и нежилых помещений;
• освещения улиц;
• в портативных фонариках;
• в телефонах/смартфонах в качестве встроенных фонариков различной мощности;
• в транспортных средствах;
• для изготовления светодиодных вывесок/светодиодных табло;
• для производства аптечных крестов;
• в производстве интерьерных и экстерьерных светодиодных экранов различных конструкций для рекламы, спортивных трансляций, оформления сцен;
• для изготовления светодиодных занавесей;
• при оформлении архитектурных сооружений;
• для создания уникального интерьера (светодиодные фигуры, экраны необычных форм);
• при изготовлении информационных табло;
• в приборостроении, в качестве индикаторов.

 

Ознакомиться со светодиодной продукцией можно в разделе «Светотехника».

 

« К списку новостей