Доброй ночи, Пользователь! - Вход/Регистрация | Отследить заказ | Помощь | Корзина | Новости | Отзывы ЗАРЕГИСТРИРУЙТЕСЬ И ПОЛУЧИТЕ ПОДАРОК

 

История развития светодиодов

User Rating:  / 0
PoorBest 

Светодиоды с каждым днем все больше и больше набирают свою популярность. Сегодня, скорее всего, не найдется человека, который ни разу в жизни не сталкивался со светодиодным освещением: гирлянды и биллборды, всевозможные мониторы и лайтбоксы - это далеко не полный список применения светодиодов. Однако, сам светодиод пришел к нам совсем недавно…

В 1907 году, благодаря стечению обстоятельств, английским инженером Х.Д. Раундом, работающим то время в известной лаборатории Маркони, было замечено очень необычное свечение вокруг точечного контакта работающего детектора. Но само открытие такого понятия, как «электролюминесценция» полупроводников, принадлежит все же не ему, а россиянину Олегу Владимировичу Лосеву.

Олег Владимирович ЛосевВ 1923 году Олег Владимирович, работая в Нижегородской радиолаборатории (НРЛ), проводил исследования явления "излучательная рекомбинация" и наблюдал излучение света, исходящего из кристаллов карбида кремния SiC (карборунда).

Благодаря этому открытию, имя О.В. Лосева стало бессмертным, а также весь мир узнал о электролюминесценции полупроводников.

С тех пор началось активное изучение этого явления, и в 30-х годах 20-го века в прессе появляется первая статья о результатах наблюдения за кристаллами нитрида галлия. Автором статьи стал профессор Московского Государственного Университета Г.С. Жданов.

Однако промышленная разработка полупроводниковых ламп началась только лишь в 1951 году. Именно в этом году в США был создан центр, занимающийся разработкой ламп, функционирующих на основе «эффекта Лосева». Во главе этого центра стоял знаменитый ученый К. Леховец.

Ник ХолоньякПервые светодиоды промышленного назначения были созданы Ником Холоньяком в лаборатории Университета штата Иллинойс (США). Эти светодиоды основывались на структурах GaAsP/GaP. И именно Ник Холоньяк считается «отцом» современных светодиодов.

В 60-ые годы 20-го столетия были созданы первые цветные светодиоды из GaP, излучающие желто-зеленый и красный свет. Длина волны, которую они излучали, находилась в пределах верхней границы восприятия человеческого глаза (500-600 нм), поэтому для целей индикации этого зелено-желтого свечения было достаточно. Световая отдача этих светодиодов составляла приблизительно 1-2 Лм/Вт.

В 1968 году была создана первая светодиодная лампа, предназначенная для индикатора Monsanto.

В этом же году в Соединенных Штатах компания Hewlett-Packard выпустила самый первый в мире светодиодный экран, предназначенный для рекламы. Это был слабосветящийся дисплей, информация на котором отображалась только красным цветом.

В 70-ых годах 20-го столетия начинается бурное развитие светодиодной отрасли. Светодиоды совершенствуются по двум направлениям: расширение диапазона излучения и увеличение светового потока.

Жорес АлферовКроме этого, в 70-ых годах лауреат Ленинской премии Жорес Иванович Алферов, с группой своих единомышленников, изобрел «многопроходные двойные гетероструктуры», благодаря которым значительно увеличился внешний световой поток. Что стало возможным за счет сокращения области рекомбинации. Сначала им были предложены гетеростуктуры, основанные на GaAs (и его твердых растворах, типа AlGaAs), а некоторое время спустя, он изготовил и гетероструктуры с другими полупроводниковыми комбинациями. Благодаря этому, удалось достичь 15%-ного внешнего светового потока для красной части спектра (светоотдача около10 Лм/Вт), и не менее 30% - для инфракрасного излучения.

Это стало своеобразным «прорывом» в области науки и техники, за что Ж.И. Алфероов был награжден Нобелевской премией.

В тех же 70-ых годах прошлого столетия в лаборатории IBM группой сотрудников под руководством Дж. Панкова были созданы светодиоды с фиолетовым и голубым излучением. Эффект такого свечения стал возможен благодаря применению, в качестве основы, эпитаксиальных пленок GaN. Однако срок службы таких светодиодов был очень коротким.

В 1976 году выпускаются желтые, желто-зеленые и красно-оранжевые светодиоды, основанные на фосфидах алюминия-галлия-индия. Эти светодиоды были разработаны и выпущены компанией Hewlett Packard (HP).

Чуть позже, в начале 80-ых годов, ученые М. В. Чукичев и Г. В. Сапарин (Московский Государственный Университет им. Ломоносова) обнаружили яркое люминесцентное свечение частей образца GaN, легированного цинком, при воздействии на него электронного пучка. Понять причину этого явления тогда ученым не удалось.

Начиная с 1985 года поток света, излучаемый светодиодами, увеличился до 10 лм, и появилась возможность их применения в качестве самостоятельных световых элементов (к примеру, лампочки в автомобилях).

Проблема приборов с излучением в синем цветовом диапазоне, не находила своего решения вплоть до 1991 года. И лишь 28 марта 1991 года можно считать «днем рождения» синих светодиодов. Родителем этого изобретения стал японский ученый доктор Ш. Накамура (Shuji Nakamura) из компании Nichia Chemical. Ему удалось решить эту задачу при помощи гетероструктуры, основанной на нитриде индия-галлия InGaN.

Благодаря этому изобретению, замкнулся «RGB-круг», и теперь появилась возможность получить любой цветовой оттенок, в том числе и различные оттенки белого цвета, путем смешения цветов.

В этом процессе могут использоваться, как отдельные разноцветные светодиоды, так и «трехкристалльные», - светодиоды, в корпусе которых объединены кристаллы зеленого, синего и красного свечения.

Позже 29 ноября 1993 года компанией Nichia Chemical Industries было объявлено о завершении работ над светодиодами с голубым излучением и о готовности к их серийному производству.

В январе 1994 года доктор Никамура создал первый синий светодиод коммерческого назначения. Он был выполнен на основе гетероструктуры InGaN/AlGaN с активным слоем InGaN, легированным цинком.

К декабрю 1997 года компанией Nichia Chemical Industries были запатентованы главные этапы технологии. Вскоре объем реализации голубых и зеленых светодиодов, произведенных этой компанией, достиг 20 000 000 штук в месяц.

К концу 20-го века, общее количество выпускаемых в мире светодиодов приравнивалась к десяткам миллиардов.

К началу 90-х годов прошлого века светоотдача промышленных полупроводниковых светодиодов уже перешагнула рубеж в 30 лм/Вт. С этого времени светодиоды становятся полноценной альтернативой лампам накаливания.

В 1997 году инженер Фред Шуберт изготовил первый в мире светодиод, излучающий белый свет.

А в 1998 году в России компанией Корвет-Лайтс был начат выпуск светодиодов нового поколения.

К 1999 году ежемесячный выпуск зеленых и голубых светодиодов компаниями «Toyoda Gosei», «Nichia Chemical», «Cree» и «Hewlett Packard» составляет около сотни миллионов единиц.

В июле месяце 1999 года доктор Накамура объявил, что яркость излучения светодиодов достигает уже 60 лм/Вт, а мощность светодиодов на основе InGaN, излучающих желтый свет, равна 6 мВт.

2000 год – начался массовый выпуск светодиодов компаниями «Nichia Chemical» и «Osram».

В том же 2000 году «Большой Тройкой» - LumiLeds / Phillips, Osram / Cree и GELcore / Uniroyal/GE было инвестировано свыше 70 миллионов долларов в исследовательскую деятельность, связанную с возможностями применения и производством светодиодов.

К середине 2006 года среднее количество электронных придорожных рекламных биллбордов на территории США приравнивалось к 200 штук, однако уже через год это количество удвоилось. Благодаря такой рекламе, произошел ощутимый скачок во всех сферах производства и реализации продукции.

К концу 2006 года светодиоды заняли прочные позиции на рынке, и сфера их применения очень расширилась. Основной объем рынка мощных светодиодов к этому году распределяется следующим образом:

  • Мобильные устройства – около 50%
  • Автомобильная светотехника – не менее 15%
  • Всевозможные табло, экраны и пр. – 15%
  • Применение светодиодов в качестве альтернативного общего освещения не превышает 5%, что составляет около 200 миллионов долларов. Однако по прогнозам аналитиков, к 2011 году эта цифра возрастет до 1 миллиарда долларов.

В последнее время:

  • Только на Киевских перекрестках было установлено большое количество светофоров на основе светодиодов.
  • Фирма "Osram - Optosemiconductors" создала плафон с 14 тысячами разноцветных светодиодов и продемонстрировала его в одном из служебных помещений.
  • При помощи полупроводниковых светильников, вмонтированных в оградительные столбы, воплощено в жизнь освещение моста в городе Дуйсбург (Германия).
  • В Нью-Йорк, на небоскребе, расположенном на Таймс-Сквер, поставлен полноцветный светодиодный дисплей, имеющий площадь в несколько квадратных метров. Этот экран был смонтирован из 16 миллионов элементов.
  • На сегодняшний день, уличные светодиодные светильники повсеместно применяются для уличного освещения.
  • Светодиодные модули используют для подсветки объектов рекламы. Кроме этого, сегодня считается модным и престижным применение светодиодов в ландшафтном дизайне, а также, в дизайне интерьеров и для декоративной подсветки баров, клубов и других зданий.
  • Светодиодные лампы – идеальная альтернатива обычным лампам накаливания. В наше время появилась возможность использовать светодиоды в лампочках с привычным размером цоколя. Кроме этого, светодиодные лампы, благодаря возможности энергосбережения, пользуются огромной популярностью в тех случаях, когда необходимо оригинальное нестандартное освещение.
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии не найдены