История рождения светодиодов

История, разновидности, характеристики, обсуждения

Модератор: Anonimus

Alexander
Сообщения: 23
Зарегистрирован: 29 апр 2016 20:13
Контактная информация:

История рождения светодиодов

Сообщение Alexander » 03 май 2016 20:00

Начало было положено Английским ученым Генри Джозеф Раунд в 1907 году. Проводя исследования, физик обнаружил свечение в неорганических материалах при прохождении через них электрического тока. Открытие было опубликовано но дальнейшие исследования не проводились.
Русский физик Олег Лосев при попытке разглядеть электрическую дугу в кристалле карборунда замечает явление которое в последствии стали называть электролюминесценции. Свечение возбуждаемое электрическим полем. Исследование происходило в 1921году. Большого значение ему не придали. Спустя 14 лет, в 1935 году французский физик Жорж Дестрио обнаруживает свечение в сульфиде цинка. В честь русского физика он называет его "Светом Лосева".
Только после изобретения транзистора в 1951 году удалось объяснить физику свечения в неорганических материалах. И только в 1962 году в свет выходит первый в мире люминесцентный диод (типа GaAsP) красного свечения, созданный американским ученым Ником Холоньяк. Этот первый светодиод в видимой области спектра знаменует рождение светодиода, созданного промышленным способом. Таким образом отцом первых серийных светодиодов стал - Иллинойс Ник Холоньяк.
В течении 5 лет были созданы первые светодиоды красного и жёлто-зелёного излучения в пределах верхней границы восприятия человеческого глаза (500–600 нм) при световой отдаче 1–2 Лм/Вт. Использовались как индикаторные. Стоимость составляла — примерно $200, что с учетом инфляции доллара на 2016 год можно принять как 1600$. Как вам такая светодиодная лампочка в 1 люмен? :)
Джордж Крафорд (ученик Ника Холоньяка) — получил жёлтое и зеленое свечение светодиода на кристаллах GaAsP, повысив его яркость в десять раз, дело было в 1967году.
Далее светодиоды развивались в направлении увеличения светового потока и расширения спектра излучения. Работы основывались на поиске материалов для полупроводника.
В семидесятые годы лауреат Ленинской премии, академик Жорес Иванович Алферов изобрел и изготовил многопроходные двойные гетероструктуры на основе GaAs, благодаря чему удалось значительно увеличить внешний световой поток СИД — до 15 % красной части спектра (светоотдача около10 Лм/Вт), и не менее 30 % — для инфракрасного излучения. За этот прорыв Ж. И. Алферов удостоен Нобелевской премии.
1976 год, компания Hewlett Packard запускает серийное производство жёлтых, жёлто-зелёных и красно-оранжевых светодиодов на фосфидах Al, Ga, In. Далее прогресс в этой области замедляется.
И только к 1987 году арсенид-галиевые светодиоды компании HP были уже достаточно ярким, чтобы заменить лампочки в индикаторах стоп-сигналов транспортного средства и в светофорах. Это было началом процесса замены ламп накаливания на светодиоды. В 1990 году появились светодиоды на основе AlInGaP, которые имели, по крайней мере, в два раза большую яркость по сравнению с AlGaAs.
Крафорд в настоящее время является техническим директором подразделения белых светодиодов компании Lumileds, которая, наряду с компанией Avago, является одним из двух потомков светодиодного бизнеса HP.
Создание LED синего диапазона не удавалось вплоть до 1991 г., пока доктор Ш. Накамура из компании Nichia Chemical не создал гетероструктуру на InGaN (и к 1994 г. довёл LED на ней до крупносерийного производства). Благодаря этому замкнулся RGB-круг, и появилась возможность получать любые цветовые оттенки путем смешения цветов красного (R), зелёного (G) и синего (B). Использоваться могут как три отдельных светодиода, так и три кристалла в одном корпусе. В 1993 г. Nichia выпустила LED с цветами от голубого до зелёного — теперь светодиоды освоили весь видимый спектр. А в 1997 г. Фред Шуберт из политехнического института Ренсселера изготовил однокристалльный светодиодный прибор, излучающий в белом спектре — по технологии, использующей люминофор с накачкой синим светодиодом.
В начале 1990-х годов спектр производимых светодиодов стал полным после того, как синие светодиоды и бледно-синие светодиоды на основе карбида кремния, наконец, начали производить и такие компании как Siemens, Sanyo, а затем и Cree.
Йошинори Шимизу (Yoshinori Shimizu), исследователь из компании Nichia в начале работал по программе создания сине-зелёных кристаллов для использования их в светодиодах. Ясунобу Ногучи (Yasunobu Noguchi) затем разработал YAG-фосфор, который может синий свет преобразовывать в желтый, а Кеншо Сакано (Kensho Sakano) соединил созданный Ногучи фосфор с кристаллом синего светодиода для того чтобы, световой поток сделать белым. Таким образом в 1995 году был получен первый светодиод белого свечения!!!
В 1999 г. Ш. Накамура заявил, что яркость LED достигает уже 60 лм/Вт, и они становятся адекватной альтернативой лампам накаливания (100 ваттная ЛН даёт 15 лм/Вт). В 2008 г. в Bilkent university в Турции получили 300 лм/Вт с использованием нанокристаллов.
К 2006 года светодиоды заняли на современном рынке в мобильных устройствах — 50 %, в автомобильной светотехнике 15 %, всевозможных табло, рекламе — 15 %.
А в настоящее время в качестве альтернативного освещения они занимают от трети до половины от общего. Но гонка за лидерство продолжается, светодиоды или, возможно, их производные имеют все шансы стать лидерами на долгие годы!
Светоотдача серийных образцов достигает 170-180лм/Вт с ресурсом работы более 70 000 часов. Из доступных по цене светодиодов можно отметить мощные белые светодиоды, например WL-S-FD с чипом Bridgelux и светоотдачей до 140лм/Вт. Для сравнения на 1Вт потребляемой энергии лампа ЭСЛ излучает 50-60лм. При ресурсе работы в 10 - 30 000 часов. Так как светодиоды перекрывают весь видимый, и не только, диапазон их область применения расширилась практически до всех отраслей использования где нужен свет. Например специальные спектра, используемые для искусственного освещения растений, аквариумистики, так же специальный спектр применяемый в торговом оборудовании, светодиоды применяются в стоматологии и операционных лампах.

Вернуться в «Светодиоды»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость