Led расшифровка – телевизоры — что это такое и технология производства, как выбрать и описание лучших моделей по брендам

Содержание

Что такое LED?

Интерес к светодиодам растет быстрее, чем территория их применения в светотехнике. Производители и потребители, продавцы и покупатели — все как будто замерли на старте, боясь отстать от других. И только дизайнеры уже вовсю пользуются уникальными возможностями светодиодов. Давно прошло то время, когда светодиоды были интересны одним лишь ученым. Теперь тема про светодиодные светильники у всех на слуху. Говорят, за ними будущее. Но, может статься, ожидания преувеличены? Узнать бы поточнее!

Настоящая публикация не случайно построена в форме вопросов и ответов (FAQ, frequently asked questions — часто задаваемые вопросы). Именно так заинтересованный человек подходит к новому для него объекту, с тем чтобы «пощупать» его с разных сторон и уж потом решить: нужен — не нужен. А мне задавать правильные вопросы и находить на них верные ответы помогал

профессор МГУ Александр Эммануилович Юнович, один из ведущих российских специалистов по светодиодам.

1. Что такое светодиод?
Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение.
Кстати, по-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.

2. Из чего состоит светодиод?
Из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные свето-диоды, применявшиеся для индикации. Конструкция мощного светодиода серии Luxeon, выпускаемой компанией Lumileds, схематически изображена на рисунке.

Конструкция светодиода Luxeon фирмы Lumileds lighting

3. Как работает светодиод?
Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Значит, прежде всего нужен p-n-переход, то есть контакт двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтакт-ные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.

Но не всякий p-n-переход излучает свет. Почему? Во-первых, ширина запрещенной зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона. Во-вторых, вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой, для чего полупроводниковый кристалл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противоречат друг другу.
Реально, чтобы соблюсти оба условия, одного р-п-пе-рехода в кристалле оказывается недостаточно, и приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры, так называемые гетероструктуры, за изучение которых российский физик академик Жорес Алферов получил Нобелевскую премию 2000 года.

4. Означает ли это, что чем больший ток проходит через светодиод, тем он светит ярче?
Разумеется, да. Ведь чем больше ток, тем больше электронов и дырок поступают в зону рекомбинации в единицу времени. Но ток нельзя увеличивать до бесконечности. Из-за внутреннего сопротивления полупроводника и p-n-перехода диод перегреется и выйдет из строя.

5. Чем хорош светодиод?
В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. Действительно, светодиод (при должном теплоотводе) мало нагревается, что делает его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист,что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК-излучения, как правило, отсутствуют. Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 5 — 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод — низковольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.

6. Чем плох светодиод?
Только одним — ценой. Пока что цена одного люмена, излученного светодиодом, в 100 раз выше, чем галогенной лампой. Но специалисты утверждают, что в ближайшие 2 — 3 года этот показатель будет снижен в 10 раз.

7. Когда светодиоды начали применяться для освещения?
Первоначально светодиоды применялись исключительно для индикации. Чтобы сделать их пригодными для освещения, необходимо было прежде всего научиться изготавливать белые светодиоды, а также увеличить их яркость, а точнее светоотдачу, то есть отношение светового потока к потребляемой энергии.
В 60-х и 70-х годах были созданы светодиоды на основе фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зеленой, желтой и красной областях спектра. Их применяли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различных системах визуализации информации. По светоотдаче светодиоды обогнали обычные лампы накаливания. По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Одно было плохо — не существовало све-тодиодов синего, сине-зеленого и белого цвета.

К концу 80-х годов в СССР выпускалось более 100 млн светодиодов в год, а мировое производство составляло несколько десятков миллиардов.

8. От чего зависит цвет светодиода?
Исключительно от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника, и от легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.

9. Какие трудности пришлось преодолеть ученым, чтобы изготовить голубой светодиод?
Голубые светодиоды можно сделать на основе полупроводников с большой шириной запрещенной зоны — карбида кремния, соединений элементов II и IV группы или нитридов элементов III группы. (Помните таблицу Менделеева?)
У светодиодов на основе SiC оказался слишком мал кпд и низок квантовый выход излучения (то есть число излученных квантов на одну рекомбинировавшую пару). У светодиодов на основе твердых растворов селенида цинка ZnSe квантовый выход был выше, но они перегревались из-за большого сопротивления и служили недолго. Оставалась надежда на нитриды.
Нитрид галлия GaN плавится при 2000 °С, при этом равновесное давление паров азота составляет 40 атмосфер; ясно, что растить такие кристаллы непросто. Аналогичные соединения — нитрилы алюминия и индия — тоже полупроводники. Их соединения образуют тройные твердые растворы с шириной запрещенной зоны, зависящей от состава, который можно подобрать так, чтобы генерировать свет нужной длины волны, в том числе и синий. Но… проблему не удавалось решить до конца 80-х годов.

Первым, еще в 70-х, голубой светодиод на основе пленок нитрида галлия на сапфировой подложке удалось получить профессору Жаку Панкову (Якову Исаевичу Панчечникову) из фирмы IBM (США). Квантовый выход был достаточен для практических применений, однако руководство сказало: «Ну, это ж на сапфире — дорого и не так уж ярко, к тому же p-n-переход нехорош…» — и работы Панкова не поддержали.

Между тем группа Сапарина и Чукичева из МГУ обнаружила, что под действием электронного пучка GaN с примесью цинка становится ярким люминофором, и даже запатентовала устройство оптической памяти. Но тогда загадочное явление объяснить не удалось.
Это сделали японцы — профессор И. Акасаки и доктор X. Амано из университета Нагоя. Обработав пленку GaN с примесью магния электронным пучком со сканированием, они получили ярко люминесцирую-щий слой р-типа с высокой концентрацией дырок. Однако разработчики светодиодов не обратили должного внимания на их публикации.

Лишь в 1989 году доктор Ш. Накамура из фирмы Nichia Chemical, исследуя пленки нитридов элементов III группы, сумел воспользоваться результатами профессора Акасаки. Он так подобрал легирование (Мд, Zn) и термообработку, заменив ею электронное сканирование, что смог получить эффективно инжектирующие слои р-типа в GaN-гетероструктурах. Вот как был получен голубой светодиод.
Фирма Nichia запатентовала ключевые этапы технологии и к концу 1997 года выпускала уже 10 — 20 млн голубых и зеленых светодиодов в месяц, а в январе 1998 года приступила к выпуску белых светодиодов.

10. Что такое квантовый выход светодиода?
Квантовый выход — это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по до-роге» — поглощаться, рассеиваться). Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а ддя синих — 35%.

Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода.

Красный+зеленыйН-голубой СД	Голубой СД+ желтый люминофор	Голубой СД+зеленый и красный люминофор	УФСД+ RGB-люминофор


470 525 590 630 (NM)	470 525 590 630 (NM)	410 470 525 590 630 (NM)	410 470 525 590 630 (NM)

11. Как получить белый свет
с использованием светодиодов?
Существует три способа получения белого света от светодиодов. Первый — смешивание цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например линзы. В результате получается белый свет. Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа. И наконец в третьем способе желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой свето-диод, так что два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.

12. Какой из трех способов лучше?
У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Технология RGB в принципе позволяет не только получить белый цвет, но и перемещаться по цветовой диаграмме при изменении тока через разные светодиоды. Этим процессом можно управлять вручную или посредством программы, можно также получать различные цветовые температуры. Поэтому RGB-матрицы широко используются в светодинамических системах. Кроме того, большое количество светодиодов в матрице обеспечивает высокий суммарный световой поток и большую осевую силу света. Но световое пятно из-за аберраций оптической системы имеет неодинаковый цвет в центре и по краям, а главное, из-за неравномерного отвода тепла с краев матрицы и из ее середины светодиоды нагреваются по-разному, и, соответственно, по-разному изменяется их цвет в процессе старения — суммарные цветовая температура и цвет «плывут» за время эксплуатации. Это неприятное явление достаточно сложно и дорого скомпенсировать.
Белые светодиоды с люминофорами существенно дешевле, чем светодиодные RGB-матрицы (в пересчете на единицу светового потока), и позволяют получить хороший белый цвет. И для них в принципе не проблема попасть в точку с координатами (0.33, 0.33) на цветовой диаграмме МКО. Недостатки же таковы: во-первых, у них меньше, чем у RGB-матриц, светоотдача из-за преобразования света в слое люминофора; во-вторых, достаточно трудно точно проконтролировать равномерность нанесения люминофо-ра в технологическом процессе и, следовательно, цветовую температуру; и наконец в-третьих — люминофор тоже стареет, причем быстрее, чем сам светодиод.
Промышленность выпускает как светодиоды с люминофором, так и RGB-матрицы — у них разные области применения.

13. Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?
Светодиод — низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше — от нескольких сотен мА до 1 А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).
При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5 В для одного светодиода.
Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения.
Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется светоотдача: величина светового потока на один ватт электрической мощности. Также интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.

14. Как реагирует светодиод на повышение температуры?
Говоря о температуре светодиода, необходимо различать температуру на поверхности кристалла и в области p-n-перехода. От первой зависит срок службы, от второй — световой выход. В целом с повышением температуры p-n-перехода яркость светодиода падает, потому что уменьшается внутренний квантовый выход из-за влияния колебаний кристаллической решетки. Поэтому так важен хороший теплоотвод.
Падение яркости с повышением температуры не одинаково у светодиодов разных цветов. Оно больше у AlGalnP- и AeGaAs-светодиодов, то есть у красных и желтых, и меньше у InGaN, то есть у зеленых, синих и белых.

15. Почему нужно стабилизировать ток через светодиод?
Как видно из рисунка, в рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока.Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэтому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.

16. Для чего светодиоду требуется конвертор?
Конвертор (в англоязычной терминологии driver) для светодиода — то же, что балласт для лампы. Он стабилизирует ток, протекающий через светодиод.

17. Можно ли регулировать яркость светодиода?
Яркость светодиодов очень хорошо поддается регулированию, но не за счет снижения напряжения питания — этого-то как раз делать нельзя, — а так называемым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляющий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером управления цветом RGB-матрицы). Метод ШИМ заключается в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сигнала должна составлять сотни или тысячи герц, а ширина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет.
Небольшое изменение цветовой температуры светодиода при диммировании несравнимо с аналогичным смещением для ламп накаливания.

18. Чем определяется срок службы светодиода?
Считается, что светодиоды исключительно долговечны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропускается через светодиод в процессе его службы, тем выше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодиодов короче, чем у маломощных сигнальных, и состав-ляет в настоящее время 20 — 50 тысяч часов. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, светодиод надо менять.

19. «Портится» ли цвет светодиода с течением времени?
Старение светодиода связано не только со снижением его яркости, но и с изменением цвета. В настоящее время нет стандартов, которые позволили бы выразить количественно изменение цвета светодиодов в процессе старения и сравнить с другими источниками.

20. Не вреден ли светодиод для человеческого глаза?
Спектр излучения светодиода близок к монохроматическому, в чем его кардинальное отличие от спектра солнца или лампы накаливания. Хорошо это или плохо — доподлинно не известно, потому что, насколько я знаю, серьезных исследований в этой области нигде не проводилось. Какие-либо данные о вредном воздействии светодиодов на человеческий глаз отсутствуют.
Есть надежда, что вскоре влияние светодиодов на зрение будет изучено досконально. Проблемой заинтересовался академик Михаил Аркадьевич Островский — крупный специалист в области цветного зрения. Тема, за решение которой он взялся, называется так: «Психофизическое восприятие светодиодного освещения системой зрения человека».

21. Когда и как сверхъяркие светодиоды появились в России?
Об этом лучше всех расскажет профессор Юнович.
— Люминесценцию карбида кремния впервые наблюдал Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиотехнической лаборатории в 1923 г. и показал, что она возникает вблизи p-n-перехода. Первая научная статья о кристаллах нитрида галлия была опубликована профессором МГУ Г.С. Ждановым в 30-х гг. Люминесценцию в гетероструктурах на основе арсе-нида галлия впервые исследовали в лаборатории Ж.И. Алферова в 60-х гг. и показали, что можно создать структуры с внутренним квантовым выходом близким к 100%. Разработки структур и светодиодов на основе нитрида галлия велись в ленинградских Политехническом и Электротехническом институтах, в Калуге, в Зеленограде в 70-х гг., но они тогда не привели к созданию эффективных голубых светодиодов.
В 1995 году я прочел первые статьи Накамуры и понял, что «голубая проблема» в принципе решена. Тогда же я получил грант соросовского фонда. В декабре на эти деньги я смог поехать на конференцию в США, и там профессор Жак Панков познакомил меня с Ш. Накамурой. Я забросил наживку: мол, хочу приобщить студентов Московского университета к передовым достижениям вобласти голубых светодиодов и рассказать им о столь замечательном изобретении. Рыбка клюнула, и в феврале я получил от д-ра Ш. Накамуры из Японии бандеролью 10 светодиодов от фиолетового до зеленого. Все потом оказалось просто — фирма Nichia Chemical начинала выпуск светодиодов на рынок и была заинтересована в научной рекламе. В лаборатории МГУ мы их досконально исследовали, сняли все характеристики и получили новые научные результаты. Д-р Ш. Накамура дал любезное согласие на совместную публикацию наших первых статей.
Одновременно специалисты из группы Бориса Фера-понтовича Тринчука в Зеленограде продемонстрировали образцы зеленых светодиодов начальникам из ГАИ и получили положительный отзыв. Все дело в том, что эта группа сделала опытный образец светодиодного светофора, но у них не было хороших зеленых светодиодов. Светофоры с новыми сверхъяркими зелеными светодиодами намного превосходили светофоры с лампами, и московское правительство сделало заказ на 1000 светодиодных светофоров к 850-летию Москвы. Такое везение!
Как раз тогда у нас гостила киргизская скрипачка Райкан Карагулова — выпускница Московской консерватории, ученица моей жены, которая работала в Японии первым концертмейстером симфонического оркестра в Осаке. Выяснилось, что место ее работы находится неподалеку от фирмы Nichia Chemical! Б.Ф. Тринчук дал ей тысячу долларов и попросил купить на них и прислать на мой адрес 200 зеленых светодиодов. Из них были изготовлены первые светофоры из той юбилейной тысячи. Москва стала первым в мире городом с массовымприменением светодиодных светофоров.
Наши ученые и инженеры в НИИ «Сапфир» пытались повторить достижение японцев и изготовитьструктуры на основе нитридов для голубых и зеленых светодиодов на старой эпитаксиальной установке, которую пришлось модернизировать, чтобы достичь более высоких температур и давлений. Но инициатива заглохла из-за отсутствия денег и интереса руководства.

22. Какие на сегодняшний день существуют технологии изготовления светодиодов и светодиодных модулей?
Что касается выращивания кристаллов, то основная технология — металлоорганическая эпитаксия. Для этого процесса необходимы особо чистые газы. В современных установках предусмотрены автоматизация и контроль состава газов, их раздельные потоки, точная регулировка температуры газов и подложек. Толщины выращиваемых слоев измеряются и контролируются в пределах от десятков ангстрем до нескольких микрон. Разные слои необходимо легировать примесями, донорами или акцепторами, чтобы создать p-n-переход с большой концентрацией электронов в n-области и дырок — в р-области.

За один процесс, который длится несколько часов, можно вырастить структуры на 6 — 12 подложках диаметром50 — 75 мм. Очень важно обеспечить и проконтролировать однородность структур на поверхности подложек. Стоимость установок для эпитаксиального роста полупроводниковых нитридов, разработанных в Европе (фирмы Aixtron и Thomas Swan) и США (Emcore), достигает 1,5 — 2 млн долларов. Опыт разных фирм показал, что научиться получать на такой установке конкурентоспособные структуры с необходимыми параметрами можно за время от одного года до трех лет. Это — технология, требующая высокой культуры.
Важным этапом технологии является планарная обработка пленок: их травление, создание контактов к п- и р-слоям, покрытие металлическими пленками для контактных выводов. Пленку, выращенную на одной подложке, можно разрезать на несколько тысяч чипов размерами от 0,24×0,24 до 1×1 мм2.
Следующим шагом является создание светодиодов из этих чипов. Необходимо смонтировать кристалл в корпусе, сделать контактные выводы, изготовить оптические покрытия, просветляющие поверхность для вывода излучения или отражающие его. Если это белый свето-диод, то нужно равномерно нанести люминофор. Надо обеспечить теплоотвод от кристалла и корпуса, сделать пластиковый купол, фокусирующий излучение в нужный телесный угол. Около половины стоимости светоди-ода определяется этими этапами высокой технологии.
Необходимость повышения мощности для увеличения светового потока привела к тому, что традиционная форма корпусного светодиода перестала удовлетворять производителей из-за недостаточного теплоотвода. Надо было максимально приблизить чип к теплопроводящей поверхности. В связи с этим на смену традиционной технологии и несколько более совершенной SMD-техноло-гии (surface montage details — поверхностный монтаж деталей) приходит наиболее передовая технология СОВ (chip on board). Светодиод, изготовленный по технологии СОВ, схематически изображен на рисунке.
Светодиоды, выполненные по SMD- и СОВ-техноло-гии, монтируются (приклеиваются) непосредственно на общую подложку, которая может исполнять роль радиатора — в этом случае она делается из металла. Так создаются светодиодные модули, которые могут иметь линейную, прямоугольную или круглую форму, бытьжесткими или гибкими, короче, призваны удовлетворить любую прихоть дизайнера. Появляются и светодиодные лампы с таким же цоколем, как у низковольтных галогенных, призванные им на замену. А для мощных светильников и прожекторов изготавливаются светодиодные сборки на круглом массивном радиаторе.
Раньше в светодиодных сборках было очень много светодиодов. Сейчас, по мере увеличения мощности, светодиодов становится меньше, зато оптическая система, направляющая световой поток в нужный телесный угол, играет все большую роль.

23. Кто в мире сегодня производит светодиоды?

Чтобы делать качественные светодиоды в нужном количестве, понадобилось слияние двух отраслей — электронной и светотехнической. Все западные гиганты, производящие светодиоды для светотехники по полному циклу, начиная с производства чипов и заканчиваяразличными светодиодными модулями и сборками, а также светильниками на их основе, идут по этому пути. General Electric заключила союз с производителем полупроводниковых приборов Emcore, создав компанию GEL Core. Philips Lighting совместно с Agilent, дочерней компанией Hewlett-Packard, создали предприятие LumiLeds. Osram объединяет усилия с полупроводниковыми предприятиями своей материнской компании Siemens. Как заметил Макаранд Чипалкатти, менеджер по маркетингу из подразделения Opto Semiconductorsкомпании Osram Sylvania, специализирующемуся на устройствах LED, производители светотехники сами уничтожают свой бизнес. Но если сегодня не «наступить на горло собственной песне», то завтра придут другие и сделают это куда более жестко.
Впрочем, существуют компании, специализирующиеся только на производстве чипов. Это предприятия радиоэлектронной промышленности, и они не занимаются светотехникой. К их числу относится Nichia Chemical.
Итак, перечислим основных производителей.
Чипы и отдельные светодиоды производят компании Сгее (www.cree.com), LumiLeds Lighting (www.lumileds.com), Nichia Corporation (www.nichia.com), Opto Technology (www.optotech.com), Osram Opto Semiconductors (www.osram-os.com), GEL Core (www.gelcore.com).Массовое производство структур и чипов для светодиодов ведут тайваньские фирмы Lite-On, Taiwan Oasis и др.
В России светодиоды производят компании «Корвет Лайт» (www.corvette-lights.ru), «Светлана Оптоэлектро-ника» (www.svetlana-o.spb.ru), «Оптэл», «Оптоника» (www.optonica.ru). По конструкции и технологическому исполнению наши светодиоды не уступают зарубежным,специалисты перечисленных компаний имеют соответствующие патенты. В Москве и Санкт-Петербурге есть возможность выращивать собственные чипы — например, эпитаксиальная установка имеется в Санкт-Петербургском физтехе, — но для промышленного производства необходимо крупное финансирование, и пока наши компании используют зарубежные чипы.24. Каковы основные производители светодиодных модулей и сборок и представленные ими модельные ряды?

Светодиоды и светодиодные модули на основе чипов собственного или чужого производства выпускают компании Lumileds Lighting, OsramOpto Semiconductors, GEL Core, Vossloh-Schwabe (www.vossloh-schwabe.com, www.vs-optoelectronic.com), Color Kinetics(www.colorkinetics.com), Tridonic Atco (www.tridonic.com) и др. В этой статье приводятся модельные ряды светодиодных модулей компанийOsram Opto Semiconductors, Vossloh-Schwabe и LumiLeds Lighting, представленные на российском рынке.

Алексей Рябов

Светодиод — Википедия

Светодиодная лампа

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт о СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.

При пропускании электрического тока через p-n-переход в прямом направлении носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой^[1]).

Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа A^IIIB^V (например, GaAs или InP) и A^IIB^VI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

Олег Лосев, советский физик, обнаруживший электролюминесценцию в карбиде кремния

Первое известное сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом^[en] из Маркони Лабс^[en]. Раунд впервые открыл и описал электролюминесценцию, обнаруженную им при изучении прохождения тока в паре металл — карбид кремния (карборунд, SiC), и отметил жёлтое, зелёное и оранжевое свечение на катоде.

Эти эксперименты были позже, независимо от Раунда, повторены в 1923 году О. В. Лосевым, который, экспериментируя в Нижегородской радиолаборатории с выпрямляющим контактом из пары карборунд — стальная проволока, обнаружил в точке контакта двух разнородных материалов слабое свечение — электролюминесценцию полупроводникового перехода (в то время понятия «полупроводниковый переход» ещё не существовало). Это наблюдение было опубликовано, но тогда весомое значение этого наблюдения не было понято и потому не исследовалось в течение многих десятилетий.

Лосев показал, что электролюминесценция возникает вблизи спая материалов^[2]. Теоретического объяснения явлению тогда не было. Лосев вполне оценил практическую значимость своего открытия, позволявшего создавать малогабаритные твёрдотельные (безвакуумные) источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстродействием. Им были получены два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.)^[3]

В 1961 году Джеймс Роберт Байард (англ.)русск. и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли технологию инфракрасного светодиода на основе арсенида галлия (GaAs). После получения патента в 1962 году началось их промышленное производство.

Первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне, разработал Ник Холоньяк в Университете Иллинойса для компании General Electric в 1962 году. Холоньяк, таким образом, считается «отцом современного светодиода». Его бывший студент, Джордж Крафорд (англ.)русск., изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз в 1972 году. В 1976 году Т. Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, специально адаптированный к передаче данных по волоконно-оптическим линиям связи.

Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку), их практическое применение было ограничено. Исследования Жака Панкова в лаборатории RCA привели к промышленному производству светодиодов; в 1971 году им был получен первый синий светодиод^[4]^[5]. Компания «Монсанто» была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах. Компании «Хьюллет-Паккард» удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.

В середине 1970-х годов в ФТИ им. А. Ф. Иоффе группой под руководством Жореса Алфёрова были получены новые материалы — полупроводниковые гетероструктуры, в настоящее время применяемые для создания лазерных и светодиодов^[6]^[7]. После этого началось серийное промышленное производство светодиодов. Открытие было удостоено Нобелевской премий в 2000 году^[8]. В 1983 году компания Citizen Electronics первой разработала и начала производство SMD-светодиодов, назвав их CITILED^[9].

В начале 1990-х Исама Акасаки, работавший вместе с Хироси Амано в университете Нагоя, а также Сюдзи Накамура, работавший в то время исследователем в японской корпорации «Nichia Chemical Industries», изобрели технологию изготовления синего светодиода (LED). За открытие дешевого синего светодиода в 2014 году им троим была присуждена Нобелевская премия по физике^[10]^[11]. В 1993 году Nichia начала их промышленный выпуск, а в 1996 начала выпуск белых светодиодов^[12].

Синий светодиод, в сочетании с зелёным и красным, дает белый свет с высокой энергетической эффективностью, что позволило в дальнейшем создать, среди прочего, светодиодные лампы и экраны со светодиодной подсветкой. В 2003 году, компания Citizen Electronics первой в мире произвела светодиодный модуль по запатентованной технологии непосредственно вмонтировав кристалл от Nichia на алюминиевую подложку с помощью диэлектрического клея по технологии Chip-On-Board.

Обозначение светодиода в электрических схемах

Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод проводит ток, начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника.

Светодиод работает при пропускании через него тока в прямом направлении (то есть анод должен иметь положительный потенциал относительно катода).

Из-за круто возрастающей вольт-амперной характеристики p-n-перехода в прямом направлении светодиод должен подключаться к источнику тока. Подключение к источнику напряжения должно производиться через элемент (или электрическую цепь), ограничивающий ток, например, через резистор. Некоторые светодиоды могут иметь встроенную токоограничивающую цепь, в таком случае для них указывается диапазон допустимых напряжений источника питания.

Непосредственное подключение светодиода к источнику напряжения, превышающего заявленное изготовителем падение напряжения для конкретного светодиода, может вызвать протекание через него тока, превышающего предельно допустимый, перегрев и мгновенный выход из строя. В простейшем случае (для маломощных индикаторных светодиодов) токоограничивающая цепь представляет собой резистор, последовательно включенный со светодиодом. Для мощных светодиодов применяются схемы с ШИМ, которые поддерживают средний ток через светодиод на заданном уровне и, при необходимости, позволяют регулировать его яркость.

Недопустимо подавать на светодиоды напряжение обратной полярности от источника с малым внутренним сопротивлением. Светодиоды имеют невысокое (несколько вольт) обратное пробивное напряжение. В схемах, где возможно появление обратного напряжения, светодиод должен быть защищён параллельно включенным обычным диодом в противоположной полярности.

Обычные светодиоды изготавливаются из различных неорганических полупроводниковых материалов, в следующей таблице приведены доступные цвета с диапазоном длин волн, падение напряжения на диоде и материал:

Цвет	длина волны (нм)	Напряжение (В)	Материал полупроводника
Инфракрасный	λ > 760	ΔU < 1,9	Арсенид галлия (GaAs) Алюминия галлия арсенид (AlGaAs)
Красный	610 < λ < 760	1,63 < ΔU < 2,03	Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs) Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
Оранжевый	590 < λ < 610	2,03 < ΔU < 2,10	Галлия фосфид-арсенид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
Жёлтый	570 < λ < 590	2,10 < ΔU < 2,18	Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
Зелёный	500 < λ < 570	1,9^[15] < ΔU < 4,0	Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN) Галлия(III) фосфид (GaP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Алюминия-галлия фосфид (AlGaP)
Синий	450 < λ < 500	2,48 < ΔU < 3,7	Селенид цинка (ZnSe) Индия-галлия нитрид (InGaN) Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке)
Фиолетовый	400 < λ < 450	2,76 < ΔU < 4,0	Индия-галлия нитрид (InGaN)
Пурпурный	Смесь нескольких спектров	2,48 < ΔU < 3,7	Двойной: синий/красный диод, синий с красным люминофором, или белый с пурпурным пластиком
Ультрафиолетовый	λ < 400	3,1 < ΔU < 4,4	Алмаз (235 нм)^[16] Нитрид бора (215 нм)^[17]^[18] Нитрид алюминия (AlN) (210 нм)^[19] Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) — (менее 210 нм)^[20]
Белый	Широкий спектр	ΔU ≈ 3,5	Сочетание трех светодиодов основных цветов (красный, синий, зеленый), либо люминофор, излучающий белый цвет под воздействием светодиода со спектром от синего до ультрафиолетового;

Несмотря на то, что в мире широко выпускаются белые светодиоды в конструктиве синего/фиолетового свечения кристалла с нанесенным на него желтым или оранжевым люминофором, ничто не мешает нанести и люминофоры другого цвета свечения. В результате нанесения красного люминофора получают пурпурные или розовые светодиоды, гораздо реже выпускают светодиоды салатового цвета, где на синий кристалл наносится люминофор зеленого цвета свечения.

Светодиоды также могут иметь цветной корпус.

В 2001 году Citizen Electronics первой в мире произвела цветной SMD светодиод из цветной пастели под названием PASTELITE^[21].

По сравнению с другими электрическими источниками света светодиоды имеют следующие отличия:

Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами^[22] и металлогалогенными лампами, достигнув 146 люмен на ватт^[23].
Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
Длительный срок службы — от 30 000 до 100 000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года). Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «деградация» кристалла и постепенное падение яркости.
Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания, газоразрядных ламп).
Спектр современных белых светодиодов бывает различным — от тёплого белого = 2700 К до холодного белого = 6500 К.
Спектральная чистота, достигаемая не фильтрами, а принципом устройства прибора.
Отсутствие инерционности — включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-люминофорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 с до 1 мин, а яркость увеличивается от 30 % до 100 % за 3—10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.
Различный угол излучения — от 15 до 180 градусов.
Низкая стоимость индикаторных светодиодов.
Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода, обычно не выше 60 °C.
Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
Экологичность — отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.

Комнатное освещение
В автомобильных фарах
Декоративное применение
Подсветка линейкой светодиодов в IPod Touch 2G

На светодиодном экране показывают Tour de France 2010, Paris

В уличном, промышленном, бытовом освещении (в том числе светодиодная лента).
В качестве индикаторов — как в виде одиночных светодиодов (например, индикатор включения на панели прибора), так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло (например, цифры на часах).
Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках, информационных табло. Такие массивы часто называют светодиодными кластерами или просто кластерами.
В оптопарах.
Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях, прожекторах, светофорах, лампах тормозного освещения в автомобилях.
Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволокну, пульты ДУ, светотелефоны, интернет^[24]).
В подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры, планшеты и т. д.).
В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочее.
В светодиодных дорожных знаках.
В гибких ПВХ световых шнурах Дюралайт.
В растениеводстве, так называемые фитолампы, оптимизированные под фотосинтез. В северных странах перспективная замена освещения в теплицах.

Основная статья: OLED

Многослойные тонкоплёночные структуры, изготовленные из органических соединений, которые эффективно излучают свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, чем жидкокристаллических.

Главная проблема для OLED — время непрерывной работы, которое должно быть не меньше 15 тыс. часов. Одна из проблем, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причём время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED все-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов (2 года) непрерывной работы.

Дисплеи из органических светодиодов применяются в последних моделях сотовых телефонов, GPS-навигаторах, OLED-телевизорах, для создания приборов ночного видения.

По размеру выручки лидером является японская «Nichia Corporation»^[25].

Также крупным производителем светодиодов является «Royal Philips Electronics», политика которого заключается в приобретении компаний, изготавливающих светодиоды. Так, «Hewlett-Packard» в 2005 году продал компании «Philips» своё подразделение «Lumileds Lighting», а в 2006 были приобретены «Color Kinetics» и «TIR Systems» — компании с широкой технологической сетью по производству светодиодов с белым спектром излучения.

«Nichia Chemical» — подразделение компании «Nichia Corporation», где были впервые разработаны белый и синий светодиоды. На текущий момент ей принадлежит лидерство в производстве сверхъярких светодиодов: белых, синих и зелёных. Помимо вышеперечисленных гигантов, следует также отметить следующие компании: «Cree», «Emcore Corp.», «Veeco Instruments», «Seoul Semiconductor» и «Germany’s Aixtron», занимающиеся производством чипов и отдельных светодиодов.

Яркие светодиоды на подложках из карбида кремния производит американская компания «Cree».

Крупнейшими^[26] производителями светодиодов в России и Восточной Европе являются компании «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника». «Оптоган» создана при поддержке ГК «Роснано». Производственные мощности компании расположены в Санкт-Петербурге. «Оптоган» занимается производством как светодиодов, так и чипов и матриц, а также участвует во внедрении светодиодов для общего освещения.
«Светлана-Оптоэлектроника» (г. Санкт-Петербург) — объединяет предприятия, которые осуществляют полный технологический цикл разработки и производства светодиодных систем освещения: от эпитаксиального выращивания полупроводниковых гетероструктур до сложных автоматизированных систем интеллектуального управления освещением.
Также крупным предприятием по производству светодиодов и устройств на их основе можно назвать завод «Samsung Electronics» в Калужской области.

↑ Принцип работы светодиода (рус.). ledflux.ru. Дата обращения 15 марта 2018.
↑ ФИЗИК ЛОСЕВ Жизнь ученого Лосева Олега Владимировича
↑ О. В. Лосев — изобретатель кристадина и светодиода К 100-летию со дня рождения. Автор: Ю. Р. Носов
↑ Light Emitting Diode
↑ Milestones on Development of LED (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 9 октября 2014. Архивировано 14 октября 2014 года.
↑ Самсонов А. Жорес Алфёров: флагман отечественной электроники (рус.) // Экология и жизнь : журнал. — 2010. — № 5.
↑ Полупроводниковые гетероструктуры: от классических к низкоразмерным, или «конструктор» от Нобелевского лауреата (рус.). МФТИ. Дата обращения 21 марта 2019.
↑ The Nobel Prize in Physics 2000 (рус.). The Nobel Prize. Дата обращения 21 марта 2019.
↑ History | CITIZEN ELECTRONICS CO.,LTD. (неопр.). ce.citizen.co.jp. Дата обращения 1 июня 2019.
↑ Нобелевская премия по физике присуждена за LED (рус.). BBC Russian (7 октября 2014). Дата обращения 21 марта 2019.
↑ Нобелевская премия по физике присуждена за изобретение эффективных синих светодиодов (рус.). ТАСС (7 октября 2014). Дата обращения 21 марта 2019.
↑ Nichia/История (рус.). Nichia. Дата обращения 16 июня 2019.
↑ COB светодиоды и лампы на их основе // ledjournal.info.
↑ Мал CSP-светодиод, да дешев // 19.03.2016 г. А. Васильев. elec.ru.
↑ OSRAM: green LED (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 17 января 2011. Архивировано 21 июля 2011 года.
↑ Koizumi, S.; Watanabe, K; Hasegawa, M; Kanda, H. Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction (англ.) // Science. — 2001. — Vol. 292, no. 5523. — P. 1899. — DOI:10.1126/science.1060258. — PMID 11397942.
↑ Kubota, Y.; Watanabe, K.; Tsuda, O.; Taniguchi, T. Deep Ultraviolet Light-Emitting Hexagonal Boron Nitride Synthesized at Atmospheric Pressure (англ.) // Science : journal. — 2007. — Vol. 317, no. 5840. — P. 932. — DOI:10.1126/science.1144216. — PMID 17702939.
↑ Watanabe, Kenji; Taniguchi, Takashi; Kanda, Hisao. Direct-bandgap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron nitride single crystal (англ.) // Nature Materials : journal. — 2004. — Vol. 3, no. 6. — P. 404. — DOI:10.1038/nmat1134. — PMID 15156198.
↑ Taniyasu, Yoshitaka; Kasu, Makoto; Makimoto, Toshiki. An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres (англ.) // Nature : journal. — 2006. — Vol. 441, no. 7091. — P. 325. — DOI:10.1038/nature04760. — PMID 16710416.
↑ LEDs move into the ultraviolet, physicsworld.com (17 мая 2006). Дата обращения 13 августа 2007.
↑ Pastel Color Chip LED (неопр.).
↑ Натриевая лампа — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
↑ [http://ce.citizen.co.jp/up_img/news/W2JUhsNaM3Ji/20151026_e.pdf Expansion of the product lineup of LEDs for lighting ‘COB Series’: Development of “LEDs that have achieved the world’s highest-class luminous flux of more than 70,000 lm”] (неопр.).
↑ Китайские ученые построили беспроводную сеть на светодиодах (неопр.). Lenta.ru (18 мая 2010). Дата обращения 14 августа 2010.
↑ 3Q13 Global LED Market Share Leaders Архивная копия от 11 октября 2014 на Wayback Machine, Steve Sechrist, 11/19/2013
↑ В Петербурге запустили завод светодиодов

Что такое led телевизор, преимущества, особенности, аббревиатура LED

Экраны на светодиодах являются самым распространенным на сегодняшний момент типом телевизоров. Покупатели охотно выбирают аппараты, построенные согласно LED-технологии. Жидкие кристаллы помещают в матрицы смартфонов, ноутбуков и полноразмерных мониторов, а также планшетов и телевизоров.

Сегодня все пользуются ЖК-экранами на светодиодах, но что такое LED-телевизор, может ответить далеко не каждый. Однако в подобном вопросе нет ничего сложного. Эта статья расскажет, в чем конкретно заключаются особенности и преимущества LED телевизоров.

Определение и особенности LED телевизоров

Технология телевизоров LED основана на использовании светодиодов в качестве подсветки для жидкокристаллической матрицы. Первые телеприемники с матрицей на жидких кристаллах подсвечивались люминисцентными лампами. Свет в них формируется за счет облучения люминофора ультрафиолетом. УФ-лучи образуются в таких лампах, когда на заполненные газом колбы подается разряд электричества. Чаще всего в телевизорах с люминисцентной подсветкой помещались лампы с холодным катодом. Сокращенно этот тип устройств называется CCFL.

Аббревиатура LED расшифровывается как Light-emitting diode, то есть светоизлучающий диод. Светодиод – это полупроводник p-типа. Проходя через прибор, электричество формирует оптическое излучение. Цвет испускаемого освещения зависит от химического состава использованных для создания этого устройства материалов.

ВАЖНО! ЖК-матрица с подсветкой типа LED впервые была представлена корейским производителем телевизоров Samsung. А самые первые приборы на жидких кристаллах вовсе не имели никакой подсветки. Тем не менее, монохромные ЖК-дисплеи отлично справлялись с отображением цифр и приобрели огромную популярность в сфере изготовления дисплеев для часов и будильников.

Виды светодиодной подсветки LED телевизоров

Существует несколько систем размещения подсветки в LED-телевизорах. Так как LED отличается от LCD-технологии только подсветкой, следует рассмотреть ее специфические особенности подробнее. Способы освещения экрана различаются по размещению светящихся элементов относительно экрана, а также по их цветовым и конструктивным особенностям.

По цвету источников свечения

В телеприемники встраивается подсветка White led следующих видов:

Трехкомпонентные светодиоды. Обозначаются аббревиатурой RGB, или WRGB. В одном корпусе такого светодиода находится сразу три излучателя. Для создания изображения в жидкокристаллических LED-телевизорах применяют диоды красного, синего и зеленого цветов. Телеприемники с подсветкой RGB показывают глубокую и насыщенную картинку. Они стоят дороже, и потребляют больше электричества. Белые диоды этого вида называются «многокристалльными», а потому в них может быть и другое количество светящихся элементов.
Люминофорные белые светодиоды. В конструкцию входит ультрафиолетовый диод, а вместе с ним синий и фиолетовый. Также в эти приборы добавляют слой люминофора. Накопленное излучение люминофора смешивается с собственным светом диода и дает яркое белое свечение. Устройства, работающие за счет этой фотолюминисценции, продаются в бюджетном сегменте.

Существует также смешанный вариант подсветки. Он называется QD-LED. Расшифровка QD – это квантовая точка, или «quantum dot». Данное название придумано и продвигается компанией Samsung. Аналогичная технология, разработанная компанией LG, называется Nano Cell. В ЖК-телевизорах, изготовленных по технологии QD-LED, применяются нанокристаллические полупроводники. Попадая под воздействие электрического тока, они начинают светиться. Цвет их излучения зависит от химического состава и строения.

Производители, занимающиеся устройствами на квантовых точках, заявляют об очень низком энергопотреблении и массе других преимуществ. Покупателям обещают яркое и насыщенное качество изображения по низким ценам. Утверждается, что производство дисплеев на квантовых точках обходится намного дешевле других устройств. Поначалу QLED создавали только с применением опасного для человека кадмия. Однако сейчас его больше никто не использует. Ученые нашли более дешевые, надежные и качественные варианты замены.

Наименование технологии также сокращают до букв QLED. Изготовлением материалов для фирмы Самсунг занимается американская компания QD Vision. QDLED-телевизор – это по-прежнему классический дисплей на жидких кристаллах, только подсвеченный по новой технологии.

ВАЖНО! QDLED нуждается в доработках, так как яркость цвета начинает падать спустя всего 10000 часов эксплуатации. Подсветка квантовыми точками не дает бесконечной контрастности, как в экранах типа OLED. Однако в сравнении с обычными LCD-дисплеями, цветовой диапазон устройств на базе QLED-подсветки становится значительно шире.

В телевизоры загружают те же RGB-пиксели красного, зеленого и синего цветов. Пиксели формируются сочетанием интенсивности свечения этих трех субпикселей.

По варианту размещения подсветки

Edge LED – технология размещения подсветки на самых гранях экрана. Возможны варианты: подсветку размещают по периметру устройства, или только на параллельных боковых сторонах. Также она может быть установлена всего с одного края – чаще это нижняя граница экрана. Более точные конструктивные особенности и характеристики итогового изображения определяются размерами конкретной модели дисплеев.

Подсветка LED этого типа имеет несколько серьезных недостатков, поэтому устройства с Edge LED отличаются относительной дешевизной. Телеприемники этого типа дают плохую контрастность, а по краям образуются неприятные глазу засветы. На засвеченных участках экрана адекватная и красивая передача цвета удается плохо. Однако приборы, изготовленные по этой технологии, имеют крайне тонкий корпус. Средняя толщина составляет только несколько миллиметров.

Другая технология, Direct LED, размещает светодиоды за матрицей телевизора, по всей его площади. За счет этого корпус становится толще, но при этом добавляется возможность управлять затемнением черного на отдельных участках дисплея. Контрастность матрицы с подсветкой Direct LED выше, как и цена такого прибора.

Достоинства LED-телевизоров

Производители стараются удешевлять производство и снижают цены на телевизоры LED. Ценовая доступность позволила широкому кругу покупателям оценить положительные качества таких приемников.

Удобство и удовольствие от покупки гарантировано следующими особенностями этих телевизоров:

Тонкий корпус. Устройства со светодиодной подсветкой весят очень мало. Их легко разместить в помещении, без особых хлопот можно подвесить на стену. Они обязательно будут отлично смотреться в комнате с оформлением под любой стиль, потому что дизайн обычных телеприемников LED-типа специально разрабатывается лаконичным и универсальным.
Высокая контрастность. На телевизорах с Direct LED этот параметр можно настраивать.
Незначительные энергозатраты. Телеприемник экономит электричество, потребляя на 40% меньше тока.
Разнообразие модельного ряда. Помимо классических вариантов внешнего вида, производители стараются разработать новые и интересные дизайнерские решения. К их числу относятся телевизоры-зеркала, дисплеи в рамках для картин, изогнутые экраны
Длительный срок службы. Светодиоды хорошо сопротивляются выгоранию. Использовать телевизор LED можно очень долго.

В настоящий момент выпускаются также приборы типа OLED. Их собирают с использованием органических светодиодов в матрице устройства. Они не только светятся и позволяют разглядеть появившуюся на экране картинку. Именно из них формируется законченное изображение.

Корпус OLED-телевизора еще тоньше чем у конкурентов типа LED, широкими углами обзора и транслируют превосходную цветопередачу. Так как черный цвет задается полным выключением органического светодиода, приборы OLED показывают бесконечную контрастность изображения.

Телевизоры OLED стоят очень дорого и во многих местах собираются вручную, штучно. Большая цена на них и относительно небольшой срок годности не способствуют повсеместному распространению. Поэтому телевизоры LED остаются самым востребованным товаром в сфере продажи телетехники.

телевизоров Samsung» src=»https://www.youtube.com/embed/eh4gVv2evlo?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen>

Маркировка светодиодных ламп и ее расшифровка

Для многих покупателей маркировка светодиодных ламп представляется набором непонятных цифр и буквенных обозначений. Но каждый пункт говорит о важном параметре изделия, а все вместе они дают полную информацию и помогают выбрать изделие с нужными параметрами.

Мощность

Этот параметр отражает количество электроэнергии, потребляемой лампой за час работы. Обозначается в Ваттах. Большинство производителей указывает мощность на лицевой стороне упаковки крупными цифрами. Рядом иногда помещают эквивалентное значение, соответствующее световому потоку аналогичной лампы накаливания. Ориентироваться на него безоговорочно не стоит, так как яркость свечения лампы зависит не только от ее мощности, но и от эффективности работы. Ниже представлено сопоставление различных типов ламп с разной мощностью, излучающих одинаковый световой поток.

Световой поток

Именно этот параметр помогает получить представление о реальной силе производимого прибором света. Измеряется он в люменах, краткое обозначение – лм. Зная оба показателя, легко определить световую эффективность лампы. Формула такова:

Световой поток/мощность = светоотдача.

Если получилось значение от 90–100 лм/Вт, значит, прибор будет светить так же ярко, как лампочка накаливания мощностью в 7–8 раз выше. Получается, что обычную стоваттную заменит светодиодный аналог на 12–15 Вт. Зная разницу мощностей, легко высчитать количество сэкономленной электроэнергии при использовании более эффективной лампы.

Цветовая температура

На эту составляющую маркировки светодиодной лампы стоит обратить особое внимание. Цветовая температура обозначается в Кельвинах. Она характеризует оттенок свечения, который может быть насыщенным или бледным желтым, белым или голубоватый. Если вы выбираете лампу для дома, ориентируйтесь на цветовую температуру 2700 К. Таково среднее значение лампы накаливания, свет которой наиболее привычен для наших глаз, соответствует утреннему и вечернему естественному освещению.

Лампы, создающие нейтральное (3500–4 тыс. К) и холодное белое освещение (от 4 тыс. К), подойдут для кабинетов, офисных, административных, производственных помещений. Ученые доказали: свет с короткой длиной волны, то есть холодный белый, приостанавливает выработку в организме гормона мелатонина, чрезвычайно важного для нашего здоровья. Поэтому вечером и утром находиться под искусственным «дневным» освещением нежелательно. Кроме того, холодное освещение плохо влияет на сетчатку глаза ребенка, поэтому в детских помещениях устанавливаются лампы, цветовая температура которых находится на уровне 2700 К.

Индекс цветопередачи

Измеряется в Ra или CRI. Характеризует то, насколько точно освещаемый предмет сохраняет свои естественные оттенки. Индекс цветопередачи яркого дневного солнечного света равен 100 CRI. Для искусственного освещения нормальным считается показатель выше 75 CRI.

Условия эксплуатации

Производитель также указывает на упаковке, какие параметры безопасны для эксплуатации прибора освещения. К ним относятся:

температура окружающего воздуха;
напряжение сети и частота тока;
пиковый ток потребления.

Тип колбы

В маркировки светодиодных ламп этот параметр обозначается буквой, которая показывает форму колбы, и числом, отражающим ее диаметр:

А – грушевидная колба, как у стандартной лампы накаливания;
G – шарообразная;
B, C – «свеча»;
R – «гриб».

На упаковке также указано, матовая это колба или прозрачная.

Тип цоколя

Обозначается аналогично маркировке колбы: буква отражает тип цоколя, цифра – диаметр или расстояние между штырьками. Значения для бытовых светодиодных ламп: E 27 (большой) и E14 (малый, «миньон»). Это круглые цоколи с резьбовым соединением, которые внедрил еще изобретатель Эдисон.

Есть и другие виды маркировки цоколей светодиодных ламп для потолочных светильников: GU 10, GU 5.3, G 13. Их характерная особенность – наличие двух штырьков с утолщениями или без них. Внимательное изучение маркировки и сопоставление аналогичных параметров различных ламп помогает выбрать наиболее эффективный и качественный прибор. Главное – не торопиться с покупкой до тех пор, пока вы не найдете нужное изделие с подходящими параметрами.

Читайте так же

Что такое LED телевизор и его разновидности

За последние годы телевизоры данного типа зарекомендовали себя как качественный и надежный вариант. В данной статье мы рассмотрим, что такое ЛЕД телевизор. Детально разберем, что означает LED. Несмотря на высокую стоимость, TV-устройства с такой подсветкой пользуются популярностью.

Что такое LED телевизор

Что такое современный LED телевизор? Это стандартный ТВ с ЖК экраном, подсветка матрицы которого осуществляется специальными светодиодами. Стоило бы называть LCD (ЖК) – телевизорами с LED подсветкой. Но руководство южнокорейского бренда Samsung подобные телевизоры в целях маркетинга называют «LED TV». В обществе прижилось это название. Напомним, что именно данная компания впервые презентовала телевизоры этого типа.

В реальности настоящими LED моделями LCD устройства называться не могут. Светодиоды не выступают реальной единицей изображения – пикселем. Телевизоры с LED подсветкой – это более модернизированный и улучшенный вариант LCD. Ранее задействовались в качестве источника света люминесцентные лампы с холодным катодом CCFL.

Заменив CCFL-подсветку светодиодной, разработчики устранили несколько существенных недостатков ЖК-устройств:

они стали более тонкими;
уменьшилось количество потребляемой энергии;
исключены из состава вредные химические вещества.

Ключевой особенностью технологии LED является то, что в данном устройстве присутствует светодиодная подсветка. В бюджетных моделях она располагается по бокам устройства (Edge LED). Во флагманах подсветка находится сзади (Direct LED).

В первом варианте применяются исключительно белые LED элементы, а во втором – синие, зеленые и красные, известные как RGB LED подсветка. В задней подсветке элементы цветов находятся за LCD панелью. Включаются диоды разных оттенков, на что воздействует поступающий цвет изображения. Благодаря чему достигнуто высокое разрешение и качество изображения. Ранее такая картинка была недоступна в обычных ТВ-устройствах.

Рассмотрим, что значит ЛЕД в зависимости от типа подсветки и ее размещения.

Виды LED телевизоров

Чтобы разобраться в характерных особенностях LED TV, необходимо детально остановиться на типах подсветки. Сегодня существует две классификации.

По цвету источников свечения:

White LED (одноцветная система). Или белые светодиоды.

Является дешевым вариантом, но более предпочтительным в сравнении с люминесцентными лампами. Устройства такого типа потребляют минимум электроэнергии. В состав светодиодов не входит ртуть. Если рассматривать передачу цвета и глубину охвата, LED TV с этой подсветкой практически ничем не отличаются от ЖК LED.

RGB (разноцветная система).

В этом случае палитра цветов намного шире. За счет чего увеличивается качество передачи цветов. Следует отметить, что цена LED телевизора с этой технологией подсветки на порядок выше. Эти устройства нуждаются в мощном графическом процессоре. Среди недостатков – потребление электричества в большом объеме. Если у вас есть лишние деньги, можно рассматривать данный тип ТВ-устройства. Остается только правильно подобрать телевизор.

QD Vision (смешанный вариант).

В качестве основы выступают светодиоды синего цвета со специальной пленкой с квантовыми точками (зеленого и красного цвета).

За счет данной технологии излучаются четкие, ограниченные и настроенные оптические волны. Цветовая палитра становится шире, краски более интенсивные. И данная технология в отличие от RGB считается энергоэффективной. Телепанели Bravia – это первый яркий пример использования смешанного способа подсветки производителем Triluminos Sony. Что касается технологии расположения подсветки, то здесь есть два варианта.

По границе ЖК-матрицы (Edge LED). Это одноцветная система, располагающаяся с 1 стороны в большинстве случаев снизу. Также производитель может расположить ее на параллельных сторонах или по всему периметру.

На боковую подсветку воздействует размер диагонали. Среди минусов данного метода следует отметить «засветы» по углам экрана и небольшой уровень контрастности. При этом пуская в ход такую схему, производителем создаются панели толщиной в пару миллиметров.

Принцип: равномерное распределение диодов по всей площади. Цена таких моделей существенно выше. Преимуществом является то, что в данном случае возможно применение технологии локального затемнения черного. Производитель может задействовать белые и цветные светодиоды. Это улучшит качество картинки.

Плюсы и минусы ЛЕД телевизоров

Изначально рассмотрим преимущества LED телевизоров.

Небольшая толщина корпуса. За счет использования светодиодов возможно создание ультратонких ТВ.
Изображение контрастное и четкое. За счет уменьшенного времени отклика пикселя получилось достичь максимально реального изображения, даже если на экране динамичные движения. Угол обзора составляет конкуренцию плазменным ТВ.
Энергоэффективность. Практически ключевое преимущество для покупателей. Устройство потребляет на 40% меньше электроэнергии, чем его предшественники.
Обширный модельный ряд, как по функциональным особенностям, так и по дизайну.
Срок эксплуатации. За счет использования надежных и стойких к выгоранию светодиодов, у LED экрана длительный срок использования.
Экологически безопасный товар. Отсутствует ртуть. Более того, документация по безопасности ЛЕД ТВ соответствует всем строгим мировым принципам.

Теперь что касается минусов:

Так как для повышения качества картинки задействуется технология local dimming (управление светодиодами осуществляется группами, состоящими из нескольких диодов), модели телевизоров имеют такие минусы: наличие темных и ярких пятен в местах, где активирована и деактивирована подсветка, на переходах контрастов присутствуют цветные ореолы. На затемненных местах могут пропадать детали картинки. Также могут быть ограничены углы обзора.
Повышенное требование к качеству сигналаx. Передача невысокого разрешения на телевизоре будет выглядеть не самым лучшим образом, показывая все минусы устройства.
LED-экран считается дорогостоящим удовольствием. В большинстве случаев данные модели ТВ на 40% дороже, чем обычные ЖК.

Теперь вам известны достоинства и недостатки ЛЕД-устройств.

Как выбрать LED телевизор

Выбор техники, а тем более LED телевизора – приятные хлопоты. Чтобы не ошибиться при подборе оптимального для себя устройства, необходимо знать, на какие критерии следует обращать внимание. Далее мы рассмотрим нюансы, о которых следует помнить. Это позволит покупателю не растеряться при выборе нужной модели ТВ.

Подсветка LED телевизоров

Кратко рассмотрим плюсы и минусы Direct LED или Edge LED.

Положительные стороны Edge LED:

ультратонкая панель;
отличный уровень контрастности;
высокая яркость.

Недостатки:

присутствуют проблем с равномерным распределением подсветки в определенных моделях;
могут быть засветы по краям.

Плюсы Direct LED:

высокая контрастность и яркость;
подсветка равномерная;
нет засветов по краям.

Недостатки:

толщина панели;
высокое энергопотребление.

Разрешение экрана

Также нужно учитывать разрешение экрана. Преимущественно модели в среднем классе представлены с разрешением Full HD. Если диагональ небольшая, тогда может присутствовать HD Ready.

Эксперты рекомендуют остановить выбор на ТВ с максимальным разрешением. Так как наблюдается прогресс в сфере качества телевизионного вещания. Например, уже сейчас полным ходом идет отказ от аналогового ТВ в пользу «цифры».

Толщина и вес

Если планируется закрепление ТВ на гипсокартонной перегородке, лучше отдать предпочтение легким и тонким телевизорам. Если ТВ будет располагаться на подставке или тумбе, данные параметры не имеют значения. Важно, чтобы подставка подходила по размеру устройства. Для первого варианта подходят Edge LED.

Частота кадров

Частота кадров сигнала ТВ в европейских странах 50 Гц. Для передачи динамической сцены такого показателя недостаточно. Картинка будет прерывистой и размытой.

Компании-производители ТВ-устройств для решения данной проблемы добавили промежуточные кадры. В результате чего была получена частота 100 Гц с добавлением 1 карда между предыдущим и следующим, 3 кадра – 200 Гц. Задача телевизора – дорисовать промежуточные кадры. Такая технология была впервые использована брендами Самсунг и Сони.

Для повышения частоты кадров была добавлена сканирующая подсветка – Scanning Backlight. Современные модели соединяют в себе две технологии для максимальной частоты кадров. Если вы намерены приобрести ТВ с 3D, тогда необходимо остановить свой выбор на модели с высокой частотой.

Чтобы не ошибиться в покупке, нужно в магазине попросить консультанта включить динамичную сцену. Тщательно посмотрите на изображение, движения должны быть плавными, а контуры четкими.

Покрытие экрана

На каком покрытии экрана остановиться – матовом или глянцевом? Для второго варианта свойственно контрастное и яркое изображение. Среди минусов блики, появляющиеся из попадания солнечных лучей. Это объясняется тем, что поверхность немного зеркальная, поэтому могут слегка уставать глаза. Матовое покрытие не обладает такой четкостью, но зато нет бликов.

Учитывайте угол обзора. Чем больше он, тем меньше искажается картинка при просмотре со стороны. Подберите TV с углом обзора не меньше 170 градусов.

Разъемы

При выборе ЛЕД ТВ следует брать во внимание количество разъемов на задней панели. Сегодня много дополнительной техники, которая эффективно взаимодействует с телевизором: DVD проигрыватели, акустические системы, медиаплееры, ресиверы. Чтобы подключить данные устройства, потребуются соответствующие разъемы. Важно чтобы присутствовало несколько HDMI интерфейсов, выходов аудио и видео, разъемов USB.

3D

Необходимо ли вам 3D изображение? Если вы относите себя к любителям современных технологий, тогда телевизор с объемным изображением вас заинтересует. Все устройства с 3D задействуют 1 из 2 существующих методик объемного изображения: активную или пассивную. Активная технология задействует очки с активным затвором, который закрывает поочередно глаза.

Очки с жидкокристаллическими линзами также взаимодействуют с ТВ-устройством, используется Bluetooth или инфракрасный порт. Этот вариант считается дорогим, в то же время у него есть свои недостатки. Присутствует незначительное мерцание. Прибавьте к этому дополнительные расходы на покупку батареек.

Пассивный вариант делит картинку на два разные поляризации. За счет разных линз один глаз будет видеть изображение с одной поляризации, второй с другой. Нет необходимости приобретать батарейки. Главным минусом считается уменьшенное вдвое разрешение изображения. Чтобы грамотно выбрать ТВ с 3D, нужно посмотреть в магазине сразу две технологии. Наклоните голову, измените центр, отойдите от телевизора. Только так можно подобрать оптимальный для себя вариант.

Smart TV

Стоит ли переплачивать за Smart-функции телевизора? Весьма интересный вопрос. С одной стороны, это действительно удобный вариант для просмотра фото, видео и кино. Можно выходить в интернет с помощью Wi-Fi или же задействовать LAN разъем. В зависимости от производителя присутствуют специальные виджеты, браузеры. Это существенно упрощает использование телевизора. Smart TV считывает данные с внешнего USB носителя. Устройство может поддерживать не все форматы, многое зависит от компании.

Теперь вам известно, что представляет собой ЛЕД телевизор. Какие преимущества и недостатки у данного типа ТВ. Более того, вам известно, какие моменты следует учитывать при его выборе.

Органический светодиод — Википедия

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Органический светодиод (англ. organic light-emitting diode, сокр. OLED) — полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, эффективно излучающих свет при прохождении через них электрического тока.

Основное применение OLED-технология находит при создании устройств отображения информации (дисплеев).

1,5-дюймовый (3,81 сантиметра) OLED-дисплей медиаплеера Creative ZEN V

Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкоплёночные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на анод положительного относительно катода напряжения поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом, катод отдаёт электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя или, другими словами, анод отдаёт дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой — положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к катоду, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации электрон теряет энергию, что сопровождается излучением (эмиссией) фотонов в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.

Схема 2-слойной OLED-панели: 1. Катод(−), 2. Эмиссионный слой, 3. Испускаемое излучение, 4. Проводящий слой, 5. Анод (+)

Прибор не работает при подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения. В этом случае дырки движутся к аноду, а электроны — в противоположном направлении к катоду, и рекомбинации дырок и электронов не происходит.

OLED-материалы делятся на микромолекулярные («small molecule» OLED), полимеры (Polymer Light Emitting Diodes — PLED) и гибриды первых двух видов^[1]. Основная разница в производстве светодиодов — в способе нанесения светоизлучающих кристаллов на подложку. SM-OLED изготавливаются методом вакуумного напыления, PLED — струйной печатью (более простая и дешёвая технология)^[2]. В конце 1990-х годов Universal Display Corporation (UDC) разработала фосфоресцирующие органические светодиоды, в которых слои дырок и электронов выполнены на основе растворимого в полимере фосфоресцирующего низкомолекулярного материала^[3]. Применение PHOLED диодов увеличивает яркость панелей в четыре раза по сравнению с традиционными OLED.

В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный оловом. Он прозрачен для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Катод часто изготовляют из металлов, таких как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствуя инжекции электронов в полимерный слой^[4].

Дисплеи на органических светодиодах встраиваются в смартфоны (например, Samsung Galaxy (note 8, J5, S9), Oneplus 5t, Google Pixel 2 и др.), планшеты, электронные книги, цифровые фотоаппараты, автомобильные бортовые компьютеры, в OLED-телевизоры, выпускаются небольшие OLED-дисплеи для цифровых индикаторов лицевых панелей автомагнитол, карманных цифровых аудиопроигрывателей, умных часов, фитнес-браслетов (XIAOMI Mi Band, Fitbit Charge 2, Garmin Vivosport). Потребность в преимуществах, демонстрируемых органическими дисплеями, с каждым годом растёт. Этот факт позволяет заключить, что в скором времени дисплеи, произведëнные по OLED-технологиям, с высокой вероятностью станут доминантными на рынке электроники.

В настоящее время OLED-технология применяется во многих узкоспециализированных разработках, например, для создания приборов ночного видения.

OLED может использоваться в голографии с высокой разрешающей способностью (volumetric display). 12 мая 2007 года на ЭКСПО-Лиссабон было представлено трёхмерное видео (потенциальное применение этих материалов).

Органические светодиоды используются как источники света. OLED находят применение как источники общего освещения (в ЕС — проект OLLA).

Преимущества

Яркость: OLED-дисплеи обеспечивают яркость излучения от нескольких кд/м² (для ночной работы) до очень высоких яркостей — свыше 100 000 кд/м². Причём их яркость регулируется в очень широком динамическом диапазоне. Так как срок службы дисплея обратно пропорционален его яркости, для приборов рекомендуется работа при низких уровнях яркости — до 1 000 кд/м².
Контрастность: OLED-дисплеи обладают бесконечной контрастностью 2 000 000:1^[5] и даже больше.
Энергопотребление: Сложно сравнивать что-либо по энергопотреблению с ЖК, так как жидкокристаллическая ячейка в рабочем режиме требует крайне малой величины тока. Однако вспомогательные средства, обеспечивающие её работу (аппаратные драйверы, подсветка), могут потреблять весьма много или, наоборот, очень мало, — определяется эксплуатацией, для которой предназначен тот или иной ЖК-дисплей. У OLED-дисплеев энергопотребление прямо пропорционально яркости и площади свечения.

В сравнении c плазменными дисплеями:

меньшие габариты и вес,
сравнительно низкое энергопотребление при той же яркости изображения,
возможность создания гибких экранов,
возможность создания экранов с бо́льшим разрешением к размеру,

В сравнении c жидкокристаллическими дисплеями:

OLED-дисплей Samstag, 2011

меньшие габариты и вес,
отсутствие необходимости в подсветке,
большие углы обзора — изображение видно без потери качества с любого угла,
мгновенный отклик (на несколько порядков быстрее, чем у ЖК) — по сути, полное отсутствие инерционности,
высокая контрастность,
возможность создания гибких экранов,
большой диапазон рабочих температур (от −40 до +70 °C^[6])^[1].

Недостатки

малый срок службы диодов синего свечения;
как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor-дисплеев;
неотработанность и, как следствие, дороговизна технологии по созданию больших и даже средних OLED-матриц.
дисплеи OLED очень чувствительны к воздействию влаги^[7].

Срок службы зелёного светодиода 130000 часов, красного — 50000 часов, синего — 15000 часов. Между сроком эксплуатации и яркостью изображения обратная зависимость: чем выше установлен порог яркости, тем меньше срок службы^[8]. Главная проблема, которую в настоящее время решают производители экранов, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, приводит к эффекту «выгорания» экрана.

Можно считать это временными трудностями становления новой технологии — «детскими болезнями», — поскольку разрабатываются новые долговечные люминофоры. Также растут мощности по производству матриц.

Французский учёный Андрэ Бернаноз (фр. André Bernanose) и его сотрудники открыли электролюминесценцию в органических материалах в начале 1950-х, прикладывая переменный ток высокого напряжения к прозрачным тонким плёнкам красителя акридинового оранжевого и хинакрина. В 1960 году исследователи из компании Dow Chemical разрабатывали управляемые переменным током электролюминесцентные ячейки, используя легированный антрацен.

Низкая электрическая проводимость таких материалов ограничивала развитие технологии до тех пор, пока не стали доступными более современные органические материалы, такие как полиацетилен и полипиррол. В 1963 году в ряде статей учёные сообщили о том, что они наблюдали высокую проводимость в допированном йодом полипирроле. Они достигли проводимости 1 См/см. К сожалению, это открытие было «потеряно». И только в 1974 году исследовали свойства бистабильного выключателя на основе меланина с высокой проводимостью во «включенном» состоянии. Этот материал испускал вспышку света во время включения.

В 1977 году другая группа исследователей сообщила о высокой проводимости в подобно окисленном и легированном йодом полиацетилене. В 2000 году Алан Хигер, Алан Макдиармид и Хидэки Сиракава получили Нобелевскую премию по химии за «открытие и исследование проводящих органических полимеров». Ссылок на более ранние открытия не было.

Первое диодное устройство на основе микромолекул было создано в 1980-х в компании Eastman Kodak Дэн Цинъюнем и Стивеном ван Слайком (англ. Steven Van Slyke) (сейчас технический директор компании Kateeva)^[9]. За изобретение OLED в 2014 году ученые вошли в шорт-лист лауреатов Нобелевской премии 2014 по химии^[10]. В феврале 1999 года корпорации Sanyo Electric и Eastman-Kodak образовали альянс для разработки и продвижения на рынке OLED-дисплеев.

Первый светоизлучающий полимер — полифениленвинилен (англ. Poly(p-phenylene vinylene)) — синтезировали в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета в 1989 году. В 1990 году в журнале Nature появилась статья учёных, в которой сообщалось о полимере с зелёной светимостью и «очень высоким КПД»^[11]. В 1992 году была образована компания Cambridge Display Technolodgy (CDT) по производству полимерных светоизлучающих материалов. С этого времени начали параллельно развиваться два направления производства светодиодов: на основе микромолекул (sm-OLED) и полимеров (P-OLED).

Недавно^{[когда?]} был разработан гибридный светоиспускающий слой, в котором используются непроводящие полимеры с примесью светоиспускающих проводящих молекул. Использование полимера даёт преимущества в механических свойствах без ухудшения оптических свойств. Светоиспускающие молекулы имеют ту же долговечность, как и в первоначальном полимере.

Технологические события[править | править код]

Разработки Samsung и LG Electronics

Летом 2009 южнокорейская компания LG сообщила о планах по началу коммерческого производства и продаж первого массового 15-дюймового телевизора, созданного по технологии органических светоизлучающих диодов. LG стала первым в мире производителем, освоившим технологию OLED для массового производства^[12]^[13].
На выставке CES 2012 Samsung и LG представили телевизоры OLED с диагональю 55 дюймов толщиной 7,6 мм и 4 мм, соответственно^[14]. Samsung испытывала технологические проблемы при производстве OLED-матриц — высокий уровень брака не позволил сразу выйти на рынок с массовым производством телевизоров по разумным ценам^[15]^[16].

LG за счёт более доступной технологии четырёхцветного пикселя WRGB смогла раньше представить более широкий и доступный ассортимент OLED TV.

На выставке IFA 2013 LG анонсировала первый в мире 4K OLED-телевизор с диагональю 77 дюймов^[17].
На выставке CES 2013 Samsung представила 4,99-дюймовый Super AMOLED дисплей с разрешением 1080 p^[18] и смартфон Samsung Galaxy S IV с гибким OLED-дисплеем^[19]. Во второй половине 2014 года Samsung Display начала производство гибких панелей AMOLED.

Разработки Sony

Sony XEL-1 (вид спереди)

Sony XEL-1 (вид сбоку)

На CES 2007 в Лас-Вегасе Sony представила 11-дюймовую (28 см, разрешение 960×540) и 27-дюймовую (68,5 см, разрешение HD в 1920×1080) модели, с контрастностью «миллион к одному» и полной толщиной 5 мм. Sony выпустила коммерческую версию этих мониторов (XEL-1) в Японии в декабре 2007 года.
25 мая 2007 Sony представила 2,5-дюймовый (6,3 см) гибкий экран FOLED толщиной 0,3 миллиметра. Было продемонстрировано видео на согнутом экране.
16 апреля 2008 Sony представила дисплей OLED толщиной 0,2 миллиметра и шириной 3,5-дюйма (9 см) с разрешением 320×200 пикселей и 11-дюймовый экран толщиной 0,3 мм с разрешением 960×540 пикселей.
В 2014 Sony заморозила производство и разработку собственных OLED-матриц, направив усилия на более коммерчески успешные 4K ULTRA HD LCD телевизоры^[20].
В 2017 году Sony представила линейку OLED-телевизоров с диагональю экрана 55, 65 и 77 дюймов, использующих матрицы производства LG. У флагманской модели Sony Bravia A1 дисплей с диагональю 55 дюймов содержит более 8 миллионов самосветящихся органических светодиодов^[21].

Другие компании

Телефон Samsung X120 — первый телефон с OLED-экраном, 2004 г.^{[источник не указан 147 дней]}

Смартфон Nokia N85, анонсированный в августе 2008 года и поступивший в продажу в октябре 2008 года — первый смартфон от финской компании с AM-OLED дисплеем.

Клавиатура «Оптимус Максимус» (Студия Лебедева), выпущенная в начале 2008 г. (прототипы), использует 48×48-пиксельные OLED-дисплеи (10,1×10,1 мм), встроенные в клавиши.

11 марта 2008 года GE Global Research продемонстрировала первый OLED, изготовленный в виде рулона^[22].

Chi Mei EL Corp of Tainan (Корпорация Тайнаня) продемонстрировала на конференции в Лос-Анджелесе (20-22 мая 2008 года) 25-дюймовые низкотемпературные прозрачные кремниевые OLED.

Epson в 2004 году выпустила 40-дюймовый дисплей.

Летом 2017 года специалистам корейского института передовых технологий KAIST удалось разработать дисплеи на органичных диодах, которые вплетаются в ткань^[23].

Рынок OLED-дисплеев медленно, но уверенно растёт. Основные производители: Samsung (27 %), Pioneer (20 %), RiTdisplay (18 %), LG Display (18 %)^[24].

На сегодня коммерческие OLED-телевизоры на мировом рынке выпускаются компаниями LG^[25] (первой начала продажи в Корее в феврале 2013 года, летом в США и Европе)^[26], Samsung^[27], Sony, Panasonic (с 2015 года), Toshiba, а также альянс компаний Matsushita Electric Industrial, Canon и Hitachi.

Ниже представлены самые известные производители матриц:

AU Optronics (англ.)русск. — краткое обозначение «B» например B101AW03, B156XW02, B173RW01
Chi Mei Optoelectronics (англ.)русск. — краткое обозначение «N» например N101L06-L02 Rev.C2, N156B6-L06 Rev.C1,
Chunghwa Picture Tubes — краткое обозначение «CLAA» например CLAA101NB03A,CLAA154WA05 V.1, CLAA156WB11
HannStar — краткое обозначение «HSD» например HSD089IFW1-A00, HSD101PFW2, HSD121PHW1
Hitachi — краткое обозначение «TX» например TX39D80VC1GAA, TX39D99VC1FAA, TX36D97VC1CAA 14.1″
Hosiden — краткое обозначение «HLD» например HLD1505-010120
Hyundai-BOEhydis — краткое обозначение «HT» например HT15X34-110
IDTech — краткое обозначение «ITX» например ITXG71D
Innolux (англ.)русск. — краткое обозначение «BT» например BT101IW03 V1, BT140GW01 V.2, BT156GW01 V.1
LG Philips — краткое обозначение «LP» например LP101WSA (TL)(B1), LP156Wh3 (TL)(Q1), LP173WD1 (TL)(A1),
NEC — краткое обозначение «NL» например NL10276AC28-01A
Quanta Display (англ.)русск. — краткое обозначение «QD» например QD12TL02 REV01, QD14TL01 REV.03, QD15TL02 Rev.01
Samsung — краткое обозначение «LTN» например LTN101NT02-101, LTN156AT02, LTN173KT01
Sanyo-Torisan — краткое обозначение «TM» например TM150XG-22L04B
Sanyo-Torisan — LG mobile price in Pakistan
Toshiba Matsushita — краткое обозначение «LTD» например LTD121EXVV, LTD133EWMZ, LTD133EE10000
Unipac — краткое обозначение «UB» например UB141X01-2

Ожидается, что на смену OLED-дисплеям могут прийти более эффективные и экономичные дисплеи TMOS (Time-Multiplexed Optical Shutter, «оптический затвор с временным мультиплексированием») — технология, которая использует инерционность сетчатки человеческого глаза.^[28]

Также идут разработки O-TFT (Organic TFT) — технологии органических транзисторов.

Основные направления исследований и разработок

Основные направления исследований разработчиков OLED-панелей, где на сегодняшний день есть реальные результаты:

PHOLED[править | править код]

PHOLED (англ.) (Phosphorescent OLED) — технология, являющаяся достижением Universal Display Corporation (UDC) совместно с Принстонским университетом и университетом Южной Калифорнии. Как и все OLED, PHOLED функционируют следующим образом: электрический ток подводится к органическим молекулам, которые испускают яркий свет. Однако, PHOLED используют принцип электрофосфоресценции, чтобы преобразовать до 100 % электрической энергии в свет^[29]. К примеру, традиционные флуоресцентные OLED преобразовывают в свет приблизительно 25—30 % электрической энергии^[3].

Из-за их чрезвычайно высокого уровня эффективности энергии, даже по сравнению с другим OLED, PHOLED изучаются для потенциального использования в больших дисплеях типа телевизионных мониторов или экранов для потребностей освещения. Потенциальное использование PHOLED для освещения: можно покрыть стены гигантскими PHOLED-дисплеями. Это позволило бы всем комнатам освещаться равномерно, вместо использования лампочек, которые распределяют свет неравномерно по комнате. Или мониторы-стены или окна — удобно для организаций или любителей поэкспериментировать с интерьером.

Также к преимуществам PHOLED-дисплеев можно отнести яркие, насыщенные цвета, а также достаточно долгий срок службы^{[какой?]}.

TOLED[править | править код]

TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) — технология, позволяющая создавать прозрачные (Transparent) дисплеи, а также достигнуть более высокого уровня контрастности.

Прозрачные TOLED-дисплеи: направление излучения света может быть только вверх, только вниз или в оба направления (прозрачный). TOLED может существенно улучшить контраст, что улучшает читаемость дисплея при ярком солнечном свете.

Так как TOLED на 70 % прозрачны при выключении, то их можно крепить прямо на лобовое стекло автомобиля, на витрины магазинов или для установки в шлеме виртуальной реальности. Также прозрачность TOLED позволяет использовать их с металлом, фольгой, кремниевым кристаллом и другими непрозрачными подложками для дисплеев с отображением вперед (могут использоваться в будущих динамических кредитных картах). Прозрачность экрана достигается при использовании прозрачных органических элементов и материалов для изготовления электродов.

За счёт использования поглотителя с низким коэффициентом отражения для подложки TOLED-дисплея контрастное отношение может на порядок превзойти ЖКИ (мобильные телефоны и кабины военных самолётов-истребителей).

По технологии TOLED также можно изготавливать многослойные устройства (например, SOLED) и гибридные матрицы (Двунаправленные TOLED TOLED делают возможным удвоить отображаемую область при том же размере экрана — для устройств, у которых желаемый объём выводимой информации шире, чем существующий).

FOLED[править | править код]

FOLED (Flexible OLED) — главная особенность — гибкость OLED-дисплея. Используется пластик или гибкая металлическая пластина в качестве подложки с одной стороны, и OLED-ячейки в герметичной тонкой защитной плёнке — с другой. Преимущества FOLED: ультратонкость дисплея, сверхнизкий вес, прочность, долговечность и гибкость, которая позволяет применять OLED-панели в самых неожиданных местах. (Раздолье для фантазии — область возможного применения OLED весьма велика).

SOLED[править | править код]

Stacked OLED — технология экрана от UDC (сложенные OLED). SOLED используют следующую архитектуру: изображение подпикселей складывается (красные, синие и зелёные элементы в каждом пикселе) вертикально вместо того, чтобы располагаться рядом, как это происходит в ЖК-дисплее или электронно-лучевой трубке.

В SOLED каждым элементом подпикселя можно управлять независимо. Цвет пикселя может быть отрегулирован при изменении тока, проходящего через три цветных элемента (в нецветных дисплеях используется модуляция ширины импульса). Яркостью управляют, меняя силу тока.

Преимущества SOLED: высокая плотность заполнения дисплея органическими ячейками, посредством чего достигается хорошее разрешение, а значит, высококачественная картинка.

Passive/Active Matrix (AMOLED)[править | править код]

Каждый пиксель цветного OLED-дисплея формируется из трёх составляющих — органических ячеек, отвечающих за синий, зелёный и красный цвета.

В основе OLED — пассивные и активные матрицы управления ячейками.

Пассивная матрица представляет собой массив анодов, расположенных строками, и катодов, расположенных столбцами, каждое пересечение является OLED-диодом. Чтобы подать заряд на определённый органический диод, необходимо выбрать нужный номер катода и анода, на пересечении которых находится целевой пиксель, и пустить ток. Чем большее подано напряжение, тем ярче будет светимость пиксела. Используется в монохромных экранах с диагональю 2—3 дюйма (дисплеи сотовых телефонов, электронных часов, различные информационные экраны техники).

Активная матрица: как и в случае LCD-мониторов, для управления каждой ячейкой OLED используются транзисторы, запоминающие необходимую для поддержания светимости пикселя информацию. Управляющий сигнал подается на конкретный транзистор, благодаря чему ячейки обновляются достаточно быстро. Используется технология TFT (Thin Film Transistor) — тонкоплёночного транзистора. Создается массив транзисторов в виде матрицы, который накладывается на подложку прямо под органический слой дисплея. Слой TFT формируется из поликристального или аморфного кремния.

↑ ¹ ² Курышев Е. OLED (рус.). hifinews.ru (29 октября 2005). Дата обращения 15 марта 2019.
↑ Самарин А. OLED-дисплеи: от мифов к реальности // Компоненты и технологии : журнал. — 2007. — № 2.
↑ ¹ ² Романова И. Органические светодиоды. Новые материалы, новые технологии // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес : журнал. — 2012. — № 6. — С. 50—56.
↑ R. H. Friend, R. W. Gymer, A. B. Holmes, J. H. Burroughes, R. N. Marks, C. Taliani, D. D. C. Bradley, D. A. Dos Santos, J. L. Brédas, M. Lögdlund, W. R. Salaneck, Electroluminescence in conjugated polymers, Nature 1999, 397, 121
↑ Всё об iPhone 11, iPhone 11 Pro и iPhone 11 Pro Max: характеристики, фото и цены в России (неопр.). https://hitech.vesti.ru/.+Дата обращения 1 ноября 2019.
↑ OLED (рус.) (20 апреля 2006). Дата обращения 7 января 2010. Архивировано 14 февраля 2012 года.
↑ Специалистам Holst Centre удалось создать действительно гибкую панель OLED //IXBT.com, ноя 2017
↑ Какой срок службы работы OLED и QDLED (SUHD) дисплеев (рус.). SmartTVnews (9 апреля 2016). Дата обращения 15 марта 2019.
↑ Tang, C. W.; VanSlyke, S. A. Organic electroluminescent diodes (рус.) // Applied Physics Letters : журнал. — 21.09.1987. — Т. 51, вып. 12. — С. 913—915.
↑ Thomson Reuters Predicts Nobelists (англ.) // The Scientist : журнал. — 25 сентября 2014.
↑ Burroughes, J. H.; Bradley, D. D. C.; Brown, A. R.; Marks, R. N.; MacKay, K.; Friend, R. H.; Burns, P. L.; Holmes, A. B. Light-emitting diodes based on conjugated polymers (англ.) // Nature. — 1990. — Vol. 347, no. 6293. — P. 539. — DOI:10.1038/347539a0. — Bibcode: 1990Natur.347..539B.
↑ OLED-телевизоры скоро станут дешевле ЖК (рус.) (недоступная ссылка). CNEWS (2 ноября 2009). Дата обращения 15 марта 2019. Архивировано 27 сентября 2011 года.
↑ В ноябре LG Electronics начнет продажи AMOLED-телевизоров // 31.08.2009.
↑ CES 2012: Samsung и LG показали самые большие в мире OLED-панели Архивная копия от 13 января 2012 на Wayback Machine (11 января 2012 г.)
↑ Is OLED dead? The great hope for TV tech is fading fast (рус.). TechRadar (15 сентября 2014). Дата обращения 20 марта 2019.
↑ Samsung stops making OLED TVs due to LG’s dominance (рус.). GSMArena Blog (14 апреля 2014). Дата обращения 20 марта 2019.
↑ LG Unveils Massive 77-Inch Curved OLED 4K HDTV (рус.). PCMag.com (6 сентября 2013). Дата обращения 20 марта 2019.
↑ По следам CES 2013: компания Samsung готовит 4,99″ дисплей Super AMOLED (рус.). Tom’s HardWare (15 января 2013). Дата обращения 18 марта 2019.
↑ CES 2013: продемонстрирован прототип смартфона Samsung с гибким OLED-дисплеем (рус.). Tom’s HardWare (11 января 2013). Дата обращения 18 марта 2019.
↑ Sony benches OLED TVs for 4K sets (рус.). Nikkei Asian Review (13 мая 2014). Дата обращения 20 марта 2019.
↑ Технические характеристики А1 (рус.). Sony. Дата обращения 20 марта 2019.
↑ Органические световые панели теперь печатают как газеты (рус.). membrana.ru (13 марта 2008). Дата обращения 20 марта 2019.
↑ Корейские ученые создали OLED-дисплей, интегрированный в ткань (рус.). bad (9 августа 2017). Дата обращения 18 марта 2019.
↑ Телевизор как обои: миллиметровая новинка от LG (рус.). Вести. Экономика (20 мая 2015). Дата обращения 18 марта 2019.
↑ LG OLED ТВ (рус.). LG. Дата обращения 15 марта 2019.
↑ Все телевизоры LG 2013 (рус.). HDTV.ru. Дата обращения 15 марта 2019.
↑ ТВ, мониторы и аудио Samsung (рус.). Samsung News. Дата обращения 15 марта 2019.
↑ На смену LCD и OLED дисплеям идут более эффективные и экономичные дисплеи TMOS // NanoWeek, 27 октября — 2 ноября 2009г, No. 86
↑ Adachi, C.; Baldo, M. A.; Thompson, M. E.; Forrest, S. R. Nearly 100% internal phosphorescence efficiency in an organic light-emitting device (англ.) // Journal of Applied Physics : journal. — 2001. — Vol. 90, no. 10. — P. 5048. — DOI:10.1063/1.1409582.

Маркировка светодиодных ламп | Te4h

Точно так же как и у пищевых продуктов, у светодиодных ламп есть своя этикетка и маркировка. Это нужно для того чтобы вы лучше понимали что покупаете. Также цель маркировки — сделать покупку светодиодных ламп проще по сравнению с лампами накаливания и КЛЛ компактными люминесцентными лампами.

Чтобы помочь потребителям оценить характеристики ламп, правительство США выдало закон о независимости и энергетической безопасности. Этот закон был направлен на то, чтобы ужесточить требования, по которым будет составляется маркировка светодиодных ламп. Сейчас этот закон стал стандартом для всех производителей Европы. Маркировка позволяет потребителям выбрать светодиодную лампу оценивая ее яркость свечения и стоимость эксплуатации, а не только номинальную мощность и стоимость изделия.

В этой статье мы попытаемся разобрать какая бывает маркировка светодиодных ламп, что пишут производители на упаковках и самое главное, что все это значит. Попытаемся понять, как ориентируясь на эту информацию можно выбрать светодиодное освещение для дома.

Содержание статьи:

Упаковка светодиодной лампы

Первое место, где будет размещена маркировка, естественно, это упаковка самой лампы. Здесь находится вся необходимая нам информация. Правда, не всегда понятно что с ней делать и как понимать.

Рассмотрим несколько примеров упаковок:

Маркировка светодиодных ламп

Как видите, на каждой из них есть похожие показатели, это яркость лампы в люменах, ее потребляемая мощность, цветопередача, температура цвета, а также еще несколько непонятных пиктограмм. Но давайте обо всем по порядку.