обзор новых решений и тенденций

В последнее десятилетие отмечается интенсивное развитие технологий освещения. Приобретают все более широкую популярность светодиодные приборы, которые обеспечивают качественное освещение объектов, отличаются длительным сроком эксплуатации и экономичностью в использовании. Высокая конкуренция заставляет производителей светодиодов снижать стоимость своей продукции и расширять ее функциональные возможности.

Тенденции XXI века в сфере освещения помещений

XXI век ознаменовался развитием новых технологий светодиодного освещения, которые по своей эффективности существенно опережают лампы накаливания и люминесцентное оборудование. Ученые разных стран проводят исследования материалов и методов производства светодиодов (СД), что позволяет активно совершенствовать продукцию. К преимуществам светодиодных осветительных приборов можно отнести нижеследующие характеристики.

Энергоэффективность и экономичность

Светодиоды значительно более экономичные источники света, чем аналоги. Так, светоотдача СД составляет 120–150 люмен/ватт, в то время как у люминесцентных ламп этот показатель всего 60–100, а у ламп накаливания и галогеновых — всего 10–24.

Использование светодиодов позволяет экономить финансовые средства на профилактических и ремонтных мероприятиях. Также отсутствует риск перегрузки электросетей при включении светильников, а потери на линиях питания сводятся к минимуму. Это объясняется тем, что ток, потребляемый СД-устройствами, равен 0,6–0,9 А (у газовых приборов — порядка 2,2 А).

Экологичность и безопасность

Данное оборудование является экологически чистым и не требует особых условий обслуживания и утилизации. Оно пожаро- и электробезопасно, может использоваться под водой и в помещениях с высокой влажностью. Также СД, в отличие от люминесцентных аналогов, не выделяют ртутных паров и не содержат фосфор. У них отсутствует отрицательный эффект низкочастотных пульсаций, вызывающих усталость глаз.

Стабильность и длительность работы

Средний срок работы светодиодов составляет порядка 50 000 часов, что в 10–100 раз больше, чем у ламп накаливания. Кроме того, световой поток и сила света СД не изменяются со временем (у традиционных ламп отмечается снижение светового потока на 40–60% уже в первые месяцы использования).

Эти осветительные приборы оснащаются корпусами из алюминиевых сплавов и поликарбонатными стеклами, благодаря чему отличаются прочностью, надежностью и виброустойчивостью. Они работают в широком диапазоне — 80–230 В, поэтому исправно функционируют в условиях перепадов напряжения. Так, если напряжение снижается до 110 В, обычные лампы выключаются, а СД-устройства продолжают выполнять свои функции (хотя их яркость уменьшается).

Светодиодные светильники лучшим образом зарекомендовали себя в суровых погодных условиях. Традиционные лампы, используемые для освещения улиц, неудовлетворительно запускаются при температуре воздуха -20°С. А светодиоды исправно работают при температуре до -60°С.

Повышение качества цветопередачи

Высокая контрастность излучения, которая обеспечивается СД-светильниками, позволяет повысить четкость освещаемых объектов и улучшить цветопередачу (ее индекс составляет 75–85 Ra, у ламп накаливания — 68, у натриевых светильников — 25). КПД использования светового потока в данных осветительных приборах достигает 100%, в то время как у стандартных уличных светильников он не превышает 75%.

Интеллектуальная управляемость

Передовые разработчики осветительного оборудования предлагают приборы, контролировать работу которых можно, например, посредством мобильных устройств. В частности, пользователь имеет возможность программировать включение и выключение светильников, настраивать режимы работы для различных жизненных ситуаций, изменять цвет излучения и др.

Расширение сфер применения светодиодного освещения и активное развитие LED-технологий

Благодаря активному развитию световых технологий, светодиодные светильники начали активно использоваться в жилых и офисных помещениях, а также на улицах. СД-приборы используются для организации нестандартных осветительных систем, для подсветки рекламных щитов и витрин, элементов ландшафтного дизайна, фасадов зданий.

Новые технологии светодиодного освещения: инновационные разработки и решения

Активное развитие энергосберегающих технологий светодиодного освещения привело к тому, что мировой объем продаж СД-устройств еще в 2013 году возрос до 14,4 миллиардов долларов, а к 2018 году может достигнуть 25,9 миллиардов. Увеличению темпов роста продаж способствует уменьшение цен на светодиоды до такого уровня, который делает выгодной замену традиционных ламп на светодиодные. Если до 2012 года СД наиболее активно использовались для подсветки дисплеев и экранов телевизоров, то сейчас более 50% рынка приходится на эти осветительные системы.

Основной объем продаж СД-устройств обеспечивают японские (Nichia Corporation, Everlight Electronics и др.) и южнокорейские (Seoul Semiconductor, LG и др.) производители. На долю первых приходится порядка 27–32% рынка, а на долю вторых — около 26–27%. В США рост продаж обеспечивают 3 компании — Cree, Veeco Instruments, Applied Materials, в Европе — только одна — Philips Lighting (Нидерланды). На долю восьми вышеперечисленных производителей приходится порядка 68% продаж СД-техники. Однако в последние годы в обеспечение роста продаж активно включились предприятия из Тайваня (13 компаний) и Китая (9 предприятий).

В развитии технологий освещения отмечаются такие тенденции, как консолидация производителей (обусловленная снижением цен на товары, а, соответственно, и прибылей), интеллектуализация продукции, рост продаж устройств средней и высокой мощности, развитие сферы производства источников питания для светодиодов. Сегодня ученые работают над внедрением следующих инновационных решений.

GaN-светодиоды на кремниевых подложках: на шаг вперед

Эта технология освещения обеспечивает отличную светоотдачу, а, соответственно, высокую яркость света и экономичность использования электроэнергии. Изначально при производстве применялись достаточно дорогие сапфировые подложки, но затем им на смену пришли более доступные по цене кремниевые. Они примерно на 30% дешевле сапфировых, однако вопрос о целесообразности их массового производства пока не решен, так как устройства с кремниевыми подложками оснащаются дорогостоящими источниками питания и оптикой. Соответственно, стоимость конечного продукта снижается незначительно. Разработкой технологий GaN-светодиодов на подложках диаметром 100 и 150 мм в настоящее время занимаются компании Toshiba, LatticePower, Aledia, BridgeLux, Azzurro Semiconductors, Plessey и ARC Energy.

GaN-светодиоды на GaN-подложках: технология будущего

Это еще одна активно развивающаяся современная технология, которая выгодно отличается от технологии с кремниевыми подложками более высоким качеством цветопередачи и интенсивностью светового потока (у GaN-на-GaN изделий он в 5–10 выше, чем у СД GaN-на-Si и GaN-на-SiC). Разработкой данной технологии занимается, в частности, компания Soraa. По мнению специалистов этого предприятия, использование «родной» GaN-подложки дает возможность упростить процесс изготовления светодиодов и снизить себестоимость продукции.

LED SlimStyle: тоньше — значит лучше

Компании Philips и NliteN разрабатывают технологи производства светодиодных ламп SlimStyle . Заявленная стоимость этого изящного изделия составляет менее 10 долларов. Оно отличается тонкостью и легкостью, а также относительно невысокой стоимостью производства. Основная особенность таких ламп — наличие дискообразного теплоотвода, на котором расположены 26 светодиодов. Яркость свечения устройства — 800 лм, мощность — 10,5 Вт.

Лампа излучает мягкий белый свет, срок ее службы составляет примерно 3 года (и это главная причина сомнений в том, что конкурентоспособность продукта будет высокой, так как срок эксплуатации конкурирующих изделий может достигать 10 лет). Разработчики считают, что это СД-устройство может найти применение для освещения квартир и домов.

Источники питания светодиодов по переменному току: проще и эффективнее

При разработке новых технологий освещения уделяется внимание и источникам питания. Так, традиционно для обеспечения равномерного (без мерцания) освещения применяются источники питания на постоянном токе, обеспечивающие защиту светодиодного светильника от короткого замыкания, перегревания и перепадов напряжения.

Но в последнее время намечается тенденция к использованию источников переменного тока. К их преимуществам относится простота архитектуры и способность избавлять светодиоды от таких недостатков как низкая мощность и значительные нелинейные искажения. Разработкой и внедрением источников питания по переменному току занимаются компании Seoul Semiconductor (серия Acriche) и Lynk Labs (серия Tesla).

LED с возможностью настройки цвета

Современные световые технологии позволяют проектировать СД-светильники для получения любого цвета в видимом диапазоне. Полный спектр цветов излучают фиолетовые и синие светильники. Востребованы цветные приборы, прежде всего, для оформления автомашин, торговых и жилых помещений.

Так, Philips производит комплекты СД-ламп Hue , излучение которых (интенсивность, цвет) можно контролировать при помощи мобильных приложений. В комплекте — три лампы и концентратор. Пользователь может программировать график включения и выключения устройств, режимы их работы в различных жизненных ситуациях (работа, отдых и др.). Цвет излучения можно выбрать из палитры или даже с фотографии. Но есть у таких комплектов существенный недостаток — стоимость, достигающая 200 долларов. Этот фактор пока препятствует широкому распространению подобного оборудования.

Human Centric Lighting (HCL): освещение и биоритмы

Разработчики стремятся адаптировать технологии освещения жилого помещения к особенностям человеческого организма, поэтому появились светильники с управляемым цветом излучения. Использование такого оборудования позволяет организовать освещение, которое благоприятно влияет на здоровье человека, в частности, на биоритмы, от которых, по утверждениям исследователей (в рамках программы «Освещение, ориентированное на человека»), в некоторой степени зависит вероятность развития ожирения, диабета и онкологических заболеваний. Эта программа пользуется особой популярностью в США и Европе. Она затрагивает вопросы улучшения настроения, повышения внимания и работоспособности, нормализации режима сна и бодрствования и др. Светодиоды в HCL-светильниках обеспечивают управление цветовой температурой и потоком света. По прогнозам специалистов ассоциации LightingEurope , к 2020 году такие устройства составят около 7% рынка осветительных приборов.

Таким образом, современные технологии систем освещения позволяют пользователям снижать затраты на покупку и обслуживание осветительного оборудования. А наметившаяся интеллектуализация устройств уже сегодня дает возможность дистанционно управлять осветительными системами и настраивать их работу под собственные нужды.

Подсветка led: характеристики

Светодиодная подсветка  применяется сейчас практически повсюду. С их помощью подсвечивают матрицы мониторов для компьютеров и экранов современных телевизоров, а также их широко используют в автомобильной, строительной сфере, на производстве прочее. Технологии led относятся к инновациям. Они созданы для дополнительного комфорта пользователей. В виду своих положительных характеристик LED – технологии (светодиоды) постепенно вытесняют другие осветительные приборы из строительного рынка.

Содержание статьи

Основные преимущества применения светодиодов в ЖК телевизорах

Светодиодная подсветка выделяется среди своих аналогов через массу достоинств:

• Высокое качество. Диоды с помощью силы электрического тока образовывают световое излучение. При этом потери энергии практически минимальные. То есть на выходе получается чистый дневной свет без желтоватого оттенка, как от люминесцентной лампы. Данная характеристика LED – технологии обеспечивает регулирование контрастности экранов ЖК телевизоров.
• Экономия. Затраты на потребление телевизором электроэнергии снижаются в разы, если в приборе применена LED – технология. Люминесцентные лампы, в отличии от светодиодов, работают постоянно, поэтому у них меньший срок эксплуатации.
• Компактность. За счет применения светодиодов в производстве телевизоров удалось значительно изменить габариты корпуса ЖК приборов. Они стали тоньше почти в два раза.

Основные типы LED – подсветки в ЖК телевизорах

Светодиоды могут быть расположены на экране различными способами. Поэтому LED – подсветка разделяется на два основных типа:

• По периметру. Светодиоды размещаются по контуру экрана телевизора. Преимущества этой LED – подсветки – низкие затраты денежных средств при производстве; такое размещение светодиодов позволяет добиться минимальной толщины корпуса телевизора (4 см). Минус – освещенность некоторых участков экрана может быть недостаточной.
• Равномерный. Светодиоды расположены по всей поверхности экрана. Применение данной LED – подсветки позволяет улучшить качество изображения. С равномерным распределением светодиодов стало возможным создание локального затемнения.

LED – технологии или стандартные осветительные приборы

Светодиоды имеют большое  количество положительных характеристик. Основными из них есть:

• Устойчивость к различным разрушительным воздействиям. Светодиоды «не боятся» вибрации, малых и средних ударов, воды,  низких температур прочее.
• Высока эффективность. При малых затратах энергии светодиоды дают хорошее освещение.
• Безопасность. В производстве LED – подсветки используют экологически чистые продукты, которые не содержат и не выделяют в процессе эксплуатации вредных веществ для здоровья человека и животных. Люминесцентные лампы часто имеют в своем составе ртуть.
• Длительный срок эксплуатации. Так как светодиоды работают в экономном режиме, то служат дольше, чем обычные лампы с нитью накаливания или холодным катодом.

Ложка дегтя

LED – подсветка также имеет несколько недостатков, но в скором времени производители обещают их устранить:

• Плохая устойчивость к воздействию высоких температур. Когда это происходит, полупроводник распадается, а источник света мутнеет.
• Узкий спектр светового излучения. В некоторых случаях он играет даже на руку. Производители ЖК телевизоров и мониторов активно работают над данной проблемой и дают гарантии, что она будет удалена за минимальное количество времени.

Эксплуатационные характеристики LED – подсветки позволяют делать выбор в пользу современных технологий. К сожалению, испытания по поводу негативного воздействия светового излучения от диодов на человеческие глаза не проводилось, поэтому достоверно нельзя узнать о том, есть ли от этого какой-либо вред.

Причины замены обычных ламп на светодиодные в производстве экранов и мониторов

Факторы, которые повлияли на разработку LED – технологий:

• Плохая четкость изображения в телевизорах старых моделей. При постоянной люминесцентной подсветки сложно достичь глубокого черного цвета.
• Сильно ограниченная цветовая гамма, что дает тусклую картинку на экране.
• Минимальный срок службы люминесцентных ламп и сложность их утилизации. Их нельзя выкидывать в общий контейнер с мусором.
• Занижены эксплуатационные характеристики люминесцентных ламп, а также их аналогов.

Светодиодную подсветку используют как для местного, так и общего освещения помещений. LED – технологии используют для лучшей видимости рабочих поверхностей. Светодиоды также применяют для разводки аварийного освещения. LED – технологии давно освоили дизайнеры. Они часто применяют данное освещение в своих уникальных проектах. Светодиоды очень выгодны в эксплуатации. Они не требуют особого ухода и позволяют экономить.

Всё про OLED телевизор — что это, виды Олед дисплеев, плюсы и минусы, срок службы. LED vs OLED что же лучше?

Содержание статьи:

1. Что такое OLED телевизор?
2. История появления OLED телевизоров
3. Виды OLED дисплеев
4. Может ли Олед воспроизводить 3D?
5. Выгорают ли пиксели на OLED-экранах?
6. Преимущества и недостатки технологии OLED
7. OLED телевизоры и LED, в чем разница?
8. Ситуация с OLED телевизорами на 2019 год, перспективы OLED технологии

Что такое OLED телевизор?

OLED (organic light-emitting diode) телевизоры — получили инновационные дисплеи, которые состоят из органических светодиодов. Такие прогрессивные диоды излучают свет во время прохождения через них электрического тока. Они полностью состоят из органических материалов. Причем светоизлучение осуществляет каждый отдельный пиксель. Поэтому данным телевизорам совершенно не нужна подсветка экрана. Когда через пиксель проходит электричество, то он моментально становится действительно ярким. Если же подачи тока нет, то перед глазами пользователя предстает настоящий черный цвет.

OLED-экраны выделяются благодаря невероятным показателям яркости и контрастности. Достаточно посмотреть на едва светящийся диод, чтобы увидеть существенную разницу в сравнении с LED-матрицами. Технология органических светодиодов подразумевает и мгновенное изменение цветов, так как кристаллы двигаются гораздо быстрее. Благодаря расширенному цветовому диапазону OLED обеспечивает невероятно насыщенное изображение. А минимальные размеры светодиодов позволили конструировать очень тонкие экраны, что благоприятно отразилось на компактности источников отображения картинки.

История появления OLED телевизоров

В 2012 году компании LG и Samsung представили первые модели OLED-телевизоров. Несколько позже к производству подобных панелей подключилась и Sony. На тот момент это была настоящая революция, ведь покупателям обещались невиданные возможности. Изначально речь шла о двух разных технологических подходах к реализации данных телевизоров. Так, самый ранний вариант подразумевал использование трехцветных диодов RGB. Причем LG применяла даже четыре цвета (WRGB). Но такая технология производства оказалась несовершенной. Второй вариант оказался более успешный. В этом случае пиксель излучал белый цвет. Стоит отметить, что и сегодня эта технология успешно используется во многих OLED телевизорах.

Именно благодаря громким анонсам OLED-телевизоров от Samsung и LG выставка CES 2012 представляла особый интерес. К своеобразной «гонке вооружений» подключились и другие известные компании — Sony, Toshiba, Panasonic. Постепенно начал расширяться и модельный ряд. А в 2013 году мир увидел первые OLED-матрицы с 4K-разрешением. При этом практически все представленные модели телевизоров OLED с 2012 года и по сей день относятся к премиальному сегменту, цена на которые начинается от нескольких тысяч долларов и выше.

Виды OLED дисплеев

В настоящее время существуют следующие виды OLED-экранов:

1. AMOLED. В этом случае органические ячейки, которые формируют красный, синий и зеленый цвета, являются основой активной или пассивной AMOLED-матрицы. Именно так формируются отдельные пиксели цветного экрана. Часто встречаются в смартфонах и остальных мобильных гаджетах.
2. TOLED. Данная технология применяется для реализации прозрачных экранных панелей. Их можно закреплять на очках виртуальной реальности, магазинных витринах, лобовых стеклах машин и так далее. Применяются вместе и с непрозрачными подложками.
3. PHOLED. Технология, использующая принцип электрофосфоресценции, когда вся электрическая энергия преобразовывается в свет. PHOLED-дисплей могут применяться для установки в огромные телевизоры, либо же выступать в качестве мощнейшего источника освещения. Как правило, из них делают гигантские стены-мониторы и другие инсталляции для корпоративных клиентов.
4. SOLED. Эта архитектура подразумевает вертикальное расположение подпикселей для создания изображения. Причем любой элемент подпикселя является независимым. Органические ячейки очень плотно заполняют площадь экрана, что обеспечивает высочайший уровень детализации при помощи повышенного разрешения.
5. FOLED. Так как в роли подложки выступает металлическая или пластиковая пластина, то FOLED-дисплей считаются чрезвычайно гибкими. Этого удалось достичь и при помощи герметично закрытых ячеек, находящихся в специальной защитной пленке. Это позволяет делать дисплеи максимально тонкими и легкими.

Может ли Олед воспроизводить 3D?

Технология OLED полностью поддерживает режим 3D. Более того, такая связка использовалась в некоторых телевизорах, которые выпускались ранее. В этом плане нет никаких отличий от LED-экранов. При этом с 2017 года практически все крупные производители полностью отказались от 3D в своих устройствах. Поэтому новейшие OLED-телевизоры лишены каких-либо 3D-функций.

Выгорают ли пиксели на OLED-экранах?

Эффект «выгорания» пикселей хорошо знаком владельцам устаревших плазменных телевизоров. Это могло происходить следующим образом. Обладатель такого прибора регулярно смотрел определенные передачи или телевизионные каналы. Со временем области с логотипами или другими статичными элементами изображения начинали выгорать. В этих местах появлялись заметные следы, которые оставались навсегда. Этим грешили многие плазменные панели, выпускавшиеся на заре развития технологии. Потом производители постепенно научились «обходить» эту неприятность при помощи специальных настроек и хитрых инструментов.

Что касается OLED-экранов, то пиксели в них способны выгорать, это признанный факт. Но этот эффект не постоянный, а временный. Например, если вы нажмете на паузу во время прохождения видеоигры, а затем уйдете на час-два по своим делам, то после возвращения наверняка увидите «отпечатавшиеся» следы. Они останутся некоторое время на экране, а потом незаметно пропадут.

Ранние OLED телевизоры выгорают гораздо быстрее из-за недоработанной RGB-технологии, которая применялась в первые годы развития таких матриц. Естественно, что длительном использовании устройства органические светодиоды достаточно быстро теряли цвет. Так, в 2013 году срок службы пикселей Олед экранадостигал 30-35 тысяч часов. Сегодня этот показатель перевалил за 100 тысяч часов, что намного больше прежнего результата. В 2019 году презентовали модели в которых уже и вовсе нет проблем с выгоранием пикселей.

Преимущества и недостатки технологии OLED

Плюсы:

• Контрастность. Благодаря практически бесконечному уровню контрастности (более 1000000:1) с OLED телевизорами не может тягаться ни одна существующая технология. Сочность картинки просто поражает воображение.
• Яркость. Широчайший динамический диапазон обеспечивает необходимый уровень яркости в любое время суток. Ночью значения яркости могут достигать нуля, а в солнечную погоду составлять 100 000 кд/м² и выше. В стандартных ситуациях 2000-3000 кд/м2 хватает с большим запасом.
• Потребление электроэнергии. В плане энергопотребления OLED можно с легкостью сравнить с LED-матрицами. Более того, органические диоды потребляют даже несколько меньше энергии, нежели технологии-конкуренты.
• Углы обзора. Изображение четко видно под самыми разными углами обзора без потери качества.
• Отсутствие подсветки. Особенности технологии избавили производителей OLED-телевизоров от необходимости устанавливать дополнительную подсветку, которая способна ухудшить восприятие картинки на экране.
• Гибкость. OLED-матрицы могут быть практически любой формы и конструкции. Благодаря своей чрезвычайной гибкости такие дисплеи могут закругляться как угодно.

Минусы:

• Высокая цена. На данный момент все телевизоры с OLED-матрицами стоят очень дорого. Они полностью заняли премиальный класс, который многим потенциальным покупателям не по карману.
• Срок службы. Большая часть уже выпущенных OLED телевизоров не может похвастаться длительным сроком службы. Особенно эти относится к диодам, которые обладают синим свечением.
• Чувствительность к влаге. Такие экраны очень чувствительно относятся к влаге, моментально выходя из строя из-за попадания любой жидкости внутрь устройства.

OLED телевизоры и LED, в чем разница?

LED-телевизоры более дешевые, так как технология их производства уже давно выработана и отшлифована. Они могут быть такими же тонкими и легкими, если сравнивать с дисплеями OLED. Важной разницей станет отображение черного цвета. В этом плане OLED телевизоры находятся на безоговорочном первом месте, потому что лишены подсветки. Органические светодиоды выигрывают и в плане отзывчивости, обладая мгновенным откликом.

Невероятные показатели насыщенности и контрастности делают картинку более качественное, нежели это могут продемонстрировать LED-приборы.

Ситуация с OLED телевизорами на 2019 год, перспективы OLED технологии

Как мы уже отмечали, OLED-телевизоры являются действительно дорогостоящими. Причем такая ситуация сохраняется уже довольно долго. И совершенно непонятно, а будет ли вообще серьезное удешевление этой почти эталонной технологии. Ведь при всех своих неоспоримых достоинствах именно стоимость является важным отталкивающим фактором в отношении покупки данных телевизоров.

В ближайшем будущем телевизоры с органическими диодами без сомнений будут считаться лучшими по многим показателям. Они будут выпускаться ведущими брендами, а также технологически совершенствоваться. Но дальше пяти ближайших лет загадывать бессмысленно, так как на смену OLED могут придти более экономичные экраны TMOS, в основе которых лежит инерционность сетчатки глаза человека. Также ведется активная работа над созданием органических транзисторов (O-TFT), способных изменить соотношение сил на рынке телевизоров.

Читайте также

• 
• 
• 
• 

Технология производства светодиодов

В докладе на открытии 26 конференции Международной Комиссии по Освещению в Пекине было отмечено, что общее направление работы светотехнической научной общественности должно быть направлено на сокращение энергопотребления и уменьшение загрязнения окружающей среды. То есть речь идет не об уменьшении освещённости, а о более рациональном и эффективном использовании освещения. Одним из наиболее перспективных шагов на этом пути, является разработка и использование энергоэкономичных источников света – светодиодов.

Светодиод – полупроводниковый диод, излучающий свет при прохождении тока через p-n–переход. Чтобы p-n-переход излучал свет, должны выполняться следующие два условия. Во-первых, ширина запрещённой зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона, а во-вторых, вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой. Для этого 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 их соблюсти, одного р-n-перехода в кристалле недостаточно. Приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры. Их называют гетероструктуры (именно за изучение гетероструктур академик Алферов получил Нобелевскую премию). Это послужило новым этапом в развитии технологий изготовления светодиодов.

Производство светоизлучающих диодов сталкивается с некоторыми трудностями. Поскольку создание светодиодов — это динамично развивающаяся отрасль светотехнической промышленности, то сложившихся законов и правил их применения пока не существует. Нет нормативной документации, относящейся к процессу производства и использования светодиодов. Каждое крупное производство старается найти свои критерии отбора продукции, но, к сожалению, некаких международных соглашений не существует. Хотя в этом направлении в последнее время ведется активная работа и достигнуты хорошие результаты, надо понимать, что создание единых требований к светодиодной технике – дело не одного года. Чтобы понять, в чем сложность создания подобной документации, следует ознакомиться с технологией производства.

Рассмотрим поэтапно процесс создания светодиодов.

1) Выращивание кристалла.
Здесь главную роль играет такой процесс, как металлоорганическая эпитаксия. Эпитаксия – это ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Эпитаксиальный рост полупроводников (а светодиод – это именно полупроводник) осуществляется методом термического разложения (пиролиза) металлорганических соединений, содержащих необходимые химические элементы. Для такого процесса необходимы особо чистые газы, что предусмотрено в современных установках. Толщины выращиваемых слоев тщательно контролируются. Важно обеспечить однородность структур на поверхности подложек. Стоимость установок для эпитаксиального роста доходит до полутора миллионов евро. А процесс наладки получения высококачественных материалов для будущих светодиодов занимает несколько лет.

2) Создание чипа.
На этом этапе имеют место такие процессы, как травление, создание контактов, резка. Весь этот комплекс получил название «планарная обработка пленок». Пленка, выращенная на одной подложке, разделяется на несколько тысяч чипов.

3) Биннирование.
Биннирование (сортировка чипов) – особенно важный процесс производства светодиодов, о котором несправедливо часто забывают упоминать в литературе. Дело в том, что при производстве любой продукции должны соблюдаться некие критерии отбора. Но на вышеописанных стадиях производства светодиода невозможно добиться абсолютного сходства изделий по его характеристикам. Изготовленные чипы изначально имеют характеристики, различающиеся в некотором диапазоне. Чипы сортируют на группы (бины). В каждой группе определённый параметр варьируется в определённых пределах.

Сортировка происходит по:

• длине волны максимума излучения;
• напряжению;
• световому потоку (или осевой силе света) и т. д.

Биннирование, как способ градации светодиодной продукции, находит применение на производстве и, следовательно, в наименовании поставляемой продукции. Оба эти факта делают применение светодиодов доступным для широкого круга пользователей.

4) Создание светодиода.
Создание непосредственно светодиода – это заключительный этап технологической цепочки. Создается корпус будущего источника света, монтируются выводы, подбирается люминофор (если он необходим). Но особо стоит отметить такую важную часть, как оптическую систему (а именно, изготовление линз). Линзы для светодиодов изготавливают из эпоксидной смолы, силикона или пластика. К ним предъявляется широкий спектр требований, т.к. оптическая система светодиода играет большую роль (направляет световой поток светодиода в нужный телесный угол).

Линзы должны:

• быть максимально прозрачными;
• пропускать свет во всем оптическом диапазоне;
• обладать хорошей клейкостью материала к материалу печатной платы;
• быть температура стабильными;
• обладать высоким сроком службы (что характеризуется к воздействию излучения кристалла и химическому воздействию люминофора, если таковой применен).

Благодаря большому количеству положительных качеств (малой потребляемой мощностью, отсутствию ртути, низкому напряжению питания, высокой надежности, малым габаритам и т.д.), на основе светодиодов создаются разнообразные и высококачественные осветительные светодиодные приборы. Можно долго перечислять различные типы светодиодных светильников: это и прожекторы, и линейные светодиодные светильники, и светильники общего или специального назначения. Однозначно можно сказать, что светодиоды – это динамично развивающиеся источники света. А технология производства светодиодов – сфера деятельности высококлассных мировых специалистов, способных достигать все более высоких результатов.