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

Маркировка и характеристики светодиодных ламп | Быстровозводимое строительство

В последнее время светодиодные лампы приобрели все большую популярность в связи со понижением стоимости на данный товар. По сравнению с обычными лампами накаливания, новые лампы имеют гораздо больше различных характеристик, которые нужно учитывать при предпочтении. Давайте разберемся, что же необходимо знать покупателю, чтобы выбрать качественную лампу.

 

Световой поток

Первое, что нужно учесть – это излучающий поток. Он показывает, какое количество энергии отдает прибор. Измеряется в Люменах С помощью специальных таблиц, можно определить какая лампа подойдет взамен обычной лампы накаливания. Современные лампы сильно снижают расход электроэнергии, но и светят при этом гораздо лучше.

Световая отдача

Это характеристика, показывающая связь потока к используемой мощи. Обмеряют в Лм/Вт. Она показывает, насколько эффективен источник света. Для сравнения новейший прибор мощностью 10 Вт выдает 950 Лм, при этом ее светоотдача 95 Лм/Вт. Это практически в 10 раз выше, чем у аналогичной лампы накаливания в 75 Вт с точно таким же потоком. Следует также избегать товаров с низким качеством. Нередко в лампы устанавливают самые дешевые китайские светодиоды, которые не выдают требуемой мощности.

Мощность

Мощность данной лампы один из важнейших показателей, который указывает какое количество энергии расходует лампа за 60 минут работы. Общая мощность составляется из светодиодов и электронного драйвера. Самые лучшие в рейтиге качества импульсные драйверы используют не более 15% от суммарной мощности. На коробках с лампами производители часто указывают 10 Вт=75 Вт. Это показывает, что лампы мощностью в 10 Вт можно установить вместо стандартной 75 ватной лампы накаливания и при этом освещать она будет не хуже.

Также часто на упаковочной коробке встречается надпись 176-264 В. Эта запись указывает, что при перепадах напряжения, яркость лампочки не изменится. Обычно это происходит благодаря установке стабилизатора и скачки напряжения не вызовут перепады в работе световых ламп. В России самые распространенные лампы с питанием 230 В и частотой 50/60 Гц.

Тип и размер цоколя

Если вы хотите установить светодиодную лампу взамен старой лампы накаливания, то необходимо знать размер цоколя, который подошел бы для существующего патрона. Наиболее распространенные цоколи Е14 и Е27. Такие цоколи применяются в настенных, настольных и потолочных устройствах.

Цветовая температура

Цветовая температура тоже одна из значимых характеристик светодиодных ламп. Температура измеряется в кельвинах (К). Цвет свечения лампы условно бывает 3 видов.

• Теплый цвет располагается в диапазоне от 2700 К до 3200 К. Данный цвет имеет сходство свечения с обычной лампой накаливания. Чаще всего используют в жилых помещениях, в жилых комнатах для создания максимального уюта в доме.
• Дневной белый свет располагается в диапазоне от 3200К до 5000К. Чаще всего используется при освещении прихожей, ванной комнаты или туалета. Большое распространение получил при освещении офисов, торговых залов магазинов и супермаркетов, учебных классов и цехов.
• Холодный белый свет располагается в диапазоне от 5000К до 7000 К. Больше похож на яркий дневной. Чаще всего используется для наружного освещения. Подходит для освещения в больницах, учебных лабораториях, парках, парковках.

Угол рассеивания

От угла рассеивания зависит насколько хорошо свет будет распространяться по помещению и какую площадь он будет освещать. Для потолочных ламп рекомендуется использовать угол в 210 градусов и более. Для обычного настольного устройства достаточно угла в 120 градусов.

Диммирование

Диммирование в переводе на простой язык означает способность управлять яркостью освещения. Лампы с димером стоят дороже, в отличие от простых ламп. Это позволяет повысить уровень освещенности если это необходимо или наоборот приглушить свет, если это требуется.

Пожароопасность

Эта лампа является безопаснее, по сравнению с лампой накаливания. Её максимальная температура нагрева составляет всего 50 градусов Цельсия и не меняется со временем работы. Данные лампы можно использовать в помещениях с легковозгараемыми материалами. Лампа накаливания за полчаса работы разогревается до 260 градусов цельсия. О такую лампочку можно запросто обжечься. К тому же для таких ламп требуются термостойкие каркасы, что ведет к дополнительному удорожанию самого устройства.

Коэффициент пульсации

Коэффициент пульсации является значимой характеристикой при выборе таких ламп, поскольку она может создать пагубное воздействие на здоровье. Из-за мерцания светодиодов с некоторой частотой создается неудобство для нашего зрения. При выборе ламп нужно обратить внимание на лампы с коэффициентом пульсации менее 20%. Это самые качественные модели. Но в некоторых моделях устанавливают драйверы напряжений, что позволяет снизить данный коэффициент до 1%. Если лампы всё-таки создает мерцание, то ее необходимо заменить, иначе это плохо скажется на зрение и создаст дискомфорт.

Индекс цветопередачи

Часто на упаковках встречаются обозначения CRL или Ra – это и есть индекс цветопередачи. Данный индекс показывает насколько естественно виден цвет предметов, которые попали под освещение светодиодной лампы. Если Ra выше 70 %, то это качественная лампа.

Степень защиты от пыли и влаги

IPXX — именно данная надпись является показателем степени защиты от пыли и влаги. Вместо ХХ обычно указаны цифры. Если на лампах этот показатель не указан, то применять данную лампу можно только внутри помещения, где нет повышенной влажности. Если повесить такую лампу, например, в ванную комнату, то влага попадет внутрь лампочки и светодиоды могут быстро перегореть. Из-за это лампа придет в негодность и ее необходимо будет заменить.

Срок службы

На срок службы не стоит обращать особого внимания. Данная характеристика распространяется только на срок работы, а не всей лампочки в целом. Обычно производители заявляют срок службы 30 тысяч часов, но при этом они не учитывают, насколько качественно была произведена сборка корпуса, насколько герметично он сделан. Также в учет не идет, насколько качественно пропаяны все значимые радиоэлементы. Если все сделано, действительно, очень качественно, то такие лампы могут прослужить заявленные 30 тысяч часов работы. Каким бы срок службы лампы ни был, он все равно существенно выше, чем срок службы обычной лампы накаливания практически в 40 раз.

Важные характеристики:

 

Тип колбы и габариты

Не для всех покупателей данные показатели являются саамам важным критерием. Однако, именно этот показатель в первую очередь указывает производитель. Маркировка и тип колбы указывают в виде цифр и букв, указывают массу и размеры колбы. У разных производителей – разные размеры, которые могут отличаться на 1,5 см по длине или ширине. При выборе светодиодной лампы нужно предусмотреть, чтобы она поместилась в уже имеющиеся устройство.

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.

Маркировка светодиодных ламп: расшифровка обозначений на упаковке

В современном мире люди предпочитают использовать светодиодные светильники вместо традиционных ламп накаливания, так как они являются экономичными и долговечными источниками света. В отличие от обычных осветительных приборов, LED-светильники имеют множество характеристик, включенных в обозначение светодиодных ламп.

Дабы не ошибиться с выбором, понадобится расшифровка надписей на упаковке – маркировки светодиодных ламп. Разобраться несложно, достаточно заострить внимание на нескольких параметрах, чтобы понять, какой конкретно осветительный прибор нужен.

к содержанию ↑

Мощность

Характеристика обозначает, сколько электроэнергии в час потребляет источник света, измеряется в ваттах (Вт или W). Обычно мощность пишется крупными цифрами на фронтальной стороне коробки, а рядом – эквивалентное значение лампы накаливания. Для дома достаточно от 3 до 20 Вт. Для уличного освещения подойдет 25 Вт. Если на упаковке не указано соответствующее значение мощности лампы накаливания, его можно найти в нижеследующем графике.

Появилось желание заменить светильник накаливания мощностью 100 Вт на светодиодный? По рисунку видно, что подойдет LED-лампа на 12 Вт. Она производит такой же световой поток, но потребляет в 10 раз меньше электроэнергии.

к содержанию ↑

Световой поток

Параметр позволяет определить количество световой энергии, производимой светодиодом. Измеряется в люменах (лм, lm). С его помощью легко находят альтернативу традиционной лампе накаливания, пользуясь рисунком, рассмотренным выше. Зная световой поток и мощность осветительного прибора, определяют значение светоотдачи – нужно световой поток разделить на мощность.

к содержанию ↑

Цветовая температура

Характеризует оттенок света и измеряется в кельвинах (К). Чем выше значение, тем холоднее цвет и больше световой поток.

Для создания в доме комфортной обстановки лучше выбирать лампы с желтоватым свечением (2700-3500 К). Теплая цветовая температура наиболее приятна для глаз и напоминает естественное освещение. Нейтральное белое (от 3500 К) и холодное (от 4000 К) освещение подойдет для офисов, производственных помещений, административных, учебных и медицинских учреждений.

В доме холодные светодиоды желательно не устанавливать, они плохо влияют на сетчатку глаза ребенка, не способствуют выработке мелатонина, важного для организма гормона, бодрят и возбуждают нервную систему. Детскую комнату лучше освещать лампами в 2700 К.

к содержанию ↑

Индекс цветопередачи

Определяет, насколько искажается цвет освещаемых предметов, измеряется в Ra. У солнечного света индекс равен 100, у ламп накаливания – 90, у светодиодов – в диапазоне от 80 до 89. Значения от 80 считаются высокими.

Условия эксплуатации

На упаковке обозначаются параметры электрической сети – переменное напряжение 175-265 вольт (В), частота 50 Гц, температура окружающей среды от -40 до +40 градусов. Диапазон рабочей температуры может быть меньше, на это следует обратить внимание, так как при нарушении рекомендаций лампа может выйти из строя. Пиковый (максимальный) ток потребления составляет 0,056 А.

Тип колбы

Светодиодные источники света различаются по типу колбы и обозначаются буквой в соответствии с формой и цифрой – диаметром:

• А – обычная грушеподобная колба, как у лампы накаливания;
• С – свеча;
• R – форма гриба;
• G – шар;
• T – трубчатая;
• P – сферическая.

Тип цоколя

Важный параметр, зависящий от патрона, в который предстоит вставить лампу. Стандартные винтовые цоколи Е27 (диаметр 27 мм) и Е14 (диаметр 14 мм) наиболее популярны в быту. G4, GU5.3, GU10 – осветительные элементы с такими цоколями предназначены для полноценной замены галогенных светильников. GX53 используются для встроенных в мебель светильников. G13 – поворотный цоколь, используется в трубчатых лампах.

к содержанию ↑

Угол рассеивания

Светодиоды обладают свойством направленного свечения. Чтобы помочь свету распространиться на большую поверхность, в LED-светильники устанавливают рассеиватели или крепят светодиоды под разными углами. Угол рассеивания может быть 30, 60, 90 или 120 градусов. В лампах для широкого применения угол составляет 210 гр.

Управление яркостью

Когда лампа работает через светорегулятор (диммер), есть возможность управлять яркостью (диммировать). Такой осветительный прибор стоит дороже, но только он способен изменять интенсивность свечения. Если подключить к регулятору обычный светильник, он не станет работать или будет моргать.

Коэффициент пульсации

Данный параметр (Кп) не часто обозначают на упаковке лампы, но от этого он не становится менее значимым. Коэффициент пульсации может повлиять на самочувствие человека. Определяют его с помощью осциллографа: амплитуду колебаний сигнала на светодиоде нужно разделить на напряжение выхода блока питания. Качественные лампы имеют Кп до 20 %, а светодиоды с драйвером тока – 1 %.

к содержанию ↑

Защита от влаги и пыли

Параметр отсутствует на упаковке лампы, если она предназначена для использования в квартире. Если осветительный прибор можно эксплуатировать на улице, существуют обозначения IPXX, где XX – цифры, указывающие степень защищенности.

Срок службы

Производители пишут на упаковке количество часов, на которые рассчитаны диоды, а не вся лампа. Ресурс работы приблизителен, так как могут выйти из строя любые составляющие осветительного прибора. На срок службы влияет качество пайки радиодеталей и сборки корпуса.

Прежде чем купить светодиодную лампу, желательно научиться расшифровывать надписи на упаковке, это позволит сделать правильный выбор и получать максимум пользы и удовольствия от инновационных технологий.

Маркировка светодиодных ламп: расшифровка обозначений на упаковке

Маркировка светодиодных ламп и ее расшифровка

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.

Как определить тип цоколя

Далее нужно подобрать лампу с подходящим цоколем. Чаще остальных встречается цоколь E27, его можно считать стандартным. Но производители светильников отходят от такого решения и используют другие виды.

Цоколи типа E, еще называют не иначе как «цоколь Эдисона». Они имеют резьбовое крепление и цифры, идущие следом, обозначают его диаметр. Как уже было сказано самый распространённый – это Е27, следом за ним идёт Е14 также известный, как «миньон». Такой малыш вы увидите в бра, настольных лампах и т.д.

Каждый кто сталкивался с подвесным потолком и точечными источниками света, наверняка видел лампочки без резьбы – со штырьками. Семейство «G» имеет в качестве контактных выводов штырьки, цифра, которая указывается после буквы – это расстояние в миллиметрах между ними.

Например, довольно популярный разъем для галогенных ламп – G5 имеет между выводами 5 миллиметров, а люминесцентные трубчатые лампочки имеют между своими контактами 13 миллиметров и цоколь называется G13 и те, и другие активно вытесняются представителями светодиодного освещения.

Название может содержать более чем одну букву. Например, стартер люминесцентной лампы имеет утолщение на концах, при расстоянии 10 мм между контактами. Такая модификация носит имя GU10, существуют и лампы с таким креплением.

Выше приведены самые распространённые типы цоколей. Существует много редких вариаций цоколей, мы указали те, что вы встречаете в повседневной жизни.

Световой поток

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.

Форма 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.

Теперь обратите внимание влезет ли вообще лампа в ваш светильник? Обозначение светодиодных ламп содержит сведения о её форме. Колба кроме габаритов лампы влияет еще и на угол рассеивания света. Всем привычные формы типа шар или свеча – это еще не всё, ниже приведена таблица с маркировкой различных типов колб светодиодных ламп.

Цветовая температура

Температуру света проще всего разделить на:

• Холодный;
• нейтральный;
• тёплый.

Обозначается в градусах Кельвина, на упаковке вы можете встретить обозначение типа 4000К, что является нейтральным белым цветом. Подробнее о цветовой температуре светодиодных ламп.

От цветовой температуры зависит общая атмосфера помещения. Исследования показали, что теплый цвет большинство людей воспринимают более комфортным, тогда как холодный навевает рабочие или офисные мысли.

Оттенок света в зависимости от температуры

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.

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.

Типы используемых светодиодов

Светодиодные лампы выпускаются, как с резьбовыми, так и с контактными цоколями.

В этом списке четыре маркировки ламп по типу цоколя.

• Е14 – светодиодная лампа миньон;
• Е24- светодиодная лампа под стандартный патрон.
• Менее известны лапы: Е10 (холодильник) и Е42 (для улиц).

Цоколи светодиодных ламп

Штыревые цоколи

• G13. Светодиодные лампы с трубками Т8 и Т10.
• GU10. Светодиодные лампы. Штыри с утолщением на концах.
• GU5.3. Светодиодные и галогеновые лампы.
• G53. Галогеновые лампы
• G4, GU4 и G9 Светодиодные лампы дизайнерского освещения.
• B22 — штифтовой цоколь диаметр 22 мм

Дополнительно приспособления отличаются друг от друга по типу диодов, установленных в корпусе лампы.

Индикаторные светодиодные элементы считаются устаревшими и в быту встречаются крайне редко. Качество выдаваемого светопотока и общая безопасность этих изделий не дотягивает до принятых сегодня требований.

SMD-чипы относятся к самому распространенному и максимально широко используемому виду. Минимальный размер и слабый базовый нагрев рабочих элементов делают лампы-SMD наиболее привлекательными среди аналогов.

Их применение не имеет ограничений и допускается в любых системах и условиях.

Единственный минус диодов SMD-типа – это небольшой размер. Из-за этого монтировать их в лампочку нужно в большом количестве, а это не всегда удобно и целесообразно

Агрегаты, работающие на повышено мощных диодах в 1,3 и 5 Вт, в некоторых ситуациях бывают очень продуктивны.

Но высокий уровень нагрева в процессе эксплуатации и проблематичность организации корректного теплоотвода из маленького корпуса значительно снижают их популярность.

Если в лампочке возникнут какие-то проблемы, необязательно сразу же бежать в магазин и требовать обмена или возврата денег. Простые неполадки легко устраняются в домашних условиях даже мастерами, не имеющими большого опыта в работах такого плана

COB-диоды – это инновационная технология производства чипов. Развивают ее сейчас очень активно. За счет прямого монтажа диодов на плату в разы увеличивается теплоотводность, а общая надежность устройства повышается.

Благодаря усовершенствованной оптической системе светопоток распространяется более равномерно и создает в помещении приятное фоновое свечение.

Filament – прогрессивный вид чипа, изобретенный в 2013-2014 году группой ученых. Предназначается исключительно для освещения.

Полноценно используется для обустройства оригинальной и необычной декоративной подсветки бытовых и промышленных помещений разного назначения.

Лампочка с диодами филаментного типа имеет все полезные черты, свойственные LED-источникам. Она выглядит стильно и привлекательно, долго служит, потребляет минимальное количество энергии и осуществляет равномерное освещение помещения в радиусе 360°

Обеспечивает в комнате приятный для глаза человека спектр свечения, сходный по характеристикам с эффектом горения традиционной лампы накаливания. По этому параметру в разы превосходит аналогичные изделия SDM и COB типа.

В фирменных магазинах продается по разумной цене и считается практичным вариантом экономичного светоисточника.

Параметр, который является одним и наиболее важных, он влияет на восприятие цветов. Не путайте индекс цветопередачи и цветовую температуру это совершенно разные понятия.

Дело в том, что при одинаковой цветовой температуре один и тот же предмет, а вернее его цвет, может выглядеть совершенно по-разному. Это особо критично для фотографов, художников, видео-операторов.

За эталон цветопередачи принимается солнечный свет, при котором этот параметр равняется 100, лампы накаливания – 90, а хорошие LED имеют более 80. Величина относительная и безразмерная. На коробке от источника света обозначается, как «Ra». Ниже приведен пример как выглядят цвета при разных Ra.

Красный зеленый и синий цвета при разных показателях Ra

Винтовые или резьбовые цоколи обозначаются литерой «Е» в честь их создателя Эдисона. В основном они применяются в тех случаях, чтобы не переоборудовать электрическую цепь после использования обычных ламп накаливания.

Наиболее распространенные цоколи Е — Е5, Е10, Е12, Е14, Е17, Е26, Е27, Е40.Светодиодные лампы с цоколем Е 14 – резьбовой цоколь с диаметром 14 мм (миньон). Применяется в лампах небольших размеров с мощностью около 3 Вт (способных заменить обычную лампочку накаливания Е14 в 30-60 ВТ), например для люстры с несколькими небольшими плафонами или настенных светильников, БРА.

Лампы с таким цоколем выпускаются в форме полушара или свечи.Светодиодные лампы с цоколем Е27 – самый распространенный цоколь в домашнем использовании с 27 мм диаметром, так как он подходит под стандартные патроны от ламп накаливания 60, 100, 150 Ватт и пр. Мощность подобных ламп от 4 Вт и выше.Лампы с таким видом цоколя также используются в потолочных люстрах, различных светильниках или в складских помещениях. Выполнены в форме полусферы или шара.

Светодиодные лампы с цоколем Е40 – предназначены для уличного использования, так как имеют большие габариты, дополнительную линзу и увеличенное количество диодов внутри конструкции, чтобы увеличить угол обзора. Они используются на фонарных столбах для освещения тротуаров, тоннелей, магистралей, архитектурных памятников.Цоколи Е14, Е27 и Е40 способны работать от сети 90-220В, другие же, от меньшего напряжения.

Универсальный резьбовой цоколь характерен для энергосберегающих люминесцентных, светодиодных, галогенных и ламп накаливания.

Наряду с распространенными выше упомянутыми видами контактов, существуют отдельные группы держателей, применяемые в узконаправленных областях.

• Цоколь R c утопленным контактом — используются в уличных прожекторах.
• Штифтовый цоколь В – усовершенствованная модель резьбовых цоколей. Имеет форму с асимметрично расположенными контактами, что позволяет быстрее заменить лампочку в патроне в условиях вибрации, например в железнодорожном или морском транспорте.
• Одноштырьковый F
• Софитный S с двухстороннем расположением контактов – применяется в автомобильной отрасли
• Фокусирующий Р – такой тип цоколя используется для специализированных фонарей или прожекторов
• Кабельный К
• Телефонный Т – светодиодные лампочки с таким типом цоколя размещаются в специализированных пультах управления и автоматических щитках
• Безцокольный W – лампы узкого профиля применения, в основном в автомобильной отрасли (D1S, HB3, h20).

E27 — самый распространенный тип цоколей для ламп. Число 27 — это диаметр цоколя в миллиметрах в резьбовой части. Основная сфера применение ламп с таким цоколем — бытовая, то есть в жилых и реже в офисных помещениях. Чаще всего лампы накаливания с таким цоколем встречаются в мощностях 60, 75, 100 и 150 Ватт, а светодиодные лампы, соответственно от 5 до 18 Ватт. Наиболее распространенный тип купола таких ламп, это шар или полусфера.

E14 — второй по распространенности тип цоколей для ламп. Число 14 — это диаметр цоколя в миллиметрах в резьбовой части. Такой тип цоколя встречается у менее мощных ламп от 15 до 60 Ватт, они меньше по размерам и часто применяются в небольших настенных и настольных светильниках, а также в потолочных люстрах с большим количеством светильников. Форма купола таких ламп либо «шар» либо «свеча» (еще их называют «миньон»).

G53 или GX53  — мало распространенный тип. Обычно применяется при потолочном и карданном креплении. По форме, это круглые лампы с плоской светящейся поверхностью с светодидами. Такие лампы устанавливаются в специальные светильники, имеющими похожую плоскую форму. В случае монтажа в помещения с повышенной влажностью, например, ванную комнату, рекомендуется приобретать специальные влагозащищенные светильники. G53 имеет плоские контакты. GX53 имеет штырьковые контакты.

B22 — штифтовой тип цоколя с диаметром 22 мм. На корпусе имеются штифты для соединения с патроном. Тип соединения с патроном светильника — «байонетное», особенностью которого является быстро выполняемое соединение цоколя с патроном посредством осевого перемещения и поворота лампы в светильнике. Такой тип цоколя применяется в лампах, эксплуатирующихся в условиях вибрации, чаще всего в транспортных средствах (авто, железнодорожном и морском).

GU10 — цоколь со штырьковым креплением в патрон светильника. Цифры в обозначают расстояние между центрами штырьков, а для большего количества штырьков диаметр окружности, на которой расположены центры штырьков. В данном случае в цоколе GU10 два штырька и расстояние между ними 10 мм. Чаще всего лампы с таким типом цоколя используются в потолочном и акцентном освещении. У ламп с цоколем GU10 имеются заметные утолщения на конце контактов, для поворотного соединения с патроном.

GU5.3 — цоколь со штырьковым креплением к светильнику. Цифра 5,3 — расстояние между центрами штырьков (контактов) в миллиметрах. Лампы с таким цоколем, как правило, небольшого размера и мощности и используются для домашней декортивной подсветки, подсветки картин, стендов или ветрин в магазинах. Лампы с таким цоколем подходят для замены устаревших и неэкономичных галогенных ламп MR16. Угол свечения этих ламп полностью соответствует их галогеновым аналогам и составляет 30-180 градусов.

Цоколи G4, GU4 и G9 (не представлен на рисунках) также со штырьковым креплением. Такие цоколи встречаются у так называемых микроламп. Расстояние между штырьками — 4 и 9 миллиметров соответственно. Такие небольшие лампы используются для дизайнерской точечной подсветки и в некоторых случаях подходят на замену галогенным лампам с аналогичным типом цоколя, но здесь надо точно подобрать подаваемое напряжение и тип тока — постоянный или переменный. Форма самой светодиодной лампы с таким цоколем может быть разной, чаще всего похожей на «таблетку».

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.

Другие виды цоколей и контактов светодиодных ламп

Срок службы изделия

Срок службы – весьма абстрактная характеристика светодиодной лампы. Дело в том, что под сроком службы производитель понимает общее время работы светодиодов, а не лампы. При этом наработка на отказ остальных деталей схемы остаётся под большим сомнением. Кроме того, на время работы влияет качество сборки корпуса и пайки радиоэлементов.

Тип колбы

Несмотря на то что тип колбы для многих не является критичным техническим параметром, во многих моделях его указывают в первой строчке. Обычно тип и маркировка колбы выражается в цифробуквенном коде.

Весом изделия редко кто интересуется в момент покупки, но для некоторых облегчённых светильников он имеет значение.

Габариты

Сколько производителей – столько и корпусов, отличающихся внешним видом и габаритами. Например, светодиодные лампы мощностью 10 Вт от разных изготовителей могут отличаться в длину и ширину более чем на 1 см. Выбирая новую led лампу для освещения, не стоит забывать о том, что она должна поместиться в уже имеющийся светильник.

Рынок светодиодной продукции продолжает динамично развиваться, вследствие чего характеристики ламп изменяются и совершенствуются. Надеемся, что в ближайшее время применительно к светодиодным лампам будут выработаны стандарты качества, которые упростят покупателю задачу с выбором. Пока же собственные знания – это главная опора при выборе и покупке.

• Светодиоды «Пиранья»
• Типы, виды и недостатки LED-подсветки экранов
• Краткая история создания светодиодов и ламп на их основе

Каждый источник света имеет свои особенности, но решающим в энергопотреблении является отношение светового потока к потребляемой мощности. Обозначение Лм/Вт характеризует сколько света излучает один Ватт вашей лампы.

Светодиоды, в зависимости от их качества, имеют от 80 Лм/Вт до 120. Такой разброс обусловлен исполнением, режимом работы, а также применяемыми светодиодами.

Для сравнения лампа накаливания имеет порядка 8-10 Лм/Вт, ДРЛ – 60, люминесцентная лампа – 50-70 Лм/Вт.

На упаковке указан срок службы. Для лампы накаливания это 1000 часов, а для светодиодной значение намного большее 30000 – 50000 часов. Однако производители не указывают при каких условиях источник света отработает такой срок. Эта характеристика нужна скорее для экономического расчёта выгоды от такой лампы. На неё влияет очень много факторов – от скачков напряжения, до температуры окружающей среды.

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

Маркировка светодиодных ламп

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.

Мощность

На этикетке светодиодной лампы обязательно указывается мощность. Это количество тока, которое лампа будет потреблять за час. Например, мощность 15 Ватт значит, что эта лампочка за один час работы использует только 15 Ватт энергии, а чтобы набрать один Киловатт, ей понадобится работать аж 66 часов. Обычно мощность светодиодных ламп находится в пределах 1 — 25 Ватт. Это те же самые Ватты, к которым мы привыкли при использовании ламп накаливания. Но теперь мы не можем оценивать по ним яркость как раньше. Светодиоды от разных производителей могут потреблять разное количество тока при одной и той же ярости, поэтому для измерения этого параметра теперь используются люмены, а Ватты означают только то, что они на самом деле означают — потребление энергии.

Срок службы

Иногда производители светодиодных ламп указывают на упаковках срок службы лампы. Важно понимать, что срок службы, это величина очень приблизительная. Он зависит от многих факторов, например, стабильности сети питания, окружающей среды, качества диода и т д. В нормальных условиях, по статистике, светодиодные лампы могут работать до 50 000 часов. Но производители часто указывают меньшую цифру, например, 20 000 часов и два года гарантии.

Класс энергоэффективности

Маркировка светодиодных ламп

Еще в 1992 году директивой Евросоюза производители электроприборов были обязаны указывать на упаковке уровень энергоэффективности EC. Это значение показывало насколько эффективно прибор использует энергию. Класс обозначался латинскими буквами от A до G. Класс A означал минимальное использование энергии и самую высокую эффективность, а класс G — самое высокое потребление энергии. По сути, это отношение потребляемой лампой мощности к продуцируемому световому потоку. С изобретением светодиодных ламп были введены классы A+ и A++, показывающие еще более высокую эффективность. По этому классу легко сравнивать товары и выбрать более эффективную лампу.

Тип колбы и цоколя

Маркировка светодиодных ламп также должна включать тип колбы и цоколя. С лампами накаливания было все очень просто одна колба, один цоколь, здесь же бывают различные варианты. Мы уже рассматривали подробно формы колб и цоколи в статье типы светодиодных ламп. Например, A55 — это стандартная форма колбы, как у лампы накаливания, C35 — в форме свечи. Если форма колбы не так важна, то на тип цоколя стоит обратить внимание, возьмете не тот цоколь, лампа просто не вкрутится. Цоколь лампы накаливания имеет маркировку E27.

Цветовая температура

Цветовая температура на самом деле не имеет никакого отношения к обычной температуре. Она показывает оттенок цвета, который будет излучать лампа. Так договорились, что более желтые тона имеют низкую световую температуру, а более голубые — высокую. Цветовая температура измеряется в Кельвинах. Теплые цвета начинаются от 4000, 4000-5000 нейтральные и 6000 — холодные. Тут, конечно, все упирается в дело вкуса, но человеческий глаз не привык к очень холодным и ярким цветам, обратите внимание на более теплые.

Шкала цветовых температур

Световой поток

Вот мы и добрались к самому интересному. Именно с помощью этого параметра определяется яркость света, который будет излучать лампа. Световой поток определяется в люменах, обозначается сокращением Lm. Эта величина показывает сколько света попадет на один квадратный метр поверхности помещения. Светодиодные лампы способны давать очень большую яркость и требуют для этого намного больше энергии. Возможно, вам будет сложно сориентироваться сразу во сколько вам нужно яркости в люменах. Но чтобы было легче можете посмотреть таблицу аналогов яркости в люменах для привычной нам яркости в Ваттах для ламп накаливания:

таблица сравнения мощности и светового потока

Вообще, нормой для помещений считается 50 — 300 люмен на метр квадратный помещения. Понятно, что это еще зависит от цвета стен и потолка. А там уже прикидывайте.

Угол рассеивания

Лампа накаливания рассеивает свет почти на 360 градусов. Светодиодная лампа работает немного по-другому. Обычно светодиоды могут светить только в одном направлении, а для рассеивания используется система линз. Поэтому маркировка светодиодных ламп очень часто включает угол рассеивания. Здесь чем больше — тем лучше. Нормой для ламп, заменяющих лампы накаливания можно считать угол 260 — 300 градусов.

Параметры сети

Нормальная работа светодиодной лампы очень сильно зависит от параметров сети питания. Поэтому на этикетке обычно указывают напряжение, при котором может работать лампа, а также силу тока, который может через нее проходить. Чем больше границы поддерживаемого напряжения, тем лучше. Напряжение в сети не стабильно, в отдельных населенных пунктах оно может опускаться до 180 или подыматься до 240 вольт. В принципе, это нормальные колебания сети, и на упаковке многих ламп указанно, что они могут с ними справятся.

Выводы

Теперь вы знаете что означает маркировка светодиодных ламп для дома и сможете выбрать именно то что вам нужно. Светодиодные лампы имеют намного больше параметров чем обычные лампы накаливания, но это делает их эффективнее, а выбор шире.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оцените статью:

Загрузка…

Об авторе

Администратор te4h.ru, интересуюсь новыми технологиями, криптовалютой, искусственным интеллектом, свободным программным обеспечением и Linux.

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 173 дня]}

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. ↑ ^{1 2} Курышев Е. OLED (рус.). hifinews.ru (29 октября 2005). Дата обращения 15 марта 2019.
2. ↑ Самарин А. OLED-дисплеи: от мифов к реальности // Компоненты и технологии : журнал. — 2007. — № 2.
3. ↑ ^{1 2} Романова И. Органические светодиоды. Новые материалы, новые технологии // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес : журнал. — 2012. — № 6. — С. 50—56.
4. ↑ 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
5. ↑ 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.
6. ↑ OLED (рус.) (20 апреля 2006). Дата обращения 7 января 2010. Архивировано 14 февраля 2012 года.
7. ↑ Специалистам Holst Centre удалось создать действительно гибкую панель OLED //IXBT.com, ноя 2017
8. ↑ Какой срок службы работы OLED и QDLED (SUHD) дисплеев (рус.). SmartTVnews (9 апреля 2016). Дата обращения 15 марта 2019.
9. ↑ Tang, C. W.; VanSlyke, S. A. Organic electroluminescent diodes (рус.) // Applied Physics Letters : журнал. — 21.09.1987. — Т. 51, вып. 12. — С. 913—915.
10. ↑ Thomson Reuters Predicts Nobelists (англ.) // The Scientist : журнал. — 25 сентября 2014.
11. ↑ 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.
12. ↑ OLED-телевизоры скоро станут дешевле ЖК (рус.) (недоступная ссылка). CNEWS (2 ноября 2009). Дата обращения 15 марта 2019. Архивировано 27 сентября 2011 года.
13. ↑ В ноябре LG Electronics начнет продажи AMOLED-телевизоров Архивная копия от 2 сентября 2009 на Wayback Machine // 31.08.2009.
14. ↑ 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.)
15. ↑ Is OLED dead? The great hope for TV tech is fading fast (рус.). TechRadar (15 сентября 2014). Дата обращения 20 марта 2019.
16. ↑ Samsung stops making OLED TVs due to LG’s dominance (рус.). GSMArena Blog (14 апреля 2014). Дата обращения 20 марта 2019.
17. ↑ LG Unveils Massive 77-Inch Curved OLED 4K HDTV (рус.). PCMag.com (6 сентября 2013). Дата обращения 20 марта 2019.
18. ↑ По следам CES 2013: компания Samsung готовит 4,99″ дисплей Super AMOLED (рус.). Tom’s HardWare (15 января 2013). Дата обращения 18 марта 2019.
19. ↑ CES 2013: продемонстрирован прототип смартфона Samsung с гибким OLED-дисплеем (рус.). Tom’s HardWare (11 января 2013). Дата обращения 18 марта 2019.
20. ↑ Sony benches OLED TVs for 4K sets (рус.). Nikkei Asian Review (13 мая 2014). Дата обращения 20 марта 2019.
21. ↑ Технические характеристики А1 (рус.). Sony. Дата обращения 20 марта 2019.
22. ↑ Органические световые панели теперь печатают как газеты (рус.). membrana.ru (13 марта 2008). Дата обращения 20 марта 2019.
23. ↑ Корейские ученые создали OLED-дисплей, интегрированный в ткань (рус.). bad (9 августа 2017). Дата обращения 18 марта 2019.
24. ↑ Телевизор как обои: миллиметровая новинка от LG (рус.). Вести. Экономика (20 мая 2015). Дата обращения 18 марта 2019.
25. ↑ LG OLED ТВ (рус.). LG. Дата обращения 15 марта 2019.
26. ↑ Все телевизоры LG 2013 (рус.). HDTV.ru. Дата обращения 15 марта 2019.
27. ↑ ТВ, мониторы и аудио Samsung (рус.). Samsung News. Дата обращения 15 марта 2019.
28. ↑ На смену LCD и OLED дисплеям идут более эффективные и экономичные дисплеи TMOS // NanoWeek, 27 октября — 2 ноября 2009г, No. 86
29. ↑ 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.