История светодиодов

Основные светодиоды, полезные для индустрии, имелись сделаны американцем Ником Холоньяком. Они базировались на структуре GaAsP/GaP. В 60-е годы светодиоды из GaP могли издавать жёлтое и красноватое свечение. Процент излучённых фотонов от совместного числа перенесённых спустя p-n-переход простых зарядов (наружный квантовый выход) не превосходил 0,1%. Волна излучения водилась рослой 500-600 нм, что попадало в область чувствительности людского глаза, а значит, яркость этого излучения жёлто-зелёного цвета водилась достаточной, для употребления её в целях индикации.

В предстоящем светодиоды развивались в 2-ух направлениях – расширялся диапазон излучения и усиливался квантовый выход. Много поработали в данной для нас сфере учёные Русского Союза. В 1970-е годы Ж. И. Алфёровым имелись разработаны многопроходные двойные гетероструктуры, благодаря тот или другой водилась ограничена функциональная область рекомбинации, что прирастило наружный квантовый выход. За счёт употребления гетероструктур на основе арсенидов галлия-алюминия, красноватая число диапазона возросла до 15% (при световой отдаче в 10 Лм/Вт), а инфракрасная – до наиболее чем 30%. В 2000 году учёный приобрел Нобелевскую премию за это изобретение.

Проведя ряд исследований иных гетероструктур, учёные смогли сделать действенные светодиоды, излучение тот или иной имелось в иных областях диапазона. К образцу, компания Hewlett Packard разработала светодиоды на основе фосфидов алюминия-галлия-индия, тот или иной источали желто-зеленоватый, красно-оранжевый и желтоватый свет. Их наружный квантовый выход достигал 55%, а световая отдача - 30 Лм/Вт, что преимущественно, чем у лампочек. При всем этом ширина полосы диапазона, в тот или иной источают свет светодиоды, существенно теснее, чем у лампочек, и сочиняет она в итоге 20–50 нм. Светодиоды находятся посредине, меж излучающими белоснежный свет лампами различных видов (где смешиваются излучения различных спектров) и монохроматичным светом лазеров (излучение тот или иной обладает чёткую длину волн). Излучение, тот или другой исходит от светодиодов, именуют узкополосным либо квазимонохроматическим.

В качестве источников света определённой окраски, светодиоды намного лучше, чем простые лампочки со светофильтрами. К образцу, лампачка с красноватым светофильтром обладает световую отдачу 3 Лм/Вт, а красноватые светодиоды – более 30 Лм/Вт. Южноамериканская компания Lumileds выпустила приборы Luxeon, тот или иной способны обеспечить 50 Лм/Вт для красноватой и даже 65 Лм/Вт для оранжево-красноватой доли диапазона. А жёлто-оранжевые светодиоды способны даже на сто Лм/Вт!

Достаточно длинный период поры не удавалось сделать приборы, тот или иной источали бы голубий свет. Но не так давно Ш. Накамура из компании Nichia Chemical победил с данной для нас задачей, употребляв гетероструктуру на основе нитрида индия-галлия InGaN. В сине-зеленоватой области диапазона квантовый выход – до 20%, а световая отдача недалёка к показателям люминесцентных ламп и сочиняет 60–80 Лм/Вт.

После изобретения голубых светодиодов замкнулся RGB-круг. Сейчас, путая существующие цвета, можнож заработать любой оттенок, даже белоснежный цвет. Путать можнож как немножко светодиодов различных цветов, так и соединить голубые, зеленоватые и красноватые кристаллы в один-одинехонек трёхкристальном светодиоде.

Для получения белоснежного света можнож компенсировать голубий светодиод жёлтым люминофором. Экие белоснежные светодиоды характеризуются хорошей цветопередачей, а световая отдача в их добивается 30 Лм/Вт, что превосходит подобные технические свойства простые лампочки. К тому же, стоимость белоснежных светодиодов существенно гуще, чем трёхкристальных. В 2002 году, на Lightfair-2002, компанией Lumileds Lighting был представлен белоснежный Luxeon, мощность тот или другой составила 5 Вт с потоком 120 Лм.

Ещё один-одинешенек метод – возбуждение трехслойного люминофора светодиодом ультрафиолетового диапазона, предположительно так же, как это происходит в кинескопе цветного телека. Роль электронной пушки кинескопа в данном варианте выполняет ультрафиолетовый светодиод.

Корпус светодиода быть может совершенно крошечных масштабов, ведь его кристалл – практически что точечный источник света. Генеральным заявкой к установки светодиода прибывает фокусирование света в непосредственно данном угле и минимизация утрат излучения при выходе его во наружную среду. Главно также результативно отводить тепло от кристалла. Большая часть светодиодов располагают 5-миллиметровый корпус, но грызть и исключения. К образцу, светодиоды высочайшей яркости нуждаются в мощном теплоотводе.