✖


Jump to content

Светодиод

Эта статья об электронном устройстве. Информацию о конкретном использовании в освещении см. в разделе «Светодиодная лампа» .
«LED» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. Светодиод (значения) .
«Светодиод» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. Led (значения) .
Не путать с жидкокристаллическим дисплеем или фотодиодом .
Светодиод
Светодиод белого цвета. Светодиоды на этом рисунке размещены в «обычных» корпусах, но существует множество вариантов светодиодов.
Working principleПринцип работы Электролюминесценция
Изобретенный
Первое производство октябрь 1962 года ; 61 год назад ( 1962-10 )
Конфигурация контактов Анод и катод
Электронный символ
Части обычного светодиода. Плоские нижние поверхности наковальни и штыря, встроенные в эпоксидную смолу, действуют как анкеры, предотвращая принудительное выдергивание проводников из-за механического напряжения или вибрации.
Изображение крупным планом светодиода для поверхностного монтажа.
Крупный план светодиода с увеличением и уменьшением напряжения, чтобы показать подробный обзор его работы.
Современная светодиодная модернизация с винтом E27 в основании
Современная модернизированная светодиодная лампа в форме колбы с алюминиевым радиатором , светорассеивающим куполом и винтовым цоколем Е27, использующая встроенный блок питания, работающий от сетевого напряжения.

( Светоизлучающий диод LED ) — полупроводниковый прибор , излучающий свет при тока прохождении через него . Электроны в полупроводнике рекомбинируют с электронными дырками , высвобождая энергию в виде фотонов . Цвет света (соответствующий энергии фотонов) определяется энергией, необходимой электронам для пересечения запрещенной зоны полупроводника. [5] Белый свет получается за счет использования нескольких полупроводников или слоя светоизлучающего люминофора на полупроводниковом устройстве. [6]

низкой интенсивности . Появившись в качестве практических электронных компонентов в 1962 году, самые первые светодиоды излучали инфракрасный (ИК) свет [7] Инфракрасные светодиоды используются в схемах дистанционного управления , например в тех, которые используются в разнообразной бытовой электронике. Первые светодиоды видимого света имели низкую интенсивность и ограничивались красным цветом.

Ранние светодиоды часто использовались в качестве индикаторных ламп, заменяя небольшие лампы накаливания , а также в семисегментных дисплеях . Более поздние разработки привели к созданию светодиодов видимого , ультрафиолетового (УФ) и инфракрасного диапазонов с высокой, низкой или средней светоотдачей, например, белые светодиоды, подходящие для внутреннего и наружного освещения. Светодиоды также привели к появлению новых типов дисплеев и датчиков, а их высокая скорость переключения полезна в передовых коммуникационных технологиях с такими разнообразными приложениями, как авиационное освещение , гирлянды , полосы света , автомобильные фары , реклама, общее освещение , светофоры , камеры. вспышки, освещенные обои , садовые светильники и медицинские устройства. [8]

Светодиоды имеют множество преимуществ перед лампами накаливания, включая более низкое энергопотребление, более длительный срок службы, повышенную физическую надежность, меньшие размеры и более быстрое переключение. В обмен на эти в целом положительные характеристики недостатки светодиодов включают электрические ограничения по низкому напряжению и, как правило, по питанию постоянного (не переменного) тока, неспособность обеспечить устойчивое освещение от импульсного источника питания постоянного или переменного тока, а также меньшую максимальную рабочую температуру. и температура хранения.

Светодиоды являются преобразователями электричества в свет. Они работают наоборот фотодиодов , которые преобразуют свет в электричество.

История [ править ]

и Открытия устройства ранние

Зеленая электролюминесценция от точечного контакта на кристалле SiC воссоздает оригинальный эксперимент Раунда 1907 года.
Крупный план красного светодиода мощностью 1 Вт.

Электролюминесценция как явление была открыта в 1907 году английским экспериментатором Х. Дж. Раундом из лаборатории Маркони с помощью кристалла карбида кремния и детектора из кошачьих усов . [9] [10] Русский изобретатель Олег Лосев сообщил о создании первого светодиода в 1927 году. [11] Его исследования были распространены в советских, немецких и британских научных журналах, но практического применения открытия не было в течение нескольких десятилетий, отчасти из-за очень неэффективных светоизлучающих свойств карбида кремния, полупроводника, который использовал Лосев. [12] [13]

0603 Светодиод корпуса SMD (устройство поверхностного монтажа)

В 1936 году Жорж Дестрио заметил, что электролюминесценция может возникать, когда порошок сульфида цинка (ZnS) подвешивают в изоляторе и прикладывают к нему переменное электрическое поле. В своих публикациях Дестрио часто называл люминесценцию Лосева-Света. Дестрио работал в лабораториях мадам Марии Кюри , которая также была пионером в области люминесценции и исследовала радий . [14] [15]

Венгр Золтан Бэй вместе с Дьёрдь Сигети предвосхитил светодиодное освещение в Венгрии в 1939 году, запатентовав осветительное устройство на основе карбида кремния с возможностью использования карбида бора, которое излучало белый, желтовато-белый или зеленовато-белый цвет в зависимости от присутствующих примесей. [16] Курт Леговец , Карл Аккардо и Эдвард Джамгочян объяснили эти первые светодиоды в 1951 году, используя устройство, использующее кристаллы SiC с источником тока в виде батареи или генератора импульсов, и сравнив их с вариантом, чистым кристаллом, в 1953 году. [17] [18]

Рубин Браунштейн [19] Радиокорпорации Америки сообщили об инфракрасном излучении арсенида галлия (GaAs) и других полупроводниковых сплавов в 1955 году. [20] генерируемое простыми диодными структурами с использованием антимонида галлия (GaSb), GaAs, фосфида индия (InP) и сплавов кремния-германия (SiGe) при комнатной температуре и 77 К. Браунштейн наблюдал инфракрасное излучение , В 1957 году Браунштейн продемонстрировал, что элементарные устройства можно использовать для нерадиосвязи на небольшом расстоянии. Как отмечает Кремер [21] Браунштейн «… установил простую оптическую линию связи: музыка, исходящая из проигрывателя пластинок, использовалась с помощью подходящей электроники для модуляции прямого тока диода GaAs. Испускаемый свет регистрировался диодом PbS на некотором расстоянии. Этот сигнал подавался в аудиоусилитель и воспроизводиться через громкоговоритель. Перехват луча остановил музыку. Мы получили массу удовольствия, играя с этой установкой». Эта установка предвосхищала использование светодиодов в приложениях оптической связи .

GaAs-светодиод Texas Instruments SNX-100 1962 года выпуска в металлическом корпусе транзистора TO-18.

В сентябре 1961 года, работая в компании Texas Instruments в Далласе , штат Техас , Джеймс Р. Биард и Гэри Питтман обнаружили излучение света в ближнем инфракрасном диапазоне (900 нм) туннельного диода, который они сконструировали на подложке GaAs. [7] К октябрю 1961 года они продемонстрировали эффективное излучение света и передачу сигналов между излучателем света с pn-переходом GaAs и электрически изолированным полупроводниковым фотодетектором. [22] 8 августа 1962 года Биар и Питтман на основе своих открытий подали патент под названием «Полупроводниковый излучающий диод», в котором описывался светодиод с p-n-переходом , диффузионным по цинку , с разнесенным катодным контактом, обеспечивающим эффективное излучение инфракрасного света при прямом смещении. .

После установления приоритета их работы на основе инженерных записных книжек, полученных до подачи заявок от GE Labs, RCA Research Labs, IBM Research Labs, Bell Labs и Lincoln Lab в Массачусетском технологическом институте , патентное ведомство США выдало двум изобретателям патент на инфракрасный свет на основе GaAs. излучающий диод (патент США US3293513 ), первый практический светодиод. [7] Сразу после подачи патента компания Texas Instruments (TI) начала проект по производству инфракрасных диодов. В октябре 1962 года компания TI анонсировала первый коммерческий светодиодный продукт (SNX-100), в котором использовался чистый кристалл GaAs, излучающий свет с длиной волны 890 нм. [7] В октябре 1963 года компания TI анонсировала первый коммерческий полусферический светодиод SNX-110. [23]

В 1960-х годах несколько лабораторий сосредоточились на светодиодах, излучающих видимый свет. Особенно важное устройство было продемонстрировано Ником Холоньяком 9 октября 1962 года, когда он работал в компании General Electric в Сиракузах, штат Нью-Йорк . В устройстве использовался полупроводниковый сплав арсенид фосфида галлия (GaAsP). Это был первый полупроводниковый лазер, излучающий видимый свет, хотя и при низких температурах. При комнатной температуре он по-прежнему функционировал как красный светодиод. GaAsP стал основой для первой волны коммерческих светодиодов, излучающих видимый свет. Он массово производился компаниями Monsanto и Hewlett-Packard и широко использовался для дисплеев в калькуляторах и наручных часах. [24] [25] [26]

0603 Красный светодиод корпуса SMD (устройство поверхностного монтажа)

М. Джордж Крафорд , [27] бывший аспирант Холоньяка изобрел первый желтый светодиод и в 1972 году улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в десять раз. [28] В 1976 году Т.П. Пирсолл разработал первые сверхяркие и высокоэффективные светодиоды для волоконно-оптических телекоммуникаций, изобретя новые полупроводниковые материалы, специально адаптированные к длинам волн передачи по оптоволоконному кабелю. [29]

Крупный план красного светодиода

коммерческая Начальная разработка ​

Светодиодный дисплей научного калькулятора TI-30 ( около 1978 г. ), в котором используются пластиковые линзы для увеличения видимого размера цифр.
Восемь маленьких прямоугольных капель, представляющих собой цифры, соединенные тонкими, похожими на волосы проводами с дорожками на печатной плате.
Рентгеновский снимок 8-значного светодиодного дисплея калькулятора 1970-х годов.

До 1968 года светодиоды видимого и инфракрасного диапазона были чрезвычайно дорогими, порядка 200 долларов США за единицу, и поэтому практически не имели практического применения. [30] Первые коммерческие светодиоды видимой длины волны использовали полупроводники GaAsP и обычно использовались в качестве замены ламп накаливания и неоновых индикаторных ламп , а также в семисегментных дисплеях , сначала в дорогостоящем оборудовании, таком как лабораторное и электронное испытательное оборудование, а затем в таких устройствах, как калькуляторы, Телевизоры, радиоприемники, телефоны, а также часы. [31]

Компания Hewlett-Packard (HP) занималась исследованиями и разработками (НИОКР) в области практических светодиодов в период с 1962 по 1968 год исследовательской группой под руководством Говарда К. Бордена, Джеральда П. Пигини из HP Associates и HP Labs . [32] За это время HP сотрудничала с компанией Monsanto в разработке первых пригодных для использования светодиодных продуктов. [33] HP Первыми пригодными для использования светодиодными продуктами были светодиодный дисплей Monsanto и светодиодная индикаторная лампа , выпущенные в 1968 году. [33]

Monsanto была первой организацией, которая начала массовое производство видимых светодиодов, используя фосфид арсенида галлия (GaAsP) в 1968 году для производства красных светодиодов, подходящих для индикаторов. [30] Ранее Monsanto предлагала HP поставлять GaAsP, но HP решила вырастить собственный GaAsP. [30] В феврале 1969 года компания Hewlett-Packard представила цифровой индикатор HP Model 5082-7000, первое светодиодное устройство, в котором использовалась технология интегральной схемы (интегральная светодиодная схема ). [32] Это был первый интеллектуальный светодиодный дисплей, который произвел революцию в технологии цифровых дисплеев , заменив лампу Nixie и став основой для более поздних светодиодных дисплеев. [34]

В 1970-х годах компания Fairchild Optoelectronics производила коммерчески успешные светодиодные устройства стоимостью менее пяти центов за штуку. В этих устройствах использовались составные полупроводниковые чипы , изготовленные с помощью планарного процесса (разработанные Жаном Эрни , [35] [36] ). Сочетание планарной обработки для изготовления чипов и инновационных методов упаковки позволило команде Fairchild под руководством пионера оптоэлектроники Томаса Брандта добиться необходимого снижения затрат. [37] Производители светодиодов продолжают использовать эти методы. [38]

Первые красные светодиоды были достаточно яркими для использования в качестве индикаторов, поскольку светоотдачи было недостаточно для освещения области. Показания в калькуляторах были настолько малы, что каждую цифру закрывали пластиковыми линзами, чтобы сделать их разборчивыми. Позже другие цвета стали широко доступны и появились в технике и оборудовании.

Ранние светодиоды были упакованы в металлические корпуса, похожие на корпуса транзисторов, со стеклянным окном или линзой для пропускания света. Современные индикаторные светодиоды упакованы в прозрачные литые пластиковые корпуса трубчатой ​​или прямоугольной формы, часто тонированные под цвет прибора. Инфракрасные устройства могут быть окрашены, чтобы блокировать видимый свет. Более сложные пакеты были адаптированы для эффективного отвода тепла в мощных светодиодах . Светодиоды для поверхностного монтажа еще больше уменьшают размер корпуса. Светодиоды, предназначенные для использования с оптоволоконными кабелями, могут быть оснащены оптическим разъемом.

Синий светодиод [ править ]

Первый сине легированного магнием, -фиолетовый светодиод с использованием нитрида галлия, был создан в Стэнфордском университете в 1972 году Хербом Маруской и Уолли Райнсом , докторантами в области материаловедения и инженерии. [39] [40] В то время Маруська находился в отпуске в RCA Laboratories , где он сотрудничал с Жаком Панкове в смежных работах. В 1971 году, через год после того, как Маруська уехала в Стэнфорд, его коллеги из RCA Панкове и Эд Миллер продемонстрировали первую синюю электролюминесценцию легированного цинком нитрида галлия, хотя последующее устройство, построенное Панкове и Миллером, первый настоящий светодиод на основе нитрида галлия, излучало зеленый свет. [41] [42]

В 1974 году Патентное ведомство США выдало Марушке, Райнсу и профессору Стэнфорда Дэвиду Стивенсону патент на их работу в 1972 году (патент США US3819974 A ). Сегодня легирование нитрида галлия магнием остается основой для всех коммерческих синих светодиодов и лазерных диодов . В начале 1970-х годов эти устройства были слишком тусклыми для практического использования, и исследования устройств на основе нитрида галлия замедлились.

В августе 1989 года Cree представила первый коммерчески доступный синий светодиод на основе полупроводника с непрямой запрещенной зоной — карбида кремния (SiC). [43] Светодиоды SiC имели очень низкую эффективность, не более 0,03%, но излучали в синей части спектра видимого света. [44] [45]

В конце 1980-х годов произошли ключевые прорывы в области эпитаксиального выращивания GaN и p-типа . легирования [46] положили начало современной эре оптоэлектронных устройств на основе GaN. Основываясь на этом фундаменте, Теодор Мустакас из Бостонского университета в 1991 году запатентовал метод производства синих светодиодов высокой яркости с использованием нового двухэтапного процесса. [47] В 2015 году суд США постановил, что три тайваньские компании нарушили предыдущий патент Мустакиса, и обязал их выплатить лицензионные сборы в размере не менее 13 миллионов долларов США. [48]

продемонстрировал синие светодиоды высокой яркости Два года спустя, в 1993 году, Сюдзи Накамура из Nichia Corporation с использованием процесса выращивания нитрида галлия (GaN). [49] [50] [51] Эти светодиоды имели КПД 10%. [52] Параллельно Исаму Акасаки и Хироши Амано из Университета Нагои работали над разработкой важного способа осаждения GaN на сапфировые подложки и демонстрацией p-типа легирования GaN . Эта новая разработка произвела революцию в светодиодном освещении, сделав практичными мощные источники синего света , что привело к развитию таких технологий, как Blu-ray . [53] [54]

Накамура был удостоен Премии тысячелетия в области технологий 2006 года за свое изобретение. [55] Накамура, Хироши Амано и Исаму Акасаки были удостоены Нобелевской премии по физике в 2014 году за «изобретение эффективных синих светодиодов, которые позволили создать яркие и энергосберегающие источники белого света». [56]

В 1995 году Альберто Барбьери из лаборатории Кардиффского университета (Великобритания) исследовал эффективность и надежность светодиодов высокой яркости и продемонстрировал светодиод с «прозрачным контактом», использующий оксид индия-олова (ITO) на (AlGaInP/GaAs).

В 2001 году [57] и 2002 г., [58] Были успешно продемонстрированы процессы выращивания светодиодов из нитрида галлия (GaN) на кремнии . В январе 2012 года компания Osram коммерчески продемонстрировала мощные светодиоды InGaN, выращенные на кремниевых подложках. [59] и светодиоды GaN-на-кремнии производятся на заводе Plessey Semiconductors . По состоянию на 2017 год некоторые производители используют SiC в качестве подложки для производства светодиодов, но сапфир является более распространенным, поскольку он имеет свойства, наиболее близкие к свойствам нитрида галлия, что снижает необходимость создания рисунка на сапфировой пластине (узорчатые пластины известны как эпикрипционные пластины). вафли). Samsung , Кембриджский университет и Toshiba проводят исследования GaN на Si-светодиодах.

Toshiba прекратила исследования, возможно, из-за низкой урожайности. [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] Некоторые выбирают эпитаксию , которая сложна для кремния , в то время как другие, как Кембриджский университет, выбирают многослойную структуру, чтобы уменьшить несоответствие (кристаллических) решеток и различные коэффициенты теплового расширения, чтобы избежать растрескивания светодиодного чипа при высокие температуры (например, во время производства) уменьшают выделение тепла и повышают светоотдачу. Нанесение рисунка на сапфировую подложку может быть выполнено с помощью наноимпринтной литографии . [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73]

Технология GaN-on-Si сложна, но желательна, поскольку позволяет использовать преимущества существующей инфраструктуры производства полупроводников. Это позволяет упаковывать светодиодные кристаллы на уровне пластины, что приводит к созданию чрезвычайно маленьких корпусов светодиодов. [74]

GaN часто осаждается с использованием газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (MOCVD). [75] и он также использует отрыв .

освещении светодиоды и прорыв в Белые

Хотя белый свет можно создать с помощью отдельных красных, зеленых и синих светодиодов, это приводит к плохой цветопередаче , поскольку излучаются только три узкие полосы длин волн света. За созданием высокоэффективных синих светодиодов вскоре последовала разработка первого белого светодиода . В этом устройстве буква Y
3 Ал
5 О
12 :Ce (известный как « YAG » или люминофор Ce:YAG) церием, покрытие, легированное люминофорное излучает желтый свет посредством флуоресценции . Сочетание этого желтого с оставшимся синим светом кажется глазу белым. Использование различных люминофоров дает зеленый и красный свет посредством флуоресценции. Полученная смесь красного, зеленого и синего воспринимается как белый свет с улучшенной цветопередачей по сравнению с длинами волн комбинации синего светодиода и YAG-люминофора. [76]

Иллюстрация закона Хайца , показывающая улучшение светоотдачи на светодиод с течением времени, в логарифмическом масштабе по вертикальной оси.

Первые белые светодиоды были дорогими и неэффективными. Затем светоотдача увеличилась в геометрической прогрессии . Последние исследования и разработки пропагандируются японскими производителями, такими как Panasonic и Nichia , а также корейскими и китайскими производителями, такими как Samsung , Solstice, Kingsun, Hoyol и другими. Эту тенденцию увеличения производства назвали законом Хайца в честь Роланда Хайца. [77] [78]

Светоотдача и эффективность синих и ближних ультрафиолетовых светодиодов выросла, а стоимость надежных устройств упала. Это привело к появлению относительно мощных светодиодов белого света для освещения, которые заменяют лампы накаливания и люминесцентные лампы. [79] [80]

В 2014 году было продемонстрировано, что экспериментальные белые светодиоды производят 303 люмен на ватт электроэнергии (лм/Вт); некоторые могут прослужить до 100 000 часов. [81] [82] По состоянию на 2018 год коммерчески доступные светодиоды имеют эффективность до 223 лм/Вт. [83] [84] [85] Предыдущий рекорд в 135 лм/Вт был установлен компанией Nichia в 2010 году. [86] По сравнению с лампами накаливания это значительно увеличивает электрическую эффективность, и хотя светодиоды дороже в покупке, общая стоимость их срока службы значительно ниже, чем у ламп накаливания. [87]

Светодиодный чип заключен в небольшую пластиковую белую форму. [88] [89] хотя иногда в комплект светодиодов может входить отражатель. [90] Его можно герметизировать с помощью смолы ( на основе полиуретана ), силикона, [91] [92] [93] или эпоксидная смола [94] содержащий (порошковые) частицы люминофора YAG, легированные церием. [95] Вязкость фосфорно-кремниевых смесей необходимо тщательно контролировать. [96] После нанесения на светодиод фосфорно-кремниевой смеси с использованием таких методов, как струйное дозирование, [97] и позволяя растворителям испаряться, светодиоды часто проверяются и помещаются на ленты для оборудования для размещения SMT , которое используется при производстве светодиодных лампочек. В некоторых светодиодных лампах с «дистанционным люминофором» используется одна пластиковая крышка с YAG-люминофором на одну лампу. [98] или несколько синих светодиодов вместо использования люминофорного покрытия на однокристальных белых светодиодах. [99] Ce:YAG люминофоры и эпоксидная смола в светодиодах [100] может разлагаться по мере использования, и это более очевидно при более высоких концентрациях Ce: YAG в смесях фосфора и кремния, поскольку Ce: YAG разлагается по мере использования. [101] [102] [103]

Яркость светодиодов со временем может стать желтой из-за разрушения силикона. [104] Существует несколько вариантов Ce:YAG, и производители во многих случаях не раскрывают точный состав своих предложений Ce:YAG. [105] Доступно несколько других люминофоров для светодиодов с люминофорным преобразованием для получения нескольких цветов, таких как красный, в котором используются нитросиликатные люминофоры, [106] [107] и многие другие виды люминофорных материалов существуют для светодиодов, таких как люминофоры на основе оксидов, оксинитридов, оксигалогенидов, галогенидов, нитридов, сульфидов, квантовых точек и неорганических-органических гибридных полупроводников. Один светодиод может иметь одновременно несколько люминофоров. [108] [109] В некоторых светодиодах используются люминофоры, изготовленные из стеклокерамики или композитных материалов люминофор/стекло. [110] [111] Альтернативно, сами светодиодные чипы могут быть покрыты тонким слоем люминофорсодержащего материала, называемым конформным покрытием. [112] [113]

Температура люминофора во время работы и способ его применения ограничивают размер светодиодного кристалла. Белые светодиоды в корпусе уровня пластины позволяют использовать светодиоды чрезвычайно маленького размера. [74]

Физика образования и излучения света [ править ]

Основная статья: Физика светодиодов

В светоизлучающем диоде рекомбинация электронов и электронных дырок в полупроводнике производит свет (будь то инфракрасный, видимый или УФ) — процесс, называемый « электролюминесценцией ». Длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны используемых полупроводников. Поскольку эти материалы имеют высокий показатель преломления, для эффективного излучения света необходимы конструктивные особенности устройств, такие как специальные оптические покрытия и форма кристалла. [114]

В отличие от лазера , свет, излучаемый светодиодом, не является ни спектрально когерентным , ни даже монохроматическим . Его спектр настолько узок, что человеческому глазу кажется чистым ( насыщенным ) цветом. [115] [116] Кроме того, в отличие от большинства лазеров, его излучение не является пространственно когерентным , поэтому оно не может приблизиться к очень высокой интенсивности, характерной для лазеров .

Одноцветные светодиоды [ править ]

Синие светодиоды
Внешние видео
значок видео «Оригинальный синий светодиод» , Институт истории науки.

Путем выбора различных полупроводниковых материалов можно создать одноцветные светодиоды, излучающие свет в узком диапазоне длин волн от ближнего инфракрасного до видимого спектра и до ультрафиолетового диапазона. По мере того как длины волн становятся короче из-за большей запрещенной зоны этих полупроводников, рабочее напряжение светодиода увеличивается.

Синие светодиоды имеют активную область, состоящую из одной или нескольких квантовых ям InGaN, зажатых между более толстыми слоями GaN, называемыми слоями оболочки. Изменяя относительную долю In/Ga в квантовых ямах InGaN, теоретически можно изменять излучение света от фиолетового до янтарного.

Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) различной фракции Al/Ga может использоваться для изготовления слоев оболочки и квантовых ям для ультрафиолетовых светодиодов, но эти устройства еще не достигли уровня эффективности и технологической зрелости синих/зеленых устройств InGaN/GaN. Если в этом случае для формирования слоев активных квантовых ям используется нелегированный GaN, устройство излучает ближний ультрафиолетовый свет с пиковой длиной волны, сосредоточенной около 365 нм. Зеленые светодиоды, изготовленные из системы InGaN/GaN, гораздо более эффективны и ярче, чем зеленые светодиоды, изготовленные из систем безнитридных материалов, но практические устройства по-прежнему демонстрируют слишком низкую эффективность для приложений с высокой яркостью. [ нужна ссылка ]

С AlGaN и AlGaInN достижимы еще более короткие длины волн. Излучатели ближнего УФ-излучения с длиной волны около 360–395 нм уже дешевы и часто встречаются, например, в качестве замены ламп черного света для проверки поддельных УФ -водяных знаков в документах и ​​банкнотах, а также для УФ-отверждения . Существенно более дорогие диоды с более короткой длиной волны коммерчески доступны для длин волн до 240 нм. [117] Поскольку фоточувствительность микроорганизмов примерно соответствует спектру поглощения ДНК с пиком около 260 нм, в перспективных устройствах для дезинфекции и стерилизации ожидается использование УФ-светодиодов с длиной волны 250–270 нм. Недавние исследования показали, что имеющиеся в продаже светодиоды UVA (365 нм) уже являются эффективными устройствами для дезинфекции и стерилизации. [118] Длины волн УФ-С были получены в лабораториях с использованием нитрида алюминия (210 нм), [119] нитрид бора (215 нм) [120] [121] и алмаз (235 нм). [122]

Белые светодиоды [ править ]

Существует два основных способа производства белых светодиодов. Один из них — использовать отдельные светодиоды, которые излучают три основных цвета — красный, зеленый и синий, — а затем смешивать все цвета для формирования белого света. Другой вариант — использовать люминофорный материал для преобразования монохроматического света синего или УФ-светодиода в белый свет широкого спектра, аналогичный люминесцентной лампе . Желтый люминофор представляет собой церием легированные кристаллы YAG, , подвешенные в корпусе или нанесенные на светодиод. Этот люминофор YAG заставляет белые светодиоды казаться желтыми в выключенном состоянии, а пространство между кристаллами позволяет проходить некоторому количеству синего света в светодиодах с частичным преобразованием люминофора. Альтернативно, в белых светодиодах могут использоваться другие люминофоры, такие как фторосиликат калия , легированный марганцем (IV) (PFS), или другие специальные люминофоры. PFS способствует генерации красного света и используется в сочетании с обычным люминофором Ce:YAG.

В светодиодах с люминофором PFS часть синего света проходит через люминофоры, люминофор Ce:YAG преобразует синий свет в зеленый и красный (желтый) свет, а люминофор PFS преобразует синий свет в красный свет. Цвет, спектр излучения или цветовую температуру преобразованных в белый люминофор и других светодиодов, преобразованных в люминофор, можно контролировать, изменяя концентрацию нескольких люминофоров, которые образуют смесь люминофоров, используемую в корпусе светодиодов. [123] [124] [125] [126]

«Белизна» излучаемого света спроектирована так, чтобы соответствовать человеческому глазу. Из-за метамерии возможны совершенно разные спектры, которые кажутся белыми. Внешний вид объектов, освещенных этим светом, может меняться в зависимости от изменения спектра. Это вопрос цветопередачи, совершенно отдельный от цветовой температуры. Оранжевый или голубой объект может иметь неправильный цвет и быть намного темнее, поскольку светодиод или люминофор не излучают ту длину волны, которую он отражает. В светодиодах с лучшей цветопередачей используется смесь люминофоров, что приводит к меньшей эффективности и лучшей цветопередаче. [ нужна ссылка ]

Первые белые светодиоды (LED) поступили в продажу осенью 1996 года. [127] Nichia выпустила одни из первых белых светодиодов на основе синих светодиодов с люминофором Ce:YAG. [128] Ce:YAG часто выращивают методом Чохральского . [129]

RGB-системы [ править ]

Комбинированные спектральные кривые для синих, желто-зеленых и красных твердотельных полупроводниковых светодиодов высокой яркости. Спектральная полоса пропускания на полуширине составляет примерно 24–27 нм для всех трех цветов.
Светодиод RGB, проецирующий красный, зеленый и синий цвета на поверхность.

Для смешивания красного, зеленого и синего источников для получения белого света необходимы электронные схемы, контролирующие смешение цветов. Поскольку светодиоды имеют несколько разные характеристики излучения, цветовой баланс может меняться в зависимости от угла зрения, даже если источники RGB находятся в одном корпусе, поэтому диоды RGB редко используются для создания белого освещения. Тем не менее, этот метод имеет множество применений из-за гибкости смешивания разных цветов. [130] и, в принципе, этот механизм также имеет более высокую квантовую эффективность при производстве белого света. [131]

Существует несколько типов многоцветных белых светодиодов: ди- , три- и тетрахроматические белые светодиоды. Несколько ключевых факторов, которые играют роль в этих различных методах, включают стабильность цвета, способность цветопередачи и светоотдачу. Часто более высокая эффективность означает более низкую цветопередачу, что представляет собой компромисс между светоотдачей и цветопередачей. Например, дихроматические белые светодиоды имеют лучшую светоотдачу (120 лм/Вт), но самую низкую цветопередачу. Хотя тетрахроматические белые светодиоды обладают превосходной цветопередачей, они часто имеют низкую светоотдачу. Промежуточное положение занимают трихроматические белые светодиоды, обладающие как хорошей светоотдачей (>70 лм/Вт), так и хорошей цветопередачей. [132]

Одной из задач является разработка более эффективных зеленых светодиодов. Теоретический максимум для зеленых светодиодов составляет 683 люмен на ватт, но по состоянию на 2010 год лишь немногие зеленые светодиоды превышают даже 100 люмен на ватт. Синий и красный светодиоды приближаются к своему теоретическому пределу. [ нужна ссылка ]

Многоцветные светодиоды позволяют формировать свет разных цветов. Большинство воспринимаемых цветов можно получить путем смешивания различных количеств трех основных цветов. Это обеспечивает точный динамический контроль цвета. Мощность их излучения экспоненциально убывает с ростом температуры. [133] что приводит к существенному изменению стабильности цвета. Такие проблемы препятствуют промышленному использованию. Многоцветные светодиоды без люминофоров не могут обеспечить хорошую цветопередачу, поскольку каждый светодиод является узкополосным источником. Светодиоды без люминофора, хотя и являются худшим решением для общего освещения, являются лучшим решением для дисплеев, либо с подсветкой ЖК-дисплея, либо с прямой светодиодной подсветкой пикселей.

Регулирование яркости многоцветного светодиодного источника для соответствия характеристикам ламп накаливания затруднено, поскольку производственные различия, возраст и температура изменяют фактическое выходное значение цвета. Для имитации затемнения ламп накаливания может потребоваться система обратной связи с датчиком цвета для активного мониторинга и управления цветом. [134]

Светодиоды на основе люминофора [ править ]

Спектр белого светодиода, показывающий синий свет, излучаемый непосредственно светодиодом на основе GaN (пик около 465 нм), и более широкополосный стоксово смещенный свет, излучаемый светодиодом Ce . 3+ :YAG-люминофор, излучающий примерно 500–700 нм.

Этот метод предполагает покрытие светодиодов одного цвета (в основном синих светодиодов из InGaN ) люминофорами разных цветов для формирования белого света; Полученные в результате светодиоды называются белыми светодиодами на основе люминофора или люминофорно-преобразованными (pcLED). [135] Часть синего света претерпевает стоксов сдвиг, который преобразует его из более коротких волн в более длинные. В зависимости от исходного цвета светодиода используются различные цветные люминофоры. Использование нескольких слоев люминофора разных цветов расширяет излучаемый спектр, эффективно повышая индекс цветопередачи (CRI). [136]

Светодиоды на основе люминофора имеют потери эффективности из-за потерь тепла из-за стоксова сдвига , а также других проблем, связанных с люминофором. Их светоотдача по сравнению с обычными светодиодами зависит от спектрального распределения результирующего светового потока и исходной длины волны самого светодиода. Например, светоотдача типичного белого светодиода на основе желтого люминофора YAG в 3–5 раз превышает светоотдачу исходного синего светодиода из-за большей чувствительности человеческого глаза к желтому цвету, чем к синему (как смоделировано в функции яркости ).

Благодаря простоте изготовления люминофорный метод до сих пор остается самым популярным методом изготовления белых светодиодов высокой интенсивности. Проектирование и производство источника света или осветительного прибора с использованием монохромного излучателя с люминофорным преобразованием проще и дешевле, чем сложная система RGB , и большинство белых светодиодов высокой интенсивности, представленных в настоящее время на рынке, производятся с использованием люминофорного преобразования света. [ нужна ссылка ]

Белый светодиод мощностью 1 Вт, 9 В, трехчиповый SMD-люминофор

Среди проблем, с которыми приходится сталкиваться при повышении эффективности источников белого света на основе светодиодов, — разработка более эффективных люминофоров. По состоянию на 2010 год наиболее эффективным желтым люминофором по-прежнему остается YAG-люминофор с потерями стоксова сдвига менее 10%. Потери, связанные с внутренними оптическими потерями из-за повторного поглощения в светодиодном чипе и в самой светодиодной упаковке, обычно составляют еще от 10% до 30% потери эффективности. В настоящее время в области разработки люминофорных светодиодов много усилий тратится на оптимизацию этих устройств для более высокой светоотдачи и более высоких рабочих температур. Например, эффективность можно повысить, улучшив дизайн упаковки или используя более подходящий тип люминофора. Процесс конформного покрытия часто используется для решения проблемы различной толщины люминофора. [ нужна ссылка ]

Некоторые белые светодиоды на основе люминофора заключают синие светодиоды InGaN в эпоксидную смолу с люминофорным покрытием. В качестве альтернативы светодиод может быть соединен с удаленным люминофором, предварительно сформированным куском поликарбоната, покрытым люминофорным материалом. Удаленные люминофоры обеспечивают более рассеянный свет, что желательно для многих применений. Конструкции с удаленным люминофором также более устойчивы к изменениям спектра излучения светодиодов. Распространенным желтым люминофором является церием иттрий - легированный алюминиевый гранат, ( Ce 3+ :ЯГ). [ нужна ссылка ]

Белые светодиоды также могут быть изготовлены путем покрытия светодиодов, работающих в ближнем ультрафиолете (NUV), смесью высокоэффективных люминофоров на основе европия , которые излучают красный и синий свет, а также сульфида цинка, легированного медью и алюминием (ZnS:Cu, Al), который излучает зеленый цвет. . Это метод, аналогичный тому, как работают люминесцентные лампы . Этот метод менее эффективен, чем синие светодиоды с люминофором YAG:Ce, поскольку стоксов сдвиг больше, поэтому больше энергии преобразуется в тепло, но дает свет с лучшими спектральными характеристиками, которые лучше передают цвет. Из-за более высокой мощности излучения ультрафиолетовых светодиодов, чем синих, оба метода обеспечивают сопоставимую яркость. Проблема заключается в том, что ультрафиолетовый свет может просачиваться из неисправного источника света и причинять вред глазам или коже человека. [ нужна ссылка ]

Новый тип пластин, состоящий из нитрида галлия на кремнии (GaN-на-Si), используется для производства белых светодиодов с использованием кремниевых пластин диаметром 200 мм. Это позволяет избежать типичной дорогостоящей сапфировой подложки при относительно небольших размерах пластин (100 или 150 мм). [137] Сапфировый аппарат должен быть соединен с зеркальным коллектором, чтобы отражать свет, который в противном случае был бы потрачен впустую. Было предсказано, что с 2020 года 40% всех GaN-светодиодов будут производиться с использованием GaN-on-Si. Производство большого сапфирового материала затруднено, в то время как большой кремниевый материал дешевле и более распространен. Компании, занимающиеся производством светодиодов, переходят с использования сапфира на кремний и должны потребовать минимальных инвестиций. [138]

Смешанные белые светодиоды [ править ]

Настраиваемая белая светодиодная матрица в прожекторе

На рынке представлены светодиоды RGBW, сочетающие блоки RGB с белым люминофорным светодиодом. При этом сохраняется чрезвычайно настраиваемый цвет светодиода RGB, но позволяет оптимизировать цветопередачу и эффективность при выборе цвета, близкого к белому. [139]

Некоторые светодиоды с белым люминофором являются «настраиваемыми белыми», смешивая два крайних значения цветовых температур (обычно 2700К и 6500К) для получения промежуточных значений. Эта функция позволяет пользователям изменять освещение в соответствии с текущим использованием многофункционального помещения. [140] Как показано прямой линией на диаграмме цветности, простые смеси двух белых цветов будут иметь розовый уклон, наиболее выраженный в середине. Небольшое количество зеленого света, исходящего от другого светодиода, могло бы решить проблему. [141] Некоторые продукты имеют формат RGBWW, т.е. RGBW с настраиваемым белым цветом. [142]

Последний класс белых светодиодов смешанного света — от тусклого до теплого. Это обычные белые светодиодные лампы 2700К с маленьким красным светодиодом, который включается при уменьшении яркости лампы. Это сделает цвет теплее, имитируя лампочку накаливания. [142]

Другие белые светодиоды [ править ]

Другой метод, использованный для производства экспериментальных светодиодов белого света, вообще не использовал люминофоры и был основан на гомоэпитаксиально выращенном селениде цинка (ZnSe) на подложке ZnSe, который одновременно излучал синий свет из своей активной области и желтый свет из подложки. [143]

Органические светодиоды (OLED) [ править ]

Основная статья: OLED

В органических светодиодах ( OLED ) электролюминесцентный материал, составляющий излучающий слой диода, представляет собой органическое соединение . Органический материал является электропроводным из-за делокализации вызванной пи-электронов, сопряжением всей или части молекулы, и поэтому материал функционирует как органический полупроводник . [144] Органические материалы могут представлять собой небольшие органические молекулы в кристаллической фазе или полимеры . [145]

Потенциальные преимущества OLED включают тонкие и недорогие дисплеи с низким напряжением возбуждения, широким углом обзора, высокой контрастностью и цветовой гаммой . [146] Полимерные светодиоды имеют дополнительное преимущество, заключающееся в возможности печати и гибких дисплеев. [147] [148] [149] OLED используются для создания визуальных дисплеев для портативных электронных устройств, таких как мобильные телефоны, цифровые камеры, освещение и телевизоры. [145] [146]

Перовскитовые светодиоды (PeLED) [ править ]

Перовскитные светодиоды (PeLED) стали многообещающими кандидатами для технологий отображения и освещения следующего поколения. В последние годы исследователи проявляют растущий интерес к перовскитным светодиодам (PeLED) благодаря их способности излучать свет с узкой полосой пропускания , регулируемым спектром , способности обеспечивать высокую чистоту цвета и экономичному производству решений. [150] [151]

Зеленые PeLED [ править ]

Когда дело доходит до эффективности, PeLED не превзошли коммерческие органические светоизлучающие диоды ( OLED ), поскольку конкретные критические параметры, такие как транспорт носителей заряда и эффективность связи оптического выхода, не были тщательно оптимизированы. [151]

о разработке сверхэффективных зеленых светодиодов PeLED с внешней квантовой эффективностью (EQE), превышающей знаменательный рубеж в 30%. В ответ на эту проблему Бай и его коллеги сообщили 29 мая 2023 года [151] Это достижение стало возможным благодаря стратегическим изменениям в транспортировке носителей заряда и распределении света ближнего поля. Эти оптимизации эффективно снизили утечку электронов и привели к исключительной эффективности связи светового потока — 41,82%. В качестве слоя инжекции дырок для балансировки инжекции носителей заряда использовалась пленка Ni 0,9 Mg 0,1 O x с высоким показателем преломления и повышенной подвижностью дырочных носителей , а между слоем транспорта дырок и эмиссионным слоем перовскита был вставлен слой полиэтиленгликоля для предотвращения утечку и минимизировать потерю фотонов. [151]

Модифицированная структура зеленого PeLED позволила ему достичь мирового рекорда внешней квантовой эффективности 30,84% (при среднем значении 29,05 ± 0,77%) при уровне яркости 6514 кд/м. 2 . Эта новаторская работа представляет убедительный подход к созданию сверхэффективных PeLED путем эффективного балансирования электронно-дырочной рекомбинации и улучшения связи света. [151]

Однако расширение эффективной площади перовскитных светодиодов может привести к существенному падению их производительности. Для решения этой проблемы Sun et.al [152] представил L-метионин (NVAL) для создания промежуточной фазы с низкой энтальпией образования и COO. - координация. Эта новая промежуточная фаза изменила путь кристаллизации, эффективно подавляя фазовое расслоение. В результате были получены высококачественные квази-2D перовскитные пленки большой площади. В дальнейшем они доработали композитную динамику пленки, что привело к созданию высокоэффективных квазидвумерных перовскитных зеленых светодиодов с эффективной площадью 9,0 см2. 2 . Внешний квантовый выход (EQE) 16,4% был достигнут при <n> = 3, что делает его наиболее эффективным перовскитным светодиодом большой площади. При этом яркость 9,1×104 кд/м. 2 было достигнуто в <n> = 10 фильмах. [152]

Синие PeLED [ править ]

16 марта 2023 г. Чжоу и др. [153] опубликовали исследование, демонстрирующее их успешный контроль над поведением ионов для создания высокоэффективных небесно-голубых перовскитных светодиодов. Они достигли этого, используя бифункциональный пассиватор , который состоял из анионов бензойной кислоты основания Льюиса и катионов щелочных металлов. Этот пассиватор имел двойную роль: он эффективно пассивировал дефицитный атом свинца и ингибировал миграцию галогенид-ионов. Результатом этого инновационного подхода стала реализация эффективного перовскитного светодиода, излучающего свет со стабильной длиной волны 483 нм. Светодиод продемонстрировал похвальную внешнюю квантовую эффективность (EQE) 16,58%, при этом пиковый EQE достиг 18,65%. За счет улучшения оптической связи EQE был дополнительно увеличен до 28,82%. [153]

Красные PeLED [ править ]

Одним из наиболее важных аспектов технологии освещения и дисплеев является эффективное генерирование красного излучения. Квази-2D-перовскиты продемонстрировали потенциал высокой эффективности излучения благодаря надежному удержанию носителей заряда. Однако внешняя квантовая эффективность (EQE) большинства красных квази-2D PeLED не является оптимальной из-за различных фаз n-значения в сложных квази-2D перовскитных пленках.

Чтобы решить эту проблему, Цзян и др. [150] опубликовали свои результаты в журнале Advanced Materials 20 июля 2022 года. Их исследования были сосредоточены на стратегическом включении крупных катионов для повышения эффективности перовскитных светодиодов красного света. Введя йодид фенэтиламмония (PEAI)/3-фторфенилэтиламмония йодид (mF-PEA) и йодид 1-нафтилметиламмония (NMAI), они достигли точного контроля над фазовым распределением квази-2D перовскитных материалов. Этот подход эффективно уменьшал преобладание фаз с меньшим n-индексом и одновременно устранял дефекты свинца и галогенидов в перовскитных пленках. Результатом этого исследования стала разработка перовскитных светодиодов, способных достигать EQE 25,8% при длине волны 680 нм и пиковой яркости 1300 кд/м. 2 . [150]

Белые PeLED [ править ]

Высокоэффективный белый перовскитовый светодиод с высокой эффективностью светоотдачи может быть создан посредством оптической связи ближнего поля. [154] Ближнепольная оптическая связь между синим перовскитным диодом и красным нанокристаллом перовскита была достигнута с помощью разумно спроектированного многослойного полупрозрачного электрода (LiF/Al/Ag/LiF). Нанокристаллический слой красного перовскита позволяет извлекать и преобразовывать в излучение красного света волноводную моду и моду поляризации поверхностного плазмона, захваченную синим перовскитным диодом, увеличивая эффективность светоизвлечения на 50%. В то же время дополнительные спектры излучения синих фотонов и преобразованных с понижением частоты красных фотонов способствуют образованию белых светодиодов. Наконец, квантовая эффективность вне устройства превышает 12%, а яркость превышает 2000 кд/м. 2 , которые являются самыми высокими среди белых PeLED. [154]

Пожизненный [ править ]

Получение высококачественных полностью неорганических перовскитных пленок с помощью методов на основе растворов остается сложной задачей, в первую очередь связанной с быстрой и неконтролируемой кристаллизацией таких материалов. Ключевое нововведение заключалось в контроле ориентации кристаллов полностью неорганического перовскита вдоль плоскости (110) посредством процесса низкотемпературного отжига (35–40°C). Этот точный контроль привел к упорядоченной укладке кристаллов, что значительно увеличило покрытие поверхности и уменьшило дефекты внутри материала. После тщательной оптимизации хорошо ориентированный перовскитный светодиод CsPbBr 3 достиг внешнего квантового выхода (EQE) до 16,45% и замечательной яркости 79 932 кд/м. 2 и срок службы 136 часов при первоначальной работе с уровнем яркости 100 кд/м. 2 . [155]

20 сентября 2021 г. группа под руководством Сарджента и др. [156] из Университета Торонто опубликовали результаты своих исследований в Журнале Американского химического общества (JACS) по ярким и стабильным светодиодам (LED) на основе квантовых точек перовскита внутри перовскитной матрицы. Исследование показало, что квантовые точки перовскита остаются стабильными в тонкой пленке исходного раствора перовскита и способствуют равномерной кристаллизации матрицы перовскита, используя деформированные квантовые точки в качестве центров зародышеобразования. Выравнивание зон типа I гарантирует, что квантовые точки действуют как акцепторы заряда и излучатели излучения. [156]

В новом материале наблюдается подавленная оже-рекомбинация биэкситонов и яркая люминесценция даже при высоком возбуждении (600 Вт/см2). 2 ). Красные светодиоды на основе нового материала демонстрируют внешнюю квантовую эффективность 18% и сохраняют высокие характеристики при яркости, превышающей 4700 кд/м. 2 . Новый материал продлевает срок службы светодиодов до 2400 часов при начальной яркости 100 кд/м. 2 . [156]

Типы [ править ]

Светодиоды производятся различных форм и размеров. Цвет пластиковой линзы часто совпадает с фактическим цветом излучаемого света, но не всегда. Например, фиолетовый пластик часто используется для инфракрасных светодиодов, а большинство синих устройств имеют бесцветные корпуса. Современные мощные светодиоды, например те, которые используются для освещения и подсветки, обычно используются в корпусах с технологией поверхностного монтажа (SMT) (не показаны).

Светодиоды изготавливаются в разных корпусах для разных применений. Один или несколько светодиодных переходов могут быть упакованы в одно миниатюрное устройство для использования в качестве индикаторной или контрольной лампы. Массив светодиодов может включать в себя схемы управления в одном корпусе, которые могут варьироваться от простого резистора , управления миганием или изменением цвета до адресного контроллера для устройств RGB. Устройства с белым излучением большей мощности будут установлены на радиаторах и будут использоваться для освещения. Буквенно-цифровые дисплеи в формате точечной матрицы или гистограммы широко доступны. Специальные пакеты позволяют подключать светодиоды к оптическим волокнам для высокоскоростных каналов передачи данных.

Миниатюра [ править ]

Изображение миниатюрных светодиодов для поверхностного монтажа наиболее распространенных размеров. Они могут быть намного меньше, чем традиционные   светодиодные лампы диаметром 5 мм, показанные в верхнем левом углу.
Очень маленький (1,6×1,6×0,35   мм) миниатюрный корпус светодиодов красного, зеленого и синего цвета для поверхностного монтажа с соединения золотой проволоки . деталями

В основном это однокристальные светодиоды, используемые в качестве индикаторов, они бывают разных размеров от 2 мм до 8 мм, в корпусах для сквозного и поверхностного монтажа . [157] Типичные значения тока варьируются от примерно 1 мА до более 20 мА. Несколько светодиодных кристаллов, прикрепленных к гибкой подложке, образуют светодиодную ленту . [ нужна ссылка ]

Обычные формы упаковки включают круглую, с куполообразной или плоской вершиной, прямоугольную с плоской вершиной (как используется в гистограммах), а также треугольную или квадратную с плоской вершиной. Инкапсуляция также может быть прозрачной или окрашенной для улучшения контрастности и угла обзора. Инфракрасные устройства могут иметь черный оттенок, чтобы блокировать видимый свет при прохождении инфракрасного излучения. [ нужна ссылка ]

Светодиоды сверхвысокой мощности предназначены для просмотра под прямыми солнечными лучами. [ нужна ссылка ]

Светодиоды на 5 В и 12 В — это обычные миниатюрные светодиоды, имеющие последовательный резистор для прямого подключения к источнику питания 5   В или 12   В. [ нужна ссылка ]

Мощный [ править ]

Мощные светодиоды, прикрепленные к основанию светодиодной звезды ( Luxeon , Lumileds )
См. также: Полупроводниковое освещение , Светодиодная лампа и Управление температурой мощных светодиодов.

Светодиоды высокой мощности (HP-LED) или светодиоды высокой мощности (HO-LED) могут работать при токах от сотен мА до более чем ампер по сравнению с десятками мА для других светодиодов. Некоторые могут излучать более тысячи люмен. [158] [159] светодиодов Плотность мощности до 300 Вт/см 2 были достигнуты. Поскольку перегрев губителен, HP-LED необходимо монтировать на радиаторе, чтобы обеспечить рассеивание тепла. Если тепло от HP-LED не отвести, устройство выйдет из строя за считанные секунды. Один HP-LED часто может заменить лампу накаливания в фонарике или быть установлен в массив, образуя мощную светодиодную лампу .

Некоторые HP-LED в этой категории — серия Nichia 19, Lumileds Rebel Led, Osram Opto Semiconductors Golden Dragon и Cree X-lamp. По состоянию на сентябрь 2009 года яркость некоторых HP-LED производства Cree превышает 105 лм/Вт. [160]

Примером закона Хайца , который предсказывает экспоненциальный рост светоотдачи и эффективности светодиодов с течением времени, являются светодиоды серии CREE XP-G, световой поток которых достиг 105   лм/Вт в 2009 году. [160] и серия Nichia 19 с типичной эффективностью 140   лм/Вт, выпущенная в 2010 году. [161]

с приводом от переменного тока [ править ]

Светодиоды, разработанные Seoul Semiconductor, могут работать от сети переменного тока без преобразователя постоянного тока. В течение каждого полупериода часть светодиода излучает свет, а часть — темноту, и в течение следующего полупериода ситуация меняется на противоположную. Эффективность HP-LED этого типа обычно составляет 40   лм/Вт. [162] Большое количество светодиодных элементов, соединенных последовательно, может работать непосредственно от сетевого напряжения. В 2009 году компания Seoul Semiconductor выпустила светодиод высокого напряжения постоянного тока под названием Acrich MJT, который может работать от сети переменного тока с помощью простой схемы управления. Низкое рассеивание мощности этих светодиодов обеспечивает им большую гибкость, чем исходная конструкция светодиодов переменного тока. [163]

Раздеть [ править ]

Этот раздел представляет собой отрывок из светодиодных лент . [ редактировать ]
Несколько светодиодных пятен отражаются в виде непрерывной световой полосы.

Светодиодная лента , лента или ленточный светильник представляет собой гибкую монтажную плату, заполненную поверхностного монтажа светодиодами (SMD-светодиоды) и другими компонентами, которые обычно имеют клейкую основу. Традиционно полосовые светильники использовались исключительно для акцентного освещения, заднего освещения, рабочего освещения и декоративного освещения, например освещения бухт .

Светодиодные ленты появились в начале 2000-х годов. С тех пор повышенная светоотдача и более мощные SMD-элементы позволили использовать их в таких приложениях, как рабочее освещение высокой яркости, замена люминесцентных и галогенных осветительных приборов, непрямое освещение, ультрафиолетовый контроль во время производственных процессов, дизайн декораций и костюмов, а также выращивание растений. растения.

Зависит от приложения [ править ]

RGB-SMD-LED
Составное изображение размером 11 × 44 светодиодного матричного нагрудного таблички с использованием светодиодов SMD типа 1608/0603. Вверху: чуть больше половины дисплея размером 21 × 86 мм . В центре: крупный план светодиодов при рассеянном освещении. Внизу: светодиоды горят красным светом.
Мигает
Мигающие светодиоды используются в качестве индикаторов привлечения внимания, не требуя внешней электроники. Мигающие светодиоды напоминают стандартные светодиоды, но они содержат встроенный стабилизатор напряжения и схему мультивибратора , которая заставляет светодиод мигать с типичным периодом в одну секунду. В светодиодах с рассеянной линзой эта цепь видна как маленькая черная точка. Большинство мигающих светодиодов излучают свет одного цвета, но более сложные устройства могут мигать несколькими цветами и даже исчезать в цветовой последовательности, используя смешивание цветов RGB. Мигающие светодиоды SMD формата 0805 и других размеров доступны с начала 2019 года.
Мерцающий
Интегрированная электроника Простые электронные схемы, встроенные в корпус светодиодов, существуют по крайней мере с 2011 года и создают случайную диаграмму яркости светодиодов, напоминающую мерцающую свечу . [164] Реверс-инжиниринг в 2024 году показал, что некоторые мерцающие светодиоды с автоматическими режимами сна и пробуждения могут использовать встроенный 8-битный микроконтроллер . для таких функций [165]
двухцветный
Двухцветные светодиоды содержат два разных светодиодных излучателя в одном корпусе. Есть два типа таких. Один тип состоит из двух матриц, подключенных к одним и тем же двум выводам, антипараллельно друг другу. Ток в одном направлении излучает один цвет, а ток в противоположном направлении излучает другой цвет. Другой тип состоит из двух кристаллов с отдельными выводами для обоих кристаллов и еще одним выводом для общего анода или катода, чтобы ими можно было управлять независимо. Самая распространенная двухцветная комбинация — красный и традиционный зеленый . Другие включают янтарный/традиционный зеленый, красный/чисто-зеленый, красный/синий и синий/чисто-зеленый.
RGB трехцветный
Трехцветные светодиоды содержат три разных светодиодных излучателя в одном корпусе. Каждый излучатель подключен к отдельному проводу, поэтому ими можно управлять независимо. Обычно используется четырехпроводная схема с одним общим выводом (анодом или катодом) и дополнительным выводом для каждого цвета. Другие имеют всего два вывода (положительный и отрицательный) и имеют встроенный электронный контроллер. Светодиоды RGB состоят из одного красного, одного зеленого и одного синего светодиода. [166] Независимо регулируя каждый из трех светодиодов RGB, они способны создавать широкую цветовую гамму. В отличие от светодиодов специального цвета, они не излучают чистые длины волн. Модули могут быть не оптимизированы для плавного смешивания цветов.
Декоративно-многоцветный
Декоративно-многоцветные светодиоды имеют в своем составе несколько излучателей разных цветов, питаемых всего двумя выводными проводами. Цвета переключаются внутри, изменяя напряжение питания.
Буквенно-цифровой
Буквенно-цифровые светодиоды доступны в семисегментном , звездообразном и матричном формате. Семисегментные дисплеи отображают все цифры и ограниченный набор букв. На дисплеях Starburst могут отображаться все буквы. Матричные дисплеи обычно используют 5×7 пикселей на символ. Семисегментные светодиодные дисплеи широко использовались в 1970-х и 1980-х годах, но рост использования жидкокристаллических дисплеев с их меньшим энергопотреблением и большей гибкостью отображения снизил популярность цифровых и буквенно-цифровых светодиодных дисплеев.
Цифровой RGB
Цифровые адресуемые светодиоды RGB содержат собственную «умную» управляющую электронику. Помимо питания и заземления, они обеспечивают соединения для ввода и вывода данных, тактового сигнала и иногда стробоскопического сигнала. Они соединены последовательно , отдельными светодиодами в длинной светодиодной ленте что позволяет микроконтроллеру легко управлять . Данные, отправленные на первый светодиод цепочки, позволяют управлять яркостью и цветом каждого светодиода независимо от других. Они используются там, где необходимо сочетание максимального контроля и минимума видимой электроники, например, рождественские струны и светодиодные матрицы. Некоторые даже имеют частоту обновления в диапазоне кГц, что позволяет использовать базовые видеоприложения. Эти устройства известны по номеру детали ( обычно WS2812 ) или торговой марке, например NeoPixel .
Нить
Светодиодная нить состоит из нескольких светодиодных чипов, соединенных последовательно на общей продольной подложке, образующей тонкий стержень, напоминающий традиционную нить накаливания. [167] Они используются в качестве недорогой декоративной альтернативы традиционным лампочкам, производство которых постепенно прекращается во многих странах. Нити используют довольно высокое напряжение, что позволяет им эффективно работать с сетевым напряжением. Часто простой выпрямитель и емкостное ограничение тока используются для создания недорогой замены традиционной лампочки без сложного преобразователя низкого напряжения и сильного тока, который необходим светодиодам с одним кристаллом. [168] Обычно они упаковываются в колбу, аналогичную лампам, для замены которых они предназначены, и заполняются инертным газом при давлении немного ниже, чем давление окружающей среды, для эффективного отвода тепла и предотвращения коррозии.
Чип-на-плате массивы
Светодиоды для поверхностного монтажа часто производятся в виде массивов на плате (COB), что обеспечивает лучшее рассеивание тепла, чем одиночный светодиод с сопоставимой светоотдачей. [169] Светодиоды могут быть расположены вокруг цилиндра и называются «фарами из кукурузных початков» из-за рядов желтых светодиодов. [170]

Рекомендации по использованию [ править ]

Источники питания [ править ]

Основная статья: Источники питания светодиодов
Простая схема светодиода с резистором для ограничения тока

Ток в светодиоде или других диодах растет экспоненциально с приложенным напряжением (см. уравнение диода Шокли ), поэтому небольшое изменение напряжения может вызвать большое изменение тока. Ток через светодиод должен регулироваться внешней цепью, например, источником постоянного тока, чтобы предотвратить повреждение. Поскольку наиболее распространенные источники питания являются (почти) источниками постоянного напряжения, светодиодные светильники должны включать в себя преобразователь мощности или, по крайней мере, токоограничивающий резистор. В некоторых приложениях внутреннего сопротивления небольших батарей достаточно, чтобы поддерживать ток в пределах номинала светодиода. [ нужна ссылка ]

Электрическая полярность ​ ​

Основная статья: Электрическая полярность светодиодов

В отличие от традиционной лампы накаливания, светодиод загорается только тогда, когда напряжение подается в прямом направлении диода. Ток не протекает и свет не излучается, если напряжение подается в обратном направлении. Если обратное напряжение превышает напряжение пробоя , которое обычно составляет около пяти вольт, протекает большой ток и светодиод будет поврежден. Если обратный ток достаточно ограничен, чтобы избежать повреждения, светодиод обратной проводимости является полезным шумовым диодом . [ нужна ссылка ]

По определению, ширина запрещенной зоны любого диода выше при обратном смещении, чем при прямом смещении. Поскольку энергия запрещенной зоны определяет длину волны излучаемого света, цвет не может быть одинаковым при обратном смещении. Напряжение обратного пробоя достаточно велико, поэтому излучаемая длина волны не может быть достаточно одинаковой, чтобы ее можно было все еще видеть. Хотя существуют пакеты с двумя светодиодами, которые содержат светодиоды разного цвета в каждом направлении, не ожидается, что какой-либо отдельный светодиодный элемент может излучать видимый свет при обратном смещении. [ нужна ссылка ]

Неизвестно, может ли существовать стабилитрон, излучающий свет только в режиме обратного смещения. Уникально то, что этот тип светодиодов будет проводить ток при обратном подключении.

Безопасность и здоровье [ править ]

Некоторые синие светодиоды и светодиоды холодного белого цвета могут превышать безопасные пределы так называемой опасности синего света , определенной в спецификациях безопасности для глаз, таких как «ANSI / IESNA RP-27.1–05: Рекомендуемая практика фотобиологической безопасности ламп и ламповых систем». . [171] Одно исследование не выявило никаких доказательств риска при нормальном использовании при домашнем освещении. [172] и что осторожность необходима только для определенных профессиональных ситуаций или для определенных групп населения. [173] В 2006 году Международная электротехническая комиссия опубликовала стандарт IEC 62471 «Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем» , заменивший применение ранних лазерно-ориентированных стандартов для классификации светодиодных источников. [174]

Хотя светодиоды имеют преимущество перед люминесцентными лампами в том, что они не содержат ртути , они могут содержать и другие опасные металлы, такие как свинец и мышьяк . [175]

В 2016 году Американская медицинская ассоциация (АМА) выступила с заявлением о возможном неблагоприятном влиянии голубоватого уличного освещения на цикл сна-бодрствования горожан. Критики отрасли утверждают, что уровни воздействия недостаточно высоки, чтобы оказать заметный эффект. [176]

Преимущества [ править ]

  • Эффективность: светодиоды излучают больше люменов на ватт, чем лампы накаливания. [177] На эффективность светодиодных светильников не влияет форма и размер, в отличие от люминесцентных лампочек или трубок.
  • Цвет: светодиоды могут излучать свет заданного цвета без использования каких-либо цветных фильтров, как того требуют традиционные методы освещения. Это более эффективно и может снизить первоначальные затраты.
  • Размер: светодиоды могут быть очень маленькими (менее 2 мм). 2 [178] ) и легко крепятся к печатным платам.
  • Время включения: светодиоды загораются очень быстро. Типичный красный светодиодный индикатор достигает полной яркости менее чем за микросекунду . [179] Светодиоды, используемые в устройствах связи, могут иметь еще более быстрое время отклика.
  • Циклическое использование: светодиоды идеально подходят для применений, подверженных частым циклическим включениям и выключениям, в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, которые выходят из строя быстрее при частом циклическом включении, или газоразрядных ламп высокой интенсивности (HID-лампы), которым требуется длительное время для прогрева до полной мощности и выхода из строя. остыть, прежде чем их можно будет снова зажечь, если они перезапускаются.
  • Затемнение: светодиоды можно очень легко затемнить либо за счет широтно-импульсной модуляции , либо за счет снижения прямого тока. [180] Именно эта широтно-импульсная модуляция является причиной того, что светодиодные фонари, особенно фары автомобилей, при просмотре их камерой или другими людьми кажутся мигающими или мерцающими. Это разновидность стробоскопического эффекта .
  • Холодный свет: в отличие от большинства источников света, светодиоды излучают очень мало тепла в виде ИК-излучения, которое может повредить чувствительные предметы или ткани. Ненужная энергия рассеивается в виде тепла через основание светодиода.
  • Медленный выход из строя: светодиоды в основном выходят из строя из-за постепенного затемнения, а не из-за внезапного выхода из строя ламп накаливания. [181]
  • Срок службы: светодиоды могут иметь относительно длительный срок службы. В одном отчете срок полезного использования оценивается от 35 000 до 50 000 часов, хотя время до полного отказа может быть короче или дольше. [182] Люминесцентные лампы обычно рассчитаны на срок службы от 10 000 до 25 000 часов, частично в зависимости от условий использования, а лампы накаливания — на 1 000–2 000 часов. Несколько демонстраций Министерства энергетики показали, что снижение затрат на техническое обслуживание за счет увеличения срока службы, а не экономия энергии, является основным фактором, определяющим срок окупаемости светодиодного продукта. [183]
  • Ударопрочность: светодиоды, будучи полупроводниковыми компонентами, трудно повредить внешним ударом, в отличие от люминесцентных ламп и ламп накаливания, которые хрупкие. [184]
  • Фокус: прочный корпус светодиода может быть спроектирован так, чтобы фокусировать его свет. Лампам накаливания и флуоресцентным источникам часто требуется внешний отражатель для сбора света и направления его удобным для использования способом. Для более крупных светодиодных корпусов полного внутреннего отражения с тем же эффектом часто используются линзы (TIR). Когда требуется большое количество света, обычно используется множество источников света, таких как светодиодные чипы, которые трудно сфокусировать или коллимировать на одной и той же цели.

Недостатки [ править ]

  • Температурная зависимость: характеристики светодиодов во многом зависят от температуры окружающей среды в рабочей среде или свойств терморегулирования. Перегрузка светодиода при высоких температурах окружающей среды может привести к перегреву светодиодного корпуса, что в конечном итоге приведет к выходу устройства из строя. соответствующий радиатор Для длительного срока службы необходим . Это особенно важно в автомобильной, медицинской и военной сферах, где устройства должны работать в широком диапазоне температур и требуют низкой частоты отказов.
  • Чувствительность к напряжению: светодиоды должны питаться напряжением выше порогового напряжения и током ниже номинала. Ток и срок службы сильно изменяются при небольшом изменении приложенного напряжения. Таким образом, им требуется источник питания с регулировкой тока (обычно просто последовательный резистор для светодиодных индикаторов). [185]
  • Цветопередача: большинство светодиодов холодного белого цвета имеют спектры, которые значительно отличаются от спектра излучателя черного тела, такого как солнце или лампа накаливания. Пик на длине волны 460 нм и провал на длине волны 500 нм могут привести к тому, что цвет объектов будет выглядеть иначе, при холодном белом светодиодном освещении чем при солнечном свете или источниках накаливания, из-за метамерии . [186] красные поверхности особенно плохо воспроизводятся типичными люминофорными светодиодами холодного белого цвета. То же самое относится и к зеленым поверхностям. Качество цветопередачи светодиода измеряется индексом цветопередачи (CRI) .
  • Площадь источника света: одиночные светодиоды не приближаются к точечному источнику света, обеспечивая сферическое распределение света, а, скорее, ламбертианское распределение. Таким образом, светодиоды сложно применять там, где требуется сферическое световое поле. Разными полями света можно управлять с помощью различной оптики или «линз». Светодиоды не могут обеспечить расхождение ниже нескольких градусов. [187]
  • Световое загрязнение : поскольку белые светодиоды излучают больше коротковолнового света, чем такие источники, как натриевые лампы высокого давления , повышенная сине-зеленая чувствительность скотопического зрения означает, что белые светодиоды, используемые в наружном освещении, вызывают значительно большее свечение неба . [163]
  • Падение эффективности : эффективность светодиодов снижается по мере увеличения электрического тока . Нагрев также увеличивается с увеличением тока, что снижает срок службы светодиодов. Эти эффекты накладывают практические ограничения на ток через светодиод в устройствах высокой мощности. [188]
  • Воздействие на дикую природу: светодиоды гораздо более привлекательны для насекомых, чем лампы на парах натрия, настолько, что возникли спекулятивные опасения по поводу возможности нарушения пищевых сетей . [189] [190] Светодиодное освещение возле пляжей, особенно насыщенного синего и белого цветов, может дезориентировать детенышей черепах и заставить их вместо этого бродить вглубь суши. [191] Группы по охране природы поощряют использование светодиодов, «безопасных для черепах», которые излучают только в узких частях видимого спектра, чтобы уменьшить вред. [192]
  • Использование в зимних условиях: поскольку светодиодные фонари, используемые для регулирования дорожного движения, не выделяют много тепла по сравнению с лампами накаливания, их может закрывать снег, что приводит к несчастным случаям. [193] [194]
  • Термический разгон: параллельные цепочки светодиодов не будут распределять ток равномерно из-за производственных допусков на их прямое напряжение. Использование двух или более цепочек от одного источника тока может привести к выходу из строя светодиодов по мере нагревания устройств. Если объединение прямого напряжения невозможно, требуется схема, обеспечивающая равномерное распределение тока между параллельными цепями. [195]

Производство [ править ]

Производство светодиодов включает в себя несколько этапов, включая эпитаксию, обработку чипов, разделение чипов и упаковку. [196]

В типичном процессе производства светодиодов инкапсуляция выполняется после зондирования, нарезки кристалла, переноса кристалла с пластины на корпус, а также соединения проводов или установки перевернутого чипа. [197] возможно, используя оксид индия-олова , прозрачный электрический проводник. В этом случае соединительные провода прикрепляются к пленке ITO, нанесенной на светодиоды.

Схема с перевернутой микросхемой на плате (COB) — это технология, которую можно использовать для производства светодиодов. [198]

Приложения [ править ]

Светодиоды дневных ходовых огней автомобиля

Использование светодиодов можно разделить на пять основных категорий:

  • Визуальные сигналы, при которых свет проходит более или менее напрямую от источника к человеческому глазу, чтобы передать сообщение или значение.
  • Освещение , при котором свет отражается от объектов, создавая визуальный отклик этих объектов.
  • Измерение и взаимодействие с процессами, не требующими человеческого зрения [199]
  • Узкополосные датчики света, в которых светодиоды работают в режиме обратного смещения и реагируют на падающий свет, а не излучают свет. [200] [201] [202] [203]
  • Выращивание в помещении, включая каннабис. [204]

Индикаторы и знаки [ править ]

Низкое энергопотребление , низкие эксплуатационные расходы и небольшой размер светодиодов привели к их использованию в качестве индикаторов состояния и дисплеев на различном оборудовании и установках. большой площади Светодиодные дисплеи используются в качестве дисплеев на стадионах, динамических декоративных дисплеев и динамических информационных указателей на автострадах. Тонкие и легкие дисплеи сообщений используются в аэропортах и ​​на железнодорожных вокзалах, а также в качестве дисплеев пунктов назначения для поездов, автобусов, трамваев и паромов.

Красные и зеленые светодиодные сигналы светофора

Одноцветный свет хорошо подходит для светофоров и сигналов, указателей выхода , аварийного освещения транспортных средств , навигационных огней судов и рождественских огней на основе светодиодов.

Благодаря длительному сроку службы, быстрому переключению и заметности среди бела дня благодаря высокой мощности и фокусу светодиоды используются в автомобильных стоп-сигналах и указателях поворота. Использование тормозов повышает безопасность за счет значительного сокращения времени, необходимого для полного зажигания, или более быстрого времени нарастания, примерно на 0,1 секунды быстрее. [ нужна ссылка ] чем лампа накаливания. Это дает отстающим водителям больше времени для реагирования. В схеме двойной интенсивности (задние габариты и тормоза), если светодиоды не пульсируют с достаточно высокой частотой, они могут создать фантомную матрицу , в которой появляются призрачные изображения светодиода, если глаза быстро сканируют матрицу. Начинают появляться белые светодиодные фары. Использование светодиодов имеет преимущества в дизайне, поскольку светодиоды могут формировать гораздо более тонкие источники света, чем лампы накаливания с параболическими отражателями .

Из-за относительной дешевизны светодиодов малой мощности их также используют во многих временных целях, например, в светящихся палочках и метательных брошках. Художники также использовали светодиоды для светодиодного искусства .

Освещение [ править ]

Основная статья: Светодиодная лампа

С развитием высокоэффективных и мощных светодиодов стало возможным использовать светодиоды в освещении и освещении. Чтобы стимулировать переход на светодиодные лампы и другое высокоэффективное освещение, в 2008 году Министерство энергетики США учредило конкурс L Prize . Светодиодная лампа Philips . Lighting North America выиграла первый конкурс 3 августа 2011 года после успешного завершения 18 месяцев интенсивных полевых, лабораторных испытаний и испытаний продукции [205]

необходимо эффективное освещение Для устойчивой архитектуры . По состоянию на 2011 год некоторые светодиодные лампы обеспечивают мощность до 150 лм/Вт, а даже недорогие модели бюджетного класса обычно превышают 50 лм/Вт, так что 6-ваттный светодиод может достичь тех же результатов, что и стандартная 40-ваттная лампа накаливания. Более низкая тепловая мощность светодиодов также снижает потребность в кондиционирования воздуха системах . Во всем мире светодиоды быстро внедряются, чтобы заменить менее эффективные источники, такие как лампы накаливания и КЛЛ , и снизить потребление электроэнергии и связанные с этим выбросы. Светодиоды на солнечных батареях используются в качестве уличных фонарей и в архитектурном освещении .

Механическая прочность и длительный срок службы используются в автомобильном освещении автомобилей, мотоциклов и велосипедных фонарей . Светодиодные уличные фонари используются на столбах и в гаражах. В 2007 году итальянская деревня Торрака стала первым местом, где уличное освещение было переведено на светодиоды. [206]

Освещение салона в последнее время [ когда? ] В самолетах Airbus и Boeing используется светодиодное освещение. Светодиоды также используются в освещении аэропортов и вертолетных площадок. Светодиодные светильники для аэропортов в настоящее время включают огни взлетно-посадочной полосы средней интенсивности, огни осевой линии взлетно-посадочной полосы, осевые и боковые огни рулежной дорожки, указатели и заградительное освещение.

Светодиоды также используются в качестве источника света для DLP- проекторов и для подсветки новых ЖК- телевизоров (называемых светодиодными телевизорами ), компьютерных мониторов (включая ноутбуки ) и ЖК-дисплеев портативных устройств, пришедших на смену старым ЖК-дисплеям с подсветкой CCFL , хотя их вытесняют экраны OLED . Светодиоды RGB расширяют цветовой охват на целых 45%. Экраны телевизоров и дисплеев компьютеров можно сделать тоньше, используя светодиоды для подсветки. [207]

Светодиоды маленькие, долговечные и требуют мало энергии, поэтому их используют в портативных устройствах, таких как фонарики . Светодиодные стробоскопы или вспышки для фотокамер работают при безопасном низком напряжении вместо 250+ вольт, обычно встречающихся в освещении на основе ксеноновых ламп-вспышек. Это особенно полезно в камерах на мобильных телефонах , где пространство ограничено, а громоздкие схемы повышения напряжения нежелательны.

Светодиоды используются для инфракрасного освещения в системах ночного видения , включая камеры видеонаблюдения . Кольцо светодиодов вокруг видеокамеры , направленное вперед на световозвращающий фон , позволяет использовать хромакей в видеопроизводстве .

Светодиод для шахтеров, для улучшения видимости внутри шахт.
в Лос-Анджелесе, Мост Винсента Томаса освещенный синими светодиодами

Светодиоды используются в горнодобывающей промышленности в качестве цокольных ламп для освещения шахтеров. Были проведены исследования по улучшению светодиодов для горнодобывающей промышленности, уменьшению бликов и увеличению освещенности, что снижает риск травмирования горняков. [208]

Светодиоды все чаще находят применение в медицинских и образовательных целях, например, для улучшения настроения. [209] НАСА даже спонсировало исследования по использованию светодиодов для улучшения здоровья астронавтов. [210]

Передача данных сигнализация и другая

См. также: Li-Fi , оптоволокно , связь видимого света и оптический диск.

Свет можно использовать для передачи данных и аналоговых сигналов. Например, освещение белыми светодиодами можно использовать в системах, помогающих людям ориентироваться в закрытых пространствах при поиске необходимых помещений или объектов. [211]

Вспомогательные устройства для прослушивания во многих театрах и аналогичных помещениях используют массивы инфракрасных светодиодов для передачи звука на приемники слушателей. Светоизлучающие диоды (а также полупроводниковые лазеры) используются для передачи данных по многим типам оптоволоконных кабелей: от цифрового аудио по кабелям TOSLINK до оптоволоконных линий с очень высокой пропускной способностью, которые образуют магистраль Интернета. Некоторое время компьютеры обычно оснащались интерфейсами IrDA , которые позволяли отправлять и получать данные на близлежащие машины через инфракрасный порт.

Поскольку светодиоды могут включаться и выключаться миллионы раз в секунду, можно достичь очень высокой пропускной способности передачи данных. [212] По этой причине связь в видимом свете (VLC) была предложена в качестве альтернативы все более конкурентоспособной полосе радиочастот. [213] VLC работает в видимой части электромагнитного спектра, поэтому данные можно передавать, не занимая частоты радиосвязи.

Системы машинного зрения [ править ]

Основная статья: Машинное зрение

Системы машинного зрения часто требуют яркого и однородного освещения, поэтому интересующие детали легче обрабатывать. Часто используются светодиоды.

Сканеры штрих-кода являются наиболее распространенным примером приложений машинного зрения, и во многих из этих сканеров вместо лазеров используются красные светодиоды. Оптические компьютерные мыши используют светодиоды в качестве источника света для миниатюрной камеры внутри мыши.

Светодиоды полезны для машинного зрения, поскольку они представляют собой компактный и надежный источник света. Светодиодные лампы можно включать и выключать в соответствии с потребностями системы технического зрения, а форму создаваемого луча можно адаптировать в соответствии с требованиями системы.

обнаружение Биологическое ​ ​

Открытие исследовательской лабораторией армии США (ARL) излучательной рекомбинации в сплавах нитрида алюминия-галлия (AlGaN) привело к разработке концепции использования УФ-светодиодов (светодиодов) для включения в светоиндуцированные флуоресцентные датчики, используемые для обнаружения биологических агентов. [214] [215] [216] В 2004 году Химико-биологический центр Эджвуда (ECBC) инициировал попытку создать биологический детектор под названием TAC-BIO. В программе использовались полупроводниковые оптические УФ-источники (SUVOS), разработанные Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) . [216]

УФ-индуцированная флуоресценция — один из наиболее надежных методов, используемых для быстрого обнаружения биологических аэрозолей в режиме реального времени. [216] Первыми УФ-датчиками были лазеры, которым не хватало практичности в полевых условиях. Чтобы решить эту проблему, DARPA внедрило технологию SUVOS для создания недорогого, небольшого, легкого и маломощного устройства. Время отклика детектора TAC-BIO составило одну минуту с момента обнаружения биологического агента. Также было продемонстрировано, что детектор может работать без присмотра в помещении и на открытом воздухе в течение нескольких недель. [216]

Аэрозольные биологические частицы флуоресцируют и рассеивают свет под действием УФ-луча. Наблюдаемая флуоресценция зависит от применяемой длины волны и биохимических флуорофоров в составе биологического агента. УФ-индуцированная флуоресценция предлагает быстрый, точный, эффективный и логистически практичный способ обнаружения биологических агентов. Это связано с тем, что использование УФ-флуоресценции не требует реагентов или представляет собой процесс, который не требует добавления химикатов для проведения реакции, не требует расходных материалов или не производит никаких химических побочных продуктов. [216]

Кроме того, TAC-BIO может надежно различать опасные и неопасные аэрозоли. Утверждалось, что он достаточно чувствителен, чтобы обнаруживать низкие концентрации, но не настолько чувствителен, чтобы вызывать ложноположительные результаты. Алгоритм подсчета частиц, используемый в устройстве, преобразовывал необработанные данные в информацию путем подсчета импульсов фотонов в единицу времени от детекторов флуоресценции и рассеяния и сравнения значения с установленным порогом. [217]

Оригинальный TAC-BIO был представлен в 2010 году, а второе поколение TAC-BIO GEN II было разработано в 2015 году как более экономичное, поскольку в нем использовались пластиковые детали. Его небольшая и легкая конструкция позволяет устанавливать его на транспортные средства, роботов и беспилотные летательные аппараты. Устройство второго поколения также можно использовать в качестве детектора окружающей среды для мониторинга качества воздуха в больницах, самолетах или даже в домашних условиях для обнаружения грибков и плесени. [218] [219]

Другие приложения [ править ]

Светодиодный костюм для артистов сцены
Светодиодные обои Meystyle

Свет светодиодов можно модулировать очень быстро, поэтому они широко используются в оптоволоконных системах связи и оптике свободного пространства . Сюда входят пульты дистанционного управления , например, для телевизоров, где часто используются инфракрасные светодиоды. В оптоизоляторах используется светодиод в сочетании с фотодиодом или фототранзистором , чтобы обеспечить электрическую изоляцию пути прохождения сигнала между двумя цепями. Это особенно полезно в медицинском оборудовании, где сигналы от цепи низковольтного датчика (обычно с батарейным питанием), контактирующего с живым организмом, должны быть электрически изолированы от любого возможного электрического сбоя в устройстве регистрации или мониторинга, работающем при потенциально опасных напряжениях. Оптоизолятор также позволяет передавать информацию между цепями, которые не имеют общего потенциала земли.

Многие сенсорные системы полагаются на свет в качестве источника сигнала. Светодиоды часто идеальны в качестве источника света из-за требований датчиков. Сенсорная панель Nintendo Wii использует инфракрасные светодиоды. Пульсовые оксиметры используют их для измерения насыщения кислородом . используются массивы светодиодов RGB, а не типичная люминесцентная лампа с холодным катодом В некоторых планшетных сканерах в качестве источника света . Независимое управление тремя цветами подсветки позволяет сканеру самостоятельно калиброваться для более точного цветового баланса без необходимости прогрева. Кроме того, его датчики должны быть только монохромными, поскольку в любой момент времени сканируемая страница освещается только одним цветом света.

Поскольку светодиоды также можно использовать в качестве фотодиодов, их можно использовать как для фотоэмиссии, так и для обнаружения. Это можно использовать, например, в сенсорном экране , который регистрирует отраженный свет от пальца или стилуса . [220] Многие материалы и биологические системы чувствительны к свету или зависят от него. В светильниках для выращивания растений используются светодиоды для увеличения фотосинтеза в растениях . [221] а бактерии и вирусы можно удалить из воды и других веществ с помощью УФ-светодиодов для стерилизации . [118] Светодиоды определенных длин волн также используются для светотерапевтического лечения неонатальной желтухи и прыщей . [222]

УФ-светодиоды со спектральным диапазоном от 220 до 395 нм находят другие применения, такие как очистка воды и воздуха , дезинфекция поверхностей, отверждение клея, связь в открытом пространстве вне прямой видимости , высокоэффективная жидкостная хроматография, краситель, отверждаемый УФ-излучением. печать, фототерапия ( витамин D 295 нм , эксимерная лампа 308 нм или замена лазера), медицинское/аналитическое оборудование и абсорбция ДНК. [215] [223]

Светодиоды также используются в качестве источника опорного напряжения среднего качества в электронных схемах. Прямое падение напряжения (около 1,7 В для красного светодиода или 1,2 В для инфракрасного) можно использовать вместо стабилитрона в низковольтных стабилизаторах. Красные светодиоды имеют самую пологую кривую ВАХ выше колена. Светодиоды на основе нитридов имеют довольно крутую ВАХ и для этой цели бесполезны. Хотя прямое напряжение светодиода в гораздо большей степени зависит от тока, чем стабилитрон, стабилитроны с напряжением пробоя ниже 3 В широко не доступны.

Постепенная миниатюризация низковольтных осветительных технологий, таких как светодиоды и OLED, подходящие для использования в материалах малой толщины, способствовала экспериментам по комбинированию источников света и поверхностей настенного покрытия для внутренних стен в виде светодиодных обоев .

  • Большой светодиодный дисплей позади диск-жокея.
    Большой светодиодный дисплей позади диск-жокея.
  • Семисегментный дисплей, способный отображать четыре цифры и точки.
    Семисегментный дисплей , способный отображать четыре цифры и точки.
  • Источник света на светодиодной панели, использованный в раннем эксперименте по выращиванию картофеля во время миссии шаттла STS-73 для изучения потенциала выращивания продуктов питания в будущих длительных миссиях.
    Источник света на светодиодной панели, использованный в раннем эксперименте по выращиванию картофеля во время миссии шаттла STS-73 для изучения потенциала выращивания продуктов питания в будущих длительных миссиях.

Исследования и разработки [ править ]

проблемы Ключевые ​ ​

Светодиодам требуется оптимизированная эффективность, зависящая от постоянных усовершенствований, таких как люминофорные материалы и квантовые точки . [224]

Процесс понижающего преобразования (метод, с помощью которого материалы преобразуют более энергичные фотоны в другие, менее энергичные цвета) также нуждается в улучшении. Например, красные люминофоры, которые используются сегодня, термочувствительны и должны быть улучшены в этом аспекте, чтобы они не меняли цвет и не теряли эффективность при изменении температуры. Красные люминофоры также могут выиграть от более узкой спектральной ширины, чтобы излучать больше люменов и становиться более эффективными при преобразовании фотонов. [225]

Кроме того, еще предстоит проделать работу в области снижения текущей эффективности, изменения цвета, надежности системы, распределения света, затемнения, управления температурным режимом и производительности источника питания. [224]

Первые подозрения заключались в том, что падение мощности светодиодов было вызвано повышенными температурами. Ученые показали, что температура не является основной причиной падения эффективности. [226] Механизм, вызывающий падение эффективности, был идентифицирован в 2007 году как оже-рекомбинация , что было воспринято неоднозначной реакцией. [188] Исследование 2013 года окончательно установило, что причиной является оже-рекомбинация. [227]

Потенциальная технология [ править ]

Новое семейство светодиодов основано на полупроводниках, называемых перовскитами . В 2018 году, менее чем через четыре года после их открытия, способность перовскитных светодиодов (PLED) производить свет за счет электронов уже конкурировала со способностью наиболее эффективных органических светодиодов . [228] У них есть потенциал экономической эффективности, поскольку их можно обрабатывать из раствора - недорогого и низкотехнологичного метода, который может позволить изготавливать устройства на основе перовскита, имеющие большие площади, с чрезвычайно низкой себестоимостью. Их эффективность выше за счет устранения безызлучательных потерь, другими словами, устранения путей рекомбинации , которые не производят фотоны; или путем решения проблемы развязки (распространенной для тонкопленочных светодиодов) или балансировки инжекции носителей заряда для увеличения EQE (внешнего квантового выхода). Самые современные устройства PLED преодолели барьер производительности, подняв EQE выше 20%. [229]

В 2018 году Цао и др. и Лин и др. независимо опубликовали две статьи о разработке перовскитных светодиодов с EQE более 20%, что сделало эти две статьи важной вехой в развитии PLED. Их устройства имеют схожую планарную структуру, то есть активный слой (перовскит) зажат между двумя электродами. Чтобы добиться высокого EQE, они не только уменьшили безызлучательную рекомбинацию, но и использовали свои собственные, слегка отличающиеся методы для улучшения EQE. [229]

В работе Цао и др. , [230] Исследователи сосредоточились на проблеме развязки, которая заключается в том, что оптическая физика тонкопленочных светодиодов приводит к тому, что большая часть света, генерируемого полупроводником, задерживается в устройстве. [231] Для достижения этой цели они продемонстрировали, что перовскиты, обработанные в растворе, могут спонтанно образовывать кристаллические пластинки субмикрометрового размера, которые могут эффективно извлекать свет из устройства. Эти перовскиты образуются путем введения аминокислотных перовскита добавок в растворы предшественников . Кроме того, их метод способен пассивировать поверхностные дефекты перовскита и уменьшить безызлучательную рекомбинацию. Таким образом, за счет улучшения вывода света и снижения безызлучательных потерь Цао и его коллеги успешно достигли PLED с EQE до 20,7%. [230]

Лин и его коллега использовали другой подход для достижения высокого EQE. Вместо того, чтобы модифицировать микроструктуру слоя перовскита, они решили принять новую стратегию управления распределением состава в устройстве — подход, который одновременно обеспечивает высокую люминесценцию и сбалансированную инжекцию заряда. Другими словами, они по-прежнему использовали плоский эмиссионный слой, но пытались оптимизировать баланс электронов и дырок, инжектированных в перовскит, чтобы наиболее эффективно использовать носители заряда. При этом в слое перовскита кристаллы прекрасно заключены добавкой МАБр (где МА – CH 3 NH 3 ). Оболочка MABr пассивирует безызлучательные дефекты, которые в противном случае присутствовали бы в кристаллах перовскита, что приводило к уменьшению безызлучательной рекомбинации. Поэтому, сбалансировав инжекцию заряда и уменьшив безызлучательные потери, Лин и его коллеги разработали PLED с EQE до 20,3%. [232]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «HJ Round была пионером в разработке светодиодов» . www.myledpassion.com . Архивировано из оригинала 28 октября 2020 года . Проверено 11 апреля 2017 г.
  2. ^ «Жизнь и времена светодиодов — 100-летняя история» (PDF) . Исследовательский центр оптоэлектроники Саутгемптонского университета. Апрель 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 15 сентября 2012 г. . Проверено 4 сентября 2012 г.
  3. ^ Патент США 3293513 , «Полупроводниковый радиантный диод», Джеймс Р. Биард и Гэри Питтман, подан 8 августа 1962 г., выдан 20 декабря 1966 г.
  4. ^ «Изобретатель долговечного низкотемпературного источника света получил премию Лемельсона-MIT в размере 500 000 долларов за изобретение» . Вашингтон, Массачусетский технологический институт. 21 апреля 2004 года. Архивировано из оригинала 9 октября 2011 года . Проверено 21 декабря 2011 г.
  5. ^ Эдвардс, Кимберли Д. «Светоизлучающие диоды» (PDF) . Калифорнийский университет в Ирвайне . п. 2. Архивировано из оригинала (PDF) 14 февраля 2019 года . Проверено 12 января 2019 г.
  6. ^ Центр исследования освещения. «Как получается белый свет с помощью светодиодов?» . Политехнический институт Ренсселера . Архивировано из оригинала 2 мая 2021 года . Проверено 12 января 2019 г.
  7. ^ Перейти обратно: а б с д Окон, Томас М.; Биард, Джеймс Р. (2015). «Первый практический светодиод» (PDF) . EdisonTechCenter.org . Технологический центр Эдисона . Проверено 2 февраля 2016 г.
  8. ^ Пелаес, Э.А.; Вильегас, ER (2007). «Компромиссы по снижению мощности светодиодов для амбулаторной пульсоксиметрии». 2007 29-я ежегодная международная конференция Общества инженерии в медицине и биологии IEEE . Том. 2007. стр. 2296–9. дои : 10.1109/IEMBS.2007.4352784 . ISBN  978-1-4244-0787-3 . ПМИД   18002450 . S2CID   34626885 .
  9. ^ Раунд, HJ (1907). «Записка о карборунде» . Электрический мир . 19 :309.
  10. ^ Марголин Я. « Дорога к транзистору » . jmargolin.com .
  11. ^ Losev, O. V. (1927). "Светящийся карборундовый детектор и детектирование с кристаллами" [Luminous carborundum detector and detection with crystals]. Телеграфия и Телефония без Проводов [Wireless Telegraphy and Telephony] (in Russian). 5 (44): 485–494. English translation: Лосев О.В. (ноябрь 1928 г.). «Светящийся карборундовый детектор и эффект обнаружения и колебаний с помощью кристаллов». Философский журнал . 7-я серия. 5 (39): 1024–1044. дои : 10.1080/14786441108564683 .
  12. ^ Желудев, Н. (2007). «Жизнь и времена светодиодов: 100-летняя история» (PDF) . Природная фотоника . 1 (4): 189–192. Бибкод : 2007NaPho...1..189Z . дои : 10.1038/nphoton.2007.34 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 мая 2011 года . Проверено 11 апреля 2007 г.
  13. ^ Ли, Томас Х. (2004). Проектирование КМОП радиочастотных интегральных схем . Издательство Кембриджского университета . п. 20 . ISBN  978-0-521-83539-8 .
  14. ^ Дестрио, Г. (1936). «Исследование сцинтилляций сульфидов цинка в лучах». Журнал физической химии . 33 : 587–625. дои : 10.1051/jcp/1936330587 .
  15. ^ Краткая энциклопедия физики McGraw-Hill: электролюминесценция. (nd) Краткая энциклопедия физики МакГроу-Хилла. (2002).
  16. ^ «Краткая история светодиодов» (PDF) .
  17. ^ Леговец, К; Аккардо, Калифорния; Джамгочян, Э (1951). «Инжектированное световое излучение кристаллов карбида кремния» . Физический обзор . 83 (3): 603–607. Бибкод : 1951PhRv...83..603L . дои : 10.1103/PhysRev.83.603 . Архивировано из оригинала 11 декабря 2014 года.
  18. ^ Леговец, К; Аккардо, Калифорния; Джамгочян, Э (1953). «Инжектированное световое излучение кристаллов карбида кремния». Физический обзор . 89 (1): 20–25. Бибкод : 1953PhRv...89...20L . дои : 10.1103/PhysRev.89.20 .
  19. ^ «Рубин Браунштейн» . Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. Архивировано из оригинала 11 марта 2011 года . Проверено 24 января 2012 г.
  20. ^ Браунштейн, Рубин (1955). «Радиационные переходы в полупроводниках». Физический обзор . 99 (6): 1892–1893. Бибкод : 1955PhRv...99.1892B . doi : 10.1103/PhysRev.99.1892 .
  21. ^ Кремер, Герберт (16 сентября 2013 г.). «Концепция двойной гетероструктуры: как она возникла». Труды IEEE . 101 (10): 2183–2187. дои : 10.1109/JPROC.2013.2274914 . S2CID   2554978 .
  22. ^ Матцен, изд. WT. (Март 1963 г.) «Разработка полупроводниковых монокристаллических схем» , Texas Instruments Inc., контракт № AF33 (616)-6600, Rept. Нет АСД-ТДР-63-281.
  23. ^ Карр, Западная Нью-Йорк; Дж. Э. Питтман (ноябрь 1963 г.). «Инфракрасный источник GaAs с pn-переходом мощностью один ватт». Письма по прикладной физике . 3 (10): 173–175. Бибкод : 1963ApPhL...3..173C . дои : 10.1063/1.1753837 .
  24. ^ Кубец, Рик (4 мая 2012 г.). «Ник Холоньяк-младший, шесть десятилетий в поисках света» . Университет Иллинойса. Архивировано из оригинала 10 июля 2020 года . Проверено 7 июля 2020 г.
  25. ^ Холоньяк Ник; Беваква, Сан-Франциско (декабрь 1962 г.). «Когерентное (видимое) излучение света из Ga(As 1-x P x соединений )» . Письма по прикладной физике . 1 (4): 82. Бибкод : 1962ApPhL...1...82H . дои : 10.1063/1.1753706 . Архивировано из оригинала 14 октября 2012 года.
  26. ^ Волински, Ховард (5 февраля 2005 г.). «У. И. Холоньяк хочет отнять немного блеска Эдисона» . Чикаго Сан-Таймс . Архивировано из оригинала 28 марта 2006 года . Проверено 29 июля 2007 г.
  27. ^ Перри, Т.С. (1995). «М. Джордж Крэфорд [биография]». IEEE-спектр . 32 (2): 52–55. дои : 10.1109/6.343989 .
  28. ^ «Краткая биография — Холоньяк, Крафорд, Дюпюи» (PDF) . Технологическое управление. Архивировано из оригинала (PDF) 9 августа 2007 года . Проверено 30 мая 2007 г.
  29. ^ Пирсолл, ТП; Миллер, Б.И.; Чапик, Р.Дж.; Бахманн, К.Дж. (1976). «Эффективные светодиоды с двойной гетероструктурой с согласованной решеткой на расстоянии 1,1 мм из Ga x In 1- x As y P 1- y методом жидкофазной эпитаксии». Прил. Физ. Летт . 28 (9): 499. Бибкод : 1976ApPhL..28..499P . дои : 10.1063/1.88831 .
  30. ^ Перейти обратно: а б с Шуберт, Э. Фред (2003). «1». Светоизлучающие диоды . Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-8194-3956-7 .
  31. ^ Ростки, Георгий (март 1997 г.). «Светодиоды выбрали Monsanto в незнакомой роли» . Electronic Engineering Times (944).
  32. ^ Перейти обратно: а б Борден, Ховард К.; Пигини, Джеральд П. (февраль 1969 г.). «Твердотельные дисплеи» (PDF) . Журнал Hewlett-Packard : 2–12. Архивировано (PDF) из оригинала 5 ноября 2023 г.
  33. ^ Перейти обратно: а б Крамер, Бернхард (2003). Достижения физики твердого тела . Springer Science & Business Media . п. 40. ИСБН  9783540401506 .
  34. ^ «Хьюлетт-Паккард 5082-7000» . Ассоциация винтажных технологий . Архивировано из оригинала 17 ноября 2014 года . Проверено 15 августа 2019 г.
  35. ^ US 3025589 , Hoerni, JA, «Способ производства полупроводниковых приборов», выдан 20 марта 1962 г.  
  36. ^ Номер патента: 3025589 Дата обращения 17 мая 2013 г.
  37. ^ Бауш, Джеффри (декабрь 2011 г.). «Долгая история светоизлучающих диодов» . Херст Деловые Коммуникации.
  38. ^ Парк, С.-И.; Сюн, Ю.; Ким, Р.-Х.; Элвикис, П.; Мейтл, М.; Ким, Д.-Х.; Ву, Дж.; Юн, Дж.; Ю, С.-Ж.; Лю, З.; Хуанг, Ю.; Хван, К.-К.; Феррейра, П.; Ли, Х.; Шокетт, К.; Роджерс, Дж. А. (2009). «Печатные сборки неорганических светодиодов для деформируемых и полупрозрачных дисплеев» (PDF) . Наука . 325 (5943): 977–981. Бибкод : 2009Sci...325..977P . CiteSeerX   10.1.1.660.3338 . дои : 10.1126/science.1175690 . ОСТИ   1876039 . ПМИД   19696346 . S2CID   8062948 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 октября 2015 г.
  39. ^ «Нобелевский шокер: у RCA был первый синий светодиод в 1972 году» . IEEE-спектр . 9 октября 2014 г.,
  40. ^ «Технологический директор штата Орегон говорит, что Нобелевская премия по физике не учитывает реальных изобретателей» . Орегонец . 16 октября 2014 г.
  41. ^ Шуберт, Э. Фред (2006) Светоизлучающие диоды (2-е изд.), Cambridge University Press. ISBN   0-521-86538-7 стр. 16–17.
  42. ^ Маруська, Х. (2005). «Краткая история GaN-синих светодиодов» . LIGHTimes Online – Новости светодиодной индустрии . Архивировано 11 июня 2012 года в Wayback Machine.
  43. ^ Основные вехи бизнеса и продуктов . Cree.com. Проверено 16 марта 2012 года. Архивировано 13 апреля 2011 года в Wayback Machine.
  44. ^ Эдмонд, Джон А.; Конг, Хуа-Шуан; Картер, Кэлвин Х. (1 апреля 1993 г.). «Синие светодиоды, УФ-фотодиоды и высокотемпературные выпрямители из 6H-SiC». Физика Б: Конденсированное вещество . 185 (1): 453–460. Бибкод : 1993PhyB..185..453E . дои : 10.1016/0921-4526(93)90277-D . ISSN   0921-4526 .
  45. ^ «История и вехи» . Cree.com . Кри . Архивировано из оригинала 16 февраля 2017 года . Проверено 14 сентября 2015 г.
  46. ^ «Разработка устройства, излучающего синий свет, на основе GaN, разработанного Акасаки и Амано» (PDF) . Информационный бюллетень о достижениях премии Takeda 2002 . Фонд Такеда. 5 апреля 2002 года . Проверено 28 ноября 2007 г.
  47. ^ Мустакас, Теодор Д. Патент США 5686738A «Высокоизолирующие тонкие пленки монокристаллического нитрида галлия» Дата выдачи: 18 марта 1991 г.
  48. ^ Браун, Джоэл (7 декабря 2015 г.). «BU выиграла 13 миллионов долларов в иске о нарушении патентных прав» . БУ Сегодня . Проверено 7 декабря 2015 г.
  49. ^ Накамура, С.; Мукаи, Т.; Сено, М. (1994). «Высокояркие синие светоизлучающие диоды InGaN/AlGaN с двойной гетероструктурой класса Кандела». Письма по прикладной физике . 64 (13): 1687. Бибкод : 1994ApPhL..64.1687N . дои : 10.1063/1.111832 .
  50. ^ Накамура, Сюдзи. «Разработка синего светодиода» . Отдел новостей SPIE . Проверено 28 сентября 2015 г.
  51. ^ Иваса, Нарухито; Мукаи, Такаши и Накамура, Сюдзи. Патент США № 5 578 839 «Светоизлучающее полупроводниковое устройство на основе нитрида галлия». Дата выдачи: 26 ноября 1996 г.
  52. ^ Фред Шуберт, Э. (январь 2006 г.). Светоизлучающие диоды (2-е издание, 2006 г.) . Э. Фред Шуберт. ISBN  978-0-9863826-1-1 .
  53. ^ «Профессор Сюдзи Накамура сыграл ключевую роль в изобретении технологии Blu-Ray» . Калифорнийский университет, Санта-Барбара . 12 января 2023 года. Архивировано из оригинала 24 марта 2023 года . Проверено 4 июня 2023 г.
  54. ^ «Доктор Сюдзи Накамура» . Национальная инженерная академия . Архивировано из оригинала 11 апреля 2019 года . Проверено 4 июня 2023 г.
  55. ^ Технологическая премия «Миллениум» 2006 г. присуждена Сюдзи Накамуре из UCSB . Ia.ucsb.edu (15 июня 2006 г.). Проверено 3 августа 2019 г.
  56. ^ Прощай, Деннис (7 октября 2014 г.). «Нобелевская премия по физике» . Нью-Йорк Таймс .
  57. ^ Дадгар, А.; Алам, А.; Риман, Т.; Блезинг, Дж.; Диес, А.; Пошенридер, М.; Страсбург, М.; Хьюкен, М.; Кристен, Дж.; Крост, А. (2001). «Световые излучатели InGaN/GaN без трещин на Si (111)». Физический статус Солиди А. 188 : 155–158. doi : 10.1002/1521-396X(200111)188:1<155::AID-PSSA155>3.0.CO;2-P .
  58. ^ Дадгар, А.; Пошенридер, М.; Блэсинг, Дж.; Фезе, К.; Диес, А.; Крост, А. (2002). «Толстые, не имеющие трещин синие светодиоды на Si(111) с использованием низкотемпературных прослоек AlN и маскировки Si\sub x]N\sub y] на месте». Письма по прикладной физике . 80 (20): 3670. Бибкод : 2002ApPhL..80.3670D . дои : 10.1063/1.1479455 .
  59. ^ «Успех в исследованиях: первые светодиодные чипы из нитрида галлия на кремнии на экспериментальной стадии» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 сентября 2012 года . Проверено 15 сентября 2012 г. . www.osram.de, 12 января 2012 г.
  60. ^ Лестер, Стив (2014) Роль выбора подложки в упаковке светодиодов. Архивировано 12 июля 2014 г. в Wayback Machine . Электронные компоненты Toshiba America.
  61. ^ "GaN на кремнии" . Кембриджский центр нитрида галлия. Gan.msm.cam.ac.uk. Проверено 31 июля 2018 г.
  62. ↑ Буш, Стив (30 июня 2016 г.). «Toshiba отказывается от светодиодов GaN-on-Si» . Еженедельник электроники . Проверено 31 июля 2018 г.
  63. ^ Нуноуэ, Син-я; Хикоса, Хисаси; Кимура, Сигия, Наохару; Сиода, Томонари; Сато, Мурамото, Эйджи (2013) doi . Международная конференция IEEE по электронным устройствам 13.2.1–13.2.4, : 10.1109 /IEDM.2013.6724622 . , стр .  978-1-4799-2306-9 . S2CID   23448056 .
  64. ↑ Райт, Мори (2 мая 2016 г.). «Компания Tarn от Samsung сообщает о прогрессе в разработке светодиодов CSP и GaN-on-Si» . Журнал «Светодиоды» .
  65. ^ «Повышение конкурентоспособности светодиода GaN-на-кремнии» . Сложный полупроводник (30 марта 2016 г.).
  66. ^ «Samsung сосредоточится на технологии светодиодных чипов на основе кремния в 2015 году» . LED Inside (17 марта 2015 г.).
  67. ^ Сохраняюсь, Стивен. (15 января 2013 г.) «Усовершенствование материалов и производства» . ДигиКей . Проверено 31 июля 2018 г.
  68. ^ Кингинг, Стивен (12 декабря 2014 г.) «Производители переключают внимание на качество света для дальнейшего увеличения доли рынка светодиодов» . ДигиКей . Проверено 31 июля 2018 г.
  69. ^ Сохраняюсь, Стивен. (24 сентября 2013 г.). «Смогут ли кремниевые подложки сделать светодиодное освещение массовым явлением?» . ДигиКей . Проверено 31 июля 2018 г.
  70. ↑ Keeping, Стивен (24 марта 2015 г.). «Улучшенные светодиоды на кремниевой подложке позволяют снизить затраты на твердотельное освещение» . ДигиКей . Проверено 31 июля 2018 г.
  71. ^ «Разработка оборудования для нанопечати ST50S-LED для светодиодов высокой яркости» . Машина Toshiba (18 мая 2011 г.). Проверено 31 июля 2018 г.
  72. ^ «Использование сапфира в индустрии мобильных устройств и светодиодов: Часть 2» . Твердотельные технологии (26 сентября 2017 г.). Проверено 31 июля 2018 г.
  73. ^ «Эпитаксия» . Прикладные материалы . Проверено 31 июля 2018 г.
  74. ^ Перейти обратно: а б Лестер, Стив, Роль выбора подложки в упаковке светодиодов (PDF) , Toshiba America Electronic Components, заархивировано из оригинала (PDF) 12 июля 2014 г.
  75. ^ Полуинжиниринг: поставщики MOCVD присматриваются к новым приложениям.
  76. ^ Изотов Сергей; Ситдиков, Антон; Солдаткин, Василий; Туев, Василий; Олисовец, Артем (2014). «Исследование люминофоров для белых светодиодов» . Технология Процедиа . 18 : 14–18. дои : 10.1016/j.protcy.2014.11.005 .
  77. ^ «Закон Хайца» . Природная фотоника . 1 (1): 23. 2007. Бибкод : 2007NaPho...1...23. . дои : 10.1038/nphoton.2006.78 .
  78. ^ «Список 10 крупнейших производителей светодиодных светильников в Китае» . Архивировано из оригинала 9 октября 2014 года.
  79. ^ Моррис, Ник (1 июня 2006 г.). «Свет будет светом», Ник Моррис предсказывает светлое будущее светодиодам . Электрооптика.com . Архивировано из оригинала 23 ноября 2011 года . Проверено 4 марта 2009 г.
  80. ^ «Революция светодиодного освещения» . Форбс . 27 февраля 2008 г.
  81. ^ «Нобелевская премия по физике 2014» (пресс-релиз). Нобелевский комитет, 7 октября 2014 г.
  82. ^ «Cree первым преодолел барьер в 300 люмен на ватт» . Архивировано 28 июля 2018 года в Wayback Machine . Cree.com (26 матча, 2014 г.). Проверено 31 июля 2018 г.
  83. ^ LM301B | Светодиодный индикатор SAMSUNG | Глобальный веб-сайт Samsung LED . Samsung.com. Проверено 31 июля 2018 г.
  84. ^ Samsung достигла 220 люмен на ватт с новым светодиодным корпусом средней мощности . Samsung.com (16 июня 2017 г.). Проверено 31 июля 2018 г.
  85. ^ Прорыв в области светодиодов обещает сверхэффективные светильники | Люкс-н-Лум . Проверено 06 апреля 2018 г.
  86. ^ «Белые светодиоды со сверхвысокой светоотдачей могут удовлетворить все потребности в общем освещении» . физ.орг .
  87. ^ Ожидается, что эффективность светодиодных ламп будет продолжать повышаться по мере снижения стоимости . Управление энергетической информации США (19 марта 2014 г.)
  88. ^ Светодиодное освещение: технологии и восприятие . Джон Уайли и сыновья. 9 февраля 2015 г. ISBN.  978-3-527-41212-9 .
  89. ^ «Герметичные бесполимерные белые светодиоды для суровых условий» .
  90. ^ От светодиодного к полупроводниковому освещению: принципы, материалы, упаковка, характеристики и применение . Джон Уайли и сыновья. 28 сентября 2021 г. ISBN.  978-1-118-88147-7 .
  91. ^ Введение в светоизлучающий диод: реальные применения для промышленных инженеров . Спрингер. 12 мая 2023 г. ISBN  978-3-031-30716-4 .
  92. ^ Надежность органических соединений в микроэлектронике и оптоэлектронике: от физики отказов к физике деградации . Спрингер. 31 января 2022 г. ISBN.  978-3-030-81576-9 .
  93. ^ От светодиодного к полупроводниковому освещению: принципы, материалы, упаковка, характеристики и применение . Джон Уайли и сыновья. 28 сентября 2021 г. ISBN.  978-1-118-88147-7 .
  94. ^ Основы твердотельного освещения: светодиоды, OLED и их применение в освещении и дисплеях . ЦРК Пресс. 3 июня 2014 г. ISBN.  978-1-4665-6112-0 .
  95. ^ Светодиодная упаковка для освещения: проектирование, производство и испытания . Джон Уайли и сыновья. 5 июля 2011 г. ISBN.  978-0-470-82840-3 .
  96. ^ Светодиодная упаковка для освещения: проектирование, производство и испытания . Джон Уайли и сыновья. 5 июля 2011 г. ISBN.  978-0-470-82840-3 .
  97. ^ Светодиодное освещение: технологии и восприятие . Джон Уайли и сыновья. 9 февраля 2015 г. ISBN.  978-3-527-41212-9 .
  98. ^ Чунг, Вун Джин; Нам, Юн Хи (2020). «Обзор — обзор люминофора в стекле как преобразователя цвета мощных светодиодов» . ECS Журнал науки и техники твердого тела . 9 (1): 016010. Бибкод : 2020JSSST...9a6010C . дои : 10.1149/2.0142001JSS .
  99. ^ «Модернизация светодиодов Philips 60 Вт, 806 лм с выносным люминофором» . lamptech.co.uk . Проверено 9 января 2022 г.
  100. ^ Светоизлучающие диоды (4-е издание, 2023 г.) . Э. Фред Шуберт. 11 марта 2023 г. ISBN  978-0-9863826-7-3 .
  101. ^ Исследование надежности светодиодных устройств для общественного освещения . Эльзевир. 9 марта 2017 г. ISBN  978-0-08-101092-1 .
  102. ^ Надежность полупроводникового освещения: компоненты систем . Спрингер. 6 сентября 2012 г. ISBN.  978-1-4614-3067-4 .
  103. ^ Надежность полупроводникового освещения. Часть 2: Компоненты систем . Спрингер. 11 июля 2017 г. ISBN  978-3-319-58175-0 .
  104. ^ Надежность органических соединений в микроэлектронике и оптоэлектронике: от физики отказов к физике деградации . Спрингер. 31 января 2022 г. ISBN.  978-3-030-81576-9 .
  105. ^ Светоизлучающие диоды (2-е издание, 2006 г.) . Э. Фред Шуберт. Январь 2006 г. ISBN.  978-0-9863826-1-1 .
  106. ^ Нитридные полупроводниковые светоизлучающие диоды (светодиоды): материалы, технологии и применение . Вудхед. 24 октября 2017 г. ISBN  978-0-08-101943-6 .
  107. ^ Светодиодное освещение: технологии и восприятие . Джон Уайли и сыновья. 9 февраля 2015 г. ISBN.  978-3-527-41212-9 .
  108. ^ Светодиодное освещение: технологии и восприятие . Джон Уайли и сыновья. 9 февраля 2015 г. ISBN.  978-3-527-41212-9 .
  109. ^ Основы твердотельного освещения: светодиоды, OLED и их применение в освещении и дисплеях . ЦРК Пресс. 3 июня 2014 г. ISBN.  978-1-4665-6112-0 .
  110. ^ Светоизлучающие диоды на основе III-нитридов и их применение . Спрингер. 18 мая 2017 г. ISBN  978-981-10-3755-9 .
  111. ^ «Новые люминофоры на основе стекла для белых светодиодов» .
  112. ^ От светодиодного к полупроводниковому освещению: принципы, материалы, упаковка, характеристики и применение . Джон Уайли и сыновья. 28 сентября 2021 г. ISBN.  978-1-118-88147-7 .
  113. ^ Светодиодное освещение: технологии и восприятие . Джон Уайли и сыновья. 9 февраля 2015 г. ISBN.  978-3-527-41212-9 .
  114. ^ Пирсолл, Томас (2010). Основы фотоники, 2-е издание . МакГроу-Хилл. ISBN  978-0-07-162935-5 . Архивировано из оригинала 17 августа 2021 года . Проверено 25 февраля 2021 г.
  115. ^ «Основы светодиодов | Министерство энергетики» . www.energy.gov . Проверено 22 октября 2018 г.
  116. ^ «Спектральное распределение светодиодов» . optiwave.com . 25 июля 2013 года . Проверено 20 июня 2017 г.
  117. ^ Кук, Майк (апрель – май 2010 г.). «Углубление возможностей светодиодов для УФ-стерилизации» (PDF) . Полупроводники сегодня . 5 (3): 82. Архивировано из оригинала (PDF) 15 мая 2013 года.
  118. ^ Перейти обратно: а б Мори, М.; Хамамото, А.; Такахаши, А.; Накано, М.; Вакикава, Н.; Татибана, С.; Икехара, Т.; Накая, Ю.; Акутагава, М.; Киноучи, Ю. (2007). «Разработка нового устройства для стерилизации воды с УФ-светодиодом 365 нм» . Медицинская и биологическая инженерия и вычислительная техника . 45 (12): 1237–1241. дои : 10.1007/s11517-007-0263-1 . ПМИД   17978842 . S2CID   2821545 .
  119. ^ Таниясу, Ю.; Касу, М.; Макимото, Т. (2006). «Светодиод из нитрида алюминия с длиной волны 210 нанометров». Природа . 441 (7091): 325–328. Бибкод : 2006Natur.441..325T . дои : 10.1038/nature04760 . ПМИД   16710416 . S2CID   4373542 .
  120. ^ Кубота, Ю.; Ватанабэ, К.; Цуда, О.; Танигучи, Т. (2007). «Гексагональный нитрид бора, излучающий глубокий ультрафиолетовый свет, синтезированный при атмосферном давлении» . Наука . 317 (5840): 932–934. Бибкод : 2007Sci...317..932K . дои : 10.1126/science.1144216 . ПМИД   17702939 .
  121. ^ Ватанабэ, К.; Танигучи, Т.; Канда, Х. (2004). «Свойства прямозонной зоны и доказательства ультрафиолетовой генерации монокристалла гексагонального нитрида бора». Природные материалы . 3 (6): 404–409. Бибкод : 2004NatMa...3..404W . дои : 10.1038/nmat1134 . ПМИД   15156198 . S2CID   23563849 .
  122. ^ Коидзуми, С.; Ватанабэ, К.; Хасэгава, М.; Канда, Х. (2001). «Ультрафиолетовое излучение алмазного pn-перехода». Наука . 292 (5523): 1899–1901. Бибкод : 2001Sci...292.1899K . дои : 10.1126/science.1060258 . ПМИД   11397942 . S2CID   10675358 .
  123. ^ «Видеть красный цвет с фосфором PFS» .
  124. ^ «GE Lighting производит красный люминофор PFS для светодиодной подсветки дисплеев» . 31 марта 2015 г.
  125. ^ Мерфи, Джеймс Э.; Гарсия-Сантамария, Флоренсио; Сетлур, Анант А.; Систа, Шринивас (2015). «62.4: PFS, K 2 SiF 6 :Mn 4+ : Светодиодный люминофор красной линии, лежащий в основе платформы GE TriGain Technology™» . Дайджест технических документов симпозиума Сида . 46 : 927–930. doi : 10.1002/sdtp.10406 .
  126. ^ Дутта, Парта С.; Лиотта, Кэтрин М. (2018). «Белые светодиоды полного спектра любой цветовой температуры с индексом цветопередачи выше 90 с использованием одного широкополосного люминофора» . ECS Журнал науки и техники твердого тела . 7 : Р3194–Р3198. дои : 10.1149/2.0251801jss . S2CID   103600941 .
  127. ^ Чо, Джехи; Пак, Чон Хёк; Ким, Чон Кю; Шуберт, Э. Фред (2017). «Белые светодиоды: история, прогресс и будущее» . Обзоры лазеров и фотоники . 11 (2): 1600147. Бибкод : 2017ЛПРв...1100147С . дои : 10.1002/lpor.201600147 . ISSN   1863-8880 . S2CID   53645208 .
  128. ^ Светоизлучающие диоды (3-е издание, 2018 г.) . Э. Фред Шуберт. 3 февраля 2018 г. ISBN  978-0-9863826-6-6 .
  129. ^ Аддитивное производство и стратегические технологии в современной керамике . Джон Уайли и сыновья. 16 августа 2016 г. ISBN.  978-1-119-23600-9 .
  130. ^ Морено, И.; Контрерас, У. (2007). «Цветораспределение от многоцветных светодиодных матриц» . Оптика Экспресс . 15 (6): 3607–3618. Бибкод : 2007OExpr..15.3607M . дои : 10.1364/OE.15.003607 . ПМИД   19532605 . S2CID   35468615 .
  131. ^ Да, Донг-Мин; Хуанг, Чи-Фэн; Лу, Чи-Фэн; Ян, Чи-Чунг. «Изготовление светодиодов белого света без люминофоров | Домашняя страница SPIE: SPIE» . сайт шпиона . Проверено 7 апреля 2019 г.
  132. ^ Кабрера, Роуэн (2019). Электронные устройства и схемы . ЭДТЕХ. ISBN  978-1839473838 .
  133. ^ Шуберт, Э. Фред; Ким, Чон Кю (2005). «Твердотельные источники света становятся умнее» (PDF) . Наука . 308 (5726): 1274–1278. Бибкод : 2005Sci...308.1274S . дои : 10.1126/science.1108712 . ПМИД   15919985 . S2CID   6354382 . Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2016 г.
  134. ^ Нимц, Томас; Хайлер, Фредрик; Дженсен, Кевин (ноябрь 2012 г.). «Датчики и управление с обратной связью многоцветных светодиодных систем» . Led Professional Review: Тенденции и технологии для будущих световых решений (34). Светодиодный профессионал: 2–5. ISSN   1993-890X . Архивировано из оригинала (PDF) 29 апреля 2014 г.
  135. ^ Танабэ, С.; Фудзита, С.; Ёшихара, С.; Сакамото, А.; Ямамото, С. (2005). Фергюсон, Ян Т; Каррано, Джон С; Тагучи, Цунэмаса; Эшдаун, Ян Э. (ред.). «Стеклокерамический люминофор YAG для белого светодиода (II): характеристики люминесценции» (PDF) . Труды SPIE . Пятая международная конференция по твердотельному освещению. 5941 : 594112. Бибкод : 2005SPIE.5941..193T . дои : 10.1117/12.614681 . S2CID   38290951 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 мая 2011 года.
  136. ^ Оно, Ю. (2004). Фергюсон, Ян Т; Нарендран, Надараджа; Денбаарс, Стивен П; Каррано, Джон С. (ред.). «Цветопередача и светоотдача спектра белых светодиодов» (PDF) . Учеб. ШПИОН . Четвертая международная конференция по твердотельному освещению. 5530 : 89. Бибкод : 2004SPIE.5530...88O . дои : 10.1117/12.565757 . S2CID   122777225 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 мая 2011 года.
  137. ^ Белые светодиоды GaN-on-Si следующего поколения снижают затраты , Электронный дизайн, 19 ноября 2013 г.
  138. ^ Прогнозируется, что светодиоды GaN-on-Silicon увеличат долю рынка до 40 процентов к 2020 году , iSuppli, 4 декабря 2013 г.
  139. ^ «Все, что вы хотите знать о светодиодах RGBW» . АГК Освещение .
  140. ^ «Примечания по применению настраиваемого белого цвета» . enlightedinc.com .
  141. ^ «2021 Как зеленый свет может максимизировать качество настраиваемого белого — LEDucation» .
  142. ^ Перейти обратно: а б «Понимание светодиодных продуктов с возможностью настройки цвета» . Energy.gov.ru .
  143. ^ Уитакер, Тим (6 декабря 2002 г.). «Совместное предприятие по производству белых светодиодов ZnSe» . Проверено 3 января 2009 г.
  144. ^ Берроуз, Дж. Х.; Брэдли, доктор медицинских наук; Браун, Арканзас; Маркс, Р.Н.; Маккей, К.; Друг, Р.Х.; Бернс, Польша; Холмс, AB (1990). «Светодиоды на основе сопряженных полимеров». Природа . 347 (6293): 539–541. Бибкод : 1990Natur.347..539B . дои : 10.1038/347539a0 . S2CID   43158308 .
  145. ^ Перейти обратно: а б Хо, Му-Джонг; Джавед, Т.; Марк, Р.; Майер, Э.; Дэвид, К. (4 марта 2008 г.). Итоговый отчет: Твердотельное освещение OLED . Европейские исследования Kodak. Кембриджский научный парк, Кембридж, Великобритания.
  146. ^ Перейти обратно: а б Бардсли, Дж. Н. (2004). «Международная дорожная карта OLED-технологий» . Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 10 (1): 3–4. Бибкод : 2004IJSTQ..10....3B . дои : 10.1109/JSTQE.2004.824077 . S2CID   30084021 .
  147. ^ Хебнер, TR; Ву, CC; Марси, Д.; Лу, МХ; Штурм, Дж. К. (1998). «Струйная печать легированных полимеров для органических светоизлучающих устройств». Письма по прикладной физике . 72 (5): 519. Бибкод : 1998ApPhL..72..519H . дои : 10.1063/1.120807 . S2CID   119648364 .
  148. ^ Бхаратан, Дж.; Ян, Ю. (1998). «Полимерные электролюминесцентные устройства, обработанные методом струйной печати: I. Полимерный светоизлучающий логотип». Письма по прикладной физике . 72 (21): 2660. Бибкод : 1998ApPhL..72.2660B . дои : 10.1063/1.121090 . S2CID   44128025 .
  149. ^ Густафссон, Г.; Цао, Ю.; Трейси, генеральный менеджер; Клаветтер, Ф.; Коланери, Н.; Хигер, Эй Джей (1992). «Гибкие светодиоды из растворимых проводящих полимеров». Природа . 357 (6378): 477–479. Бибкод : 1992Natur.357..477G . дои : 10.1038/357477a0 . S2CID   4366944 .
  150. ^ Перейти обратно: а б с Чен, Цзинжэнь ; , ; Ян , Чжиган Цзян, Цзи, Цзэма ; Инь Инго ; 2022AdM....3404460J doi : 10.1002 /adma.202204460 . ISSN   0935-9648 . PMID   35855612. S2CID 25069   7931 .
  151. ^ Перейти обратно: а б с д и Бай, Вэньхао; Сюань, Тунтун; Чжао, Хайян; Донг, Хаоруи; Ченг, Синьжу; Ван, Ле; Се, Ронг-Цзюнь (сентябрь 2023 г.). «Перовскитные светоизлучающие диоды с внешним квантовым выходом более 30%» . Продвинутые материалы . 35 (39): e2302283. Бибкод : 2023AdM....3502283B . дои : 10.1002/adma.202302283 . ISSN   0935-9648 . ПМИД   37246938 . S2CID   258959858 .
  152. ^ Перейти обратно: а б Сунь, Цзян, Юаньчжи; Цяо, Лу; Хуан, Яньминь, Ли; Ли, Сайсай; Цинь, Чаочао; Юань, Минцзянь (13 апреля 2021 г.). «Высокопроизводительные квази-2D перовскитные светодиоды» . Nature Communications . 12 (1): 2207. Бибкод : 2021NatCo..12.2207S . doi : 10.1038/s41467. -021-22529 х ISSN   2041-1723 . ПМЦ   8044177 ​ -  ​ ​
  153. ^ Перейти обратно: а б Чжоу, Вэй; Шен, Ян; Цао, Лун-Сюэ; Лу, Ю; Тан, Ин-И; Чжан, Кай; Рен, Хао; Се, Фэн-Мин; Ли, Янь-Цин; Тан, Цзянь-Синь (июль 2023 г.). «Управление ионным поведением с помощью бифункциональных добавок для создания эффективных небесно-голубых перовскитных светоизлучающих диодов» . Передовые функциональные материалы . 33 (27). дои : 10.1002/adfm.202301425 . ISSN   1616-301X . S2CID   257609652 .
  154. ^ Перейти обратно: а б Гуанжуин ; Су, Ши-Цзянь; Цзюньбяо; Чэнь, Цзымин; Чэнь, Чжэнь; Ся, Цзоу, Захваченные оптические моды для белых перовскитных светодиодов с эффективностью более 12%. " . Джоуль . 5 (2): 456–466. doi : 10.1016/j.joule.2020.12.008 . ISSN   2542-4351 . S2CID   233896421 .
  155. ^ Фэн, Вэньцзин; Ли, Вэньцян; Лу, Цзяньсюнь, Чуаньчжун; Се, Лицян; У, Ван, Кай; 4 мая 2021 г.). «Эффективные полностью неорганические перовскитные светодиоды, созданные за счет управления ориентацией кристаллов» . Journal of Materials Chemistry A. 9 ( 17): 11064–11072. doi : 10.1039/ D1TA00093D ISSN   2050-7496 . S2CID   234226202 .
  156. ^ Перейти обратно: а б с Лю, Юань; Донг, Итун; Чжу, Тонг; Ма, Дунсинь; Проппе, Эндрю; Чен, Бин; Чжэн, Чао; Хоу, Йи; Ли, Сынджин; Сан, Бин; Юнг, Ый Хёк; Юань, Фанлун; Ван, Я-кун; Сагар, Лакшми Кишор; Хугланд, Сьерд (29 сентября 2021 г.). «Яркие и стабильные светодиоды на основе перовскитных квантовых точек в перовскитной матрице» . Журнал Американского химического общества . 143 (38): 15606–15615. дои : 10.1021/jacs.1c02148 . ISSN   0002-7863 . ПМИД   34542273 . S2CID   237574321 .
  157. ^ LED-дизайн . Электор.com. Проверено 16 марта 2012 года. Архивировано 31 августа 2012 года в Wayback Machine.
  158. ^ Компания «Люминус Продактс» . Люминесцентные устройства. Архивировано из оригинала 25 июля 2008 года . Проверено 21 октября 2009 г.
  159. ^ «Техническое описание продуктов Luminus серии CST-90» (PDF) . Люминусные устройства. Архивировано из оригинала (PDF) 31 марта 2010 г. Проверено 25 октября 2009 г.
  160. ^ Перейти обратно: а б «Xlamp Xp-G Led» . Cree.com . Cree, Inc. Архивировано из оригинала 13 марта 2012 года . Проверено 16 марта 2012 г.
  161. ^ Точечный источник высокой мощности с белым светодиодом NVSx219A . Nichia.co.jp, 2 ноября 2010 г.
  162. ^ «Seoul Semiconductor запускает светодиодный источник освещения переменного тока Acrich» . Журнал «Светодиоды». 17 ноября 2006 года . Проверено 17 февраля 2008 г.
  163. ^ Перейти обратно: а б Проблемы видимости, окружающей среды и астрономии, связанные с наружным освещением синего белого цвета (PDF) . Международная ассоциация темного неба. 4 мая 2010 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 января 2013 г.
  164. ^ Оскай, Винделл (22 июня 2011 г.). «Вам этот светодиод кажется смешным?» . Лаборатории злых безумных ученых . Архивировано из оригинала 24 сентября 2023 года . Проверено 30 января 2024 г.
  165. ^ Блог Тима (14 января 2024 г.). «Возвращаясь к мерцающим светодиодам-свечам: теперь со встроенным таймером» . cpldcpu.wordpress.com . Архивировано из оригинала 29 января 2024 года . Проверено 30 января 2024 г.
  166. ^ Тин, Хуа-Нонг (17 июня 2011 г.). 5-я Куала-Лумпурская международная конференция по биомедицинской инженерии 2011: BIOMED 2011, 20–23 июня 2011 г., Куала-Лумпур, Малайзия . Springer Science & Business Media. ISBN  9783642217296 .
  167. ^ «Следующее поколение светодиодных ламп накаливания» . LEDInside.com . Трендфорс . Проверено 26 октября 2015 г.
  168. ^ Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine : «Светодиодные нити» . Ютуб . Проверено 26 октября 2015 г.
  169. ^ Справочник по физике и химии редких земель: включая актиниды . Эльзевир Наука. 1 августа 2016. с. 89. ИСБН  978-0-444-63705-5 .
  170. ^ «Кукурузные лампы: что это такое и где их можно использовать?» . Блеск модернизации. 1 сентября 2016 года . Проверено 30 декабря 2018 г.
  171. ^ «Синие светодиоды: опасность для здоровья?» . texyt.com. 15 января 2007 года . Проверено 3 сентября 2007 г.
  172. ^ Есть ли доказательства того, что белые светодиоды токсичны для человека при домашнем излучении? . Радиозащита (12 сентября 2017 г.). Проверено 31 июля 2018 г.
  173. ^ Пойнт, С. и Барлиер-Салси, А. (2018) Светодиодное освещение и повреждение сетчатки , листы технической информации, SFRP
  174. ^ «Продукты на основе светодиодов должны соответствовать стандартам фотобиологической безопасности: Часть 2» . www.ledsmagazine.com . 29 ноября 2011 года . Проверено 9 января 2022 г.
  175. ^ Лим, СР; Канг, Д.; Огунсейтан, ОА; Шенунг, Дж. М. (2011). «Потенциальное воздействие светоизлучающих диодов (светодиодов) на окружающую среду: металлические ресурсы, токсичность и классификация опасных отходов». Экологические науки и технологии . 45 (1): 320–327. Бибкод : 2011EnST...45..320L . дои : 10.1021/es101052q . ПМИД   21138290 .
  176. ^ «Ответ на заявление AMA об уличном освещении высокой интенсивности» . www.ledroadwaylighting.com . Проверено 17 января 2019 г.
  177. ^ «Твердотельное освещение: сравнение светодиодов с традиционными источниками света» . eere.energy.gov . Архивировано из оригинала 5 мая 2009 года.
  178. ^ Техническое описание «Dialight Micro LED SMD LED «598 SERIES»» (PDF) . Dialight.com . Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2009 г.
  179. ^ «Технический паспорт — Лампы светодиодные рассеянные HLMP-1301, Т-1 (3 мм)» . Аваго Технологии . Проверено 30 мая 2010 г.
  180. ^ Нарра, Пратьюша; Зингер, Д.С. (2004). «Эффективный подход к затемнению светодиодов». Отчет конференции IEEE по отраслевым приложениям 2004 г., 2004 г. 39-е ежегодное собрание IAS . Том. 3. стр. 1671–1676. дои : 10.1109/IAS.2004.1348695 . ISBN  978-0-7803-8486-6 . S2CID   16372401 .
  181. ^ «Срок службы белых светодиодов» . Архивировано из оригинала 10 апреля 2009 года . Проверено 10 апреля 2009 г. , Министерство энергетики США
  182. ^ Срок службы белых светодиодов. Архивировано 28 мая 2016 г. в Wayback Machine . Министерство энергетики США. (PDF). Проверено 16 марта 2012 г.
  183. ^ «Подробно: преимущества светодиодного освещения» . Energy.ltgovernors.com .
  184. ^ «Светодиодные полосы для освещения бездорожья» . Ларсон Электроникс .
  185. ^ Музей светодиодов . Проверено 16 марта 2012 г.
  186. ^ Уорти, Джеймс А. «Как работает белый свет» . Симпозиум LRO по исследованию освещения, «Свет и цвет» . Проверено 6 октября 2007 г.
  187. ^ Хехт, Э. (2002). Оптика (4-е изд.). Эддисон Уэсли. п. 591 . ISBN  978-0-19-510818-7 .
  188. ^ Перейти обратно: а б Стивенсон, Ричард (август 2009 г.), « Темная тайна светодиодов: полупроводниковое освещение не заменит лампочку, пока не сможет преодолеть загадочную болезнь, известную как спад ». IEEE-спектр .
  189. ^ Стокстад, Эрик (7 октября 2014 г.). «Светодиоды: хороши для призов, плохи для насекомых» . Наука . Проверено 7 октября 2014 г.
  190. ^ Поусон, С.М.; Бадер, МК-Ф. (2014). «Светодиодное освещение увеличивает экологическое воздействие светового загрязнения независимо от цветовой температуры» . Экологические приложения . 24 (7): 1561–1568. Бибкод : 2014EcoAp..24.1561P . дои : 10.1890/14-0468.1 . ПМИД   29210222 .
  191. ^ Полакович, Гэри (12 июня 2018 г.). «Новая база данных ученого может помочь защитить дикую природу от вредных оттенков светодиодных фонарей» . Новости ОСК . Архивировано из оригинала 19 мая 2020 года . Проверено 16 декабря 2019 г.
  192. ^ «Информация о морских черепахах: угрозы искусственного освещения» . Охрана морских черепах . Проверено 16 декабря 2019 г.
  193. ^ «Необычная, потенциально смертельная зимняя проблема светофоров» . Новости Эй-Би-Си. 8 января 2010 г. Архивировано из оригинала 12 декабря 2023 г.
  194. ^ Маркли, Стивен (17 декабря 2009 г.). «Светофор на светодиодах не растопит снег и лед» . Автомобили.com . Архивировано из оригинала 6 июня 2019 года.
  195. ^ «Форум по дизайну светодиодов: предотвращение температурного разгона при управлении несколькими цепочками светодиодов» . Журнал «Светодиоды» . 20 апреля 2009 года . Проверено 17 января 2019 г.
  196. ^ Стерн, Майке Лорена; Шелленбергер, Мартин (31 марта 2020 г.). «Полностью сверточные сети для обнаружения дефектов по кристаллам с использованием фотолюминесцентных изображений» . Журнал интеллектуального производства . 32 (1): 113–126. arXiv : 1910.02451 . дои : 10.1007/s10845-020-01563-4 . ISSN   0956-5515 . S2CID   254655125 .
  197. ^ Хок, штат Мэриленд Ашрафул; Брэдли, Роберт Келли; Фан, Цзяцзе; Фань, Сюэджун (2019). «Влияние влажности и люминофора на композит силикон/фосфор в корпусе белых светодиодов» . Журнал материаловедения: Материалы в электронике . 30 (23): 20471–20478. дои : 10.1007/s10854-019-02393-8 .
  198. ^ «3-контактный светодиодный флип-чип COB» . Профессионал в области светодиодов — Технологии светодиодного освещения, Журнал приложений . Проверено 15 февраля 2024 г.
  199. ^ Европейский консорциум индустрии фотоники (EPIC). Сюда входит использование в передаче данных по оптоволокну, а также «широковещательная» передача данных или сигналов.
  200. ^ Мимс, Форрест М. III. «Недорогой и точный студенческий солнечный фотометр со светодиодами в качестве спектрально-селективных детекторов» .
  201. ^ «Измерения водяного пара с помощью светодиодных детекторов» . cs.drexel.edu (2002).
  202. ↑ Дзекан, Майк (6 февраля 2009 г.) «Использование светодиодов в качестве датчиков» . soamsci.or. Архивировано 31 мая 2013 г. в Wayback Machine.
  203. ^ Бен-Эзра, Моше; Ван, Цзяпин; Уилберн, Беннетт; Сяоян Ли; Ле Ма (2008). «Измерительное устройство BRDF, работающее только на светодиодах». Конференция IEEE 2008 г. по компьютерному зрению и распознаванию образов . стр. 1–8. CiteSeerX   10.1.1.165.484 . дои : 10.1109/CVPR.2008.4587766 . ISBN  978-1-4244-2242-5 . S2CID   206591080 .
  204. ^ Бантис, Филиппос, Соня Смирнаку, Теохарис Узунис, Афанасиос Кукунарас, Николаос Нтагкас и Каллиопи Радоглу. « Современное состояние и последние достижения в области садоводства с использованием светодиодов (светодиодов). » Scientia horticulturae 235 (2018): 437-451.
  205. ^ «L-Prize Министерства энергетики США» , веб-сайт L-Prize, 3 августа 2011 г.
  206. ^ LED There Be Light , Scientific American, 18 марта 2009 г.
  207. ^ Айзенберг, Энн (24 июня 2007 г.). «В поисках идеального цвета телевизора с помощью светодиодов и лазеров» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 4 апреля 2010 г.
  208. ^ «CDC – Публикации и продукты NIOSH – Влияние: светодиодная (LED) цокольная лампа NIOSH улучшает освещение и снижает риск травм для подземных горняков» . cdc.gov. 2011. doi : 10.26616/NIOSHPUB2011192 . Проверено 3 мая 2013 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
  209. ^ Джейнвей, Кимберли (12 декабря 2014 г.). «Светодиодные лампочки, которые обещают помочь вам заснуть» . Отчеты потребителей . Проверено 10 мая 2018 г.
  210. ^ «Светодиодное устройство освещает новый путь к исцелению» (пресс-релиз). НАСА.gov. Архивировано из оригинала 13 октября 2008 года . Проверено 30 января 2012 г.
  211. ^ Фудин, М.С.; Мынбаев, К.Д.; Айфантис, Кентукки; Липсанен Х.; Бугров В.Е.; Романов, А.Е. (2014). «Частотные характеристики современных светодиодно-люминофорных материалов» . Научно-технический журнал информационных технологий, механики и оптики . 14 (6).
  212. ^ Грин, Хэнк (9 октября 2008 г.). «Передача данных через светодиодные лампочки» . ЭкоГик. Архивировано из оригинала 12 декабря 2008 года . Проверено 15 февраля 2009 г.
  213. ^ Димитров, Свилен; Хаас, Харальд (2015). Принципы связи светодиодными светильниками: на пути к сетевому Li-Fi . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. дои : 10.1017/cbo9781107278929 . ISBN  978-1-107-04942-0 .
  214. ^ Сампат, А.В.; Рид, ML; Мо, К.; Гаррет, Джорджия; Ридингер, Эд; Сарни, WL; Шен, Х.; Врабак, М.; Чуа, К. (1 декабря 2009 г.), «Влияние увеличения мольной доли AlN на характеристики активных областей AlGaN, содержащих композиционные неоднородности нанометрового масштаба», Advanced High Speed ​​Devices , Selected Topics in Electronics and Systems, vol. 51, World Scientific, стр. 69–76, номер документа : 10.1142/9789814287876_0007 , ISBN.  9789814287869
  215. ^ Перейти обратно: а б Ляо, Итао; Томидис, Христос; Као, Чэнь-кай; Мустакас, Теодор Д. (21 февраля 2011 г.). «Светоизлучающие диоды глубокого ультрафиолета на основе AlGaN с высокой внутренней квантовой эффективностью, выращенные методом молекулярно-лучевой эпитаксии» . Письма по прикладной физике . 98 (8): 081110. Бибкод : 2011АпФЛ..98х1110Л . дои : 10.1063/1.3559842 . ISSN   0003-6951 .
  216. ^ Перейти обратно: а б с д и Кабало, Джерри; ДеЛюсия, Марла; Гоад, Эм; Лацис, Джон; Нараянан, Фиона; Зикенбергер, Дэвид (2 октября 2008 г.). Каррано, Джон К.; Зукаускас, Артурас (ред.). «Обзор детектора ТАС-БИО». Оптическое биологическое и химическое обнаружение для обороны IV . 7116 . Международное общество оптики и фотоники: 71160D. Бибкод : 2008SPIE.7116E..0DC . дои : 10.1117/12.799843 . S2CID   108562187 .
  217. ^ Полдмаэ, Эме; Кабало, Джерри; Де Люсия, Марла; Нараянан, Фиона; Штраух III, Лестер; Зикенбергер, Дэвид (28 сентября 2006 г.). Каррано, Джон К.; Зукаускас, Артурас (ред.). «Обнаружение биологических аэрозолей с помощью тактического биологического детектора (TAC-BIO)». Оптическое биологическое и химическое обнаружение для обороны III . 6398 . ШПИОН: 63980E. дои : 10.1117/12.687944 . S2CID   136864366 .
  218. ^ «Армия разрабатывает детектор биологической угрозы» . www.army.mil . 22 января 2015 года . Проверено 10 октября 2019 г.
  219. ^ Кесаван, Яна; Килпер, Гэри; Уильямсон, Майк; Альштадт, Валери; Диммок, Энн; Баском, Ребекка (1 февраля 2019 г.). «Лабораторная валидация и первоначальные полевые испытания малозаметного детектора биоаэрозолей для медицинских учреждений» . Исследование аэрозолей и качества воздуха . 19 (2): 331–344. дои : 10.4209/aaqr.2017.10.0371 . ISSN   1680-8584 .
  220. ^ Дитц, PH; Еразунис, В.С.; Ли, Д.Л. (2004). «Очень дешевое обнаружение и связь с использованием двунаправленных светодиодов» . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
  221. ^ Гойнс, Джорджия; Йорио, Северная Каролина; Санво, ММ; Браун, CS (1997). «Фотоморфогенез, фотосинтез и урожайность семян растений пшеницы, выращенных под красными светодиодами (светодиодами) с дополнительным синим освещением и без него» . Журнал экспериментальной ботаники . 48 (7): 1407–1413. дои : 10.1093/jxb/48.7.1407 . ПМИД   11541074 .
  222. ^ ; Лю, Тонгбо; Сюэ, Бинь (31 августа 2020 г.). Ли , Цзиньминь; И, Сяоян 248.ISBN  978-981-15-7949-3 .
  223. ^ Гаска, Р.; Шур, М.С.; Чжан, Дж. (октябрь 2006 г.). «Физика и применение светодиодов глубокого УФ». 2006 г. 8-я Международная конференция по технологиям полупроводниковых и интегральных схем . стр. 842–844. дои : 10.1109/ICSICT.2006.306525 . ISBN  1-4244-0160-7 . S2CID   17258357 .
  224. ^ Перейти обратно: а б «Проблемы исследований и разработок в области светодиодов» . Energy.gov.ru . Проверено 13 марта 2019 г.
  225. ^ «ОБЪЯВЛЕНИЯ ИЮЛЯ 2015 ГОДА» . Energy.gov.ru . Проверено 13 марта 2019 г.
  226. ^ Выявление причин снижения эффективности светодиодов. Архивировано 13 декабря 2013 г. в Wayback Machine , Стивен Кипинг, Техническая зона Digi-Key Corporation.
  227. ^ Айвленд, Джастин; и др. (23 апреля 2013 г.). «Наконец-то выявлена ​​причина падения эффективности светодиодов» . Письма о физических обзорах, 2013 г.
  228. ^ Ди, Давэй; Романов, Александр С.; Ян, Ле; Рихтер, Йоханнес М.; Риветт, Жасмин П.Х.; Джонс, Сол; Томас, Тюдор Х.; Абди Джалеби, Моджтаба; Друг, Ричард Х.; Линнолахти, Микко; Бохманн, Манфред (14 апреля 2017 г.). «Высокоэффективные светодиоды на основе карбен-металл-амидов» (PDF) . Наука . 356 (6334): 159–163. arXiv : 1606.08868 . Бибкод : 2017Sci...356..159D . дои : 10.1126/science.aah4345 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   28360136 . S2CID   206651900 .
  229. ^ Перейти обратно: а б Армин, Ардалан; Мередит, Пол (октябрь 2018 г.). «Светодиодная технология преодолевает барьер производительности» . Природа . 562 (7726): 197–198. Бибкод : 2018Natur.562..197M . дои : 10.1038/d41586-018-06923-y . ПМИД   30305755 .
  230. ^ Перейти обратно: а б Цао, Ю; Ван, Нана; Тиан, Хэ; Го, Цзиншу; Вэй, Инцян; Чен, Хун; Мяо, Яньфэн; Цзоу, Вэй; Пан, Канг; Он, Яронг; Цао, Хуэй (октябрь 2018 г.). «Перовскитные светодиоды на основе спонтанно образующихся структур субмикрометрового масштаба» . Природа . 562 (7726): 249–253. Бибкод : 2018Natur.562..249C . дои : 10.1038/s41586-018-0576-2 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   30305742 .
  231. ^ Чо, Сан-Хван; Сон, Ён-Ву; Ли, Джун Гу; Ким, Юн Чанг; Ли, Чон Хёк; Ха, Джехын; О, Чон Сок; Ли, Такой молодой; Ли, Сунь Ён; Хван, Кю Хван; Занг, Донг-Сик (18 августа 2008 г.). «Слабомикрорезонаторные органические светодиоды с улучшенной светоотдачей» . Оптика Экспресс . 16 (17): 12632–12639. Бибкод : 2008OExpr..1612632C . дои : 10.1364/OE.16.012632 . ISSN   1094-4087 . ПМИД   18711500 .
  232. ^ Линь, Кебин, Цзюнь; Цюань, Ли На де Аркер, Ф. Пелайо Гарсиа; Сивэнь, Цзяньсюнь; «Перовскитовые светодиоды с внешним квантовым выходом, превышающим 20 процентов » . 562 (7726): 245–248. Бибкод : 2018Natur.562..245L . doi : 10.1038/ . hdl : 10356/141016 . ISSN   1476-4687 . 1   52958604 . С2КИД   s41586-018-0575-3 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Светодиоды и Светодиоды (SMD) .
Найдите светодиод в Викисловаре, бесплатном словаре.

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Light-emitting_diode&oldid=1228119865"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6dd961387d6183dbe56041f4596a790b__1717936500
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6d/0b/6dd961387d6183dbe56041f4596a790b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Light-emitting diode - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)