2024-04-30
Типы монохроматических светодиодов и история их развития
Типы монохроматических светодиодов и история их развития
Первый светодиодный источник света, изготовленный по принципу люминесценции полупроводникового PN-перехода, появился в начале 1960-х годов. В то время использовался GaAsP, который излучает красный свет (λp = 650 нм), а при токе возбуждения 20 мА световой поток составляет всего несколько тысячных люмена, а соответствующая светоотдача составляет около 0,1 люмен/ватт. В середине 1970-х годов введение элементов In и N позволило светодиодам излучать зеленый свет (λp = 555 нм), желтый свет (λp = 590 нм) и оранжевый свет (λp = 610 нм), а светоотдача также была увеличена до 1 люмен/ватт. К началу 1980-х годов появились светодиодные источники света на основе GaAlAs, в результате чего эффективность красного светодиода достигла 10 люмен/ватт. В начале 1990-х годов разработка двух новых материалов: GaAlInP с красным и желтым светом и GaInN с зеленым и синим светом, значительно улучшила светоотдачу светодиодов. В 2000 году у светодиода из первого в красной, оранжевой области (λp =615 нм) светоотдача достигла 100 люмен/ватт, а у светодиода из второго в зеленой области (λp =530 нм) светоотдача может достигать 50 люмен/ватт.
Применение монохроматического светодиодного света
Первоначально светодиод использовался в качестве источника индикаторного света для приборов, а позже светодиоды различных цветов света стали широко использоваться в светофорах и дисплеях большой площади, что дало хорошие экономические и социальные выгоды. Например, 12-дюймовый красный светофор изначально представлял собой долговечную, низкоэффективную 140-ваттную лампу накаливания в США, которая производила 2000 люмен белого света. После прохождения через красный фильтр потеря света составляет 90%, остается только 200 люмен красного света. В новом дизайне Lumileds использует 18 красных светодиодных источников света, включая потери в цепи, общей мощностью 14 Вт, которые могут производить тот же световой эффект.
Автомобильные сигнальные огни также являются важной областью применения светодиодных источников света. В 1987 году в Китае начали устанавливать на автомобили высокие стоп-сигналы, поскольку скорость срабатывания светодиодов быстрая (уровень наносекунд), вы можете сообщить водителю, который следует за транспортным средством, о состоянии вождения как можно раньше, уменьшить количество аварий на заднем сиденье автомобиля.
Кроме того, были применены светодиодные фонари на открытом воздухе с полноцветным дисплеем красного, зеленого и синего цвета, миниатюрные фонарики с ключевыми ссылками и другие поля.
Автомобильные сигнальные огни также являются важной областью применения светодиодных источников света. В 1987 году в Китае начали устанавливать на автомобили высокие стоп-сигналы, поскольку скорость срабатывания светодиодов быстрая (уровень наносекунд), вы можете сообщить водителю, который следует за транспортным средством, о состоянии вождения как можно раньше, уменьшить количество аварий на заднем сиденье автомобиля.
Кроме того, были применены светодиодные фонари на открытом воздухе с полноцветным дисплеем красного, зеленого и синего цвета, миниатюрные фонарики с ключевыми ссылками и другие поля.
Разработка белого светодиода
Для общего освещения людям нужно больше источников белого света. В 1998 году были успешно разработаны светодиоды белого света. Этот светодиод изготовлен путем упаковки чипов GaN и иттрий-алюминиевого граната (YAG). Чип GaN излучает синий свет (λp = 465 нм, Wd = 30 нм), а YAG-люминофор, содержащий Ce3+, изготовленный в результате высокотемпературного спекания, возбуждается этим синим светом и излучает желтое световое излучение с пиковым значением 550 нм. Подложка синего светодиода установлена в отражающей полости чашеобразной формы и покрыта тонким слоем смолы, смешанной с YAG, толщиной около 200-500 нм. Часть синего света, излучаемого подложкой светодиода, поглощается люминофором, а другая часть синего света смешивается с желтым светом, излучаемым люминофором, и можно получить белый свет. Теперь для белых светодиодов InGaN/YAG, изменяя химический состав YAG-люминофора и регулируя толщину слоя люминофора, можно получить цветовую температуру белого света 3500-10000К.
