Светодиодный мир нашего века: открытие и развитие

Светодиодный мир нашего века: открытие и развитие

Мало, кто знает, но история появления светодиодов уходит своими корнями аж в начало XX века, когда один учёный случайно обнаружил свечение вокруг контакта при работе детектора. Этим учёным был Х.Д.Раунд, а произошло всё в далёком 1907 году. И хотя, настоящий светодиод в то время создать не удалось, наблюдение учёного заинтересовало многих последователей.

В 1923 году советский учёный О.В.Лосев смог доказать свечение полупроводниковых кристаллов при подаче на них тока. Первым подопытным кристаллом стал карбид кремния. На основании этого опыта стали проводиться множественные эксперименты с другими сплавами. А в 50-х, в США была создана лаборатория по разработке полупроводниковых ламп. Первые опыты давались тяжело, на разработку ушло несколько десятков лет. Но упорство учёных позволило совершить величайшее открытие.

Как появились первые светодиоды

В 1962 году в Иллинойском университете США появился на свет первый настоящий светодиод. Его появлению человечество обязано инженеру Нику Холоньяку. Первый кристалл светил тускло и только красным цветом. Но эта особенность никак не повлияла на веру учёных в перспективность сделанного открытия.

Уже в 1968 году увидел свет первый в мире рекламное светодиодное табло . Это был настоящий прорыв в истории светотехники. Но, мало, кто мог позволить себе в те годы такую роскошь, как светодиодные приборы. Производство первых кристаллов было довольно сложным, стоимость одного такого кристалла могла доходить до 200$! Первые лампочки использовались в качестве индикаторов в электроприборах, также, их применяли при производстве электронных часов. На большее мощности крошечных диодов не хватало.

За что получил нобелевскую премию Жорес Алфёров

Учёные всего мира были озадачены проблемой развития светодиодной техники. Одно из величайших открытий 60-х не могло остановиться на полпути. И вот, когда многие уже отчаялись произвести что-либо, более яркое, чем имеющийся вариант, величайший советский физик Жорес Алфёров разработал первый элемент, на основе которого производятся все ныне существующие светодиоды.

В то время важность открытия оценили лишь разработчики светодиодной продукции. Несмотря на это, изобретение Ж. Алфёрова стало настоящим прорывом в развитии осветительных приборов, и в 2000 году Жорес Алфёров получил Нобелевскую премию за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание микроэлектронных и оптоэлектронных компонентов.

Современная светодиодная лампочка

Постепенно учёным удавалось увеличивать мощность светового потока. Но, пика своего развития светодиоды достигли вы 90-е годы прошлого столетия, когда японцы смогли создать элемент, способный произвести синее свечение. Надо сказать, до этого удавалось добиться лишь красного, жёлтого и зелёного цветов, а с этим открытием стало возможным достижение любого цвета.

Сегодня спектр светодиодного освещения не ограничивается только цветовой гаммой. Теперь мы можем выбирать даже оттенки. Так, к примеру, обычная белая лампочка может иметь тёплое, холодное и нейтральное свечение – кому как нравится.

В наши дни светодиодное освещение можно встретить где угодно и теперь уже сложно представить себе, что современная светодиодная лампочка преодолела такой огромный путь, длиной в 100 лет, прежде, чем появилась в домашнем светильнике.

Одно можно сказать однозначно: многолетние труды учёных открыли поистине безграничные возможности и показали немыслимые грани светотехники.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое светодиоды и как они работают

Обычный индикаторный светодиод изготавливают в эпоксидном корпусе с диаметром 5 мм и двумя контактными выводами для подключения к цепям электрического тока: анодом и катодом. Визуально они отличаются по длине. У нового прибора без обрезанных контактов катод короче.

Запомнить это положение помогает простое правило: с буквы «К» начинаются оба слова:

• катод
• короче

Когда же ножки светодиода обрезаны, то анод можно определить подачей на контакты напряжения 1,5 вольта от простой пальчиковой батарейки: свет появляется при совпадении полярностей.

   Устройство светодиода

Светоизлучающий активный монокристалл полупроводника имеет вид прямоугольного параллелепипеда. Он размещён около светоотражающего рефлектора параболической формы из алюминиевого сплава и смонтирован на подложке с не токопроводящими свойствами.

   Устройство светодиода на подложке

На окончании светового прозрачного корпуса из полимерных материалов расположена линза, фокусирующая световые лучи. Она совместно с рефлектором образует оптическую систему, формирующую угол потока излучения. Его характеризуют диаграммой направленности светодиода.

   Девиация угла свечения светодиода

Она характеризует отклонение света от геометрической оси общей конструкции в стороны, что приводит к увеличению рассеивания. Такое явление возникает из-за появления при производстве небольших нарушений технологии, а также старения оптических материалов во время эксплуатации и некоторых других факторов.

Внизу корпуса может быть расположен алюминиевый или латунный поясок, служащий радиатором для отвода тепла, выделяемого при прохождении электрического тока.

Этот принцип конструкции широко распространен. На его основе создают и другие полупроводниковые источники света, использующие иные формы структурных элементов.

Какие области применения имеют светодиоды в наше время

15:19

Благодаря своим характеристикам, светодиоды сегодня используются повсеместно. Перед тем, как войти в нашу жизнь и стать вариантом для интерьерного освещения, светодиодные лампы стали устанавливать тут и там. Причины ясны - это эффективный и безопасный источник света, который при этом служит не один год. А качество освещения при этом не уступает, а в некоторых случаях даже превосходит другие варианты освещения. Так где сегодня используются светодиоды?
Подсветка для ноутбука и другой бытовой техники. Американский Apple воспользовался возможностями светодиодов и разместил их под дисплеем, благодаря чему дисплей отображает картинку наилучшим для восприятия образом. Различные индикаторы телевизора, плеера и других бытовых приборов, свидетельствующих о включении в сеть, также подсвечиваются с помощью светодиодом.
Светофоры и знаки дорожного движения. Уже редко где можно встретить неяркие старые светофоры. Большую часть из них заменили светодиодными технологиями, которые заметны издалека. Также и дорожные знаки стали оформлять светодиодами, чтобы особо важные указатели было видно в любое время суток с дальнего расстояния.
Уличное светодиодное освещение изменило представление об экономии средств за электроэнергию. Муниципалитетам сегодня гораздо выгоднее установить светодиодные фонари, чем продолжать обслуживать старые технологии.
Для качественного освещения в производственных цехах светодиоды сегодня стоят на первом месте. Именно с их помощью удается равномерно распределить свет по всей территории, создав оптимальные условия для сотрудников.
Светодиоды также используются и дома: интерьерная подсветка, встроенные светильники, различные декоративные поделки с дополнительным освещением - светодиодные лампы можно установить куда угодно благодаря их полной пожаробезопасности.
Вывески, бегущие строки для привлечения внимания - все это также светодиодные технологии.
Можно бесконечно продолжать список вещей, в которых используются светодиодные лампы. Но вывод напрашивается один - с этой технологией мы можем в любое время суток создать для себя идеальное освещение, а также подсветить все что угодно, независимо от размеров и целей использования.

Какие преимущества светодиодов перед другими источниками света

Светодиоды обладают неоспоримыми преимуществами по сравнению с такими традиционными источниками света, как лампы накаливания и газоразрядные лампы. К основным их преимуществам относится:
1. Длительность эксплуатации. Срок службы светодиодов намного превышает срок службы всех других источников света. Он составляет более 50000 часов, что равносильно 25-ти годам эксплуатации, при среднедневной работе 8 часов. Такой долгий срок службы объясняется долговечностью всех элементов, из которых состоит светодиод. В течении всего этого времени, характеристики светодиодов (световой поток, яркость, сила света) практически не меняются. По истечении указанного времени, светодиодные светильники продолжают работать, несколько снизив свою яркость. Для сравнения, срок работы металлогалогенной лампы составляет 3000 часов, галогенной лампы – 1000 часов.
2. Экономичность в отношении энергопотребления. По сравнению с другими лампами (люминесцентными и газоразрядными лампами ДРЛ и ДНАТ), светодиоды потребляют на 90% электроэнергии меньше.

Источник: https://otoplen-dom.ru/novosti/svetodiody-proshloe-nastoyashchee-i-budushchee

Какие проблемы и ограничения светодиоды имеют в настоящее время

Светодиодное освещение

Светодиодное освещение все больше проникает в нашу жизнь. Светодиодные светильники и светодиодные лампы уже не являются диковинкой. Появились первые положительные примеры использования светодиодных светильников и светодиодных ламп. У многих участников светотехнического рынка и потребителей светотехники сложилось свое мнение о светодиодном освещении.
Множество таких мнений довелось услышать на выставке "Энергетика и электротехника 2010", прошежшей недавно в Ленэкспо. Надо сказать, что экспозиции участников представлявших светодиодное освещение вызвали большой интерес посетителей. Были среди подходивших и скептики-теоретики, и желающие получить первичную информацию о том, что за чудо такое "светодиодное освещение". Были и профессионалы-специалисты в области светотехники, делившиеся своим опытом применения светодиодных технологий в освещении.
Среди основных негативных моментов светодиодов в освещении были озвучены следующие: нужен теплоотвод, яркость в одном месте нет рассеянного света, невозможно проверить так ли они долго и хорошо работают светодиодные светильники и лампы, как об этом заявляет производитель.
При всем при этом мнение профессионалов было однозначным - за светодиодами будущее. Да, эту технологию освещения необходимо совершенствовать, дорабатывать, решать еще многие вопросы технического плана. Но альтернативы нет. Светодиодное освещение - самый экономичный и перспективный вид освещения на многие годы вперед.
Были разговоры и о проблемах современного этапа перехода на светодиодное освещение промышленных предприятий в России. Практически все единодушно отмечали, что в России пока еще не умеют считать деньги. Один из примеров, который запомнился, это опыт главного энергетика одного из нефтеперерабатывающих заводов. "Работяги меняют лампы накаливания очень часто, а во взрывозащищенных уличных светильниках это сложно и долго. Поэтому, они не закручивают до конца винты в светильниках, а чуть-чуть "наживят" и дальше пошли. Ведь, завтра опять раскручивать для замены лампы. В итоге, взрывозащищенный, пыле и влагозащещенный светильник превращается в "бомбу замедленного действия". Поэтому, где полыхнет неизвестно. А сам в каждый светильник не полезешь". - сетовал гл.энергетик.
По другим свидетельствам тех, кто "в процессе перехода на светодиодное освещение" в основном мнеие главных энергетиков и инженеров такое - "у меня есть бригада, и мне все равно сколько они там за смену ламп поменяют. Это их работа. Скажу делать - и будут делать. А светодиодное освещение тускловато. А мне нужно люменов много."
Про позицию финансистов говорить тоже приходится с сожалением. "Дорого" - это единственное, что можно услышать. Конечно, обычная лампа 100 руб., а светодиодная лампа 10000.

Какие технологии используются для производства светодиодов

Что же такое светодиоды? Давайте рассмотрим более подробно! Светодиоды – это выращенные либо нарощённые из химических элементов кристаллы основанные на полупроводниках которые помещены в специально отведенный для каждого вида светодиодов корпус. Технологии производства светодиодов отличаются в зависимости от вида светодиода. Изготавливают светодиоды с добавлением разнообразных химических элементов – полупроводников, неполупроводниковых металлов и их соединений, а так же, придающих составу определенные характеристики, примесей.
Сам же процесс изготовления светодиодов выглядит, примерно, так: Пластины, которые служат в качестве подложки будущих кристаллов светодиодов, кладут в специальную герметичную камеру. Данные пластины изготовлены из специальных, удобных для наращивания светодиодов материалов, например, из искусственного сапфира, который обладает подходящей для этого кристаллической решеткой. После размещения пластины в специальной герметичной камере, данную камеру заполняют составом из газообразных химических компонентов на основе полупроводников и легирующих добавок. Содержимое данной камеры постепенно начинают нагревать. В ходе данного нагрева химические элементы, которые до этого находились в газообразном состоянии, начинают осаждаться на пластинах.
Данный процесс занимает несколько часов и в течении этого времени на подложке наращивается несколько десятков слоев, толщина этих слоев составляет несколько микрон. Толщину пластины до и после наращивания не возможно различить невооруженным глазом.
После этого на пластину с помощью трафарета напыляются золотые контакты. После нанесения на пластину контактов ее разрезают на мельчайшие части. Каждая часть этой пластины – это обособленный кристалл светодиода со своими контактами. Разглядеть ее в деталях можно лишь под микроскопом, невооруженным глазом структура неразличима.
Следующим этапом изготовления светодиодов является этап сборки, когда готовые кристаллы вставляют в корпус, так же при необходимости кристаллы могут быть покрыты слоем люминофора. Выбор корпуса светодиода и количества кристаллов, размещенных в нем напрямую зависит от того, где и как данный светодиодный модуль будет использоваться в дальнейшем.
Все светодиоды отличаются друг от друга– нет двух одинаковых по своим характеристикам светодиодов. В следствии чего, следующим этапом является сортировка светодиодов по нескольким сотням параметров, с целью того чтобы отобрать наиболее близкие друг другу по мощности, форме, цветовой температуре и иным характеристикам светодиоды.
После чего светодиоды проверяют на работоспособность на испытательных стендах, а уж потом из них производят широко любимые наши светодиодные лампы, ленты и другие изделия, без которых сложно представить жизнь современного общества.

← Оптическая система светодиода |

5 р.

Светодиодный модуль LNS 3-9000

35 р.

Блок питания PVS-V12-100W67 герметичный

1 414 р.

425 р.

Консольный светильник LEDOKS L-AL-SL-120

11 900 р.

Как развивается светодиодная индустрия в мире

Светодиодные технологии , которые сегодня находят применение в самых различных сферах — от освещения до электроники, имеют богатую историю, начавшуюся задолго до их массового внедрения. История светодиодов, или LED (Light Emitting Diodes), — это история научных открытий, инженерных инноваций и технологического прогресса.

Первое упоминание об эффекте электролюминесценции, который лежит в основе работы светодиодов, относится к 1907 году. Британский ученый Генри Джозеф Раунд, работая с карбидом кремния и кристаллами, обнаружил, что они излучают свет под воздействием электрического тока. Однако это открытие не получило широкого внимания и не привело к немедленным практическим применениям.

Следующий значительный шаг был сделан в 1920-х годах советским ученым Олегом Лосевым. Он систематически изучал электролюминесценцию и в 1927 году опубликовал первые научные работы, описывающие световые эффекты в полупроводниках. Лосев предложил использовать этот эффект для передачи информации, но его идеи опередили время и не были реализованы.

Настоящий прорыв в развитии светодиодов произошел в 1960-х годах. В 1962 году американский инженер Ник Холоньяк, работая в компании General Electric, создал первый практический светодиод, излучающий видимый красный свет. Это событие стало отправной точкой для развития индустрии светодиодов. Вслед за красными появились инфракрасные и зеленые светодиоды, что расширило их применение.

К 1970-м годам светодиоды начали использоваться в потребительской электронике, например, в индикаторах и дисплеях. Однако их высокая стоимость и ограниченная светоотдача сдерживали широкое распространение. Важным этапом стало изобретение в начале 1990-х годов синих светодиодов японским ученым Сюдзи Накамурой. Это открытие позволило создать белые светодиоды, комбинируя синий свет с люминофорами, и открыло дорогу для использования светодиодов в освещении.

Современная индустрия светодиодов характеризуется быстрыми темпами роста и инновациями. Светодиоды стали более энергоэффективными, долговечными и доступными. Они применяются в уличном и домашнем освещении, автомобильных фарах, экранах телевизоров и мониторов, медицинском оборудовании и даже в сельском хозяйстве для стимуляции роста растений.

Одним из ключевых аспектов развития светодиодных технологий стало снижение их стоимости, что сделало их доступными для массового рынка. Благодаря этому светодиоды постепенно вытесняют традиционные источники света, такие как лампы накаливания и люминесцентные лампы.

Важную роль в развитии светодиодной индустрии играют исследования и разработки в области новых материалов и технологий. Ученые и инженеры продолжают работать над улучшением характеристик светодиодов, таких как яркость, цветопередача и эффективность. Ведутся работы по созданию органических светодиодов (OLED ), которые обладают гибкостью и могут использоваться для создания изогнутых и прозрачных дисплеев.

История светодиодных технологий — это история научных открытий и инженерных достижений, которые изменили наш мир. От первых экспериментов в начале XX века до современных инноваций светодиоды прошли долгий путь, став неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Они продолжают развиваться, открывая новые возможности для использования света в самых различных областях.

Какие перспективы имеет светодиодная технология в будущем

Какими будут лампы и светильники будущего

Какими будут, и какую пользу они смогут принести? Предлагаем обзор вероятного развития светодиодных и других технологий для создания систем света.

Как изменится домашнее освещение?

Самыми современными источниками света считаются светодиодные лампы-ретрофиты. Однако ученые прогнозируют, что в будущем LED-лампы лишатся цоколей и патронов. В них просто не будет необходимости – светодиоды способны служить долго, а со временем срок их службы будет намного срока эксплуатации светильников.

Кроме того, ожидается еще большее развитие интеллектуальных систем света. Светодиодные лампы будут сигнализировать о возгораниях, аварийных ситуациях, и работать как указатели для эвакуации даже при отключенной электроэнергии. Использование LED-освещения будет актуально для лиц с ограниченными возможностями. Например, человек с нарушениями слуха поймет по световым сигналам о звонке во входную дверь или о необходимости выключить плиту на кухне.

Лампы будущего – какие, кроме светодиодов?

LED-технологии совершили прорыв в освещении. Долговечные, энергоэкономичные и стабильно работающие светодиоды позволили создать новые формы осветительных приборов, а традиционным – обеспечить практичность и долгий срок службы.

Однако лампы будущего – не обязательно светодиодные источники света. Ученые уже объявили о создании углеродных нанотрубок (CNT). Считается, что такие источники будут функциональны и надежны, как светодиодные лампы, но смогут потреблять в 100 раз меньше электроэнергии. Пока новая разработка уступает диодам в яркости, но исследователи уверяют, что со временем этот недостаток будет устранен.

Еще одна технология светильников будущего – электролюминесцентные полимеры (FIPEL). Устройства будут представлять собой пластиковые светильники и лампы, устойчивые к механическим повреждениям и способные работать практически вечно. Достоинства технологии аналогичны со светодиодами – долгий срок службы, малая выработка тепла и отсутствие токсичных веществ. Однако электролюминесцентные полимеры дешевы в производстве, чем светодиоды пока похвастаться не могут.

Будущее светодиодов – что ждать от развития LED-технологий?

Однако большинство производителей склонно делать ставку на LED-технологии. Это подтверждает государственное финансирование программ в этой сфере, утвержденное в разных странах. Например, в США принята программа National Lighting Initiative, на исследования в которой планируется потратить более миллиарда долларов за 11 лет. Главная задача ученых – увеличить производительность белых светодиодов. Исследователи уверены, в будущем светодиоды станут способны создавать поток света в 150 Лм/Вт, а экономия электроэнергии достигнет 1100 ТВт/час ежегодно.

Как светодиоды влияют на экологию и энергоэффективность

Как светодиодные светильники влияют на энергозатраты? Светодиодные светильники позволяют экономить до 90% электроэнергии по сравнению с традиционными лампами. Это значительно снижает финансовые затраты на освещение.

Какой срок службы светодиодных уличных светильников? Срок службы составляет более 100 000 часов, что делает их отличным долгосрочным вложением.

Влияет ли использование светодиодов на экологию? Да, светодиоды не содержат вредных веществ и способствуют снижению углеродных выбросов, положительно сказываясь на состоянии окружающей среды.

Можно ли заказать светильники оптом? Да, мы предлагаем оптовые закупки светильников и предоставляем скидки для крупных заказов.

Где можно узнать больше о ваших работах? Все наши проекты и примеры работ представлены в разделе Портфолио на сайте.

Компания Пик обладает необходимым опытом и компетенциями для решения вопросов, связанных с влиянием светодиодных уличных светильников на энергосбережение и окружающую среду. Мы можем предложить полный набор услуг по поставке товаров для освещения промышленных объектов. В нашем ассортименте находятся качественные промышленные, уличные и внутренние светодиодные светильники российской сборки, с хорошим соотношением цены и качества, сроком службы не менее 100 000 часов. Мы гарантируем 5 лет на большинство моделей, а также предлагаем высокую световую отдачу — от 130 до 200 Lm/W для предприятий оптом. Сделайте выбор в пользу эффективного освещения, выберите светодиоды от компании Пик.

ЗАПРОСИТЬ ОПТОВЫЙ ПРАЙС

ЛУЧШИЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ОПТОВЫХ КЛИЕНТОВ, БИЗНЕСА И МОНТАЖНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ

БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ

СКИДКИ ПОД ПРОЕКТ

До 30% от базовых цен

ПРЯМАЯ ДОСТАВКА

За наш счет или скидка

НАДЕЖНОСТЬ

СОПРОВОЖДЕНИЕ

На всех этапах

КОМПАНИЯ ПИК В ЦИФРАХ

4 сделки

В среднем по одному клиенту за 5 лет сотрудничества

5 лет

Гарантия под договор на основной модельный ряд светильников

7 производителей

В числе наших партнёров, имеем дистрибьюторские отношения от 3-х лет

1 000 +

Светильников постоянно в наличии на складе

2 500 +

Компаний выбрали нас в качестве Поставщика

19 000 +

Артикулов товаров в нашем ассортименте

Мы активно работаем над улучшением наших продуктов и услуг. Внедряем новые технологии, которые позволили повысить эффективность и качество нашей продукции. Мы также запустили несколько новых линеек продуктов, которые получили положительные отзывы от наших клиентов. В прошлом году к нам присоединились более 500 новых клиентов, что свидетельствует о высоком уровне доверия к нашей компании. Мы также укрепили партнерские отношения с ключевыми игроками на рынке, что позволило нам выйти на новые рынки и увеличить объемы продаж.