Сверхяркие светодиоды
 В 1907 году англичанин Генри Джозеф Роунд открыл физическое явление электролюминесценции. Так как его основным занятием была радионавигация морского судоходства, то открытие вначале было полностью забыто. Прошло 88 лет и в 1995 году, был выпущен первый белый светодиод с люминесцентной конверсией. В 2005 году световая отдача белых светодиодов уже превышала 30лм/Вт, цветных – 50лм/Вт. В 2007 году появились светодиоды со световой отдачей до 100лм/Вт.
Светодиоды – очень эффективные источники света. В связи с возросшей световой отдачей светодиодов возникла задача разработки светодиодных ламп и осветительных систем на их основе. Ожидаемые преимущества осветительных приборов: световая отдача выше, чем у ламп накаливания и галогенных ламп; возможность получения всех цветов свечения: красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего и белого; хорошая сочетаемость с внешней оптикой; высокая механическая прочность и надежность; высокое быстродействие (наносекунды); высокий срок службы (долговечность 100000 часов). Еще в 2000 году было разработано несколько конструкций сверхярких светодиодов для массового применения: Основные из них делятся на несколько типов: 1) стандартный светодиод D5мм, содержащий встроенный в держатель отражатель бокового излучения кристалла и полимерный полусферический купол; 2) светодиод D5мм с овальным полимерным куполом, благодаря чему он может обеспечивать разное излучение в двух взаимно-перпендикулярных направлениях; это важно для применения светодиодов в длинных светодиодных линейках для равномерного распределения света в архитектурной подсветке; 3) светодиоды на плоском рамочном держателе. Эти светодиоды характеризуются самыми высокими значениями светового потока; 4) светодиод D10mm с широким углом излучения. Наиболее высокие светотехнические параметры светодиодов зависят от излучающей гетероструктуры и от цвета свечения. Наряду с цветными светодиодами, которые сегодня заняли прочные позиции, все шире стали использоваться светодиоды белого света. Одновременно с ростом световой отдачи постоянно улучшается качество белого света. К параметрам качества относятся, цветовая температура с малыми отклонениями и высокий индекс цветопередачи Ra не менее 80 или даже 90 для всех белых светодиодов. Направленная селекция белых светодиодов позволяет выпускать светодиодные системы в цветовой номенклатуре люминесцентных ламп: тепло-белого, нейтрально-белого и дневного света. Первоначально решался вопрос разработки белых сверхмощных светодиодов для локального освещения, например, для настольных светильников, карнизной подсветки, освещения витрин и полок и т. п. Сверхяркие светодиоды для настольных светильников успешно использует итальянская компания Nemo, применяя метод последовательного соединение кристаллов для увеличения светового потока. Сверхяркие светодиоды на гибких плато производства фирмы OSRAM используются для общего освещения, карнизной и витринной подсветки (рис.1, рис.2, рис.5). Буквально в последние годы на рынок поступили новые светодиоды ведущих производителей источников света, таких как OSRAM, Philips. Источники оформлены в виде модулей с минимальной высотой. Благодаря компактной форме они особенно пригодны для освещения линейных и сложных структур, а также для освещения на просвет (рис. 4, рис.8, рис.11, рис.3). У некоторых светодиодных модулей с помощью дополнительной оптики могут, изменятся параметры излучения. Для замены стандартных источников света компании OSRAM и Philips уже сегодня предлагают модернизированные светодиодные лампы и точечные источники света высокой яркости со встроенным теплоотводом. Для конструирования светодиодных осветительных модулей заливающего освещения или направленного действия в основном используются светодиоды с белым, зеленым и синим свечением. Высокоэффективные модули должны обладать максимальной яркостью и минимальными размерами, для того чтобы их можно было использовать во всех областях. При миниатюрной форме источника открываются новые возможности управления распределением света с помощью компактных оптических устройств. В этих светодиодах их собственная оптическая система из прозрачных полимерных материалов заменяет классические металлические отражатели. Группа светодиодов размещается вблизи фокуса блока плоских линз Френеля. Световая отдача этих модулей составляет 20-25 лм/Вт, что существенно превышает световую отдачу ламп накаливания. Фабрика Spectral (Германия) занимается изготовлением сверхмощных модульных систем эффективно используя их в качестве встроенных в стены и потолок светильников в интерьерах жилых и гостиничных помещений (рис.6, рис.9). Модули с белым свечением производимые компанией Relco Group обеспечивают качественную цветопередачу при наблюдении цветных объектов, что делает перспективным применение их в картинных галереях и музеях (рис.7, рис.12). Наиболее важной задачей производителей мощных модулей считается повышение их эффективности за счет оптических элементов. Прежде всего, она может решаться путем применения таких технологий как нано структурированная поверхность полупроводников, специальная форма кристаллов, оптимальная отражающая система внутри модулей, а также путем применения специальных оптических полимеров. Другой важный аспект применения мощных модулей - отвод тепла. Тепло влияет не только на длину волны и, тем самым, на цвет генерируемого светодиодами света, но и, прежде всего, на срок службы светодиодов, который падает с ростом температуры. Разработчики фабрики Spectral постоянно ведут работы по улучшению отвода тепла в связи с растущей мощностью светодиодных модулей (рис.10). Но в ближайшем будущем будут разработаны светодиоды, способные работать при более высоких температурах, чем сегодня. Благодаря этому снизятся затраты, необходимые для отвода тепла. Огромные перспективы развития светодиодов связаны с дальнейшим расширением применения их в осветительной аппаратуре. Для увеличения дальности действия оптоволоконных каналов разработаны узконаправленные диоды, выполненные в полимерном корпусе с эллиптическим куполом. Излучающий кристалл располагается во втором от световыводящей поверхности фокусе эллипса. В целях дальнейшего повышения мощности излучения разработано семейство многокристальных излучающих диодов инфракрасного диапазона. Итальянская компания Bticino широко применяет диоды в устройствах для подсветки видеонаблюдения. Световая отдача светодиодов постоянно увеличивается, примерно удваиваясь каждые два года. Уже сегодня она превышает световую отдачу обычных и галогенных ламп накаливания. По оценкам ученых, в результате ведущих исследований удастся повысить световую отдачу светодиодов с белым свечением до 120лм/Вт и выше в период до 2015 г. В этом случае она превысит световую отдачу люминесцентных ламп. То, что в ближайшие 10-15 лет светодиоды по эффективности станут лидерами среди источников света, уже не является фантазией. |
e-mail: info@dpholding.ru : (967) 105-68-67
|