Новая технология производства светодиодов, разработанная M.Bowers предполагает покрытие синего светодиода "квантовыми точками", которые начинают излучать белый свет при облучении синим светом светодиода. Эта технология позволяет получить теплый желто-белый свет, схожий со светом ламп накаливания. "Квантовые точки" это нанокристаллы полупроводника, имеющие уникальные оптические характеристики. Их цвет излучения может быть изменен в широких пределах - от видимого спектра до невидимого - любой цвет в пределах CIE диаграммы.
|
Если основа излучающей поверхности светодиода имеет органическое происхождение, такой светодиод называют OLED (Organic Light Emitting Diode). Излучающим материалом может быть небольшая молекула в фазе кристаллизации или полимер. Полимерные кристаллы могут быть гибкими, соответственно их называют PLED или FLED.
|
Белый цвет свечения может быть получен смешением различных цветов. Наиболее часто используется сочетание красного, синего и зеленого светодиодов. Однако из-за высоких требований к качеству смешения цветов и равномерности цвета в пределах угла обзора, стоимость производства RGB светодиодов высока. Тем не менее такой метод интересен в некоторых применениях, поскольку дает возможность получить различные оттенки цвета. Эффективность такого способа получения белого света достаточно высока.
|
Физика белого света на основе твердотельных излучателей. Использование люминофора, обзор его свойств и разновидностей, применимости для использования в источниках света.
|
Синие светодиоды, исходя из теории рекомбинационного излучения полупроводников, возможно получить на полупроводниках с большой шириной запрещённой зоны, так как энергия излучаемых фотонов при рекомбинации электронов и дырок, зависит именно от этой величины. Полупроводники с большим энергетическим барьером - это карбид кремния, соединения элементов II и IV группы таблицы Менделеева и нитриды элементов III группы.
|
Для изготовления светодиодов, используются различные полупроводниковые материалы. В зависимости от величины энергетического барьера, или ширины запрещенной зоны, испускается излучение различных участков спектра. Прямое напряжение светодиода в общем случае напрямую зависит от величины запрещенной зоны.
|
Твердотельные полупроводниковые излучатели, такие как светодиоды, в очень мало подвержены повреждениям, когда работают в пределах рабочих температур и токов. Теоретически, работоспособность светодиода не ограничена по времени, однако превышение температуры и рабочего тока может легко вывести его из строя. Основной признак неисправности светодиода - полное отсутствие или сильное снижение светового выхода.
|
Обычный светодиод расчитан на мощность не более 30-60 мВт . В 1999 году компания Philips Lumileds продемонстрировала светодиод мощностью 1 Ватт. В этом светодиоде был использован полупроводниковый кристалл значительно большего размера, чем применяющиеся в обычных светодиодах. Он был размещен на металлическом основании, что позволило организовать эффективный теплоотвод.
|
Полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Полупроводниковые материалы имеют кристаллическую структуру. При низкой температуре большинство внешних электронов в полупроводнике находятся в атомах на своих местах и полупроводник плохо проводит ток. Но связаны электроны с атомами слабее, чем в диэлектрике. При росте температуры, сопротивление полупроводников падает, то есть проводимость полупроводника в отличии от металлов при нагревании увеличивается. Иначе говоря, при нагревании в полупроводнике увеличивается количество свободных электронов, тем самым увеличивая способность проводить электрический ток. Этот эффект называют электронной проводимостью полупроводника.
|
Производство первых светодиодов начиналось с изготовления структур на базе арсенида галлия, излучающих красный и инфракрасный свет. Длина волны излучаемого света, то есть цвет свечения, определяется величиной энергетического барьера на границе p и n областей.
|