30.01.2016

Откуда пошли светодиоды и почему именно сейчас начался бум светодиодных технологий? В 1874 году немецкий учёный Карл Фердинанд Браун открыл принцип действия кристаллических (твердотельных) диодов. Ничего революционного на то время этот принцип не предвещал и о нем благополучно забыли. Гений Томаса Эдисона позволил ему открыть и запатентовать термионный (ламповый) светодиод, но распространения это открытие на то время также не получило. В 1899 неугомонный Карл Браун запатентовал выпрямитель на кристаллах. И уже через год Гринлиф Пикард создал первый радиоприемник на кристаллическом диоде. Впрочем, это уже совсем другая история, не имеющая отношения к светодиодам. Свою Нобелевскую премию Браун получил в 1909 году вместе с Гульермо Маркони. Но не за светодиодные технологии.

 

Все диоды так или иначе испускают при работе излучение. В большинстве случаев это инфракрасное излучение, невидимое человеческому глазу. Но в некоторых парах металлов при электронно-дырочной рекомбинации возникает излучение в видимой части спектра. Первым это явление, ныне называемое электролюминесценция, обнаружил в 1907 британец Генри Раунд из Лаборатории Маркони. В 1923 году его опыты повторил замечательный русский инженер и изобретатель Олег Лосев, сумевший получить свечение на границе полупроводникового перехода сталь-карборунд. Он даже запатентовал «Световой реле», хотя практического воплощения своему открытию не нашел. Тем не менее, в США долгое время в ходу был термин Losev Light («Свет Лосева») - по отношению к светодиодам.

Отцом светодиодной технологии в нынешнем ее понимании стал Ник Холоньяк из Университета Иллинойса. Работая по заказу General Electric, он сумел в 1962 году получить излучение в красной части спектра, при рекомбинации на р-n-переходе арсенида галлия-фосфида (GaAsP). Кристалл GaAsP был выращен на подложке из арсенида галлия. Для выращивания такой гетероструктуры Холоньяк применил метод газофазной эпитаксии (ГФЭ). Интересно, что работая над кристаллом, ученый уже ясно себе представлял применение еще не созданного устройства в качестве элемента для световых табло, цифровых дисплеев и индикаторов. Дело в том, что в то время различные виды ламп уже применялись в США в создании рекламных вывесок и табло. Но применение именно твердотельных источников света сулило отрасли новые перспективы.

Первыми промышленный выпуск светодиодов освоили General Electric, но запредельная стоимость ($260 за штуку) тормозила внедрение новинки. Прорыв произошел в 1968 году, когда компания Monsanto построила завод и начала массовое производство сравнительно недорогих светодиодов. Идеологом нового производства стал Джордж Крафорд, ученик Холоньяка и изобретатель желтого и оранжевого светодиодов. К 1972 году этому гению от оптоэлектроники удалось увеличить яркость выпускаемых светодиодов в 10 раз. Именно на светодиодах от Крафорда в 1968 году компания Hewlett-Packard создала первый в мире рекламный светодиодный дисплей. Это был совсем небольшой экранчик со слабым свечением красного цвета. Эффективность едва достигала 1 люмен/ватт.

В 1979 году Monsanto продала бизнес Hewlett-Packard и благополучно удалилась в сегмент сельскохозяйственной химии. HP, с помощью неутомимого Крафорда, продолжила работу над усовершенствованием светодиодов, добившись значительного увеличения их яркости.

Руку, а скорее светлую голову, к прорыву в светодиодных технологиях приложил выдающийся советский физик, лауреат Ленинской премии, а позднее и Нобелевской премии, Жорес Иванович Алферов. Его открытие многопроходных двойных гетероструктур помогло добиться значительного увеличения яркости и мощности излучения светодиодов. Яркость светодиодов достигла 10 люмен/ватт.

Долгое время не удавалось решить проблему цвета излучения светодиодов. Научившись делать красные и желтые светодиоды, производители никак не могли получить синий цвет спектра. Лишь в 1991 году японский ученый доктор Шуджи Накамура из компании Nichia Chemical смог вырастить кристаллы на нитриде индия-галлия, испускавшие свет в синей части цветового диапазона. Три года понадобилось, чтобы от прототипа перейти к промышленному выпуску синих светодиодов. С этого момента производители светодиодных экранов, за счет комбинирования триады RGB (красный-зеленый-синий) могли получить любой цвет. Началась эра цветных светодиодных экранов. В 1997 году первый белый светодиод удалось изготовить Фреду Шуберту, в то время инженеру, ныне авторитетному ученому, профессору, признанному эксперту в области твердотельных систем освещения. Выход в белую область спектра стала возможна благодаря применению люминофора – органического либо неорганического материала, позволяющего преобразовывать цвет излучения светодиода. Благодаря использованию люминофоров производители светодиодов смогли предложить рынку полный спектр твердотельных осветительных устройств высокой яркости и эффективности. К 1999 году яркость лучших образцов светодиодов уже достигала 60 люмен/ватт. Объем производства светодиодов компаниями Toyoda Gosei, Nichia Chemical, Cree и Hewlet- Packard в то время уже измеряется сотнями миллионов штук.

В XXI веке светодиодная лихорадка, вспыхнувшая в Азии и в США, охватила уже весь мир. В 2000 году «Большой Тройкой» - LumiLeds/Phillips, Osram/Cree и GELcore/Uniroyal/GE было инвестировано свыше 70 миллионов долларов в исследовательскую деятельность, связанную с возможностями применения и производства светодиодов. Светодиоды находят все большее применение в самых различных областях. Показатели эффективности современных светодиодов перешагнули порог 100 люмен/ватт, что повлекло за собой революцию в светодиодном освещении. Сегодня весь мир дружно отказывается от ламп накаливания, переходя на экономичные и долговечные твердотельные источники света.

Компания PROXIME – эксперт на рынке светодиодного оборудования В активе компании – опыт поставки и монтажа светодиодных экранов и светодиодного освещения во многих городах России. Для того, чтобы получить дополнительную техническую информацию по светодиодному оборудованию обращайтесь по тел.: +7 (495) 532-76-24, или отправьте запрос по e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.