Led что значит – Светодиодная подсветка — Википедия

Содержание

Что такое LED?

Интерес к светодиодам растет быстрее, чем территория их применения в светотехнике. Производители и потребители, продавцы и покупатели — все как будто замерли на старте, боясь отстать от других. И только дизайнеры уже вовсю пользуются уникальными возможностями светодиодов. Давно прошло то время, когда светодиоды были интересны одним лишь ученым. Теперь тема про светодиодные светильники у всех на слуху. Говорят, за ними будущее. Но, может статься, ожидания преувеличены? Узнать бы поточнее!

 

Настоящая публикация не случайно построена в форме вопросов и ответов (FAQ, frequently asked questions — часто задаваемые вопросы). Именно так заинтересованный человек подходит к новому для него объекту, с тем чтобы «пощупать» его с разных сторон и уж потом решить: нужен — не нужен. А мне задавать правильные вопросы и находить на них верные ответы помогал профессор МГУ Александр Эммануилович Юнович, один из ведущих российских специалистов по светодиодам.

1. Что такое светодиод?


Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобра­зующий электрический ток непосредственно в световое излучение.
Кстати, по-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.

2. Из чего состоит светодиод?
Из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современ­ные светодиоды мало похожи на первые корпусные свето-диоды, применявшиеся для индикации. Конструкция мощного светодиода серии Luxeon, выпускаемой компа­нией Lumileds, схематически изображена на рисунке.

Конструкция светодиода Luxeon фирмы Lumileds lighting

3. Как работает светодиод?
Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Значит, прежде всего ну­жен p-n-переход, то есть контакт двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтакт-ные слои полупроводникового кристалла легируют раз­ными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.

Но не всякий p-n-переход излучает свет. Почему? Во-первых, ширина запрещенной зоны в активной обла­сти светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона. Во-вторых, вероятность излу­чения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой, для чего полупроводниковый кри­сталл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противоречат друг другу.
Реально, чтобы соблюсти оба условия, одного р-п-пе-рехода в кристалле оказывается недостаточно, и прихо­дится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры, так называемые гетероструктуры, за изуче­ние которых российский физик академик Жорес Алфе­ров получил Нобелевскую премию 2000 года.

4. Означает ли это, что чем больший ток проходит через светодиод, тем он светит ярче?
Разумеется, да. Ведь чем больше ток, тем больше элект­ронов и дырок поступают в зону рекомбинации в едини­цу времени. Но ток нельзя увеличивать до бесконечно­сти. Из-за внутреннего сопротивления полупроводника и p-n-перехода диод перегреется и выйдет из строя.

5. Чем хорош светодиод?
В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люми­несцентной лампы, электрический ток преобразуется не­посредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. Действительно, светоди­од (при должном теплоотводе) мало нагревается, что дела­ет его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист,что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК-излучения, как правило, отсутствуют. Светодиод механически про­чен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 5 — 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод — низко­вольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.

6. Чем плох светодиод?
Только одним — ценой. Пока что цена одного люмена, излученного светодиодом, в 100 раз выше, чем галоген­ной лампой. Но специалисты утверждают, что в ближай­шие 2 — 3 года этот показатель будет снижен в 10 раз.

7. Когда светодиоды начали применяться для освещения?
Первоначально светодиоды применялись исключитель­но для индикации. Чтобы сделать их пригодными для освещения, необходимо было прежде всего научиться изготавливать белые светодиоды, а также увеличить их яркость, а точнее светоотдачу, то есть отношение све­тового потока к потребляемой энергии.

В 60-х и 70-х годах были созданы светодиоды на осно­ве фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зе­леной, желтой и красной областях спектра. Их применя­ли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различ­ных системах визуализации информации. По светоотда­че светодиоды обогнали обычные лампы накаливания. По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Одно было плохо — не существовало све-тодиодов синего, сине-зеленого и белого цвета.
К концу 80-х годов в СССР выпускалось более 100 млн светодиодов в год, а мировое производство со­ставляло несколько десятков миллиардов.

8. От чего зависит цвет светодиода?
Исключительно от ширины запрещенной зоны, в кото­рой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от мате­риала полупроводника, и от легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.

9. Какие трудности пришлось преодолеть ученым, чтобы изготовить голубой светодиод?
Голубые светодиоды можно сделать на основе полу­проводников с большой шириной запрещенной зо­ны — карбида кремния, соединений элементов II и IV группы или нитридов элементов III группы. (Помните таблицу Менделеева?)
У светодиодов на основе SiC оказался слишком мал кпд и низок квантовый выход излучения (то есть число излученных квантов на одну рекомбинировавшую пару). У светодиодов на основе твердых растворов селенида цинка ZnSe квантовый выход был выше, но они перегре­вались из-за большого сопротивления и служили недол­го. Оставалась надежда на нитриды.
Нитрид галлия GaN плавится при 2000 °С, при этом рав­новесное давление паров азота составляет 40 атмосфер; яс­но, что растить такие кристаллы непросто. Аналогичные соединения — нитрилы алюминия и индия — тоже полу­проводники. Их соединения образуют тройные твердые растворы с шириной запрещенной зоны, зависящей от со­става, который можно подобрать так, чтобы генерировать свет нужной длины волны, в том числе и синий. Но… проб­лему не удавалось решить до конца 80-х годов.

Первым, еще в 70-х, голубой светодиод на основе пле­нок нитрида галлия на сапфировой подложке удалось по­лучить профессору Жаку Панкову (Якову Исаевичу Панчечникову) из фирмы IBM (США). Квантовый выход был достаточен для практических применений, однако руководство сказало: «Ну, это ж на сапфире — дорого и не так уж ярко, к тому же p-n-переход нехорош…» — и работы Панкова не поддержали.

Между тем группа Сапарина и Чукичева из МГУ об­наружила, что под действием электронного пучка GaN с примесью цинка становится ярким люминофором, и да­же запатентовала устройство оптической памяти. Но то­гда загадочное явление объяснить не удалось.

Это сделали японцы — профессор И. Акасаки и док­тор X. Амано из университета Нагоя. Обработав плен­ку GaN с примесью магния электронным пучком со сканированием, они получили ярко люминесцирую-щий слой р-типа с высокой концентрацией дырок. Од­нако разработчики светодиодов не обратили должного внимания на их публикации.
Лишь в 1989 году доктор Ш. Накамура из фирмы Nichia Chemical, исследуя пленки нитридов элементов III группы, сумел воспользоваться результатами про­фессора Акасаки. Он так подобрал легирование (Мд, Zn) и термообработку, заменив ею электронное скани­рование, что смог получить эффективно инжектирую­щие слои р-типа в GaN-гетероструктурах. Вот как был получен голубой светодиод.
Фирма Nichia запатентовала ключевые этапы техно­логии и к концу 1997 года выпускала уже 10 — 20 млн го­лубых и зеленых светодиодов в месяц, а в январе 1998 го­да приступила к выпуску белых светодиодов.

10. Что такое квантовый выход светодиода?
Квантовый выход — это число излученных квантов све­та на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый вы­ход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по до-роге» — поглощаться, рассеиваться). Внутренний кван­товый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего кван­тового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а ддя синих — 35%.
Внешний квантовый выход — одна из основных ха­рактеристик эффективности светодиода.

Красный+зеленыйН-голубой СД

Голубой СД+ желтый люминофор

Голубой СД+зеленый и красный люминофор

УФСД+ RGB-люминофор

 470   525   590  630 (NM)
         470    525   590  630 (NM)
   410     470    525  590 630 (NM)
   410     470  525  590  630 (NM)

11. Как получить белый свет
с использованием светодиодов?
Существует три способа получения белого света от све­тодиодов. Первый — смешивание цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, напри­мер линзы. В результате получается белый свет. Второй способ заключается в том, что на поверхность светоди­ода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, со­ответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа. И на­конец в третьем способе желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой свето-диод, так что два или три излучения смешиваются, об­разуя белый или близкий к белому свет.

12. Какой из трех способов лучше?
У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Технология RGB в принципе позволяет не только полу­чить белый цвет, но и перемещаться по цветовой диа­грамме при изменении тока через разные светодиоды. Этим процессом можно управлять вручную или по­средством программы, можно также получать различ­ные цветовые температуры. Поэтому RGB-матрицы широко используются в светодинамических системах. Кроме того, большое количество светодиодов в матри­це обеспечивает высокий суммарный световой поток и большую осевую силу света. Но световое пятно из-за аберраций оптической системы имеет неодинаковый цвет в центре и по краям, а главное, из-за неравномер­ного отвода тепла с краев матрицы и из ее середины светодиоды нагреваются по-разному, и, соответствен­но, по-разному изменяется их цвет в процессе старе­ния — суммарные цветовая температура и цвет «плы­вут» за время эксплуатации. Это неприятное явление достаточно сложно и дорого скомпенсировать.

Белые светодиоды с люминофорами существенно деше­вле, чем светодиодные RGB-матрицы (в пересчете на еди­ницу светового потока), и позволяют получить хороший бе­лый цвет. И для них в принципе не проблема попасть в точку с координатами (0.33, 0.33) на цветовой диаграмме МКО. Недостатки же таковы: во-первых, у них меньше, чем у RGB-матриц, светоотдача из-за преобразования света в слое люминофора; во-вторых, достаточно трудно точно проконтролировать равномерность нанесения люминофо-ра в технологическом процессе и, следовательно, цветовую температуру; и наконец в-третьих — люминофор тоже ста­реет, причем быстрее, чем сам светодиод.
Промышленность выпускает как светодиоды с люми­нофором, так и RGB-матрицы — у них разные области применения.

13. Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?
Светодиод — низковольтный прибор. Обычный свето­диод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Свето­диод, который используется для освещения, потребля­ет такое же напряжение, но ток выше — от нескольких сотен мА до 1 А в проекте. В светодиодном модуле от­дельные светодиоды могут быть включены последова­тельно и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).
При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напря­жение пробоя указывается изготовителем и обычно со­ставляет более 5 В для одного светодиода.
Яркость светодиода характеризуется световым пото­ком и осевой силой света, а также диаграммой направ­ленности. Существующие светодиоды разных конструк­ций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цве­товой температурой, а также длиной волны излучения.
Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется све­тоотдача: величина светового потока на один ватт элект­рической мощности. Также интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.

14. Как реагирует светодиод на повышение температуры?
Говоря о температуре светодиода, необходимо различать температуру на поверхности кристалла и в области p-n-перехода. От первой зависит срок службы, от второй — световой выход. В целом с повышением температуры p-n-перехода яркость светодиода падает, потому что уменьшается внутренний квантовый выход из-за влияния колебаний кристаллической решетки. Поэтому так важен хороший теплоотвод.
Падение яркости с повышением температуры не одинаково у светодиодов разных цветов. Оно больше у AlGalnP- и AeGaAs-светодиодов, то есть у красных и желтых, и меньше у InGaN, то есть у зеленых, синих и белых.

15. Почему нужно стабилизировать ток через светодиод?
Как видно из рисунка, в рабочих режимах ток экспонен­циально зависит от напряжения и незначительные изме­нения напряжения приводят к большим изменениям тока.Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэ­тому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.

16. Для чего светодиоду требуется конвертор?
Конвертор (в англоязычной терминологии driver) для светодиода — то же, что балласт для лампы. Он стаби­лизирует ток, протекающий через светодиод.


17. Можно ли регулировать яркость светодиода?
Яркость светодиодов очень хорошо поддается регули­рованию, но не за счет снижения напряжения пита­ния — этого-то как раз делать нельзя, — а так называе­мым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляю­щий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером упра­вления цветом RGB-матрицы). Метод ШИМ заключа­ется в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сиг­нала должна составлять сотни или тысячи герц, а ши­рина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет.
Небольшое изменение цветовой температуры свето­диода при диммировании несравнимо с аналогичным смещением для ламп накаливания.


18. Чем определяется срок службы светодиода?
Считается, что светодиоды исключительно долговеч­ны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропуска­ется через светодиод в процессе его службы, тем вы­ше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодио­дов короче, чем у маломощных сигнальных, и состав-ляет в настоящее время 20 — 50 тысяч часов. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, све­тодиод надо менять.


19. «Портится» ли цвет светодиода с течением времени?
Старение светодиода связано не только со снижением его яркости, но и с изменением цвета. В настоящее вре­мя нет стандартов, которые позволили бы выразить ко­личественно изменение цвета светодиодов в процессе старения и сравнить с другими источниками.


20. Не вреден ли светодиод для человеческого глаза?
Спектр излучения светодиода близок к монохроматиче­скому, в чем его кардинальное отличие от спектра солн­ца или лампы накаливания. Хорошо это или плохо — доподлинно не известно, потому что, насколько я знаю, серьезных исследований в этой области нигде не прово­дилось. Какие-либо данные о вредном воздействии све­тодиодов на человеческий глаз отсутствуют.
Есть надежда, что вскоре влияние светодиодов на зрение будет изучено досконально. Проблемой заинте­ресовался академик Михаил Аркадьевич Остров­ский — крупный специалист в области цветного зре­ния. Тема, за решение которой он взялся, называется так: «Психофизическое восприятие светодиодного ос­вещения системой зрения человека».


21. Когда и как сверхъяркие светодиоды появились в России?
Об этом лучше всех расскажет профессор Юнович.
— Люминесценцию карбида кремния впервые на­блюдал Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиотехнической лаборатории в 1923 г. и показал, что она возникает вблизи p-n-перехода. Первая науч­ная статья о кристаллах нитрида галлия была опубли­кована профессором МГУ Г.С. Ждановым в 30-х гг. Люминесценцию в гетероструктурах на основе арсе-нида галлия впервые исследовали в лаборатории Ж.И. Алферова в 60-х гг. и показали, что можно соз­дать структуры с внутренним квантовым выходом близким к 100%. Разработки структур и светодиодов на основе нитрида галлия велись в ленинградских По­литехническом и Электротехническом институтах, в Калуге, в Зеленограде в 70-х гг., но они тогда не при­вели к созданию эффективных голубых светодиодов.
В 1995 году я прочел первые статьи Накамуры и понял, что «голубая проблема» в принципе решена. Тогда же я получил грант соросовского фонда. В декабре на эти день­ги я смог поехать на конференцию в США, и там профес­сор Жак Панков познакомил меня с Ш. Накамурой. Я за­бросил наживку: мол, хочу приобщить студентов Московского университета к передовым достижениям вобласти голубых светодиодов и рассказать им о столь за­мечательном изобретении. Рыбка клюнула, и в феврале я получил от д-ра Ш. Накамуры из Японии бандеролью 10 светодиодов от фиолетового до зеленого. Все потом ока­залось просто — фирма Nichia Chemical начинала выпуск светодиодов на рынок и была заинтересована в научной рекламе. В лаборатории МГУ мы их досконально исследо­вали, сняли все характеристики и получили новые науч­ные результаты. Д-р Ш. Накамура дал любезное согласие на совместную публикацию наших первых статей.
Одновременно специалисты из группы Бориса Фера-понтовича Тринчука в Зеленограде продемонстрировали образцы зеленых светодиодов начальникам из ГАИ и по­лучили положительный отзыв. Все дело в том, что эта группа сделала опытный образец светодиодного светофо­ра, но у них не было хороших зеленых светодиодов. Све­тофоры с новыми сверхъяркими зелеными светодиодами намного превосходили светофоры с лампами, и москов­ское правительство сделало заказ на 1000 светодиодных светофоров к 850-летию Москвы. Такое везение!
Как раз тогда у нас гостила киргизская скрипачка Райкан Карагулова — выпускница Московской консер­ватории, ученица моей жены, которая работала в Япо­нии первым концертмейстером симфонического оркест­ра в Осаке. Выяснилось, что место ее работы находится неподалеку от фирмы Nichia Chemical! Б.Ф. Тринчук дал ей тысячу долларов и попросил купить на них и при­слать на мой адрес 200 зеленых светодиодов. Из них бы­ли изготовлены первые светофоры из той юбилейной тысячи. Москва стала первым в мире городом с массо­вымприменением светодиодных светофоров.
Наши ученые и инженеры в НИИ «Сапфир» пыта­лись повторить достижение японцев и изготовитьструк­туры на основе нитридов для голубых и зеленых свето­диодов на старой эпитаксиальной установке, которую пришлось модернизировать, чтобы достичь более высо­ких температур и давлений. Но инициатива заглохла из-за отсутствия денег и интереса руководства.

22. Какие на сегодняшний день существуют технологии изготовления светодиодов и светодиодных модулей?
Что касается выращивания кристаллов, то основная тех­нология — металлоорганическая эпитаксия. Для этого процесса необходимы особо чистые газы. В современных установках предусмотрены автоматизация и контроль состава газов, их раздельные потоки, точная регулировка температуры газов и подложек. Толщины выращивае­мых слоев измеряются и контролируются в пределах от десятков ангстрем до нескольких микрон. Разные слои необходимо легировать примесями, донорами или акцеп­торами, чтобы создать p-n-переход с большой концентра­цией электронов в n-области и дырок — в р-области.

За один процесс, который длится несколько часов, мож­но вырастить структуры на 6 — 12 подложках диаметром50 — 75 мм. Очень важно обеспечить и проконтролировать однородность структур на поверхности подложек. Стои­мость установок для эпитаксиального роста полупроводни­ковых нитридов, разработанных в Европе (фирмы Aixtron и Thomas Swan) и США (Emcore), достигает 1,5 — 2 млн долла­ров. Опыт разных фирм показал, что научиться получать на такой установке конкурентоспособные структуры с необ­ходимыми параметрами можно за время от одного года до трех лет. Это — технология, требующая высокой культуры.
Важным этапом технологии является планарная об­работка пленок: их травление, создание контактов к п- и р-слоям, покрытие металлическими пленками для кон­тактных выводов. Пленку, выращенную на одной под­ложке, можно разрезать на несколько тысяч чипов раз­мерами от 0,24×0,24 до 1×1 мм2.
Следующим шагом является создание светодиодов из этих чипов. Необходимо смонтировать кристалл в кор­пусе, сделать контактные выводы, изготовить оптиче­ские покрытия, просветляющие поверхность для вывода излучения или отражающие его. Если это белый свето-диод, то нужно равномерно нанести люминофор. Надо обеспечить теплоотвод от кристалла и корпуса, сделать пластиковый купол, фокусирующий излучение в нуж­ный телесный угол. Около половины стоимости светоди-ода определяется этими этапами высокой технологии.
Необходимость повышения мощности для увеличе­ния светового потока привела к тому, что традиционная форма корпусного светодиода перестала удовлетворять производителей из-за недостаточного теплоотвода. Надо было максимально приблизить чип к теплопроводящей поверхности. В связи с этим на смену традиционной тех­нологии и несколько более совершенной SMD-техноло-гии (surface montage details — поверхностный монтаж деталей) приходит наиболее передовая технология СОВ (chip on board). Светодиод, изготовленный по техноло­гии СОВ, схематически изображен на рисунке.
Светодиоды, выполненные по SMD- и СОВ-техноло-гии, монтируются (приклеиваются) непосредственно на общую подложку, которая может исполнять роль радиа­тора — в этом случае она делается из металла. Так созда­ются светодиодные модули, которые могут иметь линей­ную, прямоугольную или круглую форму, бытьжесткими или гибкими, короче, призваны удовлетворить любую прихоть дизайнера. Появляются и светодиодные лампы с таким же цоколем, как у низковольтных гало­генных, призванные им на замену. А для мощных све­тильников и прожекторов изготавливаются светодиод­ные сборки на круглом массивном радиаторе.
Раньше в светодиодных сборках было очень много светодиодов. Сейчас, по мере увеличения мощности, светодиодов становится меньше, зато оптическая систе­ма, направляющая световой поток в нужный телесный угол, играет все большую роль.

 23. Кто в мире сегодня производит светодиоды?

Чтобы делать качественные светодиоды в нужном количест­ве, понадобилось слияние двух отраслей — электронной и светотехнической. Все западные гиганты, производящие све­тодиоды для светотехники по полному циклу, начиная с про­изводства чипов и заканчиваяразличными светодиодными модулями и сборками, а также светильниками на их основе, идут по этому пути. General Electric заключила союз с произ­водителем полупроводниковых приборов Emcore, создав компанию GEL Core. Philips Lighting совместно с Agilent, до­черней компанией Hewlett-Packard, создали предприятие LumiLeds. Osram объединяет усилия с полупроводниковыми предприятиями своей материнской компании Siemens. Как заметил Макаранд Чипалкатти, менеджер по маркетингу из подразделения Opto Semiconductorsкомпании Osram Sylvania, специализирующемуся на устройствах LED, произ­водители светотехники сами уничтожают свой бизнес. Но если сегодня не «наступить на горло собственной песне», то завтра придут другие и сделают это куда более жестко.
Впрочем, существуют компании, специализирующи­еся только на производстве чипов. Это предприятия ра­диоэлектронной промышленности, и они не занимаются светотехникой. К их числу относится Nichia Chemical.
Итак, перечислим основных производителей.
Чипы и отдельные светодиоды производят компании Сгее (www.cree.com), LumiLeds Lighting (www.lumileds.com), Nichia Corporation (www.nichia.com), Opto Technology (www.optotech.com), Osram Opto Semiconductors (www.osram-os.com), GEL Core (www.gelcore.com).Массо­вое производство структур и чипов для светодиодов ведут тайваньские фирмы Lite-On, Taiwan Oasis и др.
В России светодиоды производят компании «Корвет Лайт» (www.corvette-lights.ru), «Светлана Оптоэлектро-ника» (www.svetlana-o.spb.ru), «Оптэл», «Оптоника» (www.optonica.ru). По конструкции и технологическому исполнению наши светодиоды не уступают зарубежным,специалисты перечисленных компаний имеют соответ­ствующие патенты. В Москве и Санкт-Петербурге есть возможность выращивать собственные чипы — напри­мер, эпитаксиальная установка имеется в Санкт-Петер­бургском физтехе, — но для промышленного производ­ства необходимо крупное финансирование, и пока наши компании используют зарубежные чипы.24. Каковы основные производители светодиодных модулей и сборок и представленные ими модельные ряды?

Светодиоды и светодиодные модули на основе чипов собственного или чужого производства выпускают ком­пании Lumileds Lighting, OsramOpto Semiconductors, GEL Core, Vossloh-Schwabe (www.vossloh-schwabe.com, www.vs-optoelectronic.com), Color Kinetics(www.colorkinetics.com), Tridonic Atco (www.tridonic.com) и др. В этой статье приводятся мо­дельные ряды светодиодных модулей компанийOsram Opto Semiconductors, Vossloh-Schwabe и LumiLeds Lighting, представленные на российском рынке.

Алексей Рябов

ledel.ru

Что такое LED телевизор и его разновидности

За последние годы телевизоры данного типа зарекомендовали себя как качественный и надежный вариант. В данной статье мы рассмотрим, что такое ЛЕД телевизор. Детально разберем, что означает  LED. Несмотря на высокую стоимость, TV-устройства с такой подсветкой пользуются популярностью.

Что такое LED телевизор

Что такое современный LED телевизор? Это стандартный ТВ с ЖК экраном, подсветка матрицы которого осуществляется специальными светодиодами. Стоило бы называть LCD (ЖК) – телевизорами с LED подсветкой. Но руководство южнокорейского бренда Samsung подобные телевизоры в целях маркетинга называют «LED TV». В обществе прижилось это название. Напомним, что именно данная компания впервые презентовала телевизоры этого типа.

В реальности настоящими LED моделями LCD устройства называться не могут. Светодиоды не выступают реальной единицей изображения – пикселем. Телевизоры с LED подсветкой – это более модернизированный и улучшенный вариант LCD. Ранее задействовались в качестве источника света люминесцентные лампы с холодным катодом CCFL.

Заменив CCFL-подсветку светодиодной, разработчики устранили несколько существенных недостатков ЖК-устройств:

  • они стали более тонкими;
  • уменьшилось количество потребляемой энергии;
  • исключены из состава вредные химические вещества.

Ключевой особенностью технологии LED является то, что в данном устройстве присутствует светодиодная подсветка. В бюджетных моделях она располагается по бокам устройства (Edge LED). Во флагманах подсветка находится сзади (Direct LED).

В первом варианте применяются исключительно белые LED элементы, а во втором – синие, зеленые и красные, известные как RGB LED подсветка. В задней подсветке элементы цветов находятся за LCD панелью. Включаются диоды разных оттенков, на что воздействует поступающий цвет изображения. Благодаря чему достигнуто высокое разрешение и качество изображения. Ранее такая картинка была недоступна в обычных ТВ-устройствах.

Рассмотрим, что значит ЛЕД в зависимости от типа подсветки и ее размещения.

Виды LED телевизоров

Чтобы разобраться в характерных особенностях LED TV, необходимо детально остановиться на типах подсветки. Сегодня существует две классификации.

По цвету источников свечения:

  • White LED (одноцветная система). Или белые светодиоды.

Является дешевым вариантом, но более предпочтительным в сравнении с люминесцентными лампами. Устройства такого типа потребляют минимум электроэнергии. В состав светодиодов не входит ртуть. Если рассматривать передачу цвета и глубину охвата, LED TV с этой подсветкой практически ничем не отличаются от ЖК LED.

  • RGB (разноцветная система).

В этом случае палитра цветов намного шире. За счет чего увеличивается качество передачи цветов. Следует отметить, что цена LED телевизора с этой технологией подсветки на порядок выше. Эти устройства нуждаются в мощном графическом процессоре. Среди недостатков – потребление электричества в большом объеме. Если у вас есть лишние деньги, можно рассматривать данный тип ТВ-устройства. Остается только правильно подобрать телевизор.

  • QD Vision (смешанный вариант).

В качестве основы выступают светодиоды синего цвета со специальной пленкой с квантовыми точками (зеленого и красного цвета).

За счет данной технологии излучаются четкие, ограниченные и настроенные оптические волны. Цветовая палитра становится шире, краски более интенсивные. И данная технология в отличие от RGB считается энергоэффективной. Телепанели Bravia – это первый яркий пример использования смешанного способа подсветки производителем Triluminos Sony. Что касается технологии расположения подсветки, то здесь есть два варианта.

По границе ЖК-матрицы (Edge LED). Это одноцветная система, располагающаяся с 1 стороны в большинстве случаев снизу. Также производитель может расположить ее на параллельных сторонах или по всему периметру.

На боковую подсветку воздействует размер диагонали. Среди минусов данного метода следует отметить «засветы» по углам экрана и небольшой уровень контрастности. При этом пуская в ход такую схему, производителем создаются панели толщиной в пару миллиметров.

Принцип: равномерное распределение диодов по всей площади. Цена таких моделей существенно выше. Преимуществом является то, что в данном случае возможно применение технологии локального затемнения черного. Производитель может задействовать белые и цветные светодиоды. Это улучшит качество картинки.

 

Плюсы и минусы ЛЕД телевизоров

Изначально рассмотрим преимущества LED телевизоров.

  1. Небольшая толщина корпуса. За счет использования светодиодов возможно создание ультратонких ТВ.
  2. Изображение контрастное и четкое. За счет уменьшенного времени отклика пикселя получилось достичь максимально реального изображения, даже если на экране динамичные движения. Угол обзора составляет конкуренцию плазменным ТВ.
  3. Энергоэффективность. Практически ключевое преимущество для покупателей. Устройство потребляет на 40% меньше электроэнергии, чем его предшественники.
  4. Обширный модельный ряд, как по функциональным особенностям, так и по дизайну.
  5. Срок эксплуатации. За счет использования надежных и стойких к выгоранию светодиодов, у LED экрана длительный срок использования.
  6. Экологически безопасный товар. Отсутствует ртуть. Более того, документация по безопасности ЛЕД ТВ соответствует всем строгим мировым принципам.

Теперь что касается минусов:

  1. Так как для повышения качества картинки задействуется технология local dimming (управление светодиодами осуществляется группами, состоящими из нескольких диодов), модели телевизоров имеют такие минусы: наличие темных и ярких пятен в местах, где активирована и деактивирована подсветка, на переходах контрастов присутствуют цветные ореолы. На затемненных местах могут пропадать детали картинки. Также могут быть ограничены углы обзора.
  2. Повышенное требование к качеству сигналаx. Передача невысокого разрешения на телевизоре будет выглядеть не самым лучшим образом, показывая все минусы устройства.
  3. LED-экран считается дорогостоящим удовольствием. В большинстве случаев данные модели ТВ на 40% дороже, чем обычные ЖК.

 

Теперь вам известны достоинства и недостатки ЛЕД-устройств.

Как выбрать LED телевизор

Выбор техники, а тем более LED телевизора – приятные хлопоты. Чтобы не ошибиться при подборе оптимального для себя устройства, необходимо знать, на какие критерии следует обращать внимание. Далее мы рассмотрим нюансы, о которых следует помнить. Это позволит покупателю не растеряться при выборе нужной модели ТВ.

Подсветка LED телевизоров

Кратко рассмотрим плюсы и минусы Direct LED или Edge LED.

Положительные стороны Edge LED:

  • ультратонкая панель;
  • отличный уровень контрастности;
  • высокая яркость.

Недостатки:

  • присутствуют проблем с равномерным распределением подсветки в определенных моделях;
  • могут быть засветы по краям.

Плюсы Direct LED:

  • высокая контрастность и яркость;
  • подсветка равномерная;
  • нет засветов по краям.

Недостатки:

  • толщина панели;
  • высокое энергопотребление.

 

Разрешение экрана

Также нужно учитывать разрешение экрана. Преимущественно модели в среднем классе представлены с разрешением Full HD. Если диагональ небольшая, тогда может присутствовать HD Ready.

Эксперты рекомендуют остановить выбор на ТВ с максимальным разрешением. Так как наблюдается прогресс в сфере качества телевизионного вещания. Например, уже сейчас полным ходом идет отказ от аналогового ТВ в пользу «цифры».

Толщина и вес

Если планируется закрепление ТВ на гипсокартонной перегородке, лучше отдать предпочтение легким и тонким телевизорам. Если ТВ будет располагаться на подставке или тумбе, данные параметры не имеют значения. Важно, чтобы подставка подходила по размеру устройства. Для первого варианта подходят Edge LED.

Частота кадров

Частота кадров сигнала ТВ в европейских странах 50 Гц. Для передачи динамической сцены такого показателя недостаточно. Картинка будет прерывистой и размытой.

Компании-производители ТВ-устройств для решения данной проблемы добавили промежуточные кадры. В результате чего была получена частота 100 Гц с добавлением 1 карда между предыдущим и следующим, 3 кадра – 200 Гц. Задача телевизора – дорисовать промежуточные кадры. Такая технология была впервые использована брендами Самсунг и Сони.

Для повышения частоты кадров была добавлена сканирующая подсветка – Scanning Backlight. Современные модели соединяют в себе две технологии для максимальной частоты кадров. Если вы намерены приобрести ТВ с 3D, тогда необходимо остановить свой выбор на модели с высокой частотой.

Чтобы не ошибиться в покупке, нужно в магазине попросить консультанта включить динамичную сцену. Тщательно посмотрите на изображение, движения должны быть плавными, а контуры четкими.

Покрытие экрана

На каком покрытии экрана остановиться – матовом или глянцевом? Для второго варианта свойственно контрастное и яркое изображение. Среди минусов блики, появляющиеся из попадания солнечных лучей. Это объясняется тем, что поверхность немного зеркальная, поэтому могут слегка уставать глаза. Матовое покрытие не обладает такой четкостью, но зато нет бликов.

Учитывайте угол обзора. Чем больше он, тем меньше искажается картинка при просмотре со стороны. Подберите TV с углом обзора не меньше 170 градусов.

Разъемы

При выборе ЛЕД ТВ следует брать во внимание количество разъемов на задней панели. Сегодня много дополнительной техники, которая эффективно взаимодействует с телевизором: DVD проигрыватели, акустические системы, медиаплееры, ресиверы. Чтобы подключить данные устройства, потребуются соответствующие разъемы. Важно чтобы присутствовало несколько HDMI интерфейсов, выходов аудио и видео, разъемов USB.

3D

Необходимо ли вам 3D изображение? Если вы относите себя к любителям современных технологий, тогда телевизор с объемным изображением вас заинтересует. Все устройства с 3D задействуют 1 из 2 существующих методик объемного изображения: активную или пассивную. Активная технология задействует очки с активным затвором, который закрывает поочередно глаза.

Очки с жидкокристаллическими линзами также взаимодействуют с ТВ-устройством, используется Bluetooth или инфракрасный порт. Этот вариант считается дорогим, в то же время у него есть свои недостатки. Присутствует незначительное мерцание. Прибавьте к этому дополнительные расходы на покупку батареек.

Пассивный вариант делит картинку на два разные поляризации. За счет разных линз один глаз будет видеть изображение с одной поляризации, второй с другой. Нет необходимости приобретать батарейки. Главным минусом считается уменьшенное вдвое разрешение изображения. Чтобы грамотно выбрать ТВ с 3D, нужно посмотреть в магазине сразу две технологии. Наклоните голову, измените центр, отойдите от телевизора. Только так можно подобрать оптимальный для себя вариант.

Smart TV

Стоит ли переплачивать за Smart-функции телевизора? Весьма интересный вопрос. С одной стороны, это действительно удобный вариант для просмотра фото, видео и кино. Можно выходить в интернет с помощью Wi-Fi или же задействовать LAN разъем. В зависимости от производителя присутствуют специальные виджеты, браузеры. Это существенно упрощает использование телевизора. Smart TV считывает данные с внешнего USB носителя. Устройство может поддерживать не все форматы, многое зависит от компании.

Теперь вам известно, что представляет собой ЛЕД телевизор. Какие преимущества и недостатки у данного типа ТВ. Более того, вам известно, какие моменты следует учитывать при его выборе.

prosmarttv.ru

Что такое led телевизор, преимущества, особенности, аббревиатура LED

Экраны на светодиодах являются самым распространенным на сегодняшний момент типом телевизоров. Покупатели охотно выбирают аппараты, построенные согласно LED-технологии. Жидкие кристаллы помещают в матрицы смартфонов, ноутбуков и полноразмерных мониторов, а также планшетов и телевизоров.

Сегодня все пользуются ЖК-экранами на светодиодах, но что такое LED-телевизор, может ответить далеко не каждый. Однако в подобном вопросе нет ничего сложного. Эта статья расскажет, в чем конкретно заключаются особенности и преимущества LED телевизоров.

Определение и особенности LED телевизоров

Технология телевизоров LED основана на использовании светодиодов в качестве подсветки для жидкокристаллической матрицы. Первые телеприемники с матрицей на жидких кристаллах подсвечивались люминисцентными лампами. Свет в них формируется за счет облучения люминофора ультрафиолетом. УФ-лучи образуются в таких лампах, когда на заполненные газом колбы подается разряд электричества. Чаще всего в телевизорах с люминисцентной подсветкой помещались лампы с холодным катодом. Сокращенно этот тип устройств называется CCFL.

Аббревиатура LED расшифровывается как Light-emitting diode, то есть светоизлучающий диод. Светодиод – это полупроводник p-типа. Проходя через прибор, электричество формирует оптическое излучение. Цвет испускаемого освещения зависит от химического состава использованных для создания этого устройства материалов.

ВАЖНО! ЖК-матрица с подсветкой типа LED впервые была представлена корейским производителем телевизоров Samsung. А самые первые приборы на жидких кристаллах вовсе не имели никакой подсветки. Тем не менее, монохромные ЖК-дисплеи отлично справлялись с отображением цифр и приобрели огромную популярность в сфере изготовления дисплеев для часов и будильников.

Виды светодиодной подсветки LED телевизоров

Существует несколько систем размещения подсветки в LED-телевизорах. Так как LED отличается от LCD-технологии только подсветкой, следует рассмотреть ее специфические особенности подробнее. Способы освещения экрана различаются по размещению светящихся элементов относительно экрана, а также по их цветовым и конструктивным особенностям.

По цвету источников свечения

В телеприемники встраивается подсветка White led следующих видов:

  • Трехкомпонентные светодиоды. Обозначаются аббревиатурой RGB, или WRGB. В одном корпусе такого светодиода находится сразу три излучателя. Для создания изображения в жидкокристаллических LED-телевизорах применяют диоды красного, синего и зеленого цветов. Телеприемники с подсветкой RGB показывают глубокую и насыщенную картинку. Они стоят дороже, и потребляют больше электричества. Белые диоды этого вида называются «многокристалльными», а потому в них может быть и другое количество светящихся элементов.
  • Люминофорные белые светодиоды. В конструкцию входит ультрафиолетовый диод, а вместе с ним синий и фиолетовый. Также в эти приборы добавляют слой люминофора. Накопленное излучение люминофора смешивается с собственным светом диода и дает яркое белое свечение. Устройства, работающие за счет этой фотолюминисценции, продаются в бюджетном сегменте.

Существует также смешанный вариант подсветки. Он называется QD-LED. Расшифровка QD – это квантовая точка, или «quantum dot». Данное название придумано и продвигается компанией Samsung. Аналогичная технология, разработанная компанией LG, называется Nano Cell. В ЖК-телевизорах, изготовленных по технологии QD-LED, применяются нанокристаллические полупроводники. Попадая под воздействие электрического тока, они начинают светиться. Цвет их излучения зависит от химического состава и строения.

Производители, занимающиеся устройствами на квантовых точках, заявляют об очень низком энергопотреблении и массе других преимуществ. Покупателям обещают яркое и насыщенное качество изображения по низким ценам. Утверждается, что производство дисплеев на квантовых точках обходится намного дешевле других устройств. Поначалу QLED создавали только с применением опасного для человека кадмия. Однако сейчас его больше никто не использует. Ученые нашли более дешевые, надежные и качественные варианты замены.

Наименование технологии также сокращают до букв QLED. Изготовлением материалов для фирмы Самсунг занимается американская компания QD Vision. QDLED-телевизор – это по-прежнему классический дисплей на жидких кристаллах, только подсвеченный по новой технологии.

ВАЖНО! QDLED нуждается в доработках, так как яркость цвета начинает падать спустя всего 10000 часов эксплуатации. Подсветка квантовыми точками не дает бесконечной контрастности, как в экранах типа OLED. Однако в сравнении с обычными LCD-дисплеями, цветовой диапазон устройств на базе QLED-подсветки становится значительно шире.

В телевизоры загружают те же RGB-пиксели красного, зеленого и синего цветов. Пиксели формируются сочетанием интенсивности свечения этих трех субпикселей.

По варианту размещения подсветки

Edge LED – технология размещения подсветки на самых гранях экрана. Возможны варианты: подсветку размещают по периметру устройства, или только на параллельных боковых сторонах. Также она может быть установлена всего с одного края – чаще это нижняя граница экрана. Более точные конструктивные особенности и характеристики итогового изображения определяются размерами конкретной модели дисплеев.

Подсветка LED этого типа имеет несколько серьезных недостатков, поэтому устройства с Edge LED отличаются относительной дешевизной. Телеприемники этого типа дают плохую контрастность, а по краям образуются неприятные глазу засветы. На засвеченных участках экрана адекватная и красивая передача цвета удается плохо. Однако приборы, изготовленные по этой технологии, имеют крайне тонкий корпус. Средняя толщина составляет только несколько миллиметров.

Другая технология, Direct LED, размещает светодиоды за матрицей телевизора, по всей его площади. За счет этого корпус становится толще, но при этом добавляется возможность управлять затемнением черного на отдельных участках дисплея. Контрастность матрицы с подсветкой Direct LED выше, как и цена такого прибора.

Достоинства LED-телевизоров

Производители стараются удешевлять производство и снижают цены на телевизоры LED. Ценовая доступность позволила широкому кругу покупателям оценить положительные качества таких приемников.

Удобство и удовольствие от покупки гарантировано следующими особенностями этих телевизоров:

  • Тонкий корпус. Устройства со светодиодной подсветкой весят очень мало. Их легко разместить в помещении, без особых хлопот можно подвесить на стену. Они обязательно будут отлично смотреться в комнате с оформлением под любой стиль, потому что дизайн обычных телеприемников LED-типа специально разрабатывается лаконичным и универсальным.
  • Высокая контрастность. На телевизорах с Direct LED этот параметр можно настраивать.
  • Незначительные энергозатраты. Телеприемник экономит электричество, потребляя на 40% меньше тока.
  • Разнообразие модельного ряда. Помимо классических вариантов внешнего вида, производители стараются разработать новые и интересные дизайнерские решения. К их числу относятся телевизоры-зеркала, дисплеи в рамках для картин, изогнутые экраны
  • Длительный срок службы. Светодиоды хорошо сопротивляются выгоранию. Использовать телевизор LED можно очень долго.

В настоящий момент выпускаются также приборы типа OLED. Их собирают с использованием органических светодиодов в матрице устройства. Они не только светятся и позволяют разглядеть появившуюся на экране картинку. Именно из них формируется законченное изображение.

Корпус OLED-телевизора еще тоньше чем у конкурентов типа LED, широкими углами обзора и транслируют превосходную цветопередачу. Так как черный цвет задается полным выключением органического светодиода, приборы OLED показывают бесконечную контрастность изображения.

Телевизоры OLED стоят очень дорого и во многих местах собираются вручную, штучно. Большая цена на них и относительно небольшой срок годности не способствуют повсеместному распространению. Поэтому телевизоры LED остаются самым востребованным товаром в сфере продажи телетехники.

tehnofaq.ru

Маркировка светодиодных ламп — расшифровка обозначений

Понимая, что светодиодная лампа – это инновационный источник света, экономный в потреблении, большинство людей при этом не разбирается в маркировке этих изделий. Знать, что означают написанные на лампах буквы и цифры, просто необходимо – это поможет выбрать нужную LED-лампу, подобрать именно те параметры, которые вы желаете.

Светодиодная лампа – это не простой источник света с нитью накаливания, это сложное устройство, имеющее множество модификаций, в зависимости от которых различаются и условия их правильной эксплуатации. Для того они и маркируются, чтобы потребитель мог легко выбрать LED-лампу по нужным ему параметрам.

Как проводится классификация светодиодных ламп?

Маркировка светодиодных ламп проводится для ее стандартизации и вывода параметров источника LED-освещения для потребителей, чтобы проще было понять, какую именно лампу нужно купить. С каждым днем все больше желающих перейти на светодиодное освещение, причины такой заинтересованности понятны: длительность беспрерывной эксплуатации, высокая энергетическая эффективность, скорость реакции устройства на отключение электричества, стойкость к механическим воздействиям, невысокая рабочая температура, стойкость к перепадам напряжения.

При этом эксперты отмечают, что еще недостаточно хорошо изучен вопрос о воздействии светодиодного излучения на зрение, к минусам источника этого света можно отнести потерю яркости свечения после отработки 80% своего временного ресурса.

Светодиодные лампы

Классификация параметров LED-источника освещения до потребителя доносится маркировкой изделия на упаковке:

  • назначение лампы;
  • тип устройства источника света;
  • тип цоколя.

Кроме этих основных параметров существуют и другие факторы, влияющие на классификацию лампы. Потребителю важно, какая маркировка выносится на упаковку и что она обозначает.

Как маркируется LED-устройство?

Маркировка светодиодных ламп, расшифровка которых показывает потребителю этого изделия его технические параметры, выполняется по следующим стандартам:

  1. Указание мощности светодиодного источника света, это может быть 10 W, 25 W.
  2. Длительность беспрерывного периода эксплуатации, обычно пишется около 50 000 часов, но разные производители могут устанавливать собственный срок эксплуатации в соответствии с возможностями LED-устройства.
  3. Литерная маркировка «А», «А+» или «А++» показывает степень энергетической экономии источника света.
  4. Литерное и цифровое обозначение вида «А55» указывает на то, что у лампы стандартная колба, другого вида сочетания букв и цифр указывают на возможные ее вариации: зеркального вида, в форме свечи, матовая колба, другие формы.
Буквенное обозначение на LED-изделиях
  1. Тип цоколя у источника освещения.
  2. Цветовое воздействие для правильного выбора свечения лампы.
  3. Яркость лампы, сила светового потока.
  4. Качество передачи цвета.
  5. Технические возможности работы источника света, например, область рабочего напряжения 150–240 вольт, частота сети 50/60 герц.
  6. На упаковке указываются и пределы допустимых эксплуатационных температур светодиодного изделия освещения, обычно это от –40 до +40 °C.

Когда покупатель правильно оценивает возможности источника освещения по его параметрам, указанным в маркировке, тогда его приобретение будет служить ему дольше.

Выбор по назначению

Когда лампа выбирается по назначению: для дома, уличные светильники, освещение склада – во всех случаях обращают внимание на то, как выполнена маркировка ламп, характеризующая ее возможности и технические параметры.

В квартирах и частных домах часто применяются источники LED-освещения с цоколем E27, или же Е14. Часто светодиодное освещение применяется как подсветка определенных зон пространства в дополнение к основному источнику света. Широкое применение из-за конструктивных особенностей и возможностей светового потока получили LED-источники в уличном освещении частной территории, в подсветке архитектурных объектов, а также для эффективного восприятия ландшафтного дизайна в темное время суток.

Применение LED-источников света

Конструктивные особенности

Производители делают обозначение ламп по конструктивным особенностям и подразделяют их на следующие виды:

  • изделия общего применения: частные дома, квартиры, офисы;
  • LED-источники освещения прожекторного исполнения, применяемые в качестве уличного освещения, для подсветки монументов, ландшафта загородного дома;
  • линейные изделия, которые могут пойти на замену люминесцентных ламп по конструкции исполнения, с поворотным цоколем и трубчатой колбой.

Выбор по цоколю

Светодиодное техническое устройство, исходя из назначения, изготавливается с разного вида цоколем. Наиболее часто встречающиеся в продаже и востребованные населением – LED-лампы со стандартным видом цоколя и литерным обозначением «Е», что характеризует резьбовое соединение с патроном. Стоящая рядом с литерой цифра определяет диаметр резьбового соединения, стандартный – Е27, который отлично подходит для замены источников освещения с нитью накаливания в таких светильниках как люстры, бра, настольные лампы. Для соединения «миньон» диаметр соединений меньший, чем у стандартного вида – Е14.

В освещении территории загородного дома в прожекторных устройствах применяются светодиодные источники освещения с цоколем Е40, и, соответственно, сама колба лампы больше.

Прожекторные LED-лампы

Соединение, маркируемое литерой «G» и «U», показывает, что это двухштырьковый цоколь с утолщением: «G» говорит о наличии штырькового соединения, а литера «U» об имеющихся утолщениях на кончиках штырьков. Этот вид соединения светодиодного источника аналогичен стартерному включению в люминесцентных лампах, обозначение «GU10» расшифровывается как двухштырьковое с расстоянием между штырьками в 10 миллиметров и имеющее утолщение по концам соединения. Такие лампы часто устанавливаются в потолочных светильниках.

Потолочные LED-светильники

Производители светодиодных ламп для замены галогеновых источников света выпускают LED-лампы маркировки «GU5.3», они отлично подходят к светильникам точечного освещения пространства.

В линейных изделиях применяется цоколь маркировки «G», который показывает, что он штырьковый, а цифра, стоящая рядом, говорит о расстоянии между ними. Трубчатого вида колба и соединение «G13» дает возможность устанавливать светодиодное освещение вместо люминесцентных ламп.

В современном дизайне помещений и предметах мебельного гарнитура возможно использование подсветки накладными LED-светильниками. Для этих целей, а также для подсветки потолочного покрытия выпускается соединение «GX53».

Таблица обозначения цоколя

Выбор по параметрам светоотдачи и цветопередачи

При правильной организации освещения помещения большое значение имеет комплексность освещения пространства и правильная передача цвета освещаемого объекта. Это зависит от силы светового потока и цветопередачи изделия.

Выбирая нужный источник освещения, потребитель обращает внимание на типы колб ламп, а также на обозначение цветовой передачи лампы «Ra». Этот показатель дает понимание о способности источника освещения правильно передать натуральный цвет освещаемого объекта. В качестве эталонной величины экспертами принимается солнечный свет – 100 Ra, а LED-источники освещения имеют параметры 90 Ra. Справедливости ради надо отметить, что источники света с нитью накаливания имеют также 90 Ra, но они не настолько эффективны в других показателях.

По световому потоку

Световой поток LED-источника освещения измеряется в люменах, этот параметр важен, он показывает мощность свечения. Кроме этого световой поток характеризуется высокой эффективностью, другими словами, отношением мощности свечения (люмен) к потребляемой мощности LED-устройства (ватт), это лм/Вт, что показывает, насколько выбранная модель лампы экономична.

Для сравнения светимости LED-источников с лампами, имеющими нить накаливания, есть специальные таблицы. Источник света мощностью в 40 ватт создает световой поток в 400 люмен. Производители на упаковке указывают мощность светового потока, у светодиодных ламп этот показатель в разы выше, чем у простой лампы. Выбирая лампу по этим параметрам, необходимо принимать во внимание, что светодиодный источник света уменьшает свою яркость свечения, когда время его эксплуатации вырабатывается.

Значение цветовой температуры

В отличие от простой лампы с нитью накаливания, которая имеет единственный цвет – желтый, LED-источники освещения могут передавать большой спектр цветовой гаммы. Когда строится шкала цветопередачи, в основу берется цвет разгоряченного металла, а за единицу измерения принимаются кельвины. По температуре цвета дневной свет экспертами приравнивается к температуре в пределах 4 000-6 000 градусов по кельвину, а металл, который раскалили – к 2 700 градусов К.

Цвета с температурой больше 6 500 градусов К специалисты относят к холодному свечению с голубоватым оттенком. Выбирая домой лампу, надо всегда принимать во внимание эти параметры, так как при разном освещении пространства по-разному могут отображаться предметы обстановки квартиры, что влияет на чувствительность глаз.

Таблицы соотношения цвета и температуры

Световое распределение и регулируемые лампы

Преимущество светодиодов перед обычными источниками света в том, что они могут создавать направленное освещение, иными словами, светят перед собой. Эта способность хорошо применяется в лампах для ночников, в зональном освещении квартиры.

Для того чтобы добиться равномерного освещения пространства, LED-лампы комплектуются рассеивателем или установкой в лампе светодиодов под разным углом. Световой поток с применением этих способов может распространяться на 60 или 120 градусов.

Аналогично лампам с нитью накаливания светодиодные лампы можно регулировать, для этого нужен диммер, специальный регулятор. В сравнении с люминесцентными экономными лампами это преимущество, так как у тех нет такой возможности. Используя регулятор в помещении, добиваются комфортного освещения. Надо отметить, что такой возможностью обладают не все лампы этого вида, необходимо обращать внимание на маркировку на упаковке.

Выбор по мощности и рабочему напряжению

Каждый покупатель электрической лампочки изначально обращает внимание на мощность изделия и рабочее напряжение. Параметр потребляемой мощности играет значительную роль в потреблении электрической энергии и в квартире, и в уличном освещении.

Рабочее напряжение для светодиодной лампы – важный показатель, обычно это 12 вольт постоянного напряжения, его обеспечивает драйвер при помощи преобразования 220 вольт и переменного тока в нужные параметры. Благодаря драйверу лампы этого типа работают от сети 220 вольт. Параметр питания светодиодного источника может быть разный – от 12 до 24 вольт, а также ток может быть переменным или постоянным. Все данные указываются на маркировке изделия.

Нюансы при выборе светодиодного источника освещения

Специалисты не рекомендуют устанавливать LED-источники освещения в детских комнатах, они имеют даже при теплом свете оттенки синего, что тонизирует поведение детей. Всегда обращайте внимание, выбирая лампу, на маркировку соединения, оно должно быть таким же, как на патроне.

К сожалению, достаточно часто изготовители светодиодных ламп завышают срок гарантийной эксплуатации. Поменять лампу можно по чеку из магазина. Также надо вернуть обратно лампу, имеющую пульсацию в свечении, даже малозаметная, она может навредить зрению. Проверяется это просто – надо камеру вашего смартфона навести на источник света, если появится мигание, значит, есть пульсация.

Хороший производитель светодиодных ламп всегда на упаковке оставляет свои контакты, если таких нет, то надо отказаться от приобретения данного изделия.

Вывод

Качественная работа выбранной вами светодиодной лампы во многом зависит от параметров вашей электрической сети: чем меньше колебаний, тем дольше будет работать источник света. LED-лампы не относятся к дешевой покупке, по этой причине надо всегда обращать внимание на имеющуюся маркировку на упаковке, учитывать все параметры, которые может дать источник света.

lampagid.ru

Что лучше ЖК или LED телевизор: отличия технологий

Покупка телевизора обходится дорого, к тому же он приобретается надолго. Поэтому так важно выбрать хорошее современное устройство с качественной передачей изображения. Совсем недавно выбор был в основном между жидкокристаллическими моделями и плазмой. Сейчас покупателей интересует какой телевизор лучше — LCD или LED.

ЖК-телевизоры

Эти дисплеи сделаны по технологии LCD. Конструкция предполагает две стеклянные пластины с электродами. Между ними расположен тонкий слой жидких кристаллов. Из них и образуется экран с множеством пикселей. Под воздействием электрического напряжения меняется форма кристаллов, а они передают и изменяют изображение.

LCD-технология сама не производит свет, поэтому ей необходима подсветка, которую обеспечивают люминесцентными лампочками с холодным катодом. Они выглядят как лучевые трубки и размещаются вдоль экрана. Именно наличие задней подсветки отличает жидкокристаллические мониторы от LED-телевизоров.

Плюсы

Большинство преимуществ ЖК-экранов связаны с улучшениями по сравнению с предыдущими технологиями.

К ним относятся:

  • длительный срок службы;
  • большой модельный ряд;
  • всегда есть в продаже;
  • яркий экран без статического напряжения не притягивает пыль;
  • нет мерцания картинки;
  • разрешение Full HD;
  • экономный расход электроэнергии;
  • тихая работа;
  • доступная цена.

Минусы

Недостатки уже можно сопоставлять с LED-технологией.

Среди них:

  • толщина панели;
  • при увеличении угла просмотра страдает качество изображения;
  • более долгий отклик;
  • ненасыщенный черный цвет — больше похож на темно-синий.

LED-технология

Усовершенствованная версия ЖК-мониторов. Подсветка здесь осуществляется за счет светодиодов.

Сейчас выпускаются два вида таких дисплеев — в одном диоды расположены равномерно на обратной стороне, а во втором — по бокам экрана. Диодная подсветка излучает более яркий цвет, что повышает контрастность изображения на экране телевизора.

Преимущества

Все плюсы связаны с более инновационными решениями.

Можно выделить:

  • более четкое и яркое изображение;
  • объемную реалистичную картинку;
  • в разных частях экрана можно регулировать яркость подсветки;
  • небольшой вес и толщину корпуса.

Недостатки

Основной минус заключается в высокой цене.

Но также есть и другие:

  • в некоторых аппаратах яркость экрана неоднородная;
  • в основном у всех моделей большая диагональ;
  • ограничен угол обзора.

Сравнение

Выбирая среди двух технологий, следует разобраться, чем отличается ЖК-телевизор от LED. Разница не в одной стоимости, а еще и в технических параметрах.

Цветопередача

Передача света диодами в LED-устройствах освещает монитор более равномерно по всему экрану. За счет этого повышается цветовая контрастность и насыщенность картинки.

В ЖК-приборах при образовании черного цвета кристаллы просто блокируют проникновение света. Однако все равно есть незначительные просветы, поэтому насыщенность черного все равно низкая.

Также стоит учесть, что качество изображения больше зависит от разрешения экрана, а не от технологии.

Угол обзора

Эта характеристика зависит в основном от переднего стекла дисплея — чем оно качественнее, тем лучше угол обзора. У более старых ЖК-моделей этот показатель составлял не более 45°. Минимальный уровень LED-приборов — 160°. В современных образцах обеих технологий вертикальный и горизонтальный угол обзора достигает 180°.

Дополнительные опции

Телевизоры с технологией LED выигрывают по сравнению с ЖК в количестве разных функций.

У LED-моделей появилась возможность смотреть кино почти как в кинотеатре в формате 3D, подключать компьютер, смартфон, планшет, игровую приставку, есть функция Smart TV. Предусмотрены всевозможные интерфейсы. Кроме того, есть поддержка разных форматов фото, аудио и видео.

Срок службы

Диоды долговечнее люминесцентных ламп, поэтому прослужат дольше. К тому же светодиоды можно поменять быстро и без особых затрат.

По статистике, если LED-дисплей будет работать в среднем по 8 часов в день, то проработает не меньше 30 лет. LCD-устройство при той же загруженности прослужит около 20 лет. Но это при условии отсутствия разных механических повреждений.

Энергопотребление

Для освещения светодиодами не нужны специальные преобразователи питания. В этой электрической схеме присутствует только ограничитель тока, а потребление энергии здесь небольшое.

Чтобы обеспечить достаточную яркость в классических ЖК-телевизорах лампы требуют постоянного высокого напряжения в сети, а светодиоды дают яркие краски, работая от низкого напряжения. Следовательно LED-модели экономичнее.

Экологичность

При утилизации телевизоры с LED-технологией почти не вредят окружающей среде, поскольку в их светодиодах нет ртути, которая содержится в подсветке LCD-аппаратов.

Толщина

LED-панели тоньше и легче. Такие размеры достигаются за счет компактности диодов — они занимают значительно меньше места, чем люминесцентные лампы.

Цена

Выбирать телевизор придется также с учетом цены. Жидкокристаллические модели дешевле своих более совершенных аналогов. Это главное преимущество LCD перед LED.

Кроме всего перечисленного, чтобы понять, что лучше из двух технологий нужно исходить из целей покупки. При выборе модели в маленькую комнату или на кухню предпочтение стоит отдать ЖК, поскольку они бывают небольшими по весьма доступной цене. Для частого просмотра фильмов в большом зале лучше взять LED-телевизор.

tehnopomosh.com

Светодиод — Википедия

Светодиодная лампа

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт о СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.

При пропускании электрического тока через p-n-переход в прямом направлении носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой[1]).

Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа AIIIBV (например, GaAs или InP) и AIIBVI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

Олег Лосев, советский физик, обнаруживший электролюминесценцию в карбиде кремния

Первое известное сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом[en] из Маркони Лабс[en]. Раунд впервые открыл и описал электролюминесценцию, обнаруженную им при изучении прохождения тока в паре металл — карбид кремния (карборунд, SiC), и отметил жёлтое, зелёное и оранжевое свечение на катоде.

Эти эксперименты были позже, независимо от Раунда, повторены в 1923 году О. В. Лосевым, который, экспериментируя в Нижегородской радиолаборатории с выпрямляющим контактом из пары карборунд — стальная проволока, обнаружил в точке контакта двух разнородных материалов слабое свечение — электролюминесценцию полупроводникового перехода (в то время понятия «полупроводниковый переход» ещё не существовало). Это наблюдение было опубликовано, но тогда весомое значение этого наблюдения не было понято и потому не исследовалось в течение многих десятилетий.

Лосев показал, что электролюминесценция возникает вблизи спая материалов[2]. Теоретического объяснения явлению тогда не было. Лосев вполне оценил практическую значимость своего открытия, позволявшего создавать малогабаритные твёрдотельные (безвакуумные) источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстродействием. Им были получены два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.)[3]

В 1961 году Джеймс Роберт Байард (англ.)русск. и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли технологию инфракрасного светодиода на основе арсенида галлия (GaAs). После получения патента в 1962 году началось их промышленное производство.

Первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне, разработал Ник Холоньяк в Университете Иллинойса для компании General Electric в 1962 году. Холоньяк, таким образом, считается «отцом современного светодиода». Его бывший студент, Джордж Крафорд (англ.)русск., изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз в 1972 году. В 1976 году Т. Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, специально адаптированный к передаче данных по волоконно-оптическим линиям связи.

Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку), их практическое применение было ограничено. Исследования Жака Панкова в лаборатории RCA привели к промышленному производству светодиодов; в 1971 году им был получен первый синий светодиод[4][5]. Компания «Монсанто» была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах. Компании «Хьюллет-Паккард» удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.

В середине 1970-х годов в ФТИ им. А. Ф. Иоффе группой под руководством Жореса Алфёрова были получены новые материалы — полупроводниковые гетероструктуры, в настоящее время применяемые для создания лазерных и светодиодов[6][7]. После этого началось серийное промышленное производство светодиодов. Открытие было удостоено Нобелевской премий в 2000 году[8]. В 1983 году компания Citizen Electronics первой разработала и начала производство SMD-светодиодов, назвав их CITILED[9].

В начале 1990-х Исама Акасаки, работавший вместе с Хироси Амано в университете Нагоя, а также Сюдзи Накамура, работавший в то время исследователем в японской корпорации «Nichia Chemical Industries», изобрели технологию изготовления синего светодиода (LED). За открытие дешевого синего светодиода в 2014 году им троим была присуждена Нобелевская премия по физике[10][11]. В 1993 году Nichia начала их промышленный выпуск, а в 1996 начала выпуск белых светодиодов[12].

Синий светодиод, в сочетании с зелёным и красным, дает белый свет с высокой энергетической эффективностью, что позволило в дальнейшем создать, среди прочего, светодиодные лампы и экраны со светодиодной подсветкой. В 2003 году, компания Citizen Electronics первой в мире произвела светодиодный модуль по запатентованной технологии непосредственно вмонтировав кристалл от Nichia на алюминиевую подложку с помощью диэлектрического клея по технологии Chip-On-Board.

Обозначение светодиода в электрических схемах

Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод проводит ток, начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника.

Светодиод работает при пропускании через него тока в прямом направлении (то есть анод должен иметь положительный потенциал относительно катода).

Из-за круто возрастающей вольт-амперной характеристики p-n-перехода в прямом направлении светодиод должен подключаться к источнику тока. Подключение к источнику напряжения должно производиться через элемент (или электрическую цепь), ограничивающий ток, например, через резистор. Некоторые светодиоды могут иметь встроенную токоограничивающую цепь, в таком случае для них указывается диапазон допустимых напряжений источника питания.

Непосредственное подключение светодиода к источнику напряжения, превышающего заявленное изготовителем падение напряжения для конкретного светодиода, может вызвать протекание через него тока, превышающего предельно допустимый, перегрев и мгновенный выход из строя. В простейшем случае (для маломощных индикаторных светодиодов) токоограничивающая цепь представляет собой резистор, последовательно включенный со светодиодом. Для мощных светодиодов применяются схемы с ШИМ, которые поддерживают средний ток через светодиод на заданном уровне и, при необходимости, позволяют регулировать его яркость.

Недопустимо подавать на светодиоды напряжение обратной полярности от источника с малым внутренним сопротивлением. Светодиоды имеют невысокое (несколько вольт) обратное пробивное напряжение. В схемах, где возможно появление обратного напряжения, светодиод должен быть защищён параллельно включенным обычным диодом в противоположной полярности.

Обычные светодиоды изготавливаются из различных неорганических полупроводниковых материалов, в следующей таблице приведены доступные цвета с диапазоном длин волн, падение напряжения на диоде и материал:

Цвет длина волны (нм) Напряжение (В) Материал полупроводника
Инфракрасный λ > 760 ΔU < 1,9 Арсенид галлия (GaAs)
Алюминия галлия арсенид (AlGaAs)
Красный 610 < λ < 760 1,63 < ΔU < 2,03 Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs)
Галлия арсенид-фосфид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Оранжевый 590 < λ < 610 2,03 < ΔU < 2,10 Галлия фосфид-арсенид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Жёлтый 570 < λ < 590 2,10 < ΔU < 2,18 Галлия арсенид-фосфид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Зелёный 500 < λ < 570 1,9[15] < ΔU < 4,0 Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Алюминия-галлия фосфид (AlGaP)
Синий 450 < λ < 500 2,48 < ΔU < 3,7 Селенид цинка (ZnSe)
Индия-галлия нитрид (InGaN)
Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата
Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке)
Фиолетовый 400 < λ < 450 2,76 < ΔU < 4,0 Индия-галлия нитрид (InGaN)
Пурпурный Смесь нескольких спектров 2,48 < ΔU < 3,7 Двойной: синий/красный диод,
синий с красным люминофором,
или белый с пурпурным пластиком
Ультрафиолетовый λ < 400 3,1 < ΔU < 4,4 Алмаз (235 нм)[16]

Нитрид бора (215 нм)[17][18]
Нитрид алюминия (AlN) (210 нм)[19]
Нитрид алюминия-галлия (AlGaN)
Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) — (менее 210 нм)[20]

Белый Широкий спектр ΔU ≈ 3,5 Сочетание трех светодиодов основных цветов (красный, синий, зеленый), либо люминофор, излучающий белый цвет под воздействием светодиода со спектром от синего до ультрафиолетового;

Несмотря на то, что в мире широко выпускаются белые светодиоды в конструктиве синего/фиолетового свечения кристалла с нанесенным на него желтым или оранжевым люминофором, ничто не мешает нанести и люминофоры другого цвета свечения. В результате нанесения красного люминофора получают пурпурные или розовые светодиоды, гораздо реже выпускают светодиоды салатного цвета, где на синий кристалл наносится люминофор зеленого цвета свечения.

Светодиоды также могут иметь цветной корпус.

В 2001 году Citizen Electronics первой в мире произвела цветной SMD светодиод из цветной пастели под названием PASTELITE[21].

По сравнению с другими электрическими источниками света светодиоды имеют следующие отличия:

  • Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами[22] и металлогалогенными лампами, достигнув 146 люмен на ватт[23].
  • Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
  • Длительный срок службы — от 30 000 до 100 000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года). Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «деградация» кристалла и постепенное падение яркости.
  • Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания, газоразрядных ламп).
  • Спектр современных белых светодиодов бывает различным — от тёплого белого = 2700 К до холодного белого = 6500 К.
  • Спектральная чистота, достигаемая не фильтрами, а принципом устройства прибора.
  • Отсутствие инерционности — включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-люминофорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 с до 1 мин, а яркость увеличивается от 30 % до 100 % за 3—10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.
  • Различный угол излучения — от 15 до 180 градусов.
  • Низкая стоимость индикаторных светодиодов.
  • Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода, обычно не выше 60 °C.
  • Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
  • Экологичность — отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.
  • Комнатное освещение

  • В автомобильных фарах

  • Декоративное применение

  • Подсветка линейкой светодиодов в IPod Touch 2G

На светодиодном экране показывают Tour de France 2010, Paris
  • В уличном, промышленном, бытовом освещении (в том числе светодиодная лента).
  • В качестве индикаторов — как в виде одиночных светодиодов (например, индикатор включения на панели прибора), так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло (например, цифры на часах).
  • Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках, информационных табло. Такие массивы часто называют светодиодными кластерами или просто кластерами.
  • В оптопарах.
  • Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях, прожекторах, светофорах, лампах тормозного освещения в автомобилях.
  • Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволокну, пульты ДУ, светотелефоны, интернет[24]).
  • В подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры, планшеты и т. д.).
  • В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочее.
  • В светодиодных дорожных знаках.
  • В гибких ПВХ световых шнурах Дюралайт.
  • В растениеводстве, так называемые фитолампы, оптимизированные под фотосинтез. В северных странах перспективная замена освещения в теплицах.
Основная статья: OLED

Многослойные тонкоплёночные структуры, изготовленные из органических соединений, которые эффективно излучают свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, чем жидкокристаллических.

Главная проблема для OLED — время непрерывной работы, которое должно быть не меньше 15 тыс. часов. Одна из проблем, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причём время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED все-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов (2 года) непрерывной работы.

Дисплеи из органических светодиодов применяются в последних моделях сотовых телефонов, GPS-навигаторах, OLED-телевизорах, для создания приборов ночного видения.

ru.wikipedia.org

LED телевизор, что это значит

Хотя по написанию LED схожа с OLED, но обозначает она совсем другую технологию. Жидкокристаллический LED телевизор, что это значит – это аппарат с использованием другой системы подсветки по сравнению с обычными lcd моделями. И если OLED (Organic Light-Emitting Diode) это значит, что экран состоит из органических светоизлучающих диодов, то LED (Light Emitting Diode) – это использование диодов для подсветки матрицы жидкокристаллического телеприемника.

LED (Light Emitting Diode) – светоизлучающий диод, а в телевизионной технике эта аббревиатура означает экран на жидкокристаллической матрице (LCD) и с подсветкой от этих светоизлучающих диодов. После введения нового вида подсветки производители телевизоров в названиях моделей стали заменять «LCD» на «LED».

Это делалось скорее с маркетинговой точки зрения. На самом деле это была не новая технология экрана, а только другой вид подсветки. Но это название телевизоров сохранилось и применяется сегодня.

Если в обычных жк телевизорах используется лампа с холодным катодом, те же флуоресцентные (люминесцентные) лампы (Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFL) , то lcd led используют светоизлучающие диоды. Как известно жк (lcd) экраны в телевизорах состоят из ячеек (пикселей) с жидкими кристаллами и в зависимости от положения кристалла в ячейке пропускает или нет свет. Так создается свечение экрана.

От качества жк матрицы зависят такие параметры как статическая контрастность, уровень черного, углы обзора, частота обновления, время отклика. Различают такие технологии производства матрицы на жидких кристаллах для телевизоров: TN, IPS (S-IPS, IPS-Pro, P-IPS, AH-IPS), VA/MVA/PVA, PLS.

От подсветки зависят такие параметры как яркость, цветопередача, цветовой охват, динамическая контрастность. Хотя правильнее рассматривать именно систему матрица+подсветка в телевизоре и для нее измерять параметры.

Производители утверждают, что применение светодиодной подсветки может увеличить:

  • яркость,
  • контрастность,
  • четкость изображения,
  • цветовую гамму.

Еще снижается энергопотребление LED телевизора примерно на 40%. Так же в лед телевизорах не используется ртуть, которая применяется в лампах дневного света, что сказывается на экологии.

Действительно, современные сверхяркие светодиоды могут обеспечить высокую яркость изображения на дисплее.

Контрастность увеличивается и вводится понятие динамической контрастности, когда регулируется яркость свечения светодиодов локально для разных участков экрана, и засчет этого растет показатель динамической контрастности. При этом уровень статической контрастности телевизора остается одним и тем же, он зависит от матрицы дисплея.

Уровень черного так же улучшается за счет регулирования свечения диодов во время просмотра видео. На темной сцене уровень подсветки снижается и экран становится темнее, а отсюда и улучшается уровень черного.

А вот насчет увеличения цветовой гаммы телевизора, то здесь нужно рассматривать все подробнее.

Информация о цветовом охвате и цветовой гамме.


Белые или составные светодиоды

Технологически подсветка дисплея в LCD телевизоре осуществляется от светодиодов. Для этого используют белые диоды, свет от которых попадает на светофильтры и получают синий, зеленый и красный цвета. Подобный вид называется WLED.

Для улучшения цветового охвата сначала стали использовать в качестве подсветки сразу три вида светодиодов: красные, зеленые, синие. Такая технология называется RGB LED.

Но получить с помощью таких технологий нужный спектр света не получалось. И цветовой охват был недостаточен для использования в телевизорах UHD. Для решения этой проблемы были изобретены новые виды светодиодов в телевизорах.

Сейчас в премиум моделях телевизоров используются составные диоды (GB-R LED, RB-G LED) или квантовые точки.

В составных светодиодах объединяют синий и зеленый в один и покрывают красным люминофором (GB-R), или в другом случае объединяют красный и синий и покрывают зеленым люминофором (RB-G).

Подробная информация о различиях в подсветке WLED, RGB и GB-R LED.

Квантовые точки в LED телевизоре

Совсем другую технологию изменения подсветки WLED предложила компания Nanosys.

Эта технология называется Quantum Dot Enhancement Film (QDEF) и использует в своей работе «квантовые точки». Здесь используется синий светодиод, а в качестве светофильтра для получения зеленого и красного используются квантовые точки.

Квантовые точки в телевизоре заменяют часть диодов, в данном случае красные и зеленые. Остается только синий светодиод, который формирует поток света и для возбуждения квантовых точек и для работы синих суб-пикселей на экране. А поток света на красные и зеленые суб-пиксели формируют квантовые точки.

Подробнее о квантовых точках.


Методы лед подсветки

Для повышения качества изображения на экране телевизора появилась технология локального затемнения local dimming, по которой управление светодиодами происходит группами из нескольких диодов. Система local dimming имеет несколько недостатков:

  1. Плохая однородность цвета на изображении, то есть заметны яркие и темные пятна на участках где ярко включена и выключена подсветка.
  2. На контрастных переходах появляются цветные ореолы.
  3. На темных участках пропадают детали изображения.

Эти недостатки трудно определить по обычной видео картинке на экране телевизора, поэтому сегодня метод локального затемнения широко используется в моделях с led подсветкой.


Так же можно разделить LED телевизоры по способу расположения светодиодов: Direct и Edge.

Direct — это когда диоды располагаются сзади экрана равномерно, в виде матрицы.

Edge – это когда они располагаются по периметру экрана совместно с рассеивающей панелью. При подобном расположении нельзя сделать эффективное локальное затемнение по методу local dimming.

При прямом (Direct) методе можно получить более равномерную подсветку, по сравнению с методом Edge, но увеличится толщина телевизора и энергопотребление за счет увеличения количества светодиодов. Сверхтонкие телевизоры (толщина может быть меньше 3 сантиметров) можно получить, только применяя расположение диодов Edge.

Из-за своей экономичности и при этом показывающей достаточно хорошие результаты, наиболее часто используется боковая (Edge) подсветка с локальным затемнением.

На 2015 год LED телевизоры выиграли конкуренцию у плазменных телевизоров, а OLED панели пока по стоимости не могут сравняться с лед моделями. Поэтому в 2015 году у всех мировых производителей в модельном ряде телевизоров все места занимают LED аппараты. Только некоторые производители решились выпустить OLED телевизоры, особенно здесь лидерство держит LG. Так что покупая телевизор этого года, вы наверняка купите именно LED модель.

mylcd.info

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о