Ақ харық пен үлкен жарық көзі бар светодиодтар
(СВЕТОДИОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ
ПОВЫШЕННОЙ ЯРКОСТИ
И БЕЛОГО СВЕТА)
Экрандар, дисплейлер және жарықтандырғыш приборлар әртүрлі гаммадағы арнайы қанық түсті және ақ жарықты қажет етеді.
Жасыл , ақ, арнайы қанық көк түстер структурасы нитрид индии-галидан тұрады. Оларда қызыл, сары, қызқызғылт сары түспен салыстырғанда құлау кернеуі Uпр көп 4.6 кесте. Түзу тоқтiң шамасын шектеудiң қажеттiлiгi СИД тоғының қоректену көзi орындылығын ұғындырады.
Әрбір СИД конструкциясы үшін таралу диаграммасы анықталады. Ал жарық күшінің шамасын, оның таралу бұрышын білмей айтуға болмайды. Сонымен қатар,толық таралу бұрышы бекітілгеннен (фиксированный) қай шамада екеніне көңіл бөлген жөн.
Әрбір светодиод үшін таралу дисперсиясы өлшенбейді, себебі ол сыйымды(трудоемкий) процесс. Шындығында , анықтама мәлiметтерінде елеулi ауытқулары байқалады, әсiресе тар бағытты СИД (2ʘ 1/2 < 100) жағдайында . КИПД87, КИПД89 және КИПД91 СИД түрлерінің дисперсиялары 4.13 суретте көрсетілген.
Арнайы қанық түстерді таңдағанда колба конструкциясының түріне көңіл бөлген жөн. Колба мөлдір болады, егер:
аз таралу бұрышындағы (300) максималды жарық күшінің таралуы
СИД екіншілік оптика немесе жарық көзінің локальді таралуын жөндеу үшін қолданады, мысалы фонарик.
СИД мөлдір колбалар светодиодтарда немесе жарықтандыруда қолданады.
СИД мультицветной болса, онда колбамыз күліңгір (матовый) болу тиіс. Колбаның түсі СИД сигналының түсімен сәйкес болу керек, қанық түстер үшін жүгіргіш жолдар және басқалар үшін СИД қараңғы түсте қолданылады. СИД матовый түрінде күн сәулелерінің паразитті эффектісі болуы мүмкін. 4.7 кесте
4.8 кестеде СИД сигналының таралу параметрлері көрсетілген. Беттік қабатты үнемдеу үшін бірнеше СИД құрылғыларын қолдануға болады, мысалы, қызыл немесе жасыл әртүрлі түсті(мультицветный) СИД, дөңгелек немесе тікбұрыш формада қолдануға болады.
4.8 кестеде қанық түсті СИД , қызыл не жасыл түсті матовый боялған корпустардың жарықтануы көрсетілген. Светодиодтарда қымбат емес ақпараттық көрсеткіш тақталарды жасауға боялған таратушы линзалар , таратушы жарық ағындары қолданылады. Жоғарғы потенциалды құрылысы бар жарық күші 20мА, 10 мА да 2 кд шамасын ала алады, ол СИД құралының беріктігін үлкейте түседі.
Светодиодтардың дамуы екі сатыда дамыды,олар: сыртқы кванттық шығысты үлкейту мен спектр таралуын кеңейту. Осы жетістіктерге орыс ғалымдары өз үлестерін қосты, соның ішінде Ж.И.Алферова. Сонымен қатар, 1970 жылдары көп жолды екілік гетеро құрылымдар , шектелген активті рекомбинация облысы нәтижесігнде сыртқы кванттық шығыс мәнін үлкейте түседі. Ол гетероқұрылыстар арсенид галия-алюминий негізінде жасалып, сыртқы кванттық шығысы қызыл түс үшін 15%, ал инфрақызыл спектрлері үшін 30% дейін жеткен. Ж.И Альфероваға оның жасаған жұмыстарының маңыздылығына көз жеткізгеннен кейін оған 2000 жылдары Нобель сыйлығын берген.
Басқа да гитерақұрылыстарды зерттегеннен кейін светадиодтардың басқа спектрда сәуле шығара алатын эффективті түрін тапқан. Осылай, Фосфид алюминий-галий-индий құрамдас светодиодтар қызғылт сары, сары, қызыл, жасыл –сары, түстер шығара алады. Олар 30 лм жарық беруіне ие болып , қыздыру лампасынан асып түскен. Сонымен қатар светодиодтардың қыздыру шамдардан айырмашылығы, светодиодтардың жарық таралу шамасы тар жолақта өтеді және кеңдігі 20...50 нм шамасын құрайды. Олар лазер арасында орналасқан, олардың жарығы монохроматты және ақ жарық шығаратын әртүрлі лампа типтес болады. Кейде бұндай тар жолақты таралуды квазимонохроматты деп те атайды.
Өндiрiс технологияларының қазiргi деңгейi әлемде жарық энергиясын үнемдейтін және қыздыру шамдардың сенімді түрлеріне ауыстыруға мүмкіндік береді. Әлемдегі СКД шығарушы Nichia и Lumileds лидерінің айтуы бойынша қыздыру шамдардың уақыты бітуде.
Сонымен қызыл светофильтрлі қыздыру шамдардың жарық беруі 30 лм/В шамасын ғана құрса, қазіргі таңда қызыл светодиодтар 30 лм/В шамасына жарық шығара алады. Мысалы, Lumileds компаниясының Luxeon жаңа құралы,50 лм/В, ал қызыл мен қызғылт сары спектрлері үшін 65 лм/В шамасына дейін жетеді. Бірақ бұл шамаларда рекордқа жетпейді, себебі, қызғылт сары-сары светодиод үшін 100 лм/В шамасына дейін алынған.
Көп уақыт бойы светодиодтардың көк түсті диапазонда жарық шығаруы дамымаған, өйткенті құралдардың жоқтығы баяулатқан. Бұл мәселені 1990 жылы Nichia Chemikal компаниядағы Ш. Накамура нитрид индии-галии гетераструктура негізінде шешкен.
Жасыл-көк түсті спектрларда кванттық шығыстың мәні 20% дейін жеткен және люминесенциялық шамның эффективтілігіне дейін жақындай алды.
