Кристалл светодиода: Принцип работы светодиода и его устройство

Содержание

Выращивание кристаллов для светодиодов


Светодиодные технологии проникают в каждый дом. Люди всё чаще отказываются от ламп накаливания и люминесцентных осветительных приборов в пользу экологически чистых, безопасных и экономичных образцов. Сейчас большинство производителей низшего уровня изготавливают эти устройства методом лазерной нарезки кристаллографических пластин. На них наносится слой светонепроницаемой пыли, после чего происходит процесс разрезания квадратиков. Они наклеиваются на подложку при помощи ультрафиолетового прозрачного токопроводящего клея. Такая система не может быть долговечной из-за своего внутреннего устройства. Она рано или поздно начнёт давать расслоения, поэтому происходит преждевременный выход из строя. В нашем интернет-магазине «ПрофЭлектро» продаются только осветительные светодиодные технологии с выращенным кристаллом. Это означает, что для каждого экземпляра создаётся уникальный материал, строго подходящий под особенности и геометрические параметры. Это высокотехнологичное производство, недоступное кустарным фабрикам.

Мы рассмотрим технологию выращивания кристаллов на так называемых сапфировых подложках. Они позволяют получить поразительное качество при достаточно невысокой стоимости. Весь процесс сводится к получению элемента, способного без сбоев проводить электрический ток. Чем меньше мертвых зон в сечении, тем точнее получаются световые характеристики. Чистота напрямую влияет на срок службы, устойчивость к перепаду напряжения и генерируемый спектр. Сапфировая подложка является точкой отсчёта для нарастания слоёв кристаллической массы с определенной структурой. Его идеальная кристаллическая решетка лежит в основе большого количества процессов в радиоэлектронике.

Основы процесса

Сапфировые подложки качественно калибруют на этапе сортировки. Далеко не все образцы проходят подбор, ведь их скрытые дефекты обязательно дадут неровный кристалл, обеспечивающий неправильное свечение. Наращивание происходит обязательно в присутствии инертного газа, что гарантирует отсутствие оксидов на поверхности. Регулировка температуры позволяет делать послойную структуру с металлами, вызывающими свечение. Если быть более точными, то используются сложные многокомпонентные сплавы, позволяющие долговременную эксплуатацию. Описание процесса звучит солидно, но толщина наращивания составляет всего 5‒7 микрометров. Это и есть основа каждого светодиода. Его рабочая часть невидима для невооруженного глаза. Весь процесс наращивания длится около 6‒7 часов. Кристаллизация достигается при помощи перепадов температур. Достаточно пропустить электрический ток через полученную структуру для достижения свечения. Подаваемое напряжение должно обладать определенным сводом параметров для лучшего соотношения долговечности и яркости.

Количество заряжаемых одновременно в камеру светодиодов постоянно увеличивается, что снижает стоимость осветительного прибора. В данный момент наиболее продвинутые производители обладают устройствами, позволяющими одновременное выращивание до 5000 кристаллов. Проблема количества в промышленных масштабах решается только количеством камер. Повышение ёмкости влечёт снижение стоимости.

Что касается концентрации металлов или точнейшего соблюдения толщины наращиваемого слоя, то здесь практически невозможно что-либо предсказывать. Каждый производитель имеет собственные секреты, но они составляют коммерческую тайну. Поэтому сложно что-либо утверждать.

Свечение светодиода

В основе функционирования лежит элементарное преобразование электрической энергии в поток света. Потенциалы отрицательного и положительного заряда могут быть неравномерными, что сильно влияет на излучаемый спектр. Для подведения контактов внутрь кристалла используется расслоение при помощи алмазных лезвий крайне малой толщины. Она немного раздвигают слои, а туда вставляются позолоченные или золотые контакты. Рассмотреть эти проводники можно только при сильнейшем увеличении. 

Подаваемое напряжение позволяет регулировать спектральный состав луча. Именно поэтому существуют светодиодные лампочки с холодным и тёплым светом.

После этого кристаллическая поверхность закрывается при помощи люминофора, которые обеспечивает определенную проходимость излучения. Он играет роль спектрального фильтра. От качества покрытия напрямую зависит качество освещения поверхностей, а также долговечность устройства, ведь верхний кристаллический слой в условиях контакта с воздухом может осыпаться. 

От защитного люминофора и зависит долговечность работы прибора. На самом деле срок в 50000 часов не является пределом. Просто светодиод будет работать более тускло, но его основная функция будет сохранена. В данный момент существуют различные решения с практически вечным свечением, но их применение в быту нецелесообразно.

Кристаллы светодиодов – konkord-el.ru

На сегодняшний день светоизлучающие диоды (СИД) являются наиболее популярным видом твердотельного освещения. В последние несколько десятилетий, светодиод испытал много эволюций и с точки зрения производительности из-за его низкого энергопотребления и экологически чистых характеристик. Сегодня кристаллы светодиодов широко применяется в медицине, в автомобилестроении, в люминесценции ЖК – экранов, в быту, а также растениеводстве и многих других областях. Современные кристаллы светодиодов характеризуются такими параметрами как эффективность, яркость, надежность и срок службы. Наша компания имеет широчайший выбор кристаллов и может проконсультировать, а также обеспечить поставки светодиодов от ведущих мировых производителей, отвечающие всем Вашим требованиям. 

Предлагаем к поставке светодиодные кристаллы со спектром излучения в интервале от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК), с длинами волн, лежащими в диапазоне от 265 нм до 1720 нм, соответственно. У нас Вы можете купить кристаллы светодиодов, которые изготовлены на основе эпитаксиальных структур AlInGaP, InGaN на подложках арсенида галлия GaAs или сапфира по технологии lift-off переноса эпитаксиальной структуры на подложку из нитрида алюминия или кремния (Si). Предоставляем услуги фаундри, имеем опыт изготовления кристаллов с топологией заказчика.  

Основные характеристики

Кристаллы светодиодов ультрафиолетового спектра

 Спектр УФ-С; УФ-B; УФ-А

 

 Длина волны, нм

265-270; 275-285; 275-280; 305-315; 310; 365-370;

390-400; 375-380; 390-400.

 Размеры, мкм  250×250; 280х280; 331х331; 400х400
 Размеры, mil 10; 11; 13; 15

 

Кристаллы светодиодов видимого спектра

Цвет

фиолетовый, синий, зеленый, желто-зеленый, оранжевый,

красный, дальний красный

 Длина волны, нм

405; 410; 412; 428; 432; 455; 465; 470; 505;

508; 521; 225; 550; 565; 568; 572; 590; 610;

631; 635; 650; 660; 670; 671; 680; 690; 700.

 Размеры, мкм

265х265; 275х275; 280х280; 300х300; 325х325; 331х331; 340х340; 350х350;

381х381; 400х250; 400х400; 500х205; 960х960; 1016х1016; 1065х1065;

1070х1070; 1143х1143; 1960х1960

 Размеры, mil 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 20; 38; 40; 42; 45; 77

 

Кристаллы светодиодов инфракрасного спектра

 Спектр  ближний ИК; средний ИК
 Длина волны, нм

700; 720; 730; 740; 750; 760; 765; 770; 800;

805; 810; 830; 850; 870; 875; 880; 905; 910;

925; 935; 943; 948; 958; 970; 980; 1020;

1050; 1060; 1300; 1450; 1550; 1720.

 Размеры, мкм

265х265; 300х300; 320х320; 325х325; 350х350; 360х360; 365х365; 410х410;

500х500; 510х510; 510х330; 580х380; 960х960; 1066х1066

 Размеры, mil 10; 11; 12; 13; 14; 16; 20; 38; 42

Доступны к заказу кристаллы светодиодов малой яркости видимого и ИК диапазона на структурах GaP, GaAsP, AlGaAs, а также эпитаксиальные структуры для светодиодов. 

Не знаете где купить кристаллы светодиодов в г. Москва, Московской области? ООО “Конкорд Компани” Ваш надежный поставщик светодиодов ведущих производителей по всей России и ближнему зарубежью.

Для получения большей информации свяжитесь с нашим менеджером.

Светодиоды, как их делают

Светодиод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Уже в 2007 году, в одном из докладов на пекинской конференции Международной Комиссии по Освещению, была особо отмечена важность экономичности и экологичности как уже используемых, так и еще только разрабатываемых, более совершенных светотехнических изделий.

Первоочередной акцент был сделан докладчиками на более рациональное и эффективное использование света. И это вовсе не было призывом как-то уменьшать освещенность. В качестве одного из важнейших шагов к данной цели выделяется разработка и внедрение энергетически более эффективных и экологически безопасных источников света — светодиодов.

Высокотехнологичная отрасль

Светодиоды — это полупроводниковые электротехнические изделия, предназначенные для получения света благодаря проходящему через p-n-переход электрическому току. Но ведь не каждый p-n-переход излучает свет.

Чтобы получить свет от полупроводника, необходимо соблюсти определенные условия: запрещенная зона перехода на полупроводнике должна иметь такую ширину, чтобы энергия получаемых квантов оказалась близка к энергии квантов света видимого диапазона, при этом вероятность излучения в процессе рекомбинации электронно-дырочных пар должна получиться высокой.

Для соблюдения названных условий, изготавливаемый кристалл должен иметь минимум дефектов, приводящих к рекомбинации электронов с дырками без излучения. Этого достичь не просто, одного p-n-перехода будет недостаточно, приходится создавать многослойные полупроводниковые структуры — гетероструктуры, положившие, кстати, в свое время начало новому этапу на пути развития технологии производства светоизлучающих диодов.

Создание светодиодов сопряжено с определенными препятствиями, ведь эта светотехническая отрасль все время развивается, и определенных устоявшихся регламентов в ней до сих пор не существует.

Процесс производства светодиодов, а также способы их непосредственной эксплуатации, до сих пор не подчиняются каким-то общим документам, поэтому каждый крупный производитель вырабатывает собственные принципы отбора надлежащей продукции.

Международных соглашений нет. И даже несмотря на то, что за последние годы уже достигнуты некоторые очень позитивные результаты, единых требований к led-технике по-прежнему не выработано. И сейчас вы все поймете, поскольку далее мы рассмотрим поэтапно технологию производства светодиодов.

Формирование кристалла

Кристалл светодиода выращивается. Ключевой процесс во всей этой цепочке называется металлоорганической эпитаксией, при которой реализуется ориентированный эпитаксиальный рост кристалла на подложке.

Полупроводник выращивается путем термического пиролиза (разложения) металлорганических соединений, в которых содержатся нужные химические элементы. Тут обязательно присутствие чистых газов, наличие которых обеспечивается современными установками.

Выращиваемый слой должен иметь определенную толщину, которая контролируется в ходе процесса эпитаксии. При этом структура на поверхности подложки должна получиться однородной.

Надежные и качественные установки для осуществления эпитаксиального роста стоят очень дорого, а процесс получения материалов высокого качества для производства качественных светодиодов длится не один год.

Изготовление чипов

Для получения чипа, выращенный на подложке кристалл подвергают травлению, затем создают контакты и нарезают полученный образец на кусочки. Это называется «планарная обработка пленок». Одну целую пленку разрезают на тысячи маленьких чипов.

Сортировка чипов

Сортировка нарезанных чипов называется биннированием. Бины — это группы. Сортировка очень важна, но о ней часто забывают, разбирая процесс создания светодиодов.

Суть в том, что при любом производстве важно произвести отбор качественной продукции, а также отсортировать продукт по параметрам, по определенным критериям, что особенно важно для светодиодов. На стадиях эпитаксии, и после нарезки, невозможно получить тысячи абсолютно идентичных по характеристикам кристаллов (чипов).

Так или иначе их характеристики будут разниться, и окажутся в некотором достаточно широком диапазоне параметров. Именно поэтому чипы необходимо отсортировать по характеристикам в группы (бины), чтобы в каждой группе были чипы с определенным значением какого-то параметра, подходящие под требования диапазона той или иной группы: по длине волны, по напряжению, по световому потоку и т. д.

В результате биннирования светодиоды будут разделены по областям применения и даже по наименованиям. Одни пойдут на одни цели, другие — на другие. Круг потребителей продукта расширится.

Почти готовый светодиод

Непосредственно готовый светодиод получается на заключительном этапе технологической цепочки. Здесь создается корпус будущего источника света, припаиваются выводы, подбирается подходящий люминофор. Выбирается оптическая система, форма и параметры линзы.

Линзы изготавливают из различных материалов (эпоксидная смола, пластик, силикон). В зависимости от требований выбирают материал оптической системы. Требования очень широки, ведь именно оптическая система будет играть решающую роль в том, как будет направлен световой поток, каким будет телесный угол и т. д.

Особенности линз

Линзы должны быть по возможности максимально прозрачными, пропускать свет во всем видимом диапазоне. При этом линза должна хорошо приклеиться к материалу печатной платы, быть термостабильной на протяжении всего срока службы. Это значит, что линза не должна пострадать от излучения кристалла и химического воздействия люминофора, если он применен.

Процесс производства светодиодов на заводе ОПТОГАН:

Светодиоды

Светодиоды не зря считаются лучшими источниками света. Они отличаются малой потребляемой мощностью, отсутствием вредных компонентов, таких как ртуть, безопасным напряжением питания, высокой надежностью, компактностью и другими полезными качествами.

Именно светодиоды позволяют строить системы освещения и осветительные приборы самых разных форм и размеров, при этом высокого качества: прожекторы, светодиодные ленты, светильники, лампы, панели и т. д.

Неоспоримо одно — светодиодное направление в светотехнической отрасли динамично развивается во всем мире. Технология является предметом внимания высококлассных специалистов и ученых из многих стран. В ближайшем будущем однозначно будут достигнуты еще более впечатляющие показатели.

Ранее ЭлектроВести писали, что луганские энергетики объявили амнистию своим сотрудникам, которые воруют электроэнергию.

По материалам: electrik.info.

Технология производства светодиодов

В докладе на открытии 26 конференции Международной Комиссии по Освещению в Пекине было отмечено, что общее направление работы светотехнической научной общественности должно быть направлено на сокращение энергопотребления и уменьшение загрязнения окружающей среды. То есть речь идет не об уменьшении освещённости, а о более рациональном и эффективном использовании освещения. Одним из наиболее перспективных шагов на этом пути, является разработка и использование энергоэкономичных источников света – светодиодов.

Светодиод – полупроводниковый диод, излучающий свет при прохождении тока через p-n–переход. Чтобы p-n-переход излучал свет, должны выполняться следующие два условия. Во-первых, ширина запрещённой зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона, а во-вторых, вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой. Для этого 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 их соблюсти, одного р-n-перехода в кристалле недостаточно. Приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры. Их называют гетероструктуры (именно за изучение гетероструктур академик Алферов получил Нобелевскую премию). Это послужило новым этапом в развитии технологий изготовления светодиодов.

Производство светоизлучающих диодов сталкивается с некоторыми трудностями. Поскольку создание светодиодов – это динамично развивающаяся отрасль светотехнической промышленности, то сложившихся законов и правил их применения пока не существует. Нет нормативной документации, относящейся к процессу производства и использования светодиодов. Каждое крупное производство старается найти свои критерии отбора продукции, но, к сожалению, некаких международных соглашений не существует. Хотя в этом направлении в последнее время ведется активная работа и достигнуты хорошие результаты, надо понимать, что создание единых требований к светодиодной технике – дело не одного года. Чтобы понять, в чем сложность создания подобной документации, следует ознакомиться с технологией производства.

Рассмотрим поэтапно процесс создания светодиодов.

1) Выращивание кристалла.
Здесь главную роль играет такой процесс, как металлоорганическая эпитаксия. Эпитаксия – это ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Эпитаксиальный рост полупроводников (а светодиод – это именно полупроводник) осуществляется методом термического разложения (пиролиза) металлорганических соединений, содержащих необходимые химические элементы. Для такого процесса необходимы особо чистые газы, что предусмотрено в современных установках. Толщины выращиваемых слоев тщательно контролируются. Важно обеспечить однородность структур на поверхности подложек. Стоимость установок для эпитаксиального роста доходит до полутора миллионов евро. А процесс наладки получения высококачественных материалов для будущих светодиодов занимает несколько лет.

2) Создание чипа.
На этом этапе имеют место такие процессы, как травление, создание контактов, резка. Весь этот комплекс получил название «планарная обработка пленок». Пленка, выращенная на одной подложке, разделяется на несколько тысяч чипов.

3) Биннирование.
Биннирование (сортировка чипов) – особенно важный процесс производства светодиодов, о котором несправедливо часто забывают упоминать в литературе. Дело в том, что при производстве любой продукции должны соблюдаться некие критерии отбора. Но на вышеописанных стадиях производства светодиода невозможно добиться абсолютного сходства изделий по его характеристикам. Изготовленные чипы изначально имеют характеристики, различающиеся в некотором диапазоне. Чипы сортируют на группы (бины). В каждой группе определённый параметр варьируется в определённых пределах.

Сортировка происходит по:

  • длине волны максимума излучения;
  • напряжению;
  • световому потоку (или осевой силе света) и т. д.

Биннирование, как способ градации светодиодной продукции, находит применение на производстве и, следовательно, в наименовании поставляемой продукции. Оба эти факта делают применение светодиодов доступным для широкого круга пользователей.

4) Создание светодиода.
Создание непосредственно светодиода – это заключительный этап технологической цепочки. Создается корпус будущего источника света, монтируются выводы, подбирается люминофор (если он необходим). Но особо стоит отметить такую важную часть, как оптическую систему (а именно, изготовление линз). Линзы для светодиодов изготавливают из эпоксидной смолы, силикона или пластика. К ним предъявляется широкий спектр требований, т.к. оптическая система светодиода играет большую роль (направляет световой поток светодиода в нужный телесный угол).

Линзы должны:

  • быть максимально прозрачными;
  • пропускать свет во всем оптическом диапазоне;
  • обладать хорошей клейкостью материала к материалу печатной платы;
  • быть температура стабильными;
  • обладать высоким сроком службы (что характеризуется к воздействию излучения кристалла и химическому воздействию люминофора, если таковой применен).

Благодаря большому количеству положительных качеств (малой потребляемой мощностью, отсутствию ртути, низкому напряжению питания, высокой надежности, малым габаритам и т.д.), на основе светодиодов создаются разнообразные и высококачественные осветительные светодиодные приборы. Можно долго перечислять различные типы светодиодных светильников: это и прожекторы, и линейные светодиодные светильники, и светильники общего или специального назначения. Однозначно можно сказать, что светодиоды – это динамично развивающиеся источники света. А технология производства светодиодов – сфера деятельности высококлассных мировых специалистов, способных достигать все более высоких результатов.

Светодиоды. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Светодиоды для человечества стали одним из наиболее распространенных источников света для промышленных и бытовых нужд. Этот полупроводниковый прибор имеет один электрический переход, он преобразует электроэнергию в энергию видимого светового излучения. Явление открыто Генри Джозефом Раундом в 1907 году. Первые эксперименты были поставлены советским физиком-экспериментатором О.В. Лосевым, которому в 1929 году удалось получить рабочий прототип современного светодиода.

Первые современные светодиоды (СД, СИД, LED) были созданы в начале шестидесятых годов. У них было слабое красное свечение, их применяли в качестве индикаторов включения в самых разных приборах. В 90-х появились синие, желтые, зеленые и белые светодиоды. Их стали выпускать в промышленных масштабах многие компании. Сегодня LED-диоды применяются повсеместно: в светофорах, лампочках, автомобилях и т.д.

Устройство

Светодиод представляет полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, который создает оптическое излучение при прохождении через него тока в прямом направлении.

Стандартный индикаторный светодиод выполнен из следующих частей:

 

1 — Эпоксидная линза
2 — Проволочный контакт
3 — Отражатель
4 — Полупроводник (Определяет цвет свечения)
5 и 6 — Электроды
7 — Плоский срез

В основании светодиода закрепляются катод и анод. Все устройство сверху герметично закрыто линзой. На катоде установлен кристалл. На контактах имеются проводники, которые подсоединены к кристаллу p-n-переходом (проволока соединения для объединения двух проводников с различными типами проводимости). Для создания стабильной работы светодиода применяется теплоотвод, который необходим для осветительных приборов. В индикаторных приборах тепло не имеет решающего значения.

DIP-диоды имеют выводы, которые монтируются в отверстия печатной платы, они при помощи пайки подсоединяются на электрический контакт. Имеются модели с несколькими кристаллами различного цвета в одном корпусе.

SMD-светодиоды сегодня являются наиболее востребованными источниками света любых форматов.

  • Основа корпуса, куда крепится кристалл, является отличным проводником тепла. Благодаря этому в разы улучшился отвод тепла от кристалла.
  • В структуре белых светодиодов между линзой и полупроводником имеется слой люминофора, который нейтрализует ультрафиолет и задает необходимую цветовую температуру.
  • В SMD-компонентах, имеющих широкий угол излучения, линза отсутствует. При этом сам светодиод выделяется формой параллелепипеда.
Chip-On-Board (COB) представляют новейшее практическое достижение, которое должно занять в искусственном освещении лидерство в создании белых светодиодов.

 

Устройство светодиодов по технологии COB предполагает следующее:
  • На алюминиевую основу посредством диэлектрического клея крепят десятки кристаллов без подложки и корпуса.
  • Полученная матрица покрывается общим слоем люминофора. В итоге получается источник света, который имеет равномерное распределение светового потока без возможности появления теней.

Разновидностью Chip-On-Board является Chip-On-Glass (COG) технология, предусматривающая размещение на поверхности из стекла множества мелких кристаллов. К примеру, это филаментные лампы, где излучающим элементом является стеклянный стержень со светодиодами, которые покрыты люминофором.

Принцип действия
Несмотря на технологические особенности и разновидности, работа всех светодиодов основывается на общем принципе функционирования излучающего элемента:
  • Преобразование электроэнергии в световой поток осуществляется в кристалле, который выполнен из полупроводников с самым разным типом проводимости.
  • Материал с n­-проводимостью обеспечивают путем легирования его электронами, а материал с p-проводимостью при помощи дырок. В результате в сопредельных слоях появляются дополнительные носители заряда разной направленности.
  • При подаче прямого напряжения стартует движение электронов, а также дырок к p-n-переходу.
  • Заряженные частицы проходят барьер и начинают рекомбинировать, вследствие этого протекает электрический ток.
  • Процесс рекомбинации электрона и дырки в зоне p-n-перехода идет выделением энергии в качестве фотона.

В целом, указанное физическое явление свойственно всем полупроводниковым диодам. Однако длина волны фотона в большинстве случаев располагается за пределами видимого спектра излучения. Чтобы элементарная частица двигалась в диапазоне 400-700 нм, ученые проводили множество опытов и экспериментов с разными химическими элементами. В итоге появились новые соединения: фосфид галлия, арсенид галлия и более сложные формы. У каждой из них своя длина волны, то есть свой цвет излучения.
К тому же, кроме полезного света, который испускает светодиод, на p-n-переходе образуется некоторое количество теплоты, которое уменьшает эффективность полупроводникового прибора. Именно поэтому в конструкции мощных светодиодов предусматривается эффективный отвод тепла.

Разновидности
На текущий момент LED-диоды могут быть следующих видов:
  • Осветительные, то есть с большой мощностью. Их уровень освещенности равен вольфрамовым и люминесцентным источникам света.
  • Индикаторные – с небольшой мощностью, их применяют для подсветки в приборах.

Индикаторные LED-диоды по типу соединения делятся на:
  • Двойные GaP (галлий, фосфор) – имеют зеленый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
  • Тройные AIGaAs (алюминий, мышьяк, галлий) – имеют желтый и оранжевый свет в структуре видимого спектра.
  • Тройные GaAsP (мышьяк, галлий, фосфор) – имеют красный и желто-зеленый свет в структуре видимого спектра.
По типу корпуса светодиодные элементы могут быть:
  • DIP — устаревшая модель низкой мощности, их применяют для подсветки световых табло и игрушек.
  • «пиранья» или Superflux – аналоги DIP, но с четырьмя контактами. Они применяются для подсветки в автомобилях, меньше нагреваются и лучше крепятся.
  • SMD – самый распространенный тип, применяются во множестве источников света.
  • COB – это усовершенствованные светодиоды SMD.
Применение
Область применений светодиодов условно можно разделить на две широкие категории:
  1. Освещение.
  2. С использованием прямого света.

Светодиод в освещении применяется для освещения объекта, пространства или поверхности, вместо того, чтобы быть непосредственно видимым. Это интерьерная подсветка, фонарики, освещение фасадов зданий, освещение в автомобилях, подсветка клавиш мобильных телефонов и дисплеев и так далее. Широкое применение LED-диоды находят в коммуникаторах и сотовых телефонах.

Прямой светодиодный свет применяется для передачи информации, к примеру, в полноцветных видео дисплеях, в которых LED-диоды формируют пиксели дисплея, а также в алфавитно-цифровых табло. Прямой свет также применяется сигнальных устройствах. К примеру, это индикаторы поворота и стоп-сигналы автомобилей, светофоры и знаки.

Будущее светодиодов

Ученые создают светодиоды нового поколения, к примеру, на основе нано-кристаллических тонких пленок из перовскита. Они дешевые, эффективные и долговечные. Исследователи надеются, что такие LED-диоды будут применяться вместо обычных экранов ноутбуков и смартфонов, в том числе в бытовом и уличном освещении.

Создаются и волоконные LED-диоды, которые предназначены для создания носимых дисплеев. Ученые считают, что создаваемый метод производства волоконных светодиодов позволит наладить массовый выпуск и сделать интеграцию носимой электроники в одежду и текстиль совершенно недорогой.

Типичные характеристики
Светодиоды характеризуются следующими параметрами:
  • Цветовая характеристика.
  • Длина волны.
  • Сила тока.
  • Напряжение (тип применяемого напряжения).
  • Яркость (интенсивность светового потока).

Светодиодная яркость пропорциональна протекающему через него току, то есть чем напряжение будет выше, тем будет больше яркость. Единицей силы света служит люмен на стерадиан, она также измеряется в милликанделах. Бывают яркие (20-50 мкд.), а также сверх яркие (20000 мкд. и более) LED-диоды белого свечения.

Величина падения напряжения – характеристика допустимых значений прямого и обратного включений. Если подача напряжений выше этих значений, то наблюдается электрический пробой.

Сила тока определяет яркость свечения. Сила тока осветительных элементов обычно равняется 20 мА, для индикаторных светодиодов она составляет 20-40 мА.

Цвет излучения светодиода зависит от активных веществ, внесенных в полупроводниковый материал.

Длина волны света определяется разностью энергий при переходе электронов на этапе рекомбинации. Она определяется легирующими примесями и исходным полупроводниковым материалом.

Достоинства и недостатки
Среди достоинств светодиодов можно отметить:
  • Малое потребление электроэнергии.
  • Долгий срок службы, измеряемый 30-100 тысячами часов.
  • Высокая светоотдача. Светодиоды дают 10-250250 люменов светового потока на ватт мощности.
  • Нет ядовитых паров ртути.
  • Широкое применение.
Недостатки:
  • Низкие характеристики у некачественных светодиодов, созданных неизвестными производителями.
  • Сравнительно высокая цена качественных светодиодов.
  • Необходимость качественных источников питания.
Похожие темы:

Тестированиесветодиодов серии 3535 Ceramic Lh451B от Samsung

Предисловие

Утверждение о том, что время быстротечно, в контексте промышленного развития светодиодного освещения выглядит как не успевающие быть толком освоенными, прежние технологии производства устаревают и сменяются более совершенными. Стремление к улучшению параметров светодиодов заставляет работать технологов соответствующих производств значительно интенсивнее. Однако некоторые «новшества» оказываются довольно давними разработками, которые были отложены «до поры» либо по причине явной дороговизны их промышленной реализации, либо из-за технической невозможности исполнения в то время. К таким новациям относится и совершенно недавнее промышленное освоение крупными компаниями — производителями светодиодов и излучающих кристаллов для них, технологии установки чипов методом flip-chip («перевернутый кристалл»). Суть ее состоит в том, что имеющий верхнее расположение омических контактов кристалл, например на основе InxGa1-xN, выращенный на подложке из сапфира, устанавливается «вверх дном». При этом контактные площадки, изначально предназначенные для приварки к ним внешних контактных проводников, используются для припайки кристалла к токоведущим площадкам платы (подложки) эвтектическим сплавом. А излучение от оказавшегося внизу p-n-перехода выводится вверх через прозрачную подложку. Таким образом, близость активной области кристалла к теплоотводу оказывается максимальной, поэтому вся система имеет существенно большую эффективность охлаждения, чем прежде.

Но если раньше легко наносимое на ровную поверхность этой подложки зеркальное напыление отражало значительную долю излучения, производимого тыльной стороной активной области, то теперь это сделать сложнее, поскольку это зеркало необходимо на одной площади совместить с контактами. Это обстоятельство, конечно, не единственная задача, сопутствующая указанному «перевороту» в монтаже кристалла, которую потребовалось решить, чтобы адаптировать дизайн чипа для такой установки с сохранением эффективности излучения. Однако перспектива увеличения световой эффективности по причине лучшего отвода тепла и соблазн возможности повышения удельной излучающей способности заставили технологов решать эти задачи. Не посчитали их неразрешимыми даже специалисты компании Cree, которым при освоении технологии flip-chip пришлось значительно изменять дизайн кристалла из-за того, что и подложка у него непрозрачная (SiC) и структура — вертикальная. Последнее означает, что кристалл имеет аксиальные выводы, одним из которых и является подложка, а второй расположен сверху. В традиционном варианте установки такая конструкция имеет ряд особенностей, вряд ли позволяющих оценивать их как истинные преимущества. Так, связующий материал, удерживающий кристалл на контактной площадке кристаллодержателя (подложки) светодиода, помимо теплопроводящих свойств, должен обладать еще и хорошей электропроводностью. При этом подложка светодиода практически всегда оказывалась одним из контактов светодиода, что не всегда приемлемо. Это впоследствии была применена керамическая основа, гальванически развязывающая корпус светодиода и кристалл, однако это не могло произойти без увеличения теплового сопротивления.

Таким образом, единственным выходом для применения установки методом flip-chip, был перенос контактов на одну плоскость (нижнюю грань), что существенно изменило дизайн некогда вертикального кристалла. Поэтому, по сути, этот кристалл никто и не «переворачивал», и скорее всего, правильнее было бы называть его установку не flip-chip, а просто — «на эвтектический сплав». Но, как всегда в таких случаях, этот факт является больше коммерческим ходом с громким названием, поэтому никто и не стал возражать. Единственным признаком «переворота» может служить лишь оказавшаяся снизу, как и у других кристаллов, их активная область. И здесь следует отдать должное — эффект от такого преобразования получился очень неплохим: вкупе с бриллиантоподобной огранкой подложки сверху для лучшей квантовой эффективности, светодиоды на основе таких кристаллов обладают одними из лучших значений параметров в мире. Однако стоимость затрат на описанные действия по перестройке технологии производства кристаллов оказалась таковой, что и цена этих светодиодов, как и огранка их кристаллов — бриллиантоподобна.

Большинства проблем адаптации дизайна к установке методом flip-chip лишены кристаллы на основе сапфира, в том числе те, которые в своих светодиодах использует компания Samsung. Одним из преимуществ вертикальной структуры кристалла до этого варианта установки был единственный акт приварки контактного проводника к одному верхнему омическому контакту. В то время как кристалл на основе сапфира испытывал эту операцию дважды. Как правило, при сварке использовался термоультразвуковой метод, сочетающий в себе внешний общий нагрев установленного на подложку кристалла и локальный кратковременный нагрев области контакта ультразвуком (УЗ). Как утверждают результаты исследований [1, 2], такие воздействия не только не проходили для кристаллов бесследно, но и довольно существенно влияли на деградационные характеристики светодиодов впоследствии. Поэтому у специалистов компании Samsung повод для развития промышленной технологии установки кристаллов методом flip-chip оказался наиболее веским. Если учесть, что операция термоультразвуковой приварки контактных проводников при монтаже кристаллов используется в подавляющем большинстве производств светодиодов или иных полупроводниковых элементов, то можно сказать, что на выходе конвейера производитель получает приборы с некоторой потенциальной степенью деградации параметров, отличающейся от той, которая была бы в случае отсутствия воздействия ультразвука на гетероструктуру [1, 2]. В итоге через одинаковое время наработки светодиодов можно заметить достаточно значительную разницу в значении светового потока у тех, которые испытали воздействие УЗ-сварки, и тех, которые были установлены методом flip-chip, где она не используется. Причем если подходить к этому факту с точки зрения абсолютного начального значения светового потока, то процесс его деградации в точке 3000-5000 часов наработки у образцов кристаллов без применения приварки контактного проводника (установлены методом flip-chip) вообще еще не начался: он несколько превышает начальное значение и, судя по ходу графика, представленного в [1] не так скоро его снова достигнет.

Таким образом, можно предположить, что помимо очевидных преимуществ в совершенствовании световой эффективности, обозначенных в начале этого параграфа, освоенная компанией Samsung технология установки кристаллов методом flip-chip, открывает значительные перспективы по увеличению срока службы и надежности своих светодиодов. В истинности этих предположений попробуем разобраться, используя результаты независимых и объективных исследований характеристик светодиодов новой серии 3535 Ceramic Lh451B от фирмы Samsung в светотехнической лаборатории испытательного центра «АРХИЛАЙТ». Несмотря на то, что о нижеследующем условии мы говорили неоднократно в прежних статьях, посвященных подобным исследованиям, не лишним было бы отметить их и сейчас. Речь идет о порядке проведения такого исследования, для «чистоты эксперимента» и соблюдения принципа максимальной объективности которого переданные образцы сопровождались только указанием режима, при котором требовалось проводить измерения, а наименование бина (биновой комбинации) заказчиком не сообщалось. Эта информация «втемную» была помещена в конверт, закрыта и опечатана. При рассмотрении результатов конверт вскрывался в присутствии заказчика и исполнителя, таким образом, исполнитель (лаборатория «АРХИЛАЙТ»), проводя исследования и рассчитывая их результаты, не мог знать, какому бину соответствует образец, и «подогнать ответ под задачу».

 

Описание образцов и результаты измерений

Светодиод выполнен в корпусе размером 3,5×3,5 мм с высотой около 2 мм. Внешний вид показан на рис. 1. Все его элементы крепятся к керамическому основанию толщиной около 0,4 мм. Особо стоит отметить узел из установленного на токо-ведущие контактные площадки подложки излучающего кристалла и систему вывода излучения в виде кремнийорганической линзы с «прослойкой» из люминофорной композиции. Последняя, ввиду абсолютно ровной поверхности подложки кристалла по причине отсутствия контактов (показано на рис. 2а), представляет собой подобие отрезка клейкой ленты определенной толщины с необходимым содержанием люминофора, которая подобно ламинированию наклеивается на указанную поверхность. Простота и высокая технологичность нанесения этого покрытия — это еще одно важное достоинство примененного flip-chip — метода установки кристалла. Однако при таком способе нанесения люминофора торцы кристалла, через которые выводится хоть и небольшая, но ощутимая доля излучения, могут остаться незакрытыми. Это приведет к появлению значительной доли исходного синего света в боковых областях пространственной диаграммы распределения силы света. Чтобы такого не случилось, размер «лоскута» ленты с люминофором несколько больше, чем размер кристалла, поэтому она перегибается через его грани и закрывает торцы. Это заметно по оставшемуся следу на отсоединенной от кристалла линзе вместе с люминофором, показанному на рис. 2б стрелками. Но для полной «герметизации» этой оптической системы от просачивания синего излучения, а также для механического крепления вся полость под линзой, не занятая кристаллом заполнена непрозрачным компаундом (рис. 2а). Большинство подобных технологических приемов применяется с целью оптимизации процесса нанесения люминофора и одновременной минимизации неравномерности колориметрических характеристик по фотометрическому телу светодиода. Анализ последних, как показатель того, насколько указанные приемы оказались успешными, будет проведен позже. А на этом этапе изучения конструкции светодиода также следует обратить внимание и на саму установку кристалла методом flip-chip.

Рис. 1. Внешний вид светодиода Lh451B

Рис. 2.
а) Светодиод Lh451B со снятой линзой и люминофорным покрытием кристалла;
б) «оттиск» кристалла на поднутрении отсоединенной линзы с люминофором

Как говорилось выше, крайне важным моментом, принципиально отличающим такую установку от прежнего варианта, является существенное снижение теплового сопротивления p-n-переход — подложка светодиода. В классическом случае применения кристалла на подложке из сапфира (Al2O3) (с приваркой контактных проводников) основным элементом, на откуп которому отдавалось значение указанного теплового сопротивления, был компаунд (эпоксидный клеевой состав), служащий креплением кристалла к подложке (основанию) светодиода. Вдобавок тепло от активной области должно было передаться на этот компаунд через сам сапфир. Со временем эта система, подвергающаяся сильным механическим напряжениям при нагреве и остывании, расшатывалась, и ее тепловое сопротивление значительно увеличивалось. Все это приводило к перегреву активной области и в результате к ускоренной деградации параметров излучения. При установке кристалла описанного дизайна методом flip-chip, все эти слабые места тепловой схемы светодиода отсутствуют. Таким образом, значения теплового сопротивления p-n-переход кристалла на Al2O3 — подложка светодиода, исчисляющиеся единицами, а не десятками °C/Вт, стали вполне реальными. И даже хорошо заметные на рис. 3 следы припайки кристалла в светодиоде Lh451B, имеющие существенные по площади области, не заполненные припоем, по-видимому, мало влияют на эти значения. Такой вывод можно сделать, если обратить внимание на содержание таблицы 1, в которой представлены результаты измерений теплового сопротивления образцов светодиодов. Измерения сделаны при рекомендованном спецификацией режиме +25 °C. При этом можно наблюдать не только практическое совпадение полученных и декларируемых значений, но и их истинную малую абсолютную величину. Это говорит о высокой эффективности примененного метода установки кристалла и о его надежности.

Рис. 3. Топология контактных площадок подложки светодиода Lh451B и оставшиеся на них следы припайки кристалла (показаны стрелками)

Таблица 1. Результаты измерений теплового сопротивления образцов светодиодов
Образец Потребляемый ток If, мА Тепловое сопротивление Rt,
°С/Вт, полученное
Тепловое сопротивление Rt,
°С/Вт, по D.Sh.
Lh451B 350 4,2 4,0
Lh451B 700 7,6

Другие данные по полученным и декларируемым значениям параметров приведены в таблице 2. Можно заметить, что подавляющему большинству из них свойственно очень близкое соответствие. Следует отметить, что спецификация составлена по принципу так называемого «горячего бининга», когда параметры указываются при температуре активной области кристалла Tj = +85 °C, характерной для реальных условий эксплуатации светодиода. Это обстоятельство заставляет производителя быть гораздо честнее и минимизирует «лукавство» по декларации «высоких» характеристик в наиболее выгодных температурных условиях светодиода. Однако даже при таких обстоятельствах значения, например, световой эффективности имеют очень высокий уровень при соответствующих плотностях тока. Некоторые косвенные параметры, такие как КПД (доля электроэнергии, преобразованной в излучение) или спектральная световая эффективность, являются типичными для приборов такого класса.

Таблица 2. Данные по полученным и декларируемым значениям параметров светодиодов Lh451B
Тип светодиода Lh451B — 3535 SPHWh3L3D30CD4RTP3 D2R4P1
Параметры Полученные Полученные Норма по D.S.
(при Tj = +85 °C)
Режим 350 мА
(при Tj = +85 °C)
700 мА
(при Tj = +85 °C)
350 мА
Мощность излучения, Вт 0,45 0,82  
Световой поток, лм 154,7 282,3 160-170
(мин. 288 при 0,7 А)*
Сила света максимальная, кд 46,95 86,7  
Сила света осевая, кд 46,88 86,6  
Освещенность по оси на расстоянии 2 м, лк 11,7 21,7  
Сила излучения максимальная, Вт/ср 0,136 0,251  
Угол излучения 2Q0,5Iv, град. 0-0 127,52 128,44 124
0-90 130,32 126,84 124
средний 2Q0,5Iv 128,92 127,64 124
Угол излучения 2Q0,1Iv, град. 154,41 153,66 175
Потребляемый ток, A 0,35 0,7 0,35
Напряжение питания статическое, В 2,774 2,909 2,6-2,8
Напряжение питания импульсное, В 2,877   2,8
Потребляемая мощность статическая, Вт 0,971 2,036 0,980
Потребляемая мощность импульсная, Вт 1,007   0,980
Световая эффективность статическая, лм/Вт 159,34 138,63 >163
Световая эффективность импульсная, лм/Вт 153,63   >163
Температура p-n-перехода Tj, °С 85 85 85
Относительная сила света, кд/клм 303,4 307,1  
КПД светодиода, % 46,1 40,17  
Спектральная световая эффективность, лм/Вт 345,4 345,0  
Энергетическая освещенность
по оси на расстоянии 2 м, Вт/м2
0,034 0,063  
Длина волны максимальная, нм 449,5 449 452
Длина волны центроидная, нм 557,5 557  
Ширина спектра излучения по уровню 0,5Р, нм 179,5 180,5 170
Ширина спектра излучения по уровню 0,1Р, нм 261,5 262,5 250
Координаты цветности X 0,3529 0,3519 0,35
Y 0,3727 0,3716 0,362
Z 0,2744 0,2765  
Доля ОСПЭЯ относительно V(λ), % 61,5 61,8  
Индекс цветопередачи Ra (CRI) 71,6 71,8 >70
Коррелированная цветовая температура (ССТ), K 4794 4825 5000 (R4)
Цветовая температура по Планку (приведенная), K 4276 4383  

Примечание: * — в даташите подразумевается допуск указанного светового потока ±7%.

По колориметрическим характеристикам предоставленные образцы также оказались в соответствии со значениями, указанными в спецификации. Так, например, коррелированная цветовая температура (КЦТ) крайне близка к заявленной для этого ранка, а координаты цветности находятся, хотя и в области верхней границы, но в пределах бина, определенного при сортировке на производстве, что иллюстрирует рис. 4. Следует отметить, что даже удвоение тока через кристалл не привело к сколь-нибудь значимым изменениям КЦТ, и это свидетельствует о значительном запасе динамики изменения тока относительно штатного значения в 350 мА. Хотя именно о КЦТ и ее трактовке в настоящем исследовании стоит сказать особо. Дело в том, что масштабные споры о методах ее определения у светодиодов и в устройствах на их основе так и не привели к некоему конструктивному и единому мнению. Поэтому порой результаты измерений ее значений у одних и тех же источников могут отличаться. Как известно, вся проблема с этим решением основана на существенной неравномерности спектрального состава излучения светодиода в зависимости от угла излучения. Основная причина тому — несовершенство методов нанесения люминофорного покрытия, первичная и вторичная оптика, а также имеющаяся неравномерность плотности светового потока по площади кристалла. С одной стороны, очевидно, что, обладая узким (в 1 град.) полем зрения, наш глаз не может интегрировать световой поток не только от всей, но и даже от небольшой доли пространственной диаграммы излучения, поэтому важно, чтобы обозначенное значение КЦТ было одинаково по всей диаграмме (иначе оно не будет соответствовать спецификации). Но с другой стороны, если декларировать именно КЦТ суммарного потока источника, то тогда действительно можно говорить об интегральном значении КЦТ независимо от ее неравномерности распределения. По мнению автора, наиболее справедливым результатом рассуждения о корректности сути КЦТ окажется условие, при котором первая ситуация будет характеризовать осветительные приборы, а вторая — источники света. Вероятно, благодаря именно этой трактовке «соломонова решения» о методике измерений, с января 2016 г. в ГОСТ Р 54350-2015 отсутствует требование по измерению КЦТ интегральным методом. Это, по сути, значительно ужесточает требование по неравномерности КЦТ, поскольку она может быть измерена в любой точке фотометрического тела и должна оставаться в рамках заявленного значения, что обеспечить в большинстве случаев крайне затруднительно. Но по смыслу — гораздо правильнее и логичнее. Это заключение как раз касается именно осветительных приборов, стандарт на методы измерений которых и приведен в примере, этим же подтверждаются предыдущие предположения о трактовке КЦТ. Как обстоят дела с этим вопросом у светодиодов Lh451B от фирмы Samsung и что сулит их применение в осветительных приборах с точки зрения описанной проблемы, удобнее рассмотреть по соответствующим результатам измерений.

Рис. 4. Координаты цветности исследуемого светодиода:
а) данные спецификации, параметры бина приведены на сноске графика;
б) измеренные значения на цветовом графике МКО-31 для зоны белого цвета

На рис. 5 показана та самая зависимость коррелированной цветовой температуры от угла излучения, о которой речь шла выше. График зависимости составлен таким образом, что можно проследить изменение КЦТ в каждой области абсолютной диаграммы углового распределения силы света с обозначенными на ней значениями и саму зависимость КЦТ от угла излучения, отложенную по второй оси Y. Прежде всего, стоит отметить, что, несмотря на указанное на графике и в таблице 2 интегральное значение КЦТ, ее разброс (от центра диаграммы до углов по уровню 0,1Ф, где Ф — световой поток светодиода) составил порядка 2500 К. Причем благодаря форме диаграммы этот разброс относительно самого интегрального значения практически симметричен в обе стороны углов.

Рис. 5. Зависимость коррелированной цветовой температуры от угла излучения:
а) в режиме 350 мА;
б) в режиме 700 мА

Из приведенных результатов очевидно, что полученную неравномерность КЦТ невозможно назвать незначительной, даже если ограничить ее оценку углами -60…+60°, где сосредоточена основная доля светового потока. С точки зрения ответа на вопрос о причинах такого разброса оказалась полезной зависимость, показанная на рис. 5б, измеренная при удвоенной (относительно рис. 5а) плотности тока. Можно заметить, что график CCT(Q) на этой диаграмме более линеен, что означает бóльшую равномерность плотности мощности излучения по площади кристалла. Это можно объяснить большим приложенным напряжением, приводящим к увеличению эффективности излучения в периферийных зонах активной области кристалла, имеющего значительную площадь. Приведенные рассуждения подтверждают и полученные при измерениях значения углов излучения, отличающиеся на несколько градусов при описанных режимах тока именно в средней области диаграммы (по уровню 2Q0,5Iv), как и показывает таблица 2. Однако на абсолютное значение разброса КЦТ это обстоятельство практически не повлияло. Последнее означает, что примененный метод нанесения люминофорного состава не в полной мере учитывает обозначенную выше неравномерность плотности светового потока (мощности излучения) кристалла, а имеющаяся кремнийорганическая линза, хотя и обладает незначительной оптической силой, все же катализирует эффект неравномерности КЦТ. Можно предположить, что и в случае применения исследуемых светодиодов в составе осветительного прибора, в особенности содержащего вторичную оптику, он будет обладать аналогичной неравномерностью КЦТ по углу излучения. Но если вернуться к анализу соответствия измеренных в исследовании характеристик светодиодов декларируемым и рассуждать с позиции того, что в документе подразумевается интегральное значение КЦТ (если можно так выразиться — «КЦТ светового потока»), то, как было сказано выше, здесь имеется полное соответствие (табл. 2, рис. 5).

Несколько слов о результатах исследования электрических параметров. Описанные в начале статьи преимущества светодиода с кристаллом, установленным методом flip-chip, касаются и электрических характеристик. Прежде всего, это — минимально возможное прямое напряжение. Отсутствие дополнительных токоведущих проводников, неизбежных потерь на далеко не идеальной проводимости сварных соединений, значительная площадь контактных площадок и эвтектический сплав с высокой проводимостью — все это звенья цепи увеличения КПД преобразования электроэнергии в излучение у flip-chip — установленного кристалла. Безусловно, все эти обстоятельства положительно сказываются на значении световой эффективности светодиода и ее зависимости от прямого тока. Однако организация равномерности растекания тока по площади кристалла в применяемом типе кристаллов относительно дизайна вертикальной структуры — более проблемная, и поэтому не может обеспечить эту равномерность в большом диапазоне приложенных напряжений. Это также служит основной причиной обозначенной выше неравномерности плотности светового потока по площади кристалла. Также следует отметить высокую крутизну вольт-амперной характеристики, имеющей такую форму благодаря минимальному паразитному сопротивлению цепи «выводы светодиода — активная область кристалла». А низкое дифференциальное сопротивление (порядка 0,5 Ом при токе 350 мА) обеспечивает высокие динамические нагрузки (использование на больших токах в импульсном режиме). Учитывая малую площадь светодиода для передачи тепла внешнему радиатору, скорее всего, именно это и имела в виду компания Samsung, указывая в спецификации возможность светодиода работать на токах до 1500 мА и даже до 2000 мА при скважности импульсов 10. Более наглядно об этих выводах расскажет рис. 6. Однако нужно отдать должное производителю в том, что при оценке срока службы светодиодов по методике LM80, в спецификации указано время испытания 10 000 ч при токе 1 А и температуре (скорее всего — Tj), равной +105 °C. По результатам многочисленных исследований аналогичных светодиодов, например в [3, 4], на предмет прогноза деградационной характеристики, эта информация крайне близка к истине. Следовательно, можно сделать вывод, что и другие, не участвующие в настоящем исследовании параметры и их значения приведены корректно и на них вполне можно ориентироваться при выборе этого семейства светодиодов для применения в светотехнических устройствах.

Рис. 6. Вольт-амперные характеристики:
а) измеренная;
б) указанная в спецификации;
в) — измеренные зависимости дифференциального сопротивления и потребляемой мощности от прямого тока (характеристики измерены при Tj = +25 °C)

Литература
  1. S. G. Nikiforov. Photometric Method of Study of Semiconductor Heterostructures. // Inorganic Materials, 2011, Vol. 47, No. 14.
  2. E. К. Наими, С. Г. Никифоров, О. И. Рабинович, В. П. Сушков. Влияние ультразвуковой вибрации на деградацию светоизлучающих диодов на основе InGaN // Материалы электронной техники. 2009. №1.
  3. Rabinovich O. I., Nikiforov S. G., Sushkov V. P., Shishov A. V. New results of InGaN LED simulation // Proceedings of SPIE — The International Society for Optical Engineering, Volume 6468, 2007, Article number 64680U
  4. С. Г. Никифоров. Прогноз срока службы и изменения параметров промышленных светодиодов при наработке с помощью фотометрического метода // Инновации и инвестиции. 2015. №1.

Статья об устройстве и принципах работы светодиодов

 

С 1963 года, когда был изобретен первый светодиод, началась активная работа над этим изделием. Из года в год технологии совершенствовались, и теперь светодиоды стали одним из самых популярных товаров на рынке осветительных приборов. Более того, было разработано несколько технологий производства, что создает дополнительные вопросы у покупателей. В данной статье будет раскрыта тема светодиодов как устройства в целом, а также будут разъяснены нюансы каждой из существующих технологий производства.

 

Светодиод и его устройство

 

Начнем с того, что выясним, что же такое светодиод. Итак, это изделие представляет собой полупроводниковый кристалл. В то время, когда на него подается электрический ток, возникает фотонное свечение за счет наличия у кристалла электронно-дырочного перехода (p-n переход). Углубляясь в физику, можно сказать, что при наличии энергии электроны с отрицательным зарядом устремляются к носителю положительного заряда. Это и создает световое излучение.

При этом специфическое свечение диодов, которое коренным образом отличается от свечения обычных лампочек, достигается за счет использования химического состава. На кристалл наносится люминофор, позволяющий добиться белого света. Без этого материала излучение было бы монохромным (синего, желтого или красного цвета).

Светодиоды типа DIP

Первые диоды производились по технологии DIP (dual in-line package). Рассмотрим их подробнее.

Чаще всего светодиод такого типа реализован в виде пластиковой или стеклянной колбочки. Внутри корпуса располагается катод с кристаллом, от которого к аноду протянут тонкий провод. Для подключения светодиода от катода и анода выведены металлические «ножки» за пределы корпуса. За плюс отвечает длинная ножка, а за минус короткая.

Помимо этого, довольно часто встречается конструкция, при которой в одну колбочку помещено сразу три кристалла (красный, синий и зеленый). В этом случае изделие оснащается управляющим микрочипом.

Для работы светодиодов типа DIP не требуется много энергии, поэтому их часто применяют при производстве уличных светодиодных экранов. Также такие диоды мы привыкли видеть на новогодних гирляндах.

Тем не менее технология активно развивалась и вскоре были разработаны SMD светодиоды.

Светодиоды типа SMD

У диодов такого типа отсутствуют ножки, так как они устанавливаются непосредственно на плату и припаиваются или приклеиваются специальным клеем. Размеры SMD светодиодов также меньше предшественников, поэтому их гораздо чаще применяют при обустройстве интерьера.

На сегодняшний день SMD-светодиоды считаются самыми популярными на рынке. За счет одновременного расположения кристалла и контактов на подложке, которая отводит тепло, светодиоды можно расположить достаточно близко друг к другу. Это актуально в тех случаях, когда их используют при производстве LED-экранов. Качество пикселя в этом случае в несколько раз лучше.

Особенностью технологии считается то, что люминофор располагается между кристаллом и линзой, отвечающей за рассеивание света. Такая конструкция позволяет исключить ультрафиолетовый диапазон и добиться необходимой световой температуры.

Светодиоды типа COB

Из самых последних разработок можно выделить светодиоды типа Chip-On-Board. Конструкция подобных диодов предполагает подложку из алюминия, на которую может устанавливаться несколько десятков кристаллов. Для крепления полупроводниковых элементов используется специальный клей, а затем кристаллы равномерным слоем заливаются люминофором.

Благодаря такой конструкции получается равномерное освещение без теней и темных пятен.

Эта технология также имеет несколько другую конструкцию, в которой вместо алюминиевой подложки используется стеклянная. Светодиоды типа Chip-On-Glass используются в приборах, рассчитанных на напряжение 220 В.

 

Принцип работы светодиода

Любой светодиод вне зависимости от технологии, по которой он выполнен, имеет один и тот же принцип работы.

Свечение происходит в кристалле за счет взаимодействия разнонаправленных зарядов. Электроны устремляются к «дыркам» (носителю положительного заряда) и создается свечение с выделением тепла. Для качественной работы светодиодов и большому сроку их службы требуется система отвода тепла. Поэтому в колбочке, где размещаются светодиоды, находится специальный газ с высокой теплопроводностью. Именно за счет этого от колбочки отводится тепло, накапливаемое при работе светодиода.

MUZMART

Sony ‘Crystal LED’ MicroLED-дисплеи устанавливают на OLED-телевизоры

Наборы в верхней части нашего списка лучших OLED-телевизоров будут дрожать на своих кронштейнах, потому что внезапно появятся всевозможные новые технологии отображения, чтобы захватить их высококонтрастную корону. Sony – вторая компания на выставке CES 2021, которая анонсирует новые экраны MicroLED, которые она называет «Crystal LED», вслед за тем, как Samsung анонсирует свои собственные наборы.

Новые кристаллические светодиодные дисплеи Sony B-Series и C-Series в настоящее время предназначены исключительно для профессионального использования в модульной форме, но это не означает, что эти экраны MicroLED должны быть отклонены, потому что технология все еще может появиться. претенденты на попадание в наш список лучших телевизоров будущего.

Технология Samsung MicroLED TV начиналась как очень похожая модульная технология, известная как The Wall, в конце концов, а теперь она распространяется на обычные телевизоры различных размеров.

Кристаллический светодиодный дисплей Sony B-Series делает упор на яркость и, очевидно, демонстрирует на пике невероятные 1800 нит. Учитывая, что большинство OLED в настоящее время имеют пиковую яркость около 800 нит, это серьезное преимущество Crystal LED по сравнению с OLED, тем более что MicroLED должен предлагать такой же глубокий черный цвет, что и OLED.

Также обнадеживает то, что Sony работала над включением таких опций, как воспроизведение с частотой 120 Гц, а это означает, что любые будущие игровые телевизоры с этими панелями будут готовы к лучшему, что могут предложить PS5 и Xbox Series X.

Серия B была создана в сотрудничестве с Sony Pictures Entertainment и специально разработана для использования в виртуальных декорациях и студиях. Антибликовое покрытие означает, что он идеально подходит для таких установок, как цифровые фоновые экраны, используемые для Mandalorian, и, без сомнения, будет использоваться во многих других сериях в будущем.

• Оцените лучших игровых телевизоров
Где купить PS5

С другой стороны, серия C отличается максимальным контрастом с потрясающим соотношением 1 000 000: 1. Хотя оба решения в настоящее время предназначены для корпоративного использования, такого как офисы, автосалоны и студии, это не означает, что технология MicroLED всегда будет недоступна.

(Изображение предоставлено Sony)

«Поскольку мы постоянно стремимся приблизиться к нашим клиентам и решать их проблемы, мы реализовали функции и преимущества, которые они больше всего ценят, на дисплее microLED с прямым обзором», – говорит Тереза. Алессо, президент подразделения Sony Electronics Pro.

Следующим шагом в этом направлении, несомненно, станет работа этой новой технологии Crystal LED в большем количестве потребительских настроек. Хотя у нас не у всех есть деньги, чтобы превратить стену в кристаллический светодиодный дисплей, технологию MicroLED можно использовать в домашних телевизорах, но в настоящее время это дорогостоящее мероприятие.

Помимо выбора размера шага пикселя, экраны серий B и C также оснащены новым запатентованным процессором Sony и поддерживают изображения 4K и HDR. В процессоре X1 for Crystal LED используется та же технология, что и в линейке Sony Bravia, чтобы обеспечить нужный уровень масштабирования и целостности изображения.

Эти модульные блоки будут доступны для коммерческого использования летом этого года, и пока нет доступных цен, но ясно, что это будет лишь вопросом времени, когда мы увидим новую технологию Sony Crystal LED в небольших дисплеях. включая лучшие телефоны и лучшие умные часы. У OLED остались годы, но MicroLED очень скоро появится.

По крайней мере, у нас есть время, чтобы сэкономить…

Если вы ищете новый телевизор и хотите убедиться, что вы получаете лучшую цену, ознакомьтесь с нашими постоянно обновляемыми лучшими предложениями на телевизоры .

Sony представляет новую линейку улучшенных и более практичных светодиодных дисплеев на кристалле

В последние годы на выставках AV-шоу по всему миру не привлекала больше внимания ни одна технология отображения, чем хрустальные светодиодные экраны Sony.

Благодаря своим колоссальным размерам экрана и потрясающе яркому, живому, но в то же время контрастному изображению, Crystal LED неизменно выглядел как видение будущего, которое любой фанат AV отчаянно хотел бы попасть в свою гостиную или театральную комнату.

Хотя до появления Crystal LED для домашней мечты еще может потребоваться несколько лет, две новые серии Crystal LED, которые только что представила Sony, значительно продвинулись в том, чтобы сделать впечатляющую технологию отображения бренда более практичной, более доступной и, что самое главное, более гибкой. с точки зрения типов сценариев использования, которые он может поддерживать.

Ожидается, что новые хрустальные светодиодные экраны Sony серии B понравятся создателям фильмов и телешоу за … [+] создание «виртуальных локаций». Тем более, что они могут иметь изогнутую форму.

Фото: Sony

Специально разработанные для удовлетворения широкого круга требований бизнеса и творческой индустрии, новые модели Crystal LED серии C и B по-прежнему основаны на модульной конструкции, что означает, что их экраны строятся путем соединения модулей меньшего размера.Но они вводят новые функции обработки видео и дизайна, которые значительно упрощают работу с ними, чем с любыми ранее светодиодными экранами Crystal.

Во-первых, в основе технологии Micro LED, лежащей в основе Crystal LED, будет лежать в обеих новых сериях новый процессор X1 For Crystal LED. При этом используются огромные ноу-хау в области изображения, которые используются в процессорах X1, разработанных для телевизоров Sony премиум-класса Bravia, и адаптируются / оптимизируются для работы с Crystal LED.

Процессор также будет сопровождаться новой системой драйверов, в которой оба работают вместе, чтобы обеспечить лучшее масштабирование и резкость, улучшенное воспроизведение движения благодаря признанной технологии обработки Sony Motionflow (до 120 кадров в секунду) и 22-битной Super Bit Mapping для создание исключительно чистых, чистых цветовых градиентов.

Вид сзади на новый модуль Crystal LED от Sony

Фото: Sony

Что касается установки, то новые кристаллические светодиоды серий C и B улучшают своих предшественников, предлагая доступ спереди для установки и обслуживания. Это означает, что вам больше не нужно оставлять достаточно места в задней части экрана, чтобы инженеры могли получить доступ к модулям Crystal LED сзади.

Новые экраны также были спроектированы таким образом, что вам больше не нужны ни уникальные инструменты, ни специальные навыки для их установки.Это, в сочетании с тем фактом, что гораздо проще поставлять очень большой экран в виде серии легких модулей, чем готовую статью, действительно открывает потенциальную сеть распространения для новой экранной технологии Sony.

Наконец, по оценкам Sony, установка светодиодных экранов C-серии C и B займет примерно треть меньше времени, чем их предшественники. Что, например, получается из-за того, что 220-дюймовый экран может быть установлен менее чем за день всего двумя людьми.

Различия между двумя новыми сериями светодиодных экранов Crystal в основном основаны на шаге пикселей и на том, на чем фокусируются они – на контрасте или яркости.Таким образом, экраны серии C премиум-класса будут предлагать коэффициент контрастности более миллиона к одному при максимальной яркости 800 кд / м2 и шаге пикселей 1,2 мм. С другой стороны, B-Series повысит яркость вплоть до 1800 кд / м2, но снизит контраст до уровня, который Sony просто характеризует в своих технических характеристиках как «хороший». Между тем, шаг пикселя B-Series увеличивается до 1,5 мм.

Хотя на этом изображении показан новый светодиодный экран Crystal в зале заседаний компании, вам нужно только прищуриться… [+] немного превратить его в домашний кинотеатр королевских размеров мечты …

Фото: Sony

B-Series также получит экран с низким коэффициентом отражения, который, вместе с их акцентом на яркость, делает их потенциально возможной опцией, которую Sony ожидает использовать для киностудий и телестудий для мгновенного предоставления «виртуальных» мест для съемок.

Наконец, в сериях C и B впервые реализованы безвентиляторные конструкции с кристаллическим светодиодным экраном, что позволяет им работать бесшумно и потреблять значительно меньше энергии, чем их предшественники.

Чтобы дать вам некоторое представление о вариантах, доступных с новыми модульными системами Crystal LED, с опцией C-Series с шагом пикселя 1,2 мм вы можете получить 16-модульный экран Full HD размером 110 дюймов. Или 220-дюймовый экран 4K, состоящий из 64 модулей. Или 400-дюймовую (!) Конфигурацию 8K x 2K, состоящую из 128 блоков.

В то же время, с серией B вы будете смотреть на 137-дюймовый экран с разрешением Full HD, состоящий из 25 модулей, или на 275-дюймовый экран для собственного 4K, состоящего из 100 модулей.

Ожидается, что поставки новой серии Crystal LED от Sony начнутся летом. Ценообразование пока официально не обсуждается, хотя мне было высказано предположение, что обе новые серии будут более доступными, чем предыдущие модели Crystal LED. Однако, учитывая размеры задействованных экранов и тот факт, что Sony по-прежнему продает их в значительной степени исключительно как корпоративные, бизнес-продукты или продукты для кинопроизводства, вероятно, будет справедливо предположить, что если вы спросите, сколько они стоят, они re, вероятно, не будет для вас.

Eyes на технологии дисплеев Sony CLED (Crystal LED): Samsung – не единственный игрок в игре Micro LED

.

TechHive впервые познакомился с технологией Micro LED, когда Samsung продемонстрировал свою версию на выставке CES в январе 2018 года. На прошлой неделе Sony Pictures пригласила меня посетить показ фильма Men in Black: International в одном из залов кинотеатра Jimmy. Стюарт-билдинг, расположенный на главной площади студии в Калвер-Сити, Калифорния. Это было достаточно круто, но когда я узнал, что изображение будет отображаться на дисплее Sony CLED (Crystal LED) в расширенном динамическом диапазоне, я был гораздо более взволнован.

Небольшая предыстория Sony Crystal LED

CLED – это версия Micro LED-дисплея Sony. Основной принцип довольно прост: каждый пиксель образован кластером из трех крошечных светодиодов – красного, зеленого и синего. Таким образом, Micro LED – это технология эмиссионного дисплея, подобная OLED. Но Micro LED может получить на ярче, чем OLED, что делает его идеальным для воспроизведения изображений HDR.

В дополнение к очень высокой яркости, Micro LED может достигать сверхглубоких уровней черного, потому что светодиоды могут быть индивидуально и мгновенно затемнены или выключены по мере необходимости.Sony CLED идет еще дальше, размещая светодиоды для каждого пикселя в центре черной ячейки. Фактически, три светодиода вместе имеют площадь всего 0,003 квадратных миллиметра и занимают только 1 процент площади каждой ячейки, остальные 99 процентов являются чисто черными. Эта конструкция не только обеспечивает великолепный черный цвет, но и минимизирует отражение окружающего света, а также обеспечивает очень широкий угол обзора.

Sony

Фактические светодиоды в панели Sony CLED занимают только 1 процент площади каждого пикселя; остальные 99 процентов – чистый черный.

Конечным результатом является заявленный коэффициент контрастности более 1000000: 1 с максимальной яркостью 1000 нит. Еще более впечатляюще то, что весь экран может излучать 1000 нит, в отличие от практически всех других типов дисплеев, которые уменьшают количество света, которое они излучают, поскольку для максимальной светоотдачи требуется большая часть экрана.

Что касается цвета, Sony CLED утверждает, что воспроизводит 140 процентов sRGB, что составляет примерно 100 процентов от DCI / P3. Он также поддерживает 10-битный цвет и частоту кадров до 120 кадров в секунду.

Отличительной чертой светодиодных дисплеев Micro является их плиточная конструкция. Полный экран состоит из множества связанных между собой плиток или модулей, поэтому конечный экран может быть практически любого размера. Удивительно, но швы между плитками большую часть времени совершенно незаметны. Их можно увидеть – едва-едва – в определенных условиях, например, когда дисплей выключен и на нем светит яркий свет, но я никогда их не видел при просмотре видеоконтента.

Каждая плитка Sony CLED, получившая название ZRD-2, имеет размеры около 16 x 18 x 4 дюйма (Ш x В x Г) и содержит 320 x 360 пикселей с шагом пикселя 1.26мм. Плитки устанавливаются в большую раму и выравниваются с помощью лазера, образуя сплошной цельный экран.

Sony

Модуль ZRD-2 является строительным блоком для экранов CLED практически любого размера.

Поскольку шаг пикселя фиксированный, окончательное разрешение зависит от количества используемых фрагментов – другими словами, чем больше экран, тем выше разрешение. В штаб-квартире косметической компании Shiseido в Иокогаме, Япония, установлен экран CLED размером 66 x 18 футов с разрешением 16K x 4K.

Тайлы управляются одним или несколькими контроллерами ZRCT-200, каждый из которых контролирует до 72 тайлов ZRD-2 с комбинированным разрешением 3840 x 2160. ZRCT-200 подключается к 12 тайлам с помощью кабелей RJ45, а остальные плитки соединены гирляндной цепью с помощью кабелей того же типа.

Система растрирования Sony CLED

Экран CLED, который мы видели, имеет размеры 16,5 x 9 футов с разрешением 4096 x 2160, в общей сложности используется 78 плиток ZRD-2 и два контроллера ZRCT-200. По словам ведущего, исполнительного вице-президента и технического директора Sony Pictures Дона Эклунда, максимальная светоотдача экрана, который мы собирались увидеть, составляла 800 нит, а коэффициент контрастности был «всего» 100 000: 1.Даже с такими характеристиками, меньшими, чем максимальные, экран потребляет до 7 киловатт энергии!

Аудиосистема не менее интересна. Поскольку экран не является акустически прозрачным, за ним нельзя размещать динамики. Вместо этого есть три динамика над экраном и еще три под ним, а сложная цифровая обработка сигнала делает звук исходящим от самого экрана. На мой слух, это было на удивление успешным. Шесть передних динамиков, два сабвуфера и DSP были предоставлены QSC, в то время как существующие динамики объемного звучания в комнате завершили 5.1 система.

Скотт Уилкинсон / IDG

В Sony Pictures есть три динамика QSC над экраном CLED и три под ним, а также два сабвуфера QSC на полу.

Сам фильм был взят из мастера домашнего видео HDR10 с максимальной яркостью 1200 или 1300 нит. Самые яркие моменты были снижены до 800 нит для этого скрининга с использованием общей системы цветокоррекции под названием DaVinci Resolve, но остальные уровни яркости были оставлены в покое. Окончательный файл был закодирован как DCP (Digital Cinema Package) с использованием HDR10 и воспроизведен с сервера DCP.

Перед началом просмотра Дон рассказал нам об еще одной модификации, которую они внесли в этот конкретный файл фильма – его частота кадров составляла 48 кадров в секунду (кадров в секунду), что вдвое превышает нормальную кинематографическую скорость. Почему это было? Ведь фильм был снят с частотой 24 кадра в секунду.

Оказывается, дрожание – заикание движущихся объектов и панорамирования камеры, характерное для съемки со скоростью 24 кадра в секунду – становится гораздо более нежелательным, когда общая яркость намного выше, чем обычно. Это эффект человеческого восприятия, который не имеет ничего общего с процессом создания фильма (кроме использования относительно низкой частоты кадров).Таким образом, некоторые из наиболее ярких сцен были «оценены по движению», чтобы уменьшить дрожание.

Скотт Уилкинсон / IDG

За занавеской в ​​кинозале CLED в Sony Pictures можно увидеть модули ZRD-2, собранные в рамную конструкцию.

Градация движения – это сложная форма интерполяции кадров без ужасного эффекта мыльной оперы (SOE), благодаря которому фильмы, отправляемые на дисплей со скоростью 24 кадра в секунду, выглядят как видео, которое обычно снимается со скоростью 30 кадров в секунду. Sony использовала программный пакет TrueCut от Pixelworks, который предоставляет элементы управления для регулировки количества дрожания, размытия и «ощущения» частоты кадров (в данном случае 24 кадра в секунду, чтобы избежать SOE), одновременно удваивая фактическую частоту кадров в процессе.Необработанные части фильма просто удваивались по кадрам, так что весь файл составлял 48 кадров в секунду.

При разрешении 4096×2160 соотношение сторон экрана составляет 1,83: 1. Соотношение сторон фильма составляет 1,85: 1, поэтому он занимает практически весь экран. Конечно, мастер домашнего видео имеет горизонтальное разрешение 3840, которое было масштабировано до 4096 для этого специального просмотра. Я ожидал, что это немного смягчит изображение, но я не заметил ничего подобного; мне он показался острым как бритва. Это также было сделано в DaVinci Resolve, который обеспечивает отличное масштабирование.

Убей свет!

Когда погас свет и начался фильм, сразу стало очевидно, что этот показ будет чем-то особенным. Раньше было мгновенное полноэкранное белое межстраничное объявление, и оно было очень ярким. Фактически, общая яркость фильма была очень высокой, особенно в сценах, снятых в белой комнате в штаб-квартире MIB и в пустыне недалеко от Марракеша.

Конечно, есть и мрачные сцены; например, ночные снимки лондонского городского пейзажа с яркими точками света в зданиях.В этих сценах темнота ночи была исключительно глубокой, в то время как точечные огни были довольно яркими без ореолов, как вы могли бы видеть на ЖК-дисплее FALD (полный массив, локальное затемнение). Кроме того, одно или два полноэкранных черных межстраничных объявления были практически идеальными, из-за чего экран полностью исчезал в темной комнате для просмотра.

Несмотря на то, что части фильма были оценены по движению, я все же увидел гораздо больше дрожания и размытости в ярких сценах, чем обычно. Как я упоминал ранее, некоторые из самых ярких сцен были оценены по движению, но на это пришлось всего 18 минут фильма, потому что у команды было очень мало времени, чтобы сделать это перед этим просмотром.

Sony

Контроллер ZRCT-200 объединяет до 72 модулей ZRD-2 в единое целое.

После фильма они проиграли несколько клипов до и после оценки движения, чтобы мы могли увидеть разницу. Было очевидно, что этот процесс значительно улучшил дрожание, но это было не идеально. И я предполагаю, что некоторые яркие сцены были с градацией движения , а не , что привело к гораздо более заметному дрожанию в этих сценах.

Однако в целом изображение было совершенно потрясающим.Яркость, уровень черного, цвет и детализация были необычайными, балуя меня обычными кинопрезентациями – даже Dolby Cinema, который в остальном мой любимый. Благодаря яркости ЖК-телевизора с поддержкой HDR и уровням черного OLED, CLED предлагает лучшее из обоих миров и гораздо больше, чем любой проекционный дисплей.

Как относительно новая технология, CLED довольно дорога – примерно 10 000 долларов за модуль, в результате чего цена 78-модульного экрана, который мы наблюдали, составляет около 780 000 долларов.Это много денег, поэтому неясно, будет ли он установлен в коммерческих кинотеатрах и когда. Смогут ли экспоненты позволить себе это и окупить затраты в разумные сроки? Поможет ли Sony субсидировать это, поскольку многие крупные студии субсидируют переход от кинопленки к цифровой проекции? Мы увидим. Кроме того, существует возможность установки CLED в домах, но я уверен, что это останется прерогативой сверхбогатых в течение некоторого времени.

Говоря о домашних установках, мы также видели немного бейсбольного мяча, записанного с DirecTV в UHD и HLG HDR.Как и в фильме, изображения были просто великолепны. Я не заметил почти такой же дрожи на этих изображениях, возможно, потому, что они были сняты со скоростью 60 кадров в секунду. Кроме того, несколько снимков были сделаны с камер HD / SDR, и разница была очевидна даже при хорошем апскейлинге.

Мне ясно, что Micro LED в целом и Sony CLED в частности представляют будущее видеодисплеев. Эта технология предлагает настоящий HDR и сверхвысокое разрешение на очень больших экранах, открывая двери практически безграничным возможностям.Я с нетерпением жду возможности увидеть его в коммерческих кинотеатрах и домашних инсталляциях.

Примечание. Когда вы покупаете что-то после перехода по ссылкам в наших статьях, мы можем получить небольшую комиссию. Прочтите нашу политику в отношении партнерских ссылок для получения более подробной информации.

Sony Crystal LED возвращается домой

Когда Sony Crystal LED дебютировала в индустрии индивидуальной установки на выставке CEDIA Expo 2019, великолепное разрешение 4K и 219-дюймовая панель на дисплее всколыхнули множество голов, а затем бросили много челюстей своей ценой . Эта конкретная выставка стоила 877 000 долларов. Как сказал Джон Шакка в заключение своего шоу: « Yowza!

Итак, в то время как Crystal LED (или CLED) оценивался не по цене в большинстве домов, он сделал себе имя в коммерческих приложениях, включая корпоративные выставочные залы, вестибюли и производственные помещения, такие как кинозал эталонного уровня в кампусе Netflix в Лос-Анджелесе. Анхелес.

Тем не менее, Ясин Чаудри, менеджер по продажам AVIR, Inc., в Палм-Дезерт, Калифорния, был восхищен этой технологией, когда испытал ее на InfoComm 2018, и когда его давний клиент домашнего кинотеатра спросил его, что нового в технологии отображения , он был готов со своим ответом.

«Этот клиент всегда интересовался технологиями и модернизацией театра», – говорит Чаудри. «Когда дом был первоначально приобретен, первым дисплеем, установленным для замены проектора с тремя пушками и экрана 4×3, была 103-дюймовая плазменная панель Panasonic.Затем, несколько лет спустя, мы заменили его на 100-дюймовый телевизор Sony 4K. В прошлом году клиент спросил: «Есть ли на рынке что-нибудь новое, что мне следует рассмотреть?»

ВЕРХНИЙ: Комната перед обновлением CLED со 100-дюймовым телевизором Sony 4K. ВНИМАНИЕ: Комната с новым 174-дюймовым светодиодным экраном Sony Crystal и нишами с подсветкой «вверх-вниз».

«Я объяснил ему технологию CLED – и осторожно упомянул, насколько это дико дорого и что потребуется для установки. . Нам пришлось бы создать пространство за экраном для обслуживания, а это означало, что нам пришлось бы переделать комнату.Кроме того, я объяснил, что это продукт Sony, и что Sony собирается его установить. Я думаю, что это было для него ключевой особенностью – это не было чем-то, что можно было просто купить с полки и установить. Это было то, что Sony разработала, установила и ввела в эксплуатацию для него. Это было огромной выгодой для проекта.

«Я пригласил клиента испытать Crystal LED в DMPC (Digital Motion Production Center) в Глендейле. Вот и все – клиент был предан проекту.”

Под «преданностью» Чаудри имеет в виду: «он был так взволнован, обсуждая возможности, что, чтобы увидеть, достаточно ли места для установки экрана CLED, который требовал дополнительных 54 дюймов, он схватил пилу Skill и начал резать стены. в соседней ванной, расположенной за его нынешним кинотеатром ». К счастью, стену можно было переместить, чтобы освободить необходимое пространство, и тут все началось.

Концептуальный 3D-рендеринг помещения AVIR.

Разрушение и строительство

Генеральный подрядчик заказчика, Том Латроп из Lathrop Development, Inc., курировал демонстрацию и реконструкцию помещения. «Чтобы получить необходимый зазор, мы должны были войти в комнату на расстоянии одного фута, в общей сложности 54 дюйма от передней части экрана до задней стены CMU», – говорит Чаудри. «У вас есть очень удобный 36 дюймов позади CLED, чтобы ходить и работать внутри». Компания Lathrop Construction построила индивидуальные ниши и обеспечила необходимую привязку каркаса CLED к конструкции дома. Это важный шаг, чтобы панели никогда не сдвигались.

Впечатляющий экран диагональю 174 дюйма в 2.Соотношение сторон 35: 1, ширина 13,2 фута и высота 6 футов. Первый ряд сидений, все от Fortress Seating, находится в 12 футах от передней части CLED, а задние сиденья – в 24 футах от экрана.

Конструкция для добавления места за экраном для доступа.

Когда комната была подготовлена, пришло время ввести Sony.

При таком большом количестве различных подразделений Sony приобрести CLED было непросто – даже для такого давнего дилера Sony Diamond, как AVIR. Поскольку эта версия CLED предназначена для коммерческого рынка, дилеры CI должны получить разрешение на продажу ее в жилых помещениях.

Как только Sony признает, что интеграционная фирма подходит для работы с CLED и разрешает им продавать продукт, интегратор начинает работать с несколькими людьми в Sony, чтобы помочь реализовать проект. На этапе проектирования можно выбрать одного из производителей рам для работы. Для этого проекта AVIR выбрал Draper, который предложил более экономичное решение для комнаты.

«Что касается цен на продукты CLED, Sony предоставляет вам полный набор опций», – говорит Чаудри.«Итак, если вы посмотрите на таблицу цен, она не только включает панели и контроллер CLED, но также включает варианты с пятилетней гарантией от Sony (вы можете выбрать уровень обслуживания, который хотите приобрести), раму, монтаж рамы и установка CLED, а также калибровка и ввод в эксплуатацию.

Команда Sony устанавливает экран.

«В процессе установки я не мог попросить лучшего партнера для работы, чем Sony. Ребята, которых они присылают, являются промышленниками; они делают дела очень быстро.От начала до конца серьезных проблем не было ».

Нельзя сказать, что на этом пути не было никаких перегибов, особенно с учетом того, что это одна из первых жилых установок CLED в истории. Когда видеостены, подобные этой, устанавливаются в коммерческих помещениях, обычно есть много «помощников», чтобы справиться с перемещением множества коробок. В жилом помещении курьеры бросают все на подъездной дорожке, а вы должны забирать это оттуда – 2200 фунтов, +100 ящиков позже, все переносили по дому и спускались на два лестничных пролета в середине SoCal лето.

Будучи первой инсталляцией Sony в жилых помещениях, их команда не привыкла выбирать масштабатор для проектов инсталляции. Для прошлых коммерческих развертываний такие организации, как Amazon, Apple и другие, имеют инженерные группы, которые разрабатывают контент и выбирают правильный продукт, соответствующий конкретному приложению. Для AVIR быть первопроходцем также означало быть разработчиком стандартов и выбирать наиболее подходящее для нужд клиента.

Крис Боуден, инженер AVIR и ведущий установщик этого проекта, остановил свой выбор на скейлере Lumagen Radiance и оптоволоконном кабеле Tributaries Vega.Кроме того, он добавил компьютер, монитор и клавиатуру в задней комнате, прикрепленные к экрану. «Если это понадобится в будущем, Крис хотел иметь возможность запускать программное обеспечение для калибровки панелей CLED», – говорит Чаудри.

Питание CLED обеспечивается тремя цепями на 20 А 208 В с разрывными кабелями от крышек с сердечником L6-20. Компания AVIR также добавила кондиционер в подсобку, чтобы поддерживать температуру ниже 82 градусов по Фаренгейту.

Номер с видом

Каким бы очаровательным ни был экран, этот домашний кинотеатр предлагает что-то, в какую бы сторону вы ни смотрели – от нестандартных сидений Fortress в стиле Rolls Royce до вафельного потолка, который был оригинальным архитектурным дизайном комнаты, до уникальных стенных ниш на по обе стороны от пространства.

«Клиент поручил мне сделать снимок, который воспроизводит расположение его дома», – говорит Чаудри. «На изображениях, которые я снял и которые вы видите в боковых нишах, расположены« окна »на северо-востоке и юго-западе. Слева от дома клиента проходит пешеходная тропа с видом на пустыню. Я запечатлел этот вид на восходе солнца над дном пустыни. Это будет тот же вид на долину, который вы увидите из внутреннего дворика клиента. С другой стороны, это выглядит «долиной вверх». Перед зданием клуба росли три пальмы, и клиент попросил меня сфотографировать их на закате.

Экран CLED и три пальмы на закате.

«Мы распечатали изображения на экранах, а затем подсветили их светодиодными лампами с регулируемой яркостью, чтобы воспроизвести вид снаружи».

Боковые ниши и освещение, как и остальная часть кинотеатра, контролируются Crestron. Используя пульт, клиент может воссоздать восход или закат в комнате, затемняя одну сторону больше, чем другую. Они переходят в сплошной черный цвет, когда клиент смотрит фильм.

Что касается аудио, то у клиента был 7.1-канальная система, которую он изначально собирался оставить в комнате, несмотря на модернизацию экранных технологий. Однако после установки CLED он решил перейти на систему Dolby Atmos, которую сейчас устанавливает для него AVIR, используя динамики Wisdom Audio, сабвуферы JL Audio, а также усиление и обработку McIntosh.

Шаг в мой телевизор

Благодаря высокой цене и технологии, которая до сих пор использовалась исключительно для коммерческих объектов, ожидания клиентов были высокими.К счастью, и Crystal LED, и AVIR с этим справились. «Клиент очень доволен», – говорит Чаудри. «Самый большой удар, который он получает от этого, – это спрашивать людей, хотят ли они увидеть внутреннюю часть его телевизора, а затем он проводит их за угол и открывает дверь, чтобы показать им заднюю часть CLED, что так же потрясающе. как спереди! Это определенно разговоры в городе – или, по крайней мере, в сообществе, в котором он живет ».

Задняя часть CLED почти так же впечатляет, как и передняя!

Чаудри, чей первый проект уже позади, видит в будущем AVIR еще больше проектов CLED.«Sony ввела нас в новые разговоры о своих новых сериях CLED B и C, разработанных с учетом требований интеграторов в жилых помещениях», – говорит он. «Напротив, это в значительной степени продукт« лизать и прилипать ». За ним не нужно места; Новая рама представляет собой серию вертикальных и горизонтальных опор, которые привинчиваются непосредственно к стене, а панели CLED крепятся непосредственно к этой конструкции. В общем, в этой первой установке по-прежнему используется лучший продукт Sony CLED – аналогичный тому, что они используют для мастеринга фильмов – предлагая первоклассный домашний кинотеатр студийного качества.

«В настоящее время я работаю над 3D-рендерингом для двух других залов CLED, а также для других проектов театрального дизайна, но мне пришлось замедлиться из-за продолжающихся обсуждений с Sony относительно нового и перспективного оборудования и технологий».

В связи с технологическими изменениями и улучшениями в Crystal LED, а также с изменениями цен, AVIR продолжит сотрудничество с Sony, чтобы помочь в продвижении по пути к большему количеству установок CLED в жилых помещениях в будущем.


AVIR CLED Краткое описание установки

Экипаж:

  • Майк Остер, владельцы Гордона Спилберга, AVIR
  • Ясин Чаудри, отдел продаж и дизайна AVIR
  • Крис Боуден, ведущий инженер и монтажник, AVIR
  • Том Латроп, Lathrop Development, Inc., генеральный подрядчик
  • Команда Sony: Нил Мановиц, Джефф Голдштейн, Джейсон Меткалф, Джейсон Сэвидж, Джон Гарменди и Стив Банашек
  • AVIR / региональный представитель Sony. Даррен Колотилюк с Моррисом Тэйтом
  • Jose Vasquez-Vintage Шкафы для нестандартного окружения и каркаса

Примечания к передаче:

  • Размер экрана: диагональ 174 дюйма; 13,2 футов шириной 6 футов высотой 40 шкафов
  • Питание для Sony CLED: три цепи 20 А 208 В (две точки подключения и заземление) с отключаемыми кабелями от колпачков L6-20 с сердечником
  • Крепость для сидения
  • Динамики Wisdom Audio: L8i L / R P6i C – 4 встраиваемых динамика P4i и 4 потолочных динамика ICs7 – 2 сабвуфера JL Audio Fathom 12
  • Процессор
  • McIntosh Audio MX123; Усилители MC312, MM8077, M1254
  • Источники: Kaleidescape, DirecTV, Roku, Apple TV, DVD-плеер Sony 4K
  • Обработка: Wisdom SC3 для калибровки Дирака и Lumagen Radiance для масштабирования видео
  • Пульт управления Crestron CP3 и TSR310
  • Проектирование, строительство, сдача в эксплуатацию: 15.02.20-10 / 31.20

Подписка

Чтобы получать больше подобных новостей и быть в курсе всех наших ведущих новостей, функций и аналитических материалов, подпишитесь на нашу рассылку новостей здесь.

Sony представляет дисплеи Crystal LED C-series и B-series

Обе серии доступны в двух размерах пикселя, чтобы удовлетворить различные потребности в установке.

Sony Electronics, Inc. выпустила модульные светодиодные дисплеи серии C (высокая контрастность) и B (высокая яркость). Оба доступны с двумя размерами шага пикселя – P1,26 мм и P1,58 ​​мм – для удовлетворения различных требований при установке.

Обе серии оснащены процессором качества изображения «X1 for Crystal LED», который включает технологию управления светодиодами, разработанную для Sony Crystal LED, и технологию обработки сигналов, которой славятся телевизоры Sony Bravia.Дисплеи обеспечивают реалистичные крупномасштабные изображения, сохраняющие целостность изображения как вблизи, так и на расстоянии.

Дисплеи обеспечивают улучшенный контент с повышенным масштабом, сохраняя при этом высокое разрешение, плавное изображение без артефактов, без размытия движения и впечатляющую градацию оттенков. Основные моменты также включают широкий угол обзора и широкую цветовую гамму, а также различные входные сигналы, включая HDR, HFR (120 кадров в секунду) и 3D.

Каждый дисплей состоит из модульных плиток без рамок, которые можно масштабировать в соответствии с различными размерами, макетами и разрешениями.Благодаря легкому весу и обтекаемой конструкции дисплей может быть установлен в различных конфигурациях, включая настенный и изогнутый.

«Sony уже более 60 лет создает незабываемые изображения и увлекательный опыт, который вдохновляет и стимулирует любопытство авторов», – говорит Тереза ​​Алессо, президент профессионального подразделения Sony Electronics. «Поскольку мы постоянно стремимся решать проблемы наших клиентов, мы реализовали функции и преимущества, которые они больше всего ценят, в микро-светодиодном дисплее с прямым обзором.”

Crystal LED C-серии обеспечивает высокую контрастность 1000000: 1. Он имеет темно-черное покрытие, оптимизированное для широкого спектра применений, включая корпоративные выставочные залы, вестибюли и центры обслуживания клиентов.

Crystal LED B-series обеспечивает высокую яркость (1800 кд / м 2 ), идеально подходит для ярких помещений, демонстрируя реалистичные изображения с широкой цветовой гаммой. Эта серия имеет антибликовое покрытие с матовым покрытием, которое особенно идеально подходит для производственных приложений, включая виртуальные декорации и студийные декорации.Серия B была разработана в сотрудничестве с Sony Pictures Entertainment, чтобы отразить потребности авторов.

Обе серии безвентиляторные, что обеспечивает бесшумную работу, и оснащены блоком питания 100–240 В переменного тока, что обеспечивает повышенное удобство использования.

Sony Crystal LED C-серии и B-серии уже доступны.

Подпишитесь на профессиональные продукты Sony в Facebook, Twitter и Instagram.

Будьте в курсе American Cinematographer на Facebook, Twitter и Instagram.

Новый кристаллический светодиодный телевизор Sony с разрешением 16K теперь доступен по цене – Robb Report

Когда падает новый защитный бокс, это всегда одно и то же упражнение: экран становится больше, разрешение – лучше, а дизайн – смелее.Действительно, бренду сложно выделиться. Если вы не Sony и новый телевизор, который вы продаете, размером с городской автобус Нью-Йорка, а также может похвастаться неслыханным экраном 16K.

Ранее в этом году, когда Sony представила колоссальный 63-футовый телевизор – самый большой экран с разрешением 16K в своем роде – в ее поле зрения были коммерческие кинотеатры. Но, эй, почему театры должны получать все самое интересное? Вчера японский технический титан объявил, что система светодиодных дисплеев Crystal будет доступна для установки в домашних условиях.

Лучшая часть? В системе используется модульная технология, что означает, что она может соответствовать практически любому желаемому размеру и разрешению – от 16 футов 4K до невероятных 63 футов 16K. Конечно, мы выбираем последний, который имеет в четыре раза больше пикселей по горизонтали, чем телевизор 4K, и в восемь раз больше, чем телевизор с высоким разрешением 1080p. Перевод: Он доставляет потрясающую картинку в гигантское пространство.

Предоставлено Sony

«Crystal LED обеспечивает контрастность более миллиона к одному, самые точные уровни освещенности, низкое тепловыделение и качество изображения, которое просто захватывает дух.Предлагая дисплей в модульной конфигурации, потребители теперь имеют новую захватывающую возможность перехода от домашних проекционных систем к телевизорам с большим экраном », – сказал Майк Фасуло, президент и главный операционный директор Sony North America.

Технология микро-светодиодов работает как OLED, но модули, каждый из которых имеет размер 16 × 18 дюймов при разрешении 360 x 360 с тремя крошечными светодиодами на пиксель, намного ярче, обеспечивая яркость 1000 нит, даже если они вдвое меньше. ширина человеческого волоса.Экран также может похвастаться 99-процентной черной поверхностью для обеспечения высокой контрастности и высокого разрешения; изображения без размытия с высокой частотой кадров до 120p; и угол обзора почти 180 градусов.

Как и следовало ожидать, установка стоит недешево. Хотя Sony еще не объявила цены, по сообщениям, каждый модуль стоит около 10 000 долларов. Это означает, что устройство 4K (которое имеет 72 модуля) будет стоить около 720 000 долларов, в то время как экран 16K (с 576 модулями) может стоить до 5 миллионов долларов, согласно Engadget .Но подумайте о билетах в кино, которые вы сэкономите, если у вас дома будет кинотеатр.

Хрусталь, светодиоды, люстры | Лампы Plus

Хрустальные, светодиодные, люстры | Лампы Плюс

Фильтровать по:

  • Форма
  • Заканчивать
  • Размер
  • Цена
  • Цвет
  • распродажа
    • В продаже
    • Ежедневные продажи
    • Предметы оформления
    • Открытая коробка
  • использование
  • Количество огней
  • Марка
  • Рейтинг клиентов
  • Специальные
    • Самый популярный
    • Бесплатная доставка
    • Отправка в тот же день
    • Лампы Плюс Эксклюзивный продукт
    • Лампы плюс неэксклюзивный продукт

Back To Top

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх