По оценкам многих специалистов, уже к 2007-2008 гг. светодиоды должны подешеветь настолько, что станут составлять реальную конкуренцию лампам накаливания, галогенным и т.п. А это падение цен описывается как десятикратное! Причем, даже сейчас, при нынешних ценах, многие специалисты из области рекламы отмечают тот факт, что, несмотря на высокую стоимость светодиодных решений (таких, как, например, рекламные телепанели), их дальнейшая эксплуатация, траты на ремонт и электрическую энергию делают их более выгодными, по сравнению с обычными на сегодня источниками света. И это правда.

А что такое светодиод?

В принципе, можно ответить, что это обычный полупроводниковый прибор с p-n-переходом. То есть, на самом деле это полупроводниковый диод, как мы знаем из школьного курса физики, состоящий из двух частей полупроводникового кристалла с различной проводимостью, одна с избытком электронов - "n-тип", вторая с избытком дырок - "p-тип". При подключении к такому прибору внешнего источника питания плюсом к р-части через него потечет ток, при этом встреча электронов и "дырок" (момент рекомбинации) может рождать как нагрев, так и подразумевать выделение световых квантов (фотонов). То есть, если для обычного диода световое излучение является побочным эффектом, то для светодиода это принцип его работы. И хотя впервые это явление в далекие 20-е годы исследовал О. В. Лосев, наблюдавший свечение кристаллов карборунда (карбид кремния SiC), промышленное применение эти устройства нашли в 60-х, когда были созданы светодиоды с красным и желто-синим свечением и применялись только в целях индикации.

Далее ситуация развивалась по двум существенным направлениям, а именно - расширение цветового спектра и увеличение внешнего квантового выхода (грубо говоря, яркости). Последнее, кстати, развивалось во многом благодаря и советским ученым, а именно - небезызвестному сейчас нобелевскому лауреату Жоресу Алферову. В принципе, мы тут не будем вдаваться в техническую суть этих вопросов - в этом сегменте было достаточно много открытий и революций.

Светодиоды обладают небольшими требованиями к питанию, при этом эффективны в силу своей структуры, например, в ламах накаливания много энергии тратится на нагрев, а само их свечение очень сильно "распыляется" по цветовому спектру, затрагивая, в основном, инфракрасную область. В светодиодах такого нет, ток напрямую преобразуется в фотоны и свет получается только с определенными длинами волн. В этом и вся прелесть данных устройств - большой КПД и высокая точность управления.

Но развитие светодиодов в массовой технике сдерживалось тем ограничением, что не было устройств, способных излучать синий цвет, для того, чтобы замкнуть круг RGB, для того, чтобы с помощью этого арсенала средств создать устройства, способные к воспроизведению абсолютно любого цвета. То есть на базе уже изобретенных устройств можно было сделать яркий светофор (красный, желтый, зеленый), но получить другие цвета, в том числе белый, оставалось проблемой.

И она была решена лишь несколько лет назад ученым Ш. Накамурой из компании Nichia Chemical. Все три цвета RGB есть! Появились даже трехцветные светодиоды, которые сейчас и используются в дорогих световых панелях, но они достаточно дороги. Белый цвет можно получить как из комбинации трех светодиодов, так и при использовании одного трехцветного (на трех кристаллах разного цвета), но есть и еще более простое решение. Дело в том, что если синий светодиод покрыть желтым люминофором, мы получим в итоге белый цвет свечения. И еще один метод - возбуждение трехслойного люминофора светодиодом ультрафиолетового спектра.

Причем все эти открытия принадлежат практически нашему времени и до их практического воплощения осталось несколько лет.

В результате мы получаем уникальные источники света, в которых существует максимальная эффективность использования, выраженная в большой светоотдаче, низком электропотреблении, высокой надежности.

Рабочий ресурс светодиода составляет 12 лет непрерывной работы или 100000 часов. Ни одно из используемых ныне световых устройств не дает таких возможностей.

Причем, как вы понимаете, светодиоды вместо простых индикаторов стали выполнять функции освещения. Например, у вас в мобильных телефонах и многих электронных устройствах подсветка экрана осуществлена отнюдь не лампой накаливания.

Где используются светодиоды сейчас?

• Подсветка для электронных устройств. В частности, сейчас ими будут подсвечиваться новые модели телевизоров.
• Все виды наружной световой рекламы. В принципе, в будущем планируется заменить светодиодами подсветку городских зданий, то есть архитектурная и ландшафтная подсветка, но сейчас вы можете видеть вывески, щиты, световые короба и др.
• Замена неоновых источников света.
• Дизайн мебели и интерьеров различных помещений.
• Полноцветные дисплеи для больших видеоэкранов (телепанелей).
• Внутреннее и внешнее освещение в автомобилях, грузовиках и автобусах.
• Дорожные знаки и светофоры.

Чем это все грозит?

Если светодиоды подешевеют, как об этом говорится, в 10 раз, то в будущем мы заменим все источники света на... Земле.

Кристофер,
christopher@tut.by