Philips разработал светодиодный аналог 75-ваттной лампы накаливания

[DmitriyZ]

Алексей и Валерий спасибо.
Теперь добавлю информацию. Полагался на Ивана и TL-Led, которые не смогли обосновать свою точку зрения, и пришлось всё искать самому.
Как бы многие из Вас не "плевались" в сторону Wikipedia, но на английском есть большое количество хороших статей.
В статье про люминофор, указаны принципы работы, деградация и какие используются типы люминофоров для светодиодов. Остановимся на каждом пункте подробнее.
Общий принцип работы.

A material can emit light either through incandescence, where all atoms radiate, or by luminescence, where only a small fraction of atoms, called emission centers or luminescence centers, emit light. In inorganic phosphors, these inhomogeneities in the crystal structure are created usually by addition of a trace amount of dopants, impurities called activators. (In rare cases dislocations or other crystal defects can play the role of the impurity.) The wavelength emitted by the emission center is dependent on the atom itself, and on the surrounding crystal structure.

The scintillation process in inorganic materials is due to the electronic band structure found in the crystals. An incoming particle can excite an electron from the valence band to either the conduction band or the exciton band (located just below the conduction band and separated from the valence band by an energy gap). This leaves an associated hole behind, in the valence band. Impurities create electronic levels in the forbidden gap. The excitons are loosely bound electron-hole pairs that wander through the crystal lattice until they are captured as a whole by impurity centers. The latter then rapidly de-excite by emitting scintillation light (fast component). In case of inorganic scintillators, the activator impurities are typically chosen so that the emitted light is in the visible range or near-UV where photomultipliers are effective. The holes associated with electrons in the conduction band are independent from the latter. Those holes and electrons are captured successively by impurity centers exciting certain metastable states not accessible to the excitons. The delayed de-excitation of those metastable impurity states, slowed down by reliance on the low-probability forbidden mechanism, again results in light emission (slow component).

Материал может излучать свет любо путём нагревания, где все атомы излучают свет, либо путём люминесценции, где только небольшая часть атомов, называемые центрами эмиссии или центрами люминесценции излучают свет. В неорганических люминофорах эти неоднородности в кристаллической структуре создаются обычно при добавлении ультра малого количества легирующих примесей, примеси называются активаторами. (В редких случаях дислокационные дефекты или другие дефекты кристалла могут играть роль примеси.) Длина волны испускаемая центром эмиссии зависит от самого атома, и от окружающих кристаллических структур.

Сцинтилляционный процесс в неорганических материалах обусловлен электронной зонной структурой основанной в кристаллах. Влетающие частицы могут возбуждать электрон из валентной зоны или зоны проводимости или экситонной зоны (находится чуть ниже зоны проводимости и отделена от валентной зоны запрещённой зоной). Это оставляет связанные "дырки" сзади, в валентной зоне. Примеси создают электронные уровни в запрещенной зоне. Экситоны слабо связанные электронно-дырочной парой, которые дрейфуют по кристаллической решетке, пока не будут полностью захвачены примесными центрами. Последний затем быстро снимает возбуждение, испуская сцинтилляционный свет (быстрая компонента). В случае неорганических сцинтилляторов, активатор примесей, как правило, подбирается так, что излучаемый свет в видимом диапазоне или ближнем УФ, где фотоэлектронный умножитель является эффективным. "Дырки" связаны с электронами в зоне проводимости не зависящей от последних. Эти "дырки" и электроны захватываются последовательно примесными центрами возбуждая определенные метастабильные состояния, недоступные для экситонов. Задержка снятия возбуждения этих метастабильных примесных состояний, сокращает зависимость от маловероятных запрещенных процессов, опять же приводя к световому излучению (медленная компонента).

Phosphor degradation

Many phosphors tend to lose efficiency gradually by several mechanisms. The activators can undergo change of valence (usually oxidation), the crystal lattice degrades, atoms - often the activators - diffuse through the material, the surface undergoes chemical reactions with the environment with consequent loss of efficiency or buildup of a layer absorbing either the exciting or the radiated energy, etc.

The degradation of electroluminescent devices depends on frequency of driving current, the luminance level, and temperature; moisture impairs phosphor lifetime very noticeably as well.

Деградация люминофора.
Многие люминофоры имеют тенденцию терять эффективность обособленными процессами. Активаторы могут подвергнуться изменению валентности (как правило из-за окисления), кристаллическая решетка деградирует, атомы - часто активаторов - диффундируют через материал, поверхность подвергается химической реакции с окружающей средой с последующей потерей эффективности или наращиванием слоя поглощающего, захватывающего или излучающего энергию, и т.д.

Деградация электролюминесцентных устройств зависит от частоты управляющего тока, уровня освещенности и температуры; влажность ухудшает срок жизни люминофора также очень заметно.

White LEDs

White light-emitting diodes are usually blue InGaN LEDs with a coating of a suitable material. Cerium(III)-doped YAG (YAG:Ce3+, or Y3Al5O12:Ce3+) is often used; it absorbs the light from the blue LED and emits in a broad range from greenish to reddish, with most of output in yellow. The pale yellow emission of the Ce3+:YAG can be tuned by substituting the cerium with other rare earth elements such as terbium and gadolinium and can even be further adjusted by substituting some or all of the aluminium in the YAG with gallium. However, this process is not one of phosphorescence. The yellow light is produced by a process known as scintillation, the complete absence of an afterglow being one of the characteristics of the process.

Some rare-earth doped Sialons are photoluminescent and can serve as phosphors. Europium(II)-doped β-SiAlON absorbs in ultraviolet and visible light spectrum and emits intense broadband visible emission. Its luminance and color does not change significantly with temperature, due to the temperature-stable crystal structure. It has a great potential as a green down-conversion phosphor for white LEDs; a yellow variant also exists. For white LEDs, a blue LED is used with a yellow phosphor, or with a green and yellow SiAlON phosphor and a red CaAlSiN3-based (CASN) phosphor.[12][13][14]

White LEDs can also be made by coating near ultraviolet (NUV) emitting LEDs with a mixture of high efficiency europium based red and blue emitting phosphors plus green emitting copper and aluminium doped zinc sulfide (ZnS:Cu,Al). This is a method analogous to the way fluorescent lamps work.

Белые светодиоды
Белые светодиоды это обычно синие светодиоды InGaN с покрытием из подходящего материала. Часто используемый Церий(III)- легированный алюминиево-иттриевым гранатом (YAG:Ce3+ или Y3Al5O12:Се3+); он поглощает свет от синего светодиода и излучает в широком диапазоне от зеленоватого до красноватого, причем большая часть выходит желтым светом. Бледно-желтые выбросы Се3+:YAG могут быть настроены путем замещения церия другими редкоземельными элементами, такими как тербий (Tb) и гадолиний (Gd) и даже может дополнительно скорректирована замещением части или всего алюминия в YAG галлием (Ga). Однако этот процесс не является люминесценцией. Желтый свет вырабатывается процессом, известным как сцинтилляция, полное отсутствие послесвечения является одной из характеристик процесса.

Некоторые редкоземельных легированные Сиалоны (керамические сплавы на основе элементов кремния (Si), алюминия (Al), кислорода (O) и азота (N)) являются фотолюминесцентными и могут применяться в качестве люминофоров.

Сообщение от http://en.wikipedia.org/wiki/Sialon

Керамика сиалона специальный класс высокотемпературных огнеупорных материалов, высокой прочности (в т.ч. при высоких температурах), хорошей термостойкости и исключительной устойчивости к увлажнению и коррозии жидких металлов по сравнению с другими тугоплавкими материалами, такими как глинозём (Al2O3). Сиалоны имеют высокую износостойкость, низкий коэффициент теплового расширения и хорошую стойкость к окислению до ~1000 градусов по Цельсию.

Европий(Eu II)- легированный β-сиалоном поглощает в ультрафиолетовом и видимом спектрах и излучает интенсивное широкополосное видимое излучение. Его яркость и цвет не меняется существенно с температурой, из-за температурной стабильностью кристаллической структуры. Он имеет большой потенциал как зелёный понижающий частоту люминофор, для белых светодиодов; желтый вариант тоже существует. Для белых светодиодов, синий светодиод используется с желтым люминофором, или с зеленым и желтым люминофором сиалона и красным CaAlSiN3- основой (CASN) люминофора. [12] [13] [14]

Белые светодиоды могут быть сделаны путем покрытия светодиодов излучающих ближний ультрафиолет (NUV) смесью высокой эффективности европия (Eu) основанные на красном и синем излучающих люминофорах плюс излучающем зеленым люминофором из меди и алюминия легированных сульфидом цинка (ZnS:Cu,Al). Это метод, аналогичен работе люминесцентных ламп.

Если есть ошибки в переводе, прошу поправить.

Скорее всего Филипс покрыл лампочку дешёвым, чувствительным к температуре, люминофором, что даёт неплохой дизайн, рассеивающий свет.
TL-led, AGBARK Вам правильно сказал. Вы демонстрируете отсутствие знаний по теме при отсутствии желания разобраться, посмотреть подумать и отвечать мотивированно, показывая себя с плохой стороны.

[DmitriyZ]

Слова Ивана имеют место быть только для УФ диодов покрытых 3хслойным люминофором

A blue-emitting phosphor must be combined with green and red phosphors to create white light when UV or near ultraviolet (NUV) LED is used. Although a large number of oxide-based phosphors emit an intense blue color under UV or NUV light excitation, the high thermal quenching or thermal degradation is a serious problem if they are used in
white LEDs (e.g., BaMgAl10O17:Eu2+ [44]). Ce3+ - or Eu 2+ -activated oxynitride blue phosphors undergo little thermal degradation and have strong absorption of UV or NUV light, enabling them to be alternative candidates for white LEDs. In the following, three types of blue-emitting oxynitride phosphor (i.e., LaAl(Si6zAlz)N10zOz:Ce3+, a-sialon:Ce3+, and (Y,La)-Si–O–N:Ce3+) will be described.

[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]

Иван, TL-led сможете возразить? )))

[TL-led]

Сообщение от DmitriyZ

Иван, TL-led сможете возразить? )))

А чего возражать то???

твердотелый люминофор которого еще наверное и в производстве нет...

мы тут разбираем серийную продукцию и технологии а не возможности будущего

цветные светодиоды тоже есть с рабочей температурой до 200 градусов, но пока войдут в серию ... будут светодиоды с эффективностью 250 люм/ватт и они попросту будут не нужны

что мешает производить белые светодиоды с такой рабочей температурой ?

[DmitriyZ]

TL-led, технологии в руках держал и держу, это высший пилотаж, хотя может я сейчас обожествляю, надо найти и недостатки и попросить их изучить и принять меры.
Рабочая температура - та температура при которой светодиод может генерировать свет. Деградация кристалла будет при этом крайне быстрая, также цветные светодиоды изготавливаются без использования люминофора, хотя, учитывая его развитие, могут использовать сиалон уже в ближайшем будущем. Цветные светодиоды и белые создаются на основе разных элементов таблицы Менделеева, у которых разные свойства и особенности.
рабочая температура это температура в установившемся режиме, по тем спецификациям на которые Вы ссылались такого нет температуры в установившемся режиме.
Мешает деградация кристалла, и не исключено, что люминофор начинает стареть быстрее. А так подвержены температуре только трёхслойные люминофоры для УФ диодов. Об этом я говорил выше.

[DmitriyZ]

[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]
Очень интересная статья! (осторожно, английский язык) американцы тестировали светодиодные лампочки на ретрофитах.

Сам отчёт
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]

[KALAN]

Твердое нет! Соотношение ЦЕНА-КАЧЕСТВО не хорошее получается. Многие знают об этом. Тема старая её уже обсуждали. Поиском по нашему форуму можно Вам заняться!
Мнение мое. Перед тем, как ставить на голосование, изучите вопрос.
Как потребитель. Мне эта лампа не нужна и я не один такой. Пенсионеров половина России. О чем вы? Задержка у Вас почти в два года. Извините, это совет и все!
Удачи в "трудном деле" -продвижении СД ламп! ! !

[KALAN]

Странно! Я не голосовал еще! Нажимаю "кнопочку", и вижу сообщение, что я уже проголосовал. Удивляюсь!
Парни, модераторы, админы и ......р. Ерунда получается. Можно узнать, почему? Прошу простить за беспокойство!
Да, чуть не забыл. Надо же свой голос оставить. Конечно - НЕТ!

[TL-led]

Сообщение от DmitriyZ

Деградация люминофора.
Многие люминофоры имеют тенденцию терять эффективность обособленными процессами. Активаторы могут подвергнуться изменению валентности (как правило из-за окисления), кристаллическая решетка деградирует, атомы - часто активаторов - диффундируют через материал, поверхность подвергается химической реакции с окружающей средой с последующей потерей эффективности или наращиванием слоя поглощающего, захватывающего или излучающего энергию, и т.д.

Деградация электролюминесцентных устройств зависит от частоты управляющего тока, уровня освещенности и температуры; влажность ухудшает срок жизни люминофора также очень заметно.
Белые светодиоды

И так, что мы имеем:

• изменение валентности
• диффундируют атомы
• разрушение решетки
• влажность

изменение валентности, влажность, контакт с окружающей средой практически можно исключить тк люминофор защищен силиконом

остается :
кристаллическая решетка деградирует, атомы - часто активаторов - диффундируют через материал
эти процессы напрямую зависящие от температуры (чем выше тем быстрей происходит)

и опять же все сходиться к температуре

теперь чип и люминофор
металл и порошок
кто сильней подвержен температурным изменениям кристаллической решетки ...