Содержание
Что такое LED?
13 Января 2009
Интерес к светодиодам растет быстрее, чем территория их применения в светотехнике. Производители и потребители, продавцы и покупатели — все как будто замерли на старте, боясь отстать от других. И только дизайнеры уже вовсю пользуются уникальными возможностями светодиодов. Давно прошло то время, когда светодиоды были интересны одним лишь ученым. Теперь тема про светодиодные светильники у всех на слуху. Говорят, за ними будущее. Но, может статься, ожидания преувеличены? Узнать бы поточнее!
|
|
1. Что такое светодиод?
Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение.
Кстати, по-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.
2. Из чего состоит светодиод?
Из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные свето-диоды, применявшиеся для индикации. Конструкция мощного светодиода серии Luxeon, выпускаемой компанией Lumileds, схематически изображена на рисунке.
Конструкция светодиода Luxeon фирмы Lumileds lighting
3. Как работает светодиод?
Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Значит, прежде всего нужен p-n-переход, то есть контакт двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтакт-ные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.
Но не всякий p-n-переход излучает свет. Почему? Во-первых, ширина запрещенной зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона. Во-вторых, вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой, для чего полупроводниковый кристалл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противоречат друг другу.
Реально, чтобы соблюсти оба условия, одного р-п-пе-рехода в кристалле оказывается недостаточно, и приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры, так называемые гетероструктуры, за изучение которых российский физик академик Жорес Алферов получил Нобелевскую премию 2000 года.
4. Означает ли это, что чем больший ток проходит через светодиод, тем он светит ярче?
Разумеется, да. Ведь чем больше ток, тем больше электронов и дырок поступают в зону рекомбинации в единицу времени. Но ток нельзя увеличивать до бесконечности. Из-за внутреннего сопротивления полупроводника и p-n-перехода диод перегреется и выйдет из строя.
5. Чем хорош светодиод?
В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. Действительно, светодиод (при должном теплоотводе) мало нагревается, что делает его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист,что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК-излучения, как правило, отсутствуют. Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 5 — 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод — низковольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.
6. Чем плох светодиод?
Только одним — ценой. Пока что цена одного люмена, излученного светодиодом, в 100 раз выше, чем галогенной лампой. Но специалисты утверждают, что в ближайшие 2 — 3 года этот показатель будет снижен в 10 раз.
7. Когда светодиоды начали применяться для освещения?
Первоначально светодиоды применялись исключительно для индикации. Чтобы сделать их пригодными для освещения, необходимо было прежде всего научиться изготавливать белые светодиоды, а также увеличить их яркость, а точнее светоотдачу, то есть отношение светового потока к потребляемой энергии.
В 60-х и 70-х годах были созданы светодиоды на основе фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зеленой, желтой и красной областях спектра. Их применяли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различных системах визуализации информации. По светоотдаче светодиоды обогнали обычные лампы накаливания. По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Одно было плохо — не существовало све-тодиодов синего, сине-зеленого и белого цвета.
К концу 80-х годов в СССР выпускалось более 100 млн светодиодов в год, а мировое производство составляло несколько десятков миллиардов.
8. От чего зависит цвет светодиода?
Исключительно от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника, и от легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.
9. Какие трудности пришлось преодолеть ученым, чтобы изготовить голубой светодиод?
Голубые светодиоды можно сделать на основе полупроводников с большой шириной запрещенной зоны — карбида кремния, соединений элементов II и IV группы или нитридов элементов III группы. (Помните таблицу Менделеева?)
У светодиодов на основе SiC оказался слишком мал кпд и низок квантовый выход излучения (то есть число излученных квантов на одну рекомбинировавшую пару). У светодиодов на основе твердых растворов селенида цинка ZnSe квантовый выход был выше, но они перегревались из-за большого сопротивления и служили недолго. Оставалась надежда на нитриды.
Нитрид галлия GaN плавится при 2000 °С, при этом равновесное давление паров азота составляет 40 атмосфер; ясно, что растить такие кристаллы непросто. Аналогичные соединения — нитрилы алюминия и индия — тоже полупроводники. Их соединения образуют тройные твердые растворы с шириной запрещенной зоны, зависящей от состава, который можно подобрать так, чтобы генерировать свет нужной длины волны, в том числе и синий. Но… проблему не удавалось решить до конца 80-х годов.
Первым, еще в 70-х, голубой светодиод на основе пленок нитрида галлия на сапфировой подложке удалось получить профессору Жаку Панкову (Якову Исаевичу Панчечникову) из фирмы IBM (США). Квантовый выход был достаточен для практических применений, однако руководство сказало: «Ну, это ж на сапфире — дорого и не так уж ярко, к тому же p-n-переход нехорош. ..» — и работы Панкова не поддержали.
Между тем группа Сапарина и Чукичева из МГУ обнаружила, что под действием электронного пучка GaN с примесью цинка становится ярким люминофором, и даже запатентовала устройство оптической памяти. Но тогда загадочное явление объяснить не удалось.
Это сделали японцы — профессор И. Акасаки и доктор X. Амано из университета Нагоя. Обработав пленку GaN с примесью магния электронным пучком со сканированием, они получили ярко люминесцирую-щий слой р-типа с высокой концентрацией дырок. Однако разработчики светодиодов не обратили должного внимания на их публикации.
Лишь в 1989 году доктор Ш. Накамура из фирмы Nichia Chemical, исследуя пленки нитридов элементов III группы, сумел воспользоваться результатами профессора Акасаки. Он так подобрал легирование (Мд, Zn) и термообработку, заменив ею электронное сканирование, что смог получить эффективно инжектирующие слои р-типа в GaN-гетероструктурах. Вот как был получен голубой светодиод.
Фирма Nichia запатентовала ключевые этапы технологии и к концу 1997 года выпускала уже 10 — 20 млн голубых и зеленых светодиодов в месяц, а в январе 1998 года приступила к выпуску белых светодиодов.
10. Что такое квантовый выход светодиода?
Квантовый выход — это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний — в самом p-n-переходе, внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по до-роге» — поглощаться, рассеиваться). Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а ддя синих — 35%.
Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
470 525 590 630 (NM)
|
470 525 590 630 (NM)
|
410 470 525 590 630 (NM)
|
410 470 525 590 630 (NM)
|
11. Как получить белый свет
с использованием светодиодов?
Существует три способа получения белого света от светодиодов. Первый — смешивание цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например линзы. В результате получается белый свет. Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа. И наконец в третьем способе желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой свето-диод, так что два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.
12. Какой из трех способов лучше?
У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Технология RGB в принципе позволяет не только получить белый цвет, но и перемещаться по цветовой диаграмме при изменении тока через разные светодиоды. Этим процессом можно управлять вручную или посредством программы, можно также получать различные цветовые температуры. Поэтому RGB-матрицы широко используются в светодинамических системах. Кроме того, большое количество светодиодов в матрице обеспечивает высокий суммарный световой поток и большую осевую силу света. Но световое пятно из-за аберраций оптической системы имеет неодинаковый цвет в центре и по краям, а главное, из-за неравномерного отвода тепла с краев матрицы и из ее середины светодиоды нагреваются по-разному, и, соответственно, по-разному изменяется их цвет в процессе старения — суммарные цветовая температура и цвет «плывут» за время эксплуатации. Это неприятное явление достаточно сложно и дорого скомпенсировать.
Белые светодиоды с люминофорами существенно дешевле, чем светодиодные RGB-матрицы (в пересчете на единицу светового потока), и позволяют получить хороший белый цвет. И для них в принципе не проблема попасть в точку с координатами (0.33, 0.33) на цветовой диаграмме МКО. Недостатки же таковы: во-первых, у них меньше, чем у RGB-матриц, светоотдача из-за преобразования света в слое люминофора; во-вторых, достаточно трудно точно проконтролировать равномерность нанесения люминофо-ра в технологическом процессе и, следовательно, цветовую температуру; и наконец в-третьих — люминофор тоже стареет, причем быстрее, чем сам светодиод.
Промышленность выпускает как светодиоды с люминофором, так и RGB-матрицы — у них разные области применения.
13. Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?
Светодиод — низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше — от нескольких сотен мА до 1 А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).
При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5 В для одного светодиода.
Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения.
Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется светоотдача: величина светового потока на один ватт электрической мощности. Также интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.
14. Как реагирует светодиод на повышение температуры?
Говоря о температуре светодиода, необходимо различать температуру на поверхности кристалла и в области p-n-перехода. От первой зависит срок службы, от второй — световой выход. В целом с повышением температуры p-n-перехода яркость светодиода падает, потому что уменьшается внутренний квантовый выход из-за влияния колебаний кристаллической решетки. Поэтому так важен хороший теплоотвод.
Падение яркости с повышением температуры не одинаково у светодиодов разных цветов. Оно больше у AlGalnP- и AeGaAs-светодиодов, то есть у красных и желтых, и меньше у InGaN, то есть у зеленых, синих и белых.
15. Почему нужно стабилизировать ток через светодиод?
Как видно из рисунка, в рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока.Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэтому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.
16. Для чего светодиоду требуется конвертор?
Конвертор (в англоязычной терминологии driver) для светодиода — то же, что балласт для лампы. Он стабилизирует ток, протекающий через светодиод.
17. Можно ли регулировать яркость светодиода?
Яркость светодиодов очень хорошо поддается регулированию, но не за счет снижения напряжения питания — этого-то как раз делать нельзя, — а так называемым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляющий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером управления цветом RGB-матрицы). Метод ШИМ заключается в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сигнала должна составлять сотни или тысячи герц, а ширина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет.
Небольшое изменение цветовой температуры светодиода при диммировании несравнимо с аналогичным смещением для ламп накаливания.
18. Чем определяется срок службы светодиода?
Считается, что светодиоды исключительно долговечны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропускается через светодиод в процессе его службы, тем выше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодиодов короче, чем у маломощных сигнальных, и состав-ляет в настоящее время 20 — 50 тысяч часов. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, светодиод надо менять.
19. «Портится» ли цвет светодиода с течением времени?
Старение светодиода связано не только со снижением его яркости, но и с изменением цвета. В настоящее время нет стандартов, которые позволили бы выразить количественно изменение цвета светодиодов в процессе старения и сравнить с другими источниками.
20. Не вреден ли светодиод для человеческого глаза?
Спектр излучения светодиода близок к монохроматическому, в чем его кардинальное отличие от спектра солнца или лампы накаливания. Хорошо это или плохо — доподлинно не известно, потому что, насколько я знаю, серьезных исследований в этой области нигде не проводилось. Какие-либо данные о вредном воздействии светодиодов на человеческий глаз отсутствуют.
Есть надежда, что вскоре влияние светодиодов на зрение будет изучено досконально. Проблемой заинтересовался академик Михаил Аркадьевич Островский — крупный специалист в области цветного зрения. Тема, за решение которой он взялся, называется так: «Психофизическое восприятие светодиодного освещения системой зрения человека».
21. Когда и как сверхъяркие светодиоды появились в России?
Об этом лучше всех расскажет профессор Юнович.
— Люминесценцию карбида кремния впервые наблюдал Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиотехнической лаборатории в 1923 г. и показал, что она возникает вблизи p-n-перехода. Первая научная статья о кристаллах нитрида галлия была опубликована профессором МГУ Г.С. Ждановым в 30-х гг. Люминесценцию в гетероструктурах на основе арсе-нида галлия впервые исследовали в лаборатории Ж.И. Алферова в 60-х гг. и показали, что можно создать структуры с внутренним квантовым выходом близким к 100%. Разработки структур и светодиодов на основе нитрида галлия велись в ленинградских Политехническом и Электротехническом институтах, в Калуге, в Зеленограде в 70-х гг., но они тогда не привели к созданию эффективных голубых светодиодов.
В 1995 году я прочел первые статьи Накамуры и понял, что «голубая проблема» в принципе решена. Тогда же я получил грант соросовского фонда. В декабре на эти деньги я смог поехать на конференцию в США, и там профессор Жак Панков познакомил меня с Ш. Накамурой. Я забросил наживку: мол, хочу приобщить студентов Московского университета к передовым достижениям вобласти голубых светодиодов и рассказать им о столь замечательном изобретении. Рыбка клюнула, и в феврале я получил от д-ра Ш. Накамуры из Японии бандеролью 10 светодиодов от фиолетового до зеленого. Все потом оказалось просто — фирма Nichia Chemical начинала выпуск светодиодов на рынок и была заинтересована в научной рекламе. В лаборатории МГУ мы их досконально исследовали, сняли все характеристики и получили новые научные результаты. Д-р Ш. Накамура дал любезное согласие на совместную публикацию наших первых статей.
Одновременно специалисты из группы Бориса Фера-понтовича Тринчука в Зеленограде продемонстрировали образцы зеленых светодиодов начальникам из ГАИ и получили положительный отзыв. Все дело в том, что эта группа сделала опытный образец светодиодного светофора, но у них не было хороших зеленых светодиодов. Светофоры с новыми сверхъяркими зелеными светодиодами намного превосходили светофоры с лампами, и московское правительство сделало заказ на 1000 светодиодных светофоров к 850-летию Москвы. Такое везение!
Как раз тогда у нас гостила киргизская скрипачка Райкан Карагулова — выпускница Московской консерватории, ученица моей жены, которая работала в Японии первым концертмейстером симфонического оркестра в Осаке. Выяснилось, что место ее работы находится неподалеку от фирмы Nichia Chemical! Б.Ф. Тринчук дал ей тысячу долларов и попросил купить на них и прислать на мой адрес 200 зеленых светодиодов. Из них были изготовлены первые светофоры из той юбилейной тысячи. Москва стала первым в мире городом с массовымприменением светодиодных светофоров.
Наши ученые и инженеры в НИИ «Сапфир» пытались повторить достижение японцев и изготовитьструктуры на основе нитридов для голубых и зеленых светодиодов на старой эпитаксиальной установке, которую пришлось модернизировать, чтобы достичь более высоких температур и давлений. Но инициатива заглохла из-за отсутствия денег и интереса руководства.
22. Какие на сегодняшний день существуют технологии изготовления светодиодов и светодиодных модулей?
Что касается выращивания кристаллов, то основная технология — металлоорганическая эпитаксия. Для этого процесса необходимы особо чистые газы. В современных установках предусмотрены автоматизация и контроль состава газов, их раздельные потоки, точная регулировка температуры газов и подложек. Толщины выращиваемых слоев измеряются и контролируются в пределах от десятков ангстрем до нескольких микрон. Разные слои необходимо легировать примесями, донорами или акцепторами, чтобы создать p-n-переход с большой концентрацией электронов в n-области и дырок — в р-области.
За один процесс, который длится несколько часов, можно вырастить структуры на 6 — 12 подложках диаметром50 — 75 мм. Очень важно обеспечить и проконтролировать однородность структур на поверхности подложек. Стоимость установок для эпитаксиального роста полупроводниковых нитридов, разработанных в Европе (фирмы Aixtron и Thomas Swan) и США (Emcore), достигает 1,5 — 2 млн долларов. Опыт разных фирм показал, что научиться получать на такой установке конкурентоспособные структуры с необходимыми параметрами можно за время от одного года до трех лет. Это — технология, требующая высокой культуры.
Важным этапом технологии является планарная обработка пленок: их травление, создание контактов к п- и р-слоям, покрытие металлическими пленками для контактных выводов. Пленку, выращенную на одной подложке, можно разрезать на несколько тысяч чипов размерами от 0,24×0,24 до 1×1 мм2.
Следующим шагом является создание светодиодов из этих чипов. Необходимо смонтировать кристалл в корпусе, сделать контактные выводы, изготовить оптические покрытия, просветляющие поверхность для вывода излучения или отражающие его. Если это белый свето-диод, то нужно равномерно нанести люминофор. Надо обеспечить теплоотвод от кристалла и корпуса, сделать пластиковый купол, фокусирующий излучение в нужный телесный угол. Около половины стоимости светоди-ода определяется этими этапами высокой технологии.
Необходимость повышения мощности для увеличения светового потока привела к тому, что традиционная форма корпусного светодиода перестала удовлетворять производителей из-за недостаточного теплоотвода. Надо было максимально приблизить чип к теплопроводящей поверхности. В связи с этим на смену традиционной технологии и несколько более совершенной SMD-техноло-гии (surface montage details — поверхностный монтаж деталей) приходит наиболее передовая технология СОВ (chip on board). Светодиод, изготовленный по технологии СОВ, схематически изображен на рисунке.
Светодиоды, выполненные по SMD- и СОВ-техноло-гии, монтируются (приклеиваются) непосредственно на общую подложку, которая может исполнять роль радиатора — в этом случае она делается из металла. Так создаются светодиодные модули, которые могут иметь линейную, прямоугольную или круглую форму, бытьжесткими или гибкими, короче, призваны удовлетворить любую прихоть дизайнера. Появляются и светодиодные лампы с таким же цоколем, как у низковольтных галогенных, призванные им на замену. А для мощных светильников и прожекторов изготавливаются светодиодные сборки на круглом массивном радиаторе.
Раньше в светодиодных сборках было очень много светодиодов. Сейчас, по мере увеличения мощности, светодиодов становится меньше, зато оптическая система, направляющая световой поток в нужный телесный угол, играет все большую роль.
23. Кто в мире сегодня производит светодиоды?
Чтобы делать качественные светодиоды в нужном количестве, понадобилось слияние двух отраслей — электронной и светотехнической. Все западные гиганты, производящие светодиоды для светотехники по полному циклу, начиная с производства чипов и заканчиваяразличными светодиодными модулями и сборками, а также светильниками на их основе, идут по этому пути. General Electric заключила союз с производителем полупроводниковых приборов Emcore, создав компанию GEL Core. Philips Lighting совместно с Agilent, дочерней компанией Hewlett-Packard, создали предприятие LumiLeds. Osram объединяет усилия с полупроводниковыми предприятиями своей материнской компании Siemens. Как заметил Макаранд Чипалкатти, менеджер по маркетингу из подразделения Opto Semiconductorsкомпании Osram Sylvania, специализирующемуся на устройствах LED, производители светотехники сами уничтожают свой бизнес. Но если сегодня не «наступить на горло собственной песне», то завтра придут другие и сделают это куда более жестко.
Впрочем, существуют компании, специализирующиеся только на производстве чипов. Это предприятия радиоэлектронной промышленности, и они не занимаются светотехникой. К их числу относится Nichia Chemical.
Итак, перечислим основных производителей.
Чипы и отдельные светодиоды производят компании Сгее (www.cree.com), LumiLeds Lighting (www.lumileds.com), Nichia Corporation (www.nichia.com), Opto Technology (www.optotech.com), Osram Opto Semiconductors (www.osram-os.com), GEL Core (www.gelcore.com).Массовое производство структур и чипов для светодиодов ведут тайваньские фирмы Lite-On, Taiwan Oasis и др.
В России светодиоды производят компании «Корвет Лайт» (www.corvette-lights.ru), «Светлана Оптоэлектро-ника» (www.svetlana-o.spb.ru), «Оптэл», «Оптоника» (www.optonica.ru). По конструкции и технологическому исполнению наши светодиоды не уступают зарубежным,специалисты перечисленных компаний имеют соответствующие патенты. В Москве и Санкт-Петербурге есть возможность выращивать собственные чипы — например, эпитаксиальная установка имеется в Санкт-Петербургском физтехе, — но для промышленного производства необходимо крупное финансирование, и пока наши компании используют зарубежные чипы. 24. Каковы основные производители светодиодных модулей и сборок и представленные ими модельные ряды?
Светодиоды и светодиодные модули на основе чипов собственного или чужого производства выпускают компании Lumileds Lighting, OsramOpto Semiconductors, GEL Core, Vossloh-Schwabe (www.vossloh-schwabe.com, www.vs-optoelectronic.com), Color Kinetics(www.colorkinetics.com), Tridonic Atco (www.tridonic.com) и др. В этой статье приводятся модельные ряды светодиодных модулей компанийOsram Opto Semiconductors, Vossloh-Schwabe и LumiLeds Lighting, представленные на российском рынке.
Алексей Рябов
LED телевизор, что это значит
Хотя по написанию LED схожа с OLED, но обозначает она совсем другую технологию построения экрана. Что значит жидкокристаллический LED телевизор — это тв с матрицей LCD и с подсветой на светодиодах.
И если OLED (Organic Light-Emitting Diode) это значит, что экран состоит из органических светоизлучающих диодов, то LED (Light Emitting Diode) – это использование диодов для подсветки матрицы жидкокристаллического телеприемника.
LED (Light Emitting Diode) – светоизлучающий диод, а в телевизионной технике эта аббревиатура означает экран на жидкокристаллической матрице (LCD) и с подсветкой от этих светоизлучающих диодов. После введения нового вида подсветки производители телевизоров в названиях моделей стали заменять «LCD» на «LED».
Это делалось скорее с маркетинговой точки зрения. На самом деле это была не новая технология экрана, а только другой вид подсветки. Но это название телевизоров сохранилось и применяется сегодня.
Как известно жк (lcd) экраны в телевизорах состоят из ячеек (пикселей) с жидкими кристаллами и в зависимости от положения кристалла в ячейке пропускает или нет свет. Так создается свечение экрана.
От качества жк матрицы зависят такие параметры как статическая контрастность, уровень черного, углы обзора, частота обновления, время отклика. Различают такие технологии производства матрицы на жидких кристаллах для телевизоров: TN, IPS (S-IPS, IPS-Pro, P-IPS, AH-IPS), VA/MVA/PVA, PLS.
На сегодня матрицы TN ушли с рынка из-за свего низкого качества по цветопередаче, они используются для мониторов пк.
Развитие получили матрицы IPS и VA со своими разновидностями. Появилась и новая матрица ADS.
От подсветки зависят такие параметры как яркость, цветопередача, цветовой охват, динамическая контрастность. Хотя правильнее рассматривать именно систему матрица+подсветка в телевизоре и для нее измерять параметры.
Производители утверждают, что применение светодиодной подсветки может увеличить:
- яркость,
- четкость изображения,
- цветовую гамму.
Еще снижается энергопотребление LED телевизора примерно на 40%. Так же в лед телевизорах не используется ртуть, которая применяется в лампах дневного света, что сказывается на экологии.
Действительно, современные сверх яркие светодиоды могут обеспечить высокую яркость изображения на дисплее.
Контрастность увеличивается и вводится понятие динамической контрастности, когда регулируется яркость свечения светодиодов локально для разных участков экрана, и засчет этого растет показатель динамической контрастности. При этом уровень статической контрастности телевизора остается одним и тем же, он зависит от матрицы дисплея.
Уровень черного так же улучшается за счет регулирования свечения диодов во время просмотра видео. На темной сцене уровень подсветки снижается и экран становится темнее, а отсюда и улучшается уровень черного.
А вот насчет увеличения цветовой гаммы телевизора, то здесь нужно рассматривать все подробнее.
Информация о цветовом охвате и цветовой гамме.
Белые или составные светодиоды
Технологически подсветка дисплея в LCD телевизоре осуществляется от светодиодов. Для этого используют белые диоды, свет от которых попадает на светофильтры и получают синий, зеленый и красный цвета. Подобный вид называется WLED.
Для улучшения цветового охвата сначала стали использовать в качестве подсветки сразу три вида светодиодов: красные, зеленые, синие. Такая технология называется RGB LED.
Но получить с помощью таких технологий нужный спектр света не получалось. И цветовой охват был недостаточен для использования в телевизорах UHD. Для решения этой проблемы были изобретены новые виды светодиодов в телевизорах.
Сейчас в премиум моделях телевизоров используются составные диоды (GB-R LED, RB-G LED) или квантовые точки.
В составных светодиодах объединяют синий и зеленый в один и покрывают красным люминофором (GB-R), или в другом случае объединяют красный и синий и покрывают зеленым люминофором (RB-G).
Подробная информация о различиях в подсветке WLED, RGB и GB-R LED.
Квантовые точки в LED телевизоре
Совсем другую технологию изменения подсветки WLED предложила компания Nanosys.
Эта технология называется Quantum Dot Enhancement Film (QDEF) и использует в своей работе «квантовые точки». Здесь используется синий светодиод, а в качестве светофильтра для получения зеленого и красного используются квантовые точки.
Квантовые точки в телевизоре заменяют часть диодов, в данном случае красные и зеленые. Остается только синий светодиод, который формирует поток света и для возбуждения квантовых точек и для работы синих суб-пикселей на экране. А поток света на красные и зеленые суб-пиксели формируют квантовые точки.
Подробнее о квантовых точках.
Методы лед подсветки
Для повышения качества изображения на экране телевизора появилась технология локального затемнения local dimming, по которой управление светодиодами происходит группами из нескольких диодов. Система local dimming имеет несколько недостатков:
- Плохая однородность цвета на изображении, то есть заметны яркие и темные пятна на участках где ярко включена и выключена подсветка.
- На контрастных переходах появляются цветные ореолы.
- На темных участках пропадают детали изображения.
Эти недостатки трудно определить по обычной видео картинке на экране телевизора, поэтому сегодня метод локального затемнения широко используется в моделях с led подсветкой.
Так же можно разделить LED телевизоры по способу расположения светодиодов: Direct и Edge.
Direct — это когда диоды располагаются сзади экрана равномерно, в виде матрицы.
Edge – это когда они располагаются по периметру экрана совместно с рассеивающей панелью. При подобном расположении нельзя сделать эффективное локальное затемнение по методу local dimming.
При прямом (Direct) методе можно получить более равномерную подсветку, по сравнению с методом Edge, но увеличится толщина телевизора и энергопотребление за счет увеличения количества светодиодов. Сверхтонкие телевизоры (толщина может быть меньше 3 сантиметров) можно получить, только применяя расположение диодов Edge.
Из-за своей экономичности и при этом показывающей достаточно хорошие результаты, наиболее часто используется боковая (Edge) подсветка с локальным затемнением.
Почему ИТ для бизнеса имеет решающее значение для успеха вашего бизнеса?
Время чтения: 11 минут
По оценкам Gartner, в 2021 году расходы на ИТ составят 4,2 триллиона долларов, что на 8,6% больше, чем в 2020 году. С ростом числа приложений, используемых средним бизнес-пользователем, стало важно учитывать тот факт, что эти приложения не всегда проверяются ИТ-отделом. Эти бизнес-пользователи могут быть не полностью осведомлены о недостатках или уязвимостях своих новых инструментов в масштабе всего предприятия. Именно здесь ИТ-отдел может вмешаться и помочь бизнес-пользователям выбрать правильное направление. Это называется ИТ под руководством бизнеса.
Что такое ИТ для бизнеса?
Под ИТ-подразделением понимается любая технология, которая приобретается и используется за пределами ИТ-отдела или вне компетенции ИТ-директора. По мере того, как бизнес-лидеры принимают больше решений относительно инструментов и технологий, помогающих повысить производительность, они также вовлекают ИТ-отдел, внося свой вклад, чтобы лучше понять, какую пользу программное обеспечение может принести компании в целом.
Ранее это называлось теневым ИТ и считалось проблемой ИТ-отдела, поскольку позволяло сотрудникам использовать несколько служб и поставщиков без ведома ИТ-отдела, что могло привести к проблемам безопасности и запутанным хранилищам данных. Однако теперь теневые ИТ в основном воспринимаются как движущая сила инноваций в компаниях и метод повышения производительности и эффективности сотрудников.
ИТ-подразделение для бизнеса должно быть партнерством между ИТ-отделом и бизнес-пользователями. Проблемы, с которыми сталкиваются бизнес-пользователи, могут быть решены с помощью инструментов, о которых ИТ-отдел хорошо знает. Если ИТ-отдел выступает в качестве консультанта для бизнеса, он может получить целостное представление о проблеме и предложить передовые технологии или программное обеспечение, которые могут эффективно и плавно решить проблему.
В чем разница между бизнес-ИТ и теневыми ИТ?
В то время как ИТ, управляемые бизнесом, также включают покупку и использование технологий, выходящих за рамки компетенции ИТ-директоров и ИТ-отделов, как и теневые ИТ. Но одинаковы ли они? Что ж, ответ — нет. Хотя ИТ-технологии, ориентированные на бизнес, по-прежнему не входят в компетенцию ИТ-директора, из-за согласования бизнес-подразделений и ИТ-отдела ИТ-отдел знает о их существовании и прилагает усилия для снижения рисков, связанных с использованием этих технологий. ИТ, управляемый бизнесом, — это преднамеренный метод распределения усилий и ответственности в области ИТ и подотчетности в организации, который, по крайней мере, поддерживается оптимизированной для обслуживания операционной моделью ИТ и управлением ИТ.
Понимание роли ИТ-директора
ИТ-директор традиционно отвечает за управление всем ИТ-отделом. ИТ-директор курирует обслуживание и совершенствование внутренних технологий и ИТ-инфраструктуры компании для обеспечения максимальной производительности и автоматизации сложных задач. Однако в связи с недавним всплеском различных инструментов и приложений, используемых бизнес-пользователями за пределами ИТ-отдела, сфера деятельности ИТ-директора значительно расширилась.
В прошлом ИТ-директор был единственным, кто мог разрабатывать стратегии по использованию технологий на благо компании, однако с ростом цифровой грамотности и ловкости сотрудников эта роль теперь разделена со всеми другими бизнес-пользователями в организация. Таким образом, для ИТ-директора важнее найти способы улучшить существующие системы и рабочие процессы, чтобы сделать их более гибкими, надежными и прибыльными.
Одна из основных функций ИТ-директора заключается в том, чтобы быть в курсе новых технологий и программного обеспечения на рынке, а также новых технологий, чтобы гарантировать, что компания остается на одном уровне со своими конкурентами. Эти новые технологии, включая машинное обучение, роботизированную автоматизацию процессов, Интернет вещей и т. д., являются передовыми технологиями, которые могут оказать серьезное положительное влияние на общую производительность и эффективность компании в целом.
ИТ-директор должен найти способ интегрировать эти инновационные тенденции в инфраструктуру компании, чтобы оставаться актуальным. Однако, поскольку бизнес-пользователи ежедневно используют несколько приложений, ИТ-директор также должен внимательно следить за этими приложениями, чтобы предотвратить утечку данных или нарушения безопасности.
ИТ-директор также отвечает за создание пользовательских приложений для повышения производительности с помощью персонализированных интерфейсов и элементов управления. Передовой опыт в отношении всего, что связано с ИТ, также должен быть определен ИТ-директором, чтобы предоставить руководство или руководство для бизнес-пользователей на предприятии. Весь ИТ-бюджет также контролируется ИТ-директором, который принимает окончательное решение о том, какое программное или аппаратное обеспечение можно приобрести внутри компании.
Узнайте: Quixy для ИТ-директоров, технических директоров и руководителей ИТ-отделов
Почему руководителям предприятий следует тесно сотрудничать с ИТ-отделами?
В настоящее время мир технологий полон различных приложений и поставщиков для удовлетворения различных потребностей. Такое обилие выбора может привести к путанице, особенно при выборе между приложениями, выполняющими схожие функции. Хотя ИТ-отдел лучше всех подготовлен для понимания того, какое программное обеспечение лучше, они, как правило, плохо понимают, в чем заключается реальная проблема. Здесь в дело вступают бизнес-пользователи. Бизнес-пользователи всегда лучше понимают проблему, с которой они сталкиваются, и это знание может помочь им выбрать правильное программное обеспечение или поставщика для решения своей проблемы.
Обе стороны приносят разные преимущества: бизнес-пользователи знают свои проблемы, препятствия и бизнес наизнанку, а ИТ-отдел знает, какие передовые технологии можно адаптировать для решения этих проблем. Если обе эти стороны работают вместе, они могут определить продукт или программное обеспечение, которое может безопасно решить проблему, включив в систему более новые и лучшие технологии.
Очевидно, что понимание бизнес-целей предприятия может быть затруднено из-за огромных размеров компании. Вот почему важно, чтобы ИТ-отдел был распределен по бизнес-подразделениям, чтобы они могли видеть и предвидеть будущие проблемы и иметь готовые решения. ИТ-отделу уже недостаточно просто поддерживать работу организации, ему также необходимо поощрять инновации и улучшения, следя за новыми технологиями, которые могут повысить производительность и эффективность. Это может помочь бизнес-лидерам достичь своих ключевых показателей эффективности, сохраняя при этом прогрессивный технологический подход к внутренней работе организации.
Узнайте: Quixy для бизнес-лидеров и менеджеров
Как вы можете управлять ИТ для бизнеса?
В настоящее время, согласно опросу ИТ-директоров Harvey Nash/KPMG, проведенному в 2019 году, около 63% организаций используют технологии, которыми управляют вне ИТ-отдела, что свидетельствует о популярности этой тенденции. Бизнес-ориентированные ИТ определенно могут помочь компаниям быстрее адаптироваться к изменениям рынка и предоставлять своим клиентам именно те продукты или услуги, которые им нужны.
Однако ИТ-подразделение для бизнеса сопряжено со своими рисками и недостатками. Поскольку расходы на ИТ разделены на несколько областей контроля, может быть больше шансов на незащищенность важной информации или потенциальную киберугрозу в виде кибератак и взлома. Следовательно, для компаний очень важно иметь надлежащие меры, помогающие управлять ИТ, ориентированными на бизнес.
Управление бизнес-ИТ не так просто, как кажется. Самое большое преимущество предоставления вашим бизнес-лидерам права голоса в технологиях, используемых их отделом, заключается в повышении эффективности и повышении общей производительности команд. Если ИТ-отдел вмешается и вступит во владение после определенного момента, это может привести к потере преимуществ, которые могут дать ИТ-подразделения бизнеса. Таким образом, для компаний, безусловно, важно иметь план, прежде чем внедрять ИТ для бизнеса в качестве жизнеспособного решения или варианта для бизнес-лидеров.
Вот несколько советов по управлению бизнес-ИТ:
- Преобразование роли ИТ-отдела : ИТ-отдел, безусловно, привык вмешиваться и брать на себя управление при возникновении проблемы. Однако это лишает бизнес-пользователей и руководителей возможности узнать и понять, в чем может заключаться проблема. Это может привести к ухудшению цифровой ловкости в будущем. Вместо этого ИТ-отдел должен учить бизнес-пользователей тому, что пошло не так и как можно решить проблему. Если у бизнес-пользователя есть ИТ-специалист, который консультирует его по поводу возможных подводных камней, больше шансов, что он будет лучше осведомлен об угрозах безопасности и о том, как защитить важные данные.
- Разрешить бизнес-пользователям решать более мелкие проблемы : Что касается роли и обязанностей ИТ-отдела, существует два типа задач: мелкие проблемы и идеи, которые необходимо протестировать, а также крупномасштабные концепции, которые необходимо протестировать. масштабироваться до уровня предприятия. Проблемы меньшего масштаба часто можно решить путем поиска решений с использованием гибкой методологии, ИТ потребительского уровня и быстрого тестирования MVP.
- Принятие мышления, ориентированного на данные : Бизнес-ориентированные ИТ в значительной степени зависят от наличия мощной ИТ-инфраструктуры, которую можно эффективно использовать. В настоящее время данные играют ключевую роль во всех отраслях, и принятие мышления, ориентированного на данные, путем создания гибкой, надежной и безопасной ИТ-инфраструктуры, способной защитить данные клиентов, может привести к ускорению роста. компании, поэтому они находятся в лучшем положении, чтобы понять, что нужно клиентам. Поскольку они пытаются удовлетворить требования клиентов, надежная и безопасная ИТ-инфраструктура может предотвратить будущие риски безопасности из-за кражи или потери данных. Мышление, ориентированное на данные, может помочь ИТ-отделу залатать потенциальные дыры, которые могут привести к утечке данных.
- Избегайте управления «сверху вниз»: Если вы попытаетесь продвигать управляемые бизнесом ИТ с помощью управления «сверху вниз», велика вероятность того, что это не удастся. Начать с нуля будет лучшим вариантом, чтобы помочь поощрить сотрудничество между членами и способствовать тому, чтобы взять на себя ответственность за такие инициативы. Это также даст сотрудникам более глубокое понимание того, почему требуется это изменение, а также повысит поддержку этой инициативы в целом.
- Пересмотрите свою политику управления : Вам также необходимо пересмотреть свою политику управления, включив в нее различных сотрудников, которые будут участвовать в этой инициативе. Создание целостной структуры для управления бизнес-ориентированными ИТ гарантирует, что эта новая концепция сможет эффективно применяться во всей организации. Эта политика также поможет снять часть бремени с ИТ-отдела, который в противном случае должен был бы тщательно отслеживать эту инициативу в целом, что приводит к потере времени и денег.
- Создание новых фреймворков с другими отделами : Поскольку с этой инициативой в компании будет связано много разных сотрудников разного уровня и с разным опытом, важно учитывать это при принятии других решений. Прежде чем настраивать дальнейшие процессы в отделах, связанных с ИТ-отделом, таких как соответствие требованиям, юридический отдел, отдел безопасности, финансы, закупки, аудит и другие ИТ-организации, необходимо связаться с различными заинтересованными сторонами с разным уровнем опыта и зрелости в организации.
Читайте также: Преимущества No-Code для генерального директора, ИТ-директора, директора по информационной безопасности, финансового директора и бизнес-лидеров
Какие меры могут обеспечить успех ИТ-подразделения в вашей организации?
ИТ-отдел, управляемый бизнесом, может состоять из принятия многих решений лидерами бизнес-подразделений, ИТ-директором и другими ИТ-сотрудниками, однако не менее важно иметь члена бизнес-подразделения, который может направлять других сотрудников. Этот участник может стать точкой контакта между сотрудниками бизнес-подразделения и персоналом ИТ-отдела, и у него, по сути, будет совершенно другой карьерный путь. Этот человек должен будет координировать свои действия с центральной ИТ-группой и корпоративными архитекторами, а также с людьми в подразделении. На этого человека также можно возложить ответственность за создание списка решений, используемых в BU, вместе с кратким описанием инструмента и того, как он приспособлен для решения проблем.
Эта роль должна быть разработана преднамеренно, так как человек должен быть обучен определенным компетенциям, таким как:
- Эффективная работа с ИТ и информирование их о решениях, чтобы они могли согласовываться и интегрироваться с существующими практиками, оптимизируя процессы и управление данными.
- Контролирует безопасность и управление рисками от имени бизнес-подразделения. Отслеживание рисков кибербезопасности, угроз безопасности данных и предотвращение проникновения уязвимостей в систему.
- Четкое понимание степени своих технических знаний и умение обращаться за помощью в ИТ-отдел, чтобы избежать проблем в будущем.
- Упреждающий вклад в развитие инициативы цифровой трансформации внутри компании. Понимание краткосрочных и долгосрочных целей компании в отношении цифровой трансформации и знание того, как сбалансировать их приоритетность.
- Понимание скорости, масштабируемости и возможности повторного использования определенных решений, используемых в BU.
Вот еще несколько советов о том, как сделать так, чтобы ваши усилия по развитию бизнес-ИТ в вашей компании оказались успешными. . Прозрачность является ключом к тому, чтобы ваши усилия оказались успешными. Однако важно оценить, как ваши сотрудники могут отреагировать на внедрение бизнес-ориентированных ИТ. Если вы чувствуете, что вместо того, чтобы раскрывать всю информацию, сотрудники будут скрывать свои действия, даже больше, то ИТ-направление, управляемое бизнесом, может быть неправильным направлением для организации в текущий момент.
Как бизнес-поддерживаемые ИТ могут помочь вашей компании?
ИТ-подразделения постепенно становятся необходимым условием выживания в современном цифровом мире. Больше нет отдельных бизнес- и технологических стратегий, есть просто бизнес-стратегия, поддерживаемая технологиями. Этот новый подход заставил бизнес-пользователей и руководителей гораздо больше вовлекаться в технологическую сторону бизнеса. Однако есть основания полагать, что это на самом деле хорошо:
- Лучшее время для выхода на рынок : Внедрение интеллектуальных инструментов и приложений может помочь ускорить сроки создания MVP и тестов при создании нового продукта. Поскольку бизнес-пользователи и руководители знают, какие именно инструменты им нужны, ИТ-отдел может работать в качестве посредника и находить эти инструменты, ведущие к сокращению сроков и повышению производительности.
- Единая стратегия : Когда бизнес-лидеры и ИТ-специалисты работают вместе, у вас больше шансов иметь единую единую стратегию и определенные цели, с которыми согласны обе стороны. Эта стратегия может помочь в создании общих целей, которые могут способствовать развитию бизнеса и ускорить его рост, если они будут определены правильно.
- Улучшенная функциональность : На рынке существует множество приложений, которые могут помочь автоматизировать сложные задачи или упростить рабочие процессы, что, в свою очередь, может значительно повысить производительность и удовлетворенность работой. Устаревшее программное обеспечение и приложения внутри компании можно обновить и перенести в облачные приложения, что приведет к повышению функциональности с меньшим количеством проблем.
- Искоренение теневых ИТ : Теневые ИТ — это тенденция использования и приобретения цифровых инструментов и технологий без разрешения или ведома ИТ-отдела. Если бизнес-пользователи и ИТ-отдел работают вместе, ИТ-директор может следить за тем, какие инструменты используются бизнес-лидерами и командами. Это может предотвратить риски безопасности в будущем.
- Использование данных : Бизнес-пользователи часто напрямую контактируют с покупателями и клиентами и, таким образом, точно знают, чего они хотят. Эти знания чрезвычайно важны, особенно с учетом того акцента, который сегодня делается на данные. Тесное сотрудничество с ИТ может дать бизнес-пользователям правильные инструменты для использования этих данных и обеспечения удовлетворенности клиентов за счет эффективного решения проблем.
Заключение
ИТ, управляемые бизнесом, — это путь вперед для многих компаний, поскольку синергия между бизнесом и технологической частью организации может привести к отличным результатам. Обе команды, работающие вместе, могут поощрять более инновационные решения и внедрение передовых технологий для решения проблем клиентов. Как правило, бизнес-пользователи используют облачные инструменты и приложения, которые могут помочь в автоматизации повторяющихся задач или повысить эффективность. ИТ-команда может помочь им найти безопасные приложения, которые могут помочь бизнес-пользователям в их работе, избегая уязвимостей с точки зрения безопасности.
Quixy — это приложение без кода, которое помогает бизнес-пользователям создавать рабочие процессы, приложения и формы несколькими нажатиями кнопки без написания единой строки кода. Это приложение определенно может помочь повысить производительность и эффективность вашей организации, поэтому ознакомьтесь с бесплатной пробной версией здесь!
ТЕГИ : Бизнес-лидеры Под руководством ИТ-директора Цифровая трансформация
404: Страница не найдена
Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует. Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы приносим свои извинения за доставленные неудобства.
Что я могу сделать сейчас?
Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся. Вот куда вы можете пойти отсюда:
Поиск
- Ознакомьтесь с последними новостями.
- Наша домашняя страница содержит самую свежую информацию о CIO.
- Наша страница «О нас» содержит дополнительную информацию о сайте, на котором вы находитесь, SearchCIO.
- Если вам нужно, свяжитесь с нами, мы будем рады услышать от вас.
Поиск по категории
SearchCloudComputing
-
Эксперты по облачным технологиям и их прогнозы AWS re:Invent 2022Поскольку AWS готовится к своему крупнейшему событию года, наши участники прогнозируют, что поставщик облачных услуг представит на re:Invent 2022.
-
Сравните Amazon Lightsail и EC2 для нужд вашего веб-приложенияНе всем разработчикам нужны или нужны все возможности Amazon EC2. Посмотрите, подходит ли сокращенный и упрощенный Amazon Lightsail…
-
VMware добавляет инструменты управления несколькими облакамиVMware представила HCX+, управляемую услугу для многооблачных центров обработки данных, а также возможности Kubernetes для частных облаков и …
ПоискMobileComputing
-
Вопросы и ответы Jamf: как упрощенная регистрация BYOD помогает ИТ-специалистам и пользователямРуководители Jamf на JNUC 2022 делятся своим видением будущего с упрощенной регистрацией BYOD и ролью iPhone в …
-
Jamf приобретет ZecOps для повышения безопасности iOSJamf заплатит нераскрытую сумму за ZecOps, который регистрирует активность на устройствах iOS для выявления потенциальных атак. Компании ожидают …
-
Apple преследует растущий премиальный рынок с iPhone 14Apple переключила свое внимание на смартфоны премиум-класса в последней линейке iPhone 14 с такими функциями, как режим блокировки, который ИТ-специалистам .