LED-ul modern a fost creat acum 50 de ani în luna Octombrie. Jeanine Chrobak-Kando, Business Development Manager de la Verbatim, ne descrie cât de mult s-a dezvoltat tehnologia de iluminat într-un timp atât de scurt. Diodele de emitere lumină (LED-uri) au devenit dispozitive comune prezente în multe aplicații. In 2011, aplicațiile generale de iluminat au înregistrat cea mai mare cotă (35%) din piața LED, urmate de dispozitivele mobile (30%) și apoi de aplicațiile de semnalizare (18%). Până în 2020, se estimează că prețul unui bec LED va scădea la jumatate din prețul actual, conform MarketWatch. Punctul de inflexiune va fi atins atunci când LED-urile vor fi disponibile la un preț ce le va plasa în top. Deci, cum a inceput ?
Acum 50 de ani, a fost creat primul LED funcțional. Deși fenomenul de electroluminescență a fost pentru prima dată descoperit în 1907 de către cercetătorul Henry Round. abia in Octombrie 1962 fizicianul Nick Holonyak a devenit‘fondatorul LED’. A depus un document despre crearea unui LED cu spectru rosu vizibil bazat pe fosfura galiu-arseniu (GaAsP)- la Institutul American de fizică, în timp ce lucra la General Electric.
Inventia lui Holonyak a dat naștere introducerii comerciale de display-uri LED la începutul lui 1964. Aceste dispozitive lucrate manual erau scumpe, iar în primul deceniu, erau disponibile numai LED-uri roșii. Datorită dimensiunilor mici, LED-urile roșii aveau o intensitate și durată de viață suficiente pentru a fi utilizate ca indicatori în calculatoarele de buzunar și afișaje de ceas digital, în perioada anilor ’70.
Holonyak, un student al câștigătorului de premiu Nobel, John Bardeen care a creat tranzistorul, a inventat de asemenea laserul cuantic (devenind baza pentru fibra optică și CD player) și primul reglator de lumină pentru iluminatul casnic.
Amploare globală
De atunci, creșterea aplicațiilor LED a fost sporită de inovația științelor materiale, optice și dezvoltarea tehnologiilor semiconductoare, oferind redare mai puternică de lumină, eficiență sporită și o gamă variată de culori. Utilizarea compușilor semiconductori precum galiu aluminiu arseniu fosfură (GaAlAsP), indiu galiu nitrură (InGaN), aluminiu galiu fosfură (AlGaP) și aluminiu galiu fosfură (AlGaP) în combinație cu straturile de fosfor, a permis dezvoltarea LED-urilor ce dezvoltă spectru larg.
In decursul ultimilor 50 de ani, tehnologia a avansat de la LED-uri roșii, la LED-uri portocalii, galbene și verzi în 1980, până la LED-urile de înaltă intensitate bazate pe nitrura de galiu albastru (Gan) un deceniu mai târziu. In 1991, profesorul japonez Shuji Nakamura a facut încă o descoperire LED odată cu crearea de lumină albă. A prezentat primul LED de înaltă intensitate ce utiliza un emițător de galiu ce producea lumină albastră, convertită parțial spre galben prin utilizarea unui inveliș de fosfor.
Desigur, acum este disponibil nu numai spectrul larg de culori LED, ci și intensitatea semnificativă de lumină și eficiență energetică. Este interesant cum ritmul de dezvoltare al LED-urilor are o legatură strânsă cu Legea lui Moore în universul semiconductor, numită Legea lui Haitz. Propusă prima oară în anul 2000 de către Dr Rolan Haitz, legea stabilește ca pentru fiecare deceniu, costul de a produce LED-uri per lumen (unitate de lumină utilizată emisă) va scădea cu 10 factori în timp ce lumina emisă per LED va crește cu 20 factori. Haitz a prezis că eficiența iluminatului bazat pe LED ar putea atinge 200lm/W în 2020 dacă o investiție suficientă de cercetare și dezvoltare va fi directionată de către guvern și industrie către tehnologiile LED.
Utilizarea LED-urilor pentru iluminarea ecranelor LCD s-a extins până la aplicațiile mobile precum telefoanele mobile, aparate foto digitale, playere MP3 și televizoare, cu avantaje majore față de iluminatul cu catod fluorescent rece (CCFL), precum costul redus, alimentarea eficientă, unghi de vizualizare larg, contrast mare și o gamă vastă de culori, pe lângă capacitatea de a fi extrem de flexibile.
Un aspect LED important de menționat este tehnologia organică LED sau OLED-uri, fiind compuse dintr-un strat de material electrolumniscient plasat între două straturi organice. Tehnologia OLED promite să ofere o nouă dimensiunie soluțiilor de iluminat. Mitsubishi Chemical Corporation, compania fondatoare Verbatim, a făcut progrese semnificative in procresele implicate pentru fabricarea panourilor OLED cu reglaj de culoare, bazându-se pe expertiza și cunoștiințele cumulate în industria de iluminat.
Verbatim a prezentat recent primul modul OLED reglabil ce oferă o strălucire de până la 2,000 cd/m². Seriile noi de module VELVE OLED ale companiei oferă o strălucire de două ori mai puternică față de dispozitivele anterioare.
Arhitecții și designerii de interior pot utiliza tehnologia OLED pentru a crea iluminat ambiental fără a genera puncte fierbinți, sclipiri sau intensitate incomodă. Modulele VELVE OLED de la Verbatim pot fi utilizate pentru a crea suprafete cu iluminare dinamica. Modulele OLED sunt în mod special potrivite pentru iluminarea scenică și aplicațiile din cluburi și baruri, ce oferă o redare armonioasă a luminii, calibrare integrată și o distribuție egală a luminii de la panou la panou.
Eficiența LED
LED-urile stabilesc standardul pentru iluminarea publică precum semnalele luminoase rutiere, semnale de avertizare și indicatoare.
In industria auto se fac mari eforturi pentru înlocuirea lămpilor incandescente cu lămpi LED. Datorită eficienței energetice, lămpile LED sunt potrivite în mod special pentru automobilele hibride sau electrice. Se spune că utilizarea farurilor LED va extinde autonomia automobilelor electrice cu aproximativ șase mile.
Acvariile, crescătoriile de păsări și horticultura sunt de asemenea zone ideale pentru creștere substanțială. Spre exemplu plantele sunt foarte sensibile la anumite intensități de lumină, ce poate aduce modificari la absorția sporită de clorofilă și fotosinteză atunci când sunt expuse la lumină roșie și albastră. Cel mai important, se așteaptă ca LED-urile să devină în următorii ani principalele dispozitive de iluminare eficientă-energetică, astfel vor prelua piața detinută de tehnologiile de iluminat cu incandescență, halogen și compact fluorescente. Punctul de inflexiune va apărea atunci când LED-urile vor fi disponibile la un preț care le va plasa în top.
Conform Electronics.ca Research Network, piata LED-urilor pentru iluminare generală ar putea ajunge la $19.5 miliarde (€15.5 miliarde) iîn 2012 și $31.4 miliarde (€25 miliarde) în 2017. In timp ce monitorul LCD și aplicațiile LED de iluminare TV dețin această creștere la momentul actual, urmate de dispozitivele mobile, analiștii preconizează ca iluminatul cu LED-uri să câștige piața până în 2014. Iar până în 2012, se așteaptă ca iluminatul LED să câștige mai mult de 50% din piața de construcții comerciale.
Optați pentru LED
In septembrie 2012, a fost interzis exportul si fabricarea becurilor cu incandescenta în toată Uniunea Europeană. Mișcarea a fost introdusă datorită nivelului slab de eficiența energetică de care dau dovadă becurile cu incandescență – de obicei utilizează mai putin de 10% din energia transmisă către bec pentru a crea lumină vizibilă. Asta înseamnă că profesioniștii și consumatorii vor trebuie să opteze pentru alternative economice, precum diode de emitere lumină (LED-uri) și lămpi compacte fluorescente (CFL). Spre deosebire de CFL-uri, lămpile LED au o durată de viață de 5 ori mai mare, se aprind instantaneu și nu conțin materiale periculoase cum ar fi mercurul. Lămpile LED oferă o rezistență sporita la șocuri și vibrații.
Anticipat acestei mișcări, Verbatim a introdus o gamă completă de lămpi LED retro-fit eficiente pentru utilizare casnică, pentru a face față cererii de iluminat sigur, performanțe excelente și de înaltă calitate.
LED-urile in viitor
Ce rezervă viitorul pentru dispozitivele LED ce vor deveni din ce in ce mai eficiente și disponibile cu intensitate ridicată? Este clar ca LED-urile vor deveni inteligente. O frază pe care o vom auzi destul de des în următorii ani este ‘Internet of Things’, urmând ca toate dispozitivele electronice să dispună de adresă IP, chiar și lămpile LED. Acest lucru înseamna că vom putea programa iluminatul din locuințe sau de la birou de pe smartphone.
