Image
10.10.2012 0 Comments

LED oslavuje päťdesiatku! Všetko, čo ste chceli vedieť o technológii LED

LED_throwies_chaos.jpg Technológia LED sa narodila tento mesiac presne pred 50 rokmi. Aj keď fenomén elektroluminiscencie objavil už v roku 1907 britský výskumník Henry Joseph Round, v októbri 1962 sa fyzik Nick Holonyak stal „otcom LED". Americkému inštitútu fyziky predložil správu o vytvorení červeno viditeľného spektra LED diódy, založeného na kombinácii arzenidu gália s fosforom (GaAsP), počas práce pre spoločnosť General Electric.

Holonyakov vynález LED umožnil už v roku 1964 komerčne predstaviť LED displeje. Tieto ručne vyrábané prístroje však boli príliš drahé a aspoň v prvej dekáde boli k dispozícii iba LED diódy s červeným svetlom. Vzhľadom na ich miniatúrnu veľkosť však mali červené LED diódy dostatočnú intenzitu svetla a čas životnosti, a preto sa počas prvej polovice sedemdesiatych rokov začali používať ako indikátory vo vreckových kalkulačkách a displejoch digitálnych hodiniek.

Profesor Nick Holonyak.jpg

Profesor Nick Holonyak

Holonyak (študent nositeľa Nobelovej ceny Johna Bardeena - vynálezcu tranzistora) vynašiel aj QW laser, ktorý sa stal základom prehrávačov kompaktných diskov a optických káblov a vyvinul prvé stmievateľné vypínače osvetlenia pre domácnosti.

Globálny úspech

Diódy emitujúce svetlo (LED) sa stali každodenne používaným elektronickým zariadením, ktoré majú mnoho spôsobov využitia. V roku 2011 najväčší podiel na trhu s LED výrobkami predstavovalo celkové osvetlenie (35 %), nasledované mobilnými produktmi (30 %) a signálnymi aplikáciami (18 %). Do roku 2020 sa podľa prieskumu spoločnosti MarketWatch očakáva pokles cien LED zdrojov na polovicu ich súčasnej ceny. Blíži sa doba, keď budú LED diódy k dispozícii za cenu, ktorá s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobí ich dominanciu na trhu.

LED1.jpg

Podľa Electronics.ca Research Network dosiahne v roku 2012 trh s produktmi LED určenými na osvetlenie 19,5 miliardy dolárov (15,5 mld. €) a v roku 2017 až 31,4 miliardy dolárov (25 mld. €). Zatiaľ čo v súčasnosti tento rast spôsobujú predovšetkým LCD monitory a televízory s LED podsvietením, nasledované mobilnými displejmi, analytici predpovedajú, že do roku 2014 bude trhu vládnuť práve LED osvetlenie. A v roku 2021 sa očakáva, že LED osvetlenie obsiahne viac než 50 % komerčného stavebného trhu.

Použitie rôznych polovodičových zlúčenín, ako sú gálium alumínium arzenid fosfid (GaAlAsP), indium gálium nitrid (InGaN) a alumínium gálium fosfid (AlGaP), v spojení s fosforovou povrchovou vrstvou umožnilo vývoj LED diód emitujúcich svetlo naprieč celým viditeľným spektrom.

Za posledných 50 rokov technológia pokročila od červených cez oranžové, žlté a zelené LED diódy v roku 1980 až k prvým vysoko intenzívnym modrým LED diódam, založeným na nitride gália (GaN) o desať rokov neskôr. V roku 1991 japonský profesor Shuji Nakamura urobil ďalší prielom vo vývoji bieleho LED svetla. Predstavil prvú LED s vysokým jasom použitím emitora nitridu gália, ktorý produkoval veľmi jasné modré svetlo, čiastočne prevedené na žlté pomocou fosforovej povrchovej vrstvy.

LED2.jpg

Samozrejme, že to nie je iba väčšie spektrum LED farieb, ktoré sú teraz k dispozícii, ale významne sa zvýšila aj intenzita svetla a zlepšila energetická účinnosť. Zaujímavé je, že tempo pokroku v oblasti LED sa orientačne riadi pravidlom s názvom Haitzov zákon, čo je paralela k Mooreovmu zákonu polovodičového sveta. Predstavil ho v roku 2000 doktor Roland Haitz a tvrdí, že za každých 10 rokov sa náklady na výrobu LED na lúmen (jednotka svetleného toku) znížia o faktor 10, zatiaľ čo svetelný výkon LED sa zvýši o faktor 20. Haitz tiež predpovedal, že účinnosť LED osvetlenia môže v roku 2020 dosiahnuť úroveň 200 lm/W, pokiaľ budú vlády a svetelný priemysel dostatočne investovať do výskumu a vývoja pokročilých LED technológií.

Použitie LED na podsvietenie LCD displejov je teraz rozšírené v mobilných spotrebiteľských aplikáciách, ako sú mobilné telefóny, digitálne fotoaparáty, MP3 prehrávače a televízory. Oproti LCD displejom podsvieteným studenými katódovými žiarivkami (CCFL) ponúka LED okrem veľkej flexibilnosti ďalšie výhody, ako sú nižšie náklady na prevádzku, nízke napätie, široký pozorovací uhol, vysoký kontrast a široký rozsah farieb.

LED3.jpg

Dôležitá odnož LED, ktorú treba spomenúť, je organická LED technológia alebo OLED, čo je v podstate vrstva elektroluminiscenčného materiálu medzi dvoma vrstvami organických polymérov. Technológia OLED sľubuje dodať osvetlenie novej dimenzie.

Architekti a návrhári interiérov môžu využívať technológiu OLED na vytvorenie požadovanej atmosféry pomocou osvetlenia bez nepríjemne intenzívneho a oslňujúceho svetla. Moduly OLED ponúkajú jemný harmonický výstup, integrovanú kalibráciu a rovnomernú distribúciu svetla, vďaka čomu sú vhodné najmä na kreatívne osvetlenie pódií a netradičné využitie v prostredí diskoték a barov.

Úspornosť LED

LED sa stávajú štandardom vo vonkajšom verejnom osvetlení, využívajú sa v semaforoch, v cestných výstražných znameniach a v informačných tabuliach.

Najmä automobilový priemysel začína mohutne nahradzovať klasické žiarovkové osvetlenie LED diódami. Vďaka svojej energetickej úspornosti sú LED svetlá obzvlášť vhodné pre elektrické a hybridné automobily. Hovorí sa, že vďaka LED svetlometom sa rozšíri jazdný dosah elektromobilov asi o šesť kilometrov.

Osvetlenie akvárií, pri chove hydiny a v záhradníctve - to sú takisto oblasti, kde sa dá očakávať výrazný rast. Napríklad rastliny sú veľmi citlivé na niektoré vlnové dĺžky svetla, čo vedie k zvýšenej absorpcii chlorofylu a fotosyntéze pri vystavení modrému a červenému svetlu.

Asi najpodstatnejšie je všeobecné očakávanie, že LED sa v nasledujúcich niekoľkých rokoch stane vedúcim energeticky úsporným osvetlením a prevezme tak štafetu od dnešných technológií, ako sú klasické žiarovky, halogénové a kompaktné žiarivky (CFL).

Zamerané na dnešok

V septembri 2012 vstúpil do platnosti zákaz výroby a dovozu klasických žiaroviek v celej Európskej únii. Tento krok sa urobil z dôvodu veľmi nízkej úrovne energetickej účinnosti tradičných žiaroviek - obvykle na tvorbu svetla využívajú menej než 10 % energie dodanej žiarovke. To znamená, že spotrebitelia a odborníci sa teraz musia rozhodnúť pre úsporné alternatívy osvetlenia, ako sú diódy emitujúce svetlo (LED) a kompaktné žiarivky (CFL). Na rozdiel od kompaktných fluorescenčných žiariviek ponúkajú zdroje LED až päťnásobnú životnosť, svietia okamžite po zapnutí a neobsahujú nebezpečné látky, ako je ortuť. Zdroje LED sú navyše odolné proti nárazom a vibráciám.

Osvetlenie budúcnosti

A čo prinesie budúcnosť produktom LED okrem toho, že budú úspornejšie a dostupné v čoraz výkonnejších variantoch? LED budú aj inteligentnejšie. Jedno slovné spojenie pravdepodobne budeme často počuť v najbližších rokoch, a to ovládanie cez internet. Bude to znamenať, že každé elektronické zariadenie majúce svoju IP adresu bude schopné okrem iného ovládať každý jednotlivý zdroj LED. Takže pomocou inteligentného telefónu bude možné ovládať či naprogramovať osvetlenie v našich domovoch a kanceláriách.

Nech už budúcnosť prinesie čokoľvek, pre LED vyzerá veľmi jasne.


Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Technológie

Koniec dokazovania, že nie sme robot. Google pripravuje systém Neviditeľná reCAPTCHA

07.12.2016 11:38

Pred niekoľkými rokmi Google zjednodušil používateľom webu dokazovanie, že sú ľudia, a nie automatizované roboty, keď nahradil systém CAPTCHA (akronym pre Completely Automated Public Turing test to te ...

Technológie 1

Video: Virtuálna realita ukazuje, čo sa môže stať, ak budete auto šoférovať opití

07.12.2016 00:21

Britská spoločnosť Diaego, ktorej patria značky ako Johnnie Walker, Smirnoff či Guinness použila „taktiku zastrašovania“  a spojila svoje sily so Samsungom pri tvorbe dosť hrôzostrašného videa s virtu ...

Technológie

Telefón nabitý do minúty a batéria poháňaná baktériami? Na alternatívne zdroje energie si ešte počkáme

07.12.2016 00:16

Hoci batériám stále dominujú tie lítiovo-iónové, vedci priebežne hľadajú efektívnejšie alternatívy. Nové prototypy vydržia napríklad 7500 cyklov vybitia a nabitia, majú až osemkrát vyššiu energetickú ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Kyocera - prve-zariadenia-formatu-a4-s-vykonom-a3

Najnovšie videá