LED's worden steeds verder ontwikkeld en verfijnd waardoor er heden tal van toepassingen zijn:
LED's voor letters
LED's voor videoschermen
LED's voor gevelverlichting
LED's voor decoratieve verlichting
LED's voor wand-, plafond-, tafel-, staanlampen
LED's voor Outdoor stralers
enz.......
De geschiedenis van de ''LED'' (light emitting diodes)
In 1906 maakte Henry Joseph Round voor het eerst melding van ‘elektroluminescentie’ tijdens een experiment met SiC (carborundum); meteen was de eerste light emitting diode of LED geboren. Gedurende de volgende 50 jaar werd maar weinig vooruitgang geboekt, tot het onderzoek naar diodes en halfgeleiders echt van de grond kwam. Halfweg de 20e eeuw ontdekten onderzoekers in de academische en industriële wereld verschillende benaderingen om lichtstraling te genereren op de pn-overgang van diodes, bij gebruik van specifieke materialen en processen. Maar de lichtopbrengst was laag, de lichtdiode duur en er waren slechts enkele specifieke kleuren beschikbaar. De weg naar hogere vermogens, lagere kosten en een breder kleurengamma was lang en moeilijk, maar de ontwikkelingen werden uitvoerig gepubliceerd.
Begin jaren 1960 gingen groepen als RCA, IBM, GE en MIT zich actief toeleggen op LED’s. Een van de eerste gecommercialiseerde LEDs was het 870 nm IR-toestel dat verkocht werd door Texas Instruments en een prijskaartje had van 130 USD. Rond diezelfde periode verdeelde GE rode LED’s via de catalogus van Allied Radio, voor 260 USD. De LEDs waren dus duidelijk heel duur en het verkoopvolume lag laag. In 1964 maakte IBM gebruik van galliumarseenfosfide (GaAsP) LED’s op printplaten in een van zijn eerste mainframe computers. Het betrof hier een forse vooruitgang: voor het eerst boden lichtdiodes ten opzichte van de klassieke verlichtingstechnologie een interessant alternatief voor zowel de fabrikanten als de eindgebruiker. Als aan- en uitschakelaar konden de LED’s rechtstreeks op de printplaat gemonteerd worden; ze verbruikten minder stroom en hadden een blijkbaar onbeperkte levensduur, wat het onderhoud overbodig maakte. Mettertijd zijn de LED’s efficiënter, goedkoper en helderder geworden, stuk voor stuk voordelen die ervoor gezorgd hebben dat ze andere lichtbronnen zijn gaan vervangen.
Hoewel het rendement van LED’s in de jaren 1960 en 1970 relatief beperkt bleef, ontwikkelden Monsanto en Hewlett-Packard productielijnen met hoge capaciteit die de kosten aanzienlijk deden dalen en een voor hoge groei zorgden van de markt van de alfanumerieke displays, eerst voor de rekenmachines, later voor de polshorloges. Voorbeelden hiervan zijn de rekenmachines van Texas Intruments (SR-56), van Hewlett-Packard (HP-67) en het Pulsar digitale uurwerk van Hamilton Watch Corporation. In die verschillende toestellen maakten de discrete lichtpuntjes die de LED’s genereren het mogelijk verschillende cijfers elektronisch weer te geven in dezelfde fysische ruimte. De LED’s openden een markt die tot dan toe onmogelijk was geweest en ze domineerden die markt tot de komst van de LCD’s met achtergrondverlichting.
In diezelfde periode resulteerden verdere doorbraken op het gebied van de galliumfosfide-technologie (GaP) in een groene LED. Hoewel deze lichtdiode een lager kwantumrendement vertoonde, had de groene LED hetzelfde helderheidniveau als de bestaande rode LED’s, gewoon omdat het menselijk oog 10 maal gevoeliger is voor deze kleur. In de jaren 1960 maakte de ‘Princess’ telefoon van AT&T furore, omdat het toetsenbord oplichtte wanneer de hoorn van de haak werd genomen; maar het toestel vergde een 110 V plug om de interne lamp op te lichten en als de lamp uitbrandde, diende de technicus van het bedrijf langs te komen. Geavanceerde telefoontoestellen met meerdere lijnen, die gebruikt werden door telefonisten en secretaressen, vergden in die tijd tientallen kabels om de schakelaars op afstand te synchroniseren teneinde aan te geven welke lijnen vrij en welke bezet waren. De installatie- en onderhoudskosten lagen erg hoog. Het gebruik van het fraaiere groene licht in persoonlijke telefoons en van LED’s in het algemeen in de telefoontoestellen met meerdere lijnen, gekoppeld aan interne elektronische schakelingen, deden die onderhoudskosten en daaraan gelinkte garantiekosten voor de telefoonmaatschappijen fors zakken. Opnieuw verdrongen de LED’s, met hun lange levensduur en hoge duurzaamheid, ditmaal gekoppeld aan de geminiaturiseerde en geïntegreerde stuurelektronica, de kleine indicatie-gloeilampjes.
In de jaren 1990 boekten Nakamura en andere onderzoekers vooruitgang in de technologie van de indiumgalliumnitride LED, wat leidde tot de commercialisering op grote schaal van blauwe en groene halfgeleiderbronnen, alsook tot de ontwikkeling van witte LEDs. Dankzij hun volledige kleurenpalet, gingen de LED’s al snel de klassieke lampen in tal van gekleurde verlichtingsapplicaties vervangen.
Vandaag de dag zijn de grootste verbruikers van LEDs de mobieltjes en andere elektronische toestellen. Naar schatting zijn ongeveer 30% van de verkeersslichten in de Verenigde Staten vandaag de dag uitgerust met LED’s; de LED ‘vidiwalls’ met breedbeeldscherm (zoals dat op Times Square in New York) zijn wijd verspreid en tal van bedrijven hebben vliegveld- en andere signaleringslichten ontwikkeld die goedgekeurd zijn door de FAA (de Amerikaanse luchtvaartadministratie.
Door de toevoeging van digitale stuurelektronica aan gekleurde LED’s, konden nieuwe mogelijkheden aangeboord worden in architecturale verlichting; veel van de Design Awards 2003 van de Internationale vereniging van de ontwerpers van de verlichting (IALD) maakten gebruik van gekleurde LED’s. Met de komst van een volledig kleurenpalet voor de hoogvermogen LED’s, ontwikkelen zich meer geavanceerde architecturale designs, naast theater- en studioverlichting. In juni 2003 werden 11 van de 14 podia op het popfestival van Glastonbury (Verenigd Koninkrijk) verlicht met hoogvermogen LED’s en ongeveer 196 Pixel Par armaturen met kleurveranderende RGB hoogvermogen LED’s, van James Thomas Engineering, straalden het hoofdpodium aan, via een nieuw videobesturingssysteem dat elke armatuur ‘pixeliseerde’. In elk van bovenstaande voorbeelden, zorgden de gekleurde LED’s voor een fors verminderd stroomverbruik, aangezien filtering tot 90% van het witte licht kan verspillen.
LED’s vergemakkelijken ook de installatie, omdat kabels met kleinere afmetingen gebruikt kunnen worden. De stevigheid van de LED, de veiligheid van de laagspanningswerking en de afwezigheid van warmte (IR) en UV in de bundel, zijn stuk voor stuk factoren die voor het gebruik van LED’s in deze applicaties pleiten. En tenslotte impliceert een langere levensduur (waarover later meer) meestal een terugverdienperiode van 1 tot 3 jaar voor gekleurde LED’s, op basis van de besparingen in energie en onderhoud, wat logischerwijze de hogere aankooprijs rechtvaardigt. Onderstaande figuren 1 en 2 geven een overzicht van de huidige marktpenetratie van de lichtdiodes.
bron: http://www.philips.nl/about/news/press/article-15626.page |
