Rys. 5. Jedno watowa oprawka MR16 z białą diodą mocy XLamp™ 7090 zasilana bezpiecznym napięciem 12VDC z powodzeniem może zastępować klasyczne lampki halogenowe.
Tym samym od początku III tysiąclecia technika świetlna dysponuje półprzewodnikowymi źródłami światła o wysokiej wydajności, emitującymi światło w trzech podstawowych barwach: czerwonej, zielonej i niebieskiej. W wyniku połączenia tych trzech barw możliwe staje się otrzymanie światła białego. Dlatego drugą połowę lat 90-tych ubiegłego wieku możemy uważać za okres narodzin nowej generacji źródeł światła białego dla techniki oświetleniowej. W świat zarezerwowany dotychczas dla żarówek, lamp fluoroscencyjnych i wyładowczych wkroczyły diody LED. Przedstawiona tu ich historia jest tylko prologiem do rewolucyjnych wydarzeń w „świecie lamp”, które już się wydarzyły lub wydarzą się w najbliższym czasie za sprawą diod LED.

a)

b)

c)

Rys. 4. Pierwsze zastosowania diod LED: a) lampki kontrolne, b) podświetlenie przycisków w telefonach i centralkach telefonicznych,c) wyświetlacze numeryczne (kalkulatory).

Źródło: a,b: www.ledmuseum.org ; c: Internet

Kiedy okazało się, że miniaturowe źródła światła są niezastąpione w wielu zastosowaniach, gdy sprzedaż diod LED gwałtownie rosła, a przemysł był już w stanie zaakceptować konieczność wysokiego finansowania badań nad diodami, wówczas zakończył się czas pionierskich prac nad diodami LED. Od tej pory naukowcy wiedzieli już czego szukają, wiedzieli co chcą osiągnąć i znali podstawowe przesłanki teoretyczne. Natomiast przemysł cywilny i militarny wiedział, gdzie wykorzystać diody LED. Od końca lat sześćdziesiątych XX wieku coraz więcej ośrodków badawczych, zespołów naukowców i firm wkraczało na grunt optoelektroniki. Technologia szybko się rozwijała. Nowe, interesujące osiągnięcia pojawiały się częściej, a publikacje naukowe dotyczyły już coraz bardziej szczegółowych aspektów technologicznych i teoretycznych.

W 1969 roku Jacques Pankove napisał książkę „Zjawiska optyczne w półprzewodnikach”. Została ona wydana w 1971 roku i stała się jedną z klasycznych pozycji biblioteki optoelektronika. Po jej napisaniu Pankove rozpoczął współpracę z Paulem Maruska w celu wykonania emitera niebieskiego światła. Maruska od 1968 roku pracował w laboratoriach RCA (Radio Corporation of America) nad metodą otrzymania krystalicznych warstw z azotku galu (GaN) na podłożu szafirowym, które miały posłużyć do wytworzenia niebieskiej diody LED. W 1969 roku Maruska uzyskał warstwy krystalicznego GaN o pożądanych parametrach optycznych i odkrył, że warstwy te są naturalnymi półprzewodnikami typu n. Problemem okazało się jednak wytworzenie warstw o typie przewodnictwa p – potrzebnych do uformowania złącza p-n. Maruska razem z Pankove, mimo problemów z warstwą p, wykonali i zaprezentowali działający emiter niebieskiego światła o długości fali 475 nm. Nie była to jednak typowa dioda LED ze złączem p-n, lecz dioda metal – izolator – półprzewodnik (struktura MIS).

Problem wykonania warstw typu p w materiale GaN pozostał nierozwiązany, a jedynym alternatywnym półprzewodnikowym źródłem niebieskiego światła pozostał węglik krzemu SiC. Z tego względu do początku lat dziewięćdziesiątych XX wieku nie zaprzestano prac nad doskonaleniem i rozwojem diod wykonywanych na bazie SiC. Pomimo wielu wad SiC był przez długie lata jedynym materiałem, który pozwalał na wytworzenie komercyjnej, opłacalnej w produkcji, niebieskiej diody LED o światłości 10–20 mcd. Do początku lat 90-tych wiązano duże nadzieje z pozostałymi półprzewodnikami z grupy związków II-VI, głównie z selenkiem cynku ZnSe. W 1991 roku firma 3M zaprezentowała niebieski laser wykonany z ZnSe-CdZnSe, jednak technologia emiterów II-VI okazała się wówczas ślepą uliczką. Emitery z tych materiałów są bowiem niestabilne czasowo, mają krótki czas życia i są toksyczne, a przez to wszystko nie nadają się do komercyjnej produkcji i powszechnego zastosowania.

W wyniku złej sławy powstałej wokół GaN w środowisku naukowym po porażce guru optoelektroniki J. Pankova, któremu nie udało się wytworzyć warstw GaN o przewodnictwie typu p, tylko kilka zespołów badawczych na świecie odważyło się na dalsze prace nad zastosowaniem GaN do wykonania emiterów światła niebieskiego. W 1973 roku Isamu Akasaki z uniwersytetu Nagoya po kilku latach pracy nad azotkiem glinu AlN rozpoczął wieloletnie badania nad azotkiem galu. W 1974 roku Akasaki otrzymał po raz pierwszy monokrystaliczną warstwę GaN. W 1981 roku zaprezentowana została dioda MIS LED z GaN o światłości 10 mcd. W 1986 roku przełomowym wydarzeniem było otrzymanie przez grupę Akasakiego dobrej jakości warstw GaN na podłożu szafirowym. W 1989 roku Akasaki uzyskał po raz pierwszy w historii optoelektroniki warstwę GaN typu p aktywując akceptory Mg metodą napromieniowania niskoenergetyczną wiązką elektronową. W tym samym roku Akasaki wytworzył pierwsze złącza p-n z GaN oraz emitery światła niebieskiego i UV. Po publicznym zaprezentowaniu w roku 1992 niebieskiej diody LED, Akasaki przystąpił do prac nad wytworzeniem korony optoelektroniki – niebieskiego lasera operującego w temperaturze pokojowej. Jednakże pomimo ponad 20 letnich prac nad emiterami z azotku galu to nie na niego spłynął splendor i sława za wytworzenie niebieskiej diody LED. Ojcem niebieskiej optoelektroniki jest bowiem uważany Shuji Nakamura. Droga, którą pokonał Nakamura, od chwili gdy zakończył studia i rozpoczął pracę dla średniej, japońskiej firmy chemicznej Nichia do momentu, w którym zaprezentował światu wysoce wydajną niebieską diodę LED, nie była łatwa. Warunki, w jakich prowadził swoje badania bardzo przypominają prace pionierskie Walkera nad syntezą półprzewodników z grupy III-V. Podobnie prowadził on swoje prace badawcze samotnie, wg własnego pomysłu, w urządzonym przez siebie laboratorium i z przystosowanym przez siebie sprzętem. Jednak jak przyznaje sam Nakamura, to właśnie te niekorzystne warunki, którym musiał stawić czoła pozwoliły mu i jego małemu zespołowi odnieść sukces. Nim rozpoczął prace nad niebieską diodą z GaN udało mu się pracować nad wszystkimi etapami technologicznymi, jakie mają miejsce w produkcji diod LED. Praktyka ta przydała się, gdy rozpoczął w 1989 roku prace nad niebieską diodą z materiału GaN. W marcu 1991 roku Nakamura otrzymał emisję światła ze złącza p-n z GaN. Jednakże o sukcesie Nakamury świat dowiedział się dopiero w roku 1993, gdy została zaprezentowana przez niego niebieska dioda LED o światłości przekraczającej 1 cd. Wydajność tej diody była 100 razy lepsza od wykorzystywanych wówczas masowo niebieskich diod z SiC, a jej produkcja od razu została skomercjalizowana przez firmę Nichia. W 1994 roku Nakamura dokonał kolejnej prezentacji tym razem zielono-niebieskiej diody LED o światłości 2 cd. W roku 1995 firma Nichia uruchamia komercyjną produkcję zielonej diody LED w technologii GaN. W owym czasie Nichia ze średniej firmy z japońskiej prowincji przekształca się w korporację, która miesięcznie sprzedawała kilka milionów sztuk niebieskich diod LED, a konkurencję pozostawiła daleko w tyle. Sytuacja ta trwała do końca lat dziewięćdziesiątych XX wieku. Dopiero wówczas zaczęły pojawiać się diody LED konkurencyjne dla produktów Nichia. Z czasem inni producenci dorównali, a niektórzy nieznacznie przewyższyli osiągnięcia firmy Nichia, jednak do  dziś wciąż pozostaje ona w światowej czołówce, a sukces ten w znacznej mierze zawdzięcza Shujiemu Nakamurze i jego zespołowi. Obecnie Shuji Nakamura pracuje w amerykańskiej firmie CREE.

Podczas gdy uwagę przykuwał historyczny rozwój niebieskiej optoelektroniki, w cieniu tych przełomowych wydarzeń dokonała się mała rewolucja w świecie czerwonej optoelektroniki. Od połowy lat osiemdziesiątych XX wieku prowadzone były badania nad nowym związkiem czteroskładnikowym AlGaInP, który nadaje się do produkcji emiterów światła czerwonego, pomarańczowego i żółtego. AlGaInP początkowo wykorzystywano do konstrukcji laserów półprzewodnikowych, jednak już na początku lat 90-tych rozpoczęto masową produkcję diod LED wykorzystujących ten materiał. Szybko zaczęły one zastępować gorsze pod względem wydajności diody na bazie materiałów GaAsP AlGaAs i GaAs. Przewagę jakościową czerwonych diod LED z AlGaInP nad pozostałymi zwiększono dalej w latach 90-tych poprzez zastosowanie warstw rozprowadzających dostarczony do chipu prąd po całej jego powierzchni, zastosowanie wielokrotnych studni kwantowych, zastosowanie mikro zwierciadeł oraz zastosowanie przezroczystych podłoży GaP i technologii flip-chip (odwrócony chip). Wysoko wydajne diody LED z AlGaInP szybko znalazły swoje zastosowanie i stopniowo zastąpiły czerwone diody LED wykonywane z innych materiałów. Obecnie półprzewodnikowe emitery czerwonego światła są najwydajniejszymi z całej rodziny i ich sprawność zewnętrzna przekracza nawet 60%.

)
Rys. 3. Narodziny diody LED a) pierwsza dająca się w pełni kontrować dioda LED wykonana z GaAsP na podłożu GaAs przez zespół Holonyaka w 1962 roku, b)pierwsza masowo produkowana dioda LED firmy MONSANTO.
Źródło: www.rpi.edu/~schubert Źródło: www.ledmuseum.org


Holonyak z zespołem pracował dla korporacji General Electric i firma ta jako pierwsza skomercjalizowała produkcję diod LED. Jednak cena jednej emitującej światło widzialne, czerwonej diody produkcji GE była wówczas, bardzo wysoka i wynosiła 260 USD. Laser emitujący tą samą długość fali kosztował aż 10 razy tyle co dioda LED, czyli 2.600 USD. Pierwszą naprawdę masową produkcję diod LED rozpoczęła firma Mosanto w 1968 roku. Diody firmy Mosanto (rys. 3.b) były wykonywane z GaAsP/GaAs i w sprzedaży detalicznej kosztowały około 1 GBP (funta angielskiego), co podówczas odpowiadało średniej dniówce.


Początkowo, nie przez wszystkich doceniane czerwone diody LED, szybko wykazały się swoimi zaletami i pomimo niskiej sprawności zewnętrznej znajdowały liczne zastosowania. Pierwszym zastosowaniem diod LED wykonanych przez IBM była indykacja statusu jednostki arytmetycznej komputera dużej mocy (System 360). Diody LED zastąpiły w nim zawodne i nie ergonomiczne lampki neonowe. Z czasem doskonalono technologię czerwonych emiterów, a w 1968 roku zaprezentowano pierwszą zieloną diodę LED o sprawności zewnętrznej 0,6%.

Pojawienie się zielonej diody zwiększyło jeszcze bardziej atrakcyjność diod LED, które w latach siedemdziesiątych XX wieku znajdowały już kolejne zastosowania: w wyświetlaczach kalkulatorów elektronicznych (Hawlett-Packard, Monsanto), w zegarach cyfrowych, jako podświetlenie przycisków i w lampkach kontrolnych (AT&T, IBM).

Część 2. Diody elektroluminescencyjne - rys historyczny

Rys. 2. Układ okresowy Mendelejewa z oznaczonymi grupami związków półprzewodnikowych – obwódka czerwona: SiC oraz grupa półprzewodników II-VI (np.: ZnS, ZnSe), obwódka niebieska: grupa półprzewodnikówIII-V

Odkryte przez Walkera związki półprzewodnikowe z grupy III-V charakteryzują się właściwościami podobnymi do klasycznych półprzewodników krzemu Si oraz germanu Ge, ale szybko też okazało się, że związki III-V również są aktywne optycznie i mają bardzo dobre właściwości w tym zakresie. W 1962 roku kilka zespołów badawczych zaprezentowało pierwsze diody LED i lasery półprzewodnikowe z GaAs emitujące w bliskiej podczerwieni (870-980nm). Tym samym 55 lat po odkryciu elektroluminescencji przez Round’a narodziła się nowa dziedzina techniki: optoelektronika. Bogactwo kombinacji związków półprzewodnikowych z grup III-V otworzyło przed badaczami zupełnie nowe wyzwania. Możliwości badawcze zwiększyły się jeszcze bardziej po otrzymaniu w wyniku syntezy również związków potrójnych oraz poczwórnych. Dobierając odpowiednio udział procentowy poszczególnych pierwiastków z grupy III-V możliwe stało się uzyskanie materiałów półprzewodnikowych o dowolnej (lecz skwantowanej) szerokości przerwy zabronionej. Oznacza to, że teoretycznie możliwe stało się wytworzenie złącz p-n emitujących w zakresie od głębokiego nadfioletu, poprzez widmo widzialne, do głębokiej podczerwieni. Praktyka okazała się jednak bardziej skomplikowana, gdyż pionierzy optoelektroniki musieli ustalić nie tylko odpowiedni skład procentowy poszczególnych pierwiastków, lecz przede wszystkim wytworzyć zaprojektowany przez siebie związek. Tu pojawiły się problemy z czystością materiałów, z wytwarzaniem podłoży, z urządzeniami do epitaksji i kontrolą tego procesu (epitaksja jest podstawowym procesem wykorzystywanym przy produkcji diod LED), z dyslokacjami w materiale i naprężeniami pomiędzy poszczególnymi warstwami - wiele nowych zagadnień wymagało nowych rozwiązań teoretycznych i technologicznych. Dlatego nie od razu "zbudowano" superluminescencyjną diodę LED. Czas i liczne próby pokazały, że nie wszystkie związki półprzewodnikowe z grupy III-V nadają się do wytwarzania emiterów. Spośród tej licznej grupy materiałów dotychczas zaadaptowanych na ten cel zostało 7 związków: GaAs (arsenek galu), AlGaAs (związek potrójny arsenu, galu i glinu), GaP (fosforek galu), GaAsP (związek potrójny galu, arsenu i fosforu), GaN (azotek galu), GaInN (związek potrójny galu indu i azotu) oraz AlGaInP (związek poczwórny glinu, galu, indu i fosforu). Historycznie pierwsze diody LED wytworzono na bazie GaAs (1962). Nie emitowały one jednak jeszcze światła widzialnego tylko podczerwone. Pierwsza emitująca światło widzialne dioda LED została przedstawiona przez N. Holonyak’a Jr. i Bavacqua’e w 1962 roku (rys. 3.a). W temperaturze ciekłego azotu dioda ta emitowała światło spójne (akcja laserowa) o długości fali 710 nm i szerokości połówkowej 1,2 nm. W temperaturze pokojowej pierwsza dioda zachowywała się jak typowa dioda LED - promieniowanie nie było koherentne, a szerokość połówkowa wynosiła 12,5 nm.

cdn/

                                                          Historia Diody

Zjawisko elektroluminescencji leżące u podstaw działania diod LED zostało najprawdopodobniej po raz pierwszy zaobserwowane i udokumentowane poprzez Henry’ego Joseph’a Round’a (rys. 1) w roku 1907. Round zaobserwował emisję światła widzialnego z kryształu węglika krzemu (SiC) o przewodnictwie typu n (nadmiar elektronów w materiale). Uformowane w doświadczeniu Rounda złącze metal – półprzewodnik spolaryzowane napięciem od 10V do 110V emitowało światło o różnych barwach: żółtej, zielonej, pomarańczowej oraz niebieskiej.
Pionierskie badania nad elektroluminescencją (1927-1942) prowadził również O. V. Lossev. W 1928 roku opublikował on szczegółowe opracowanie dotyczące rekombinacji promienistej w węgliku krzemu SiC. W swoich pracach między innymi dowiódł, że przyczyną luminescencji SiC nie jest żarzenie się struktury, jak ma to miejsce w żarowych źródłach światła, oraz poprawnie założył, że luminescencja diod z SiC jest zjawiskiem odwrotnym do einsteinowskiego efektu fotoelektrycznego. Kolejnym z pierwszych związków półprzewodnikowych, w którym, pod koniec lat trzydziestych XX wieku, zaobserwowano zjawisko elektroluminescencji był siarczek cynku ZnS domieszkowany miedzią. W 1936 roku Georges Destriau opublikował wyniki badań luminescencji ze sproszkowanego siarczku cynku ZnS. Destriau jako pierwszy użył wyrażenia „elektroluminescencja” do określenia badanego przez siebie zjawiska.


Rys. 1. H. J. Round – odkrywca elektroluminescencji
Źródło: http://www.captain-round.co.uk/gallery.html

Obserwacje elektroluminescencji były do początku lat pięćdziesiątych XX wieku ograniczone do przyrządów półprzewodnikowych wykonanych na bazie materiałowej SiC oraz półprzewodników z grup II-VI tablicy Mendelejewa (rys. 2). Są to związki występujące w środowisku naturalnie, jednakże charakteryzujące się słabymi parametrami optycznymi. Z tego powodu intensywnie poszukiwano otrzymywanych sztucznie związków półprzewodnikowych, które charakteryzowałyby się odpowiednimi parametrami elektrycznymi i optycznymi, co pozwoliłoby na wykonanie stabilnych i dających się kontrolować przyrządów optoelektronicznych. W 1952 i 1953 roku wyniki prac nad nowymi związkami półprzewodnikowymi z grupy III-V tablicy Mendelejewa opublikował H. Walker, któremu jako pierwszemu udało się sztucznie wytworzyć takie związki półprzewodnikowe, jak: InSB, AlP, AlAs, AlSb, GaP, GaAs, GaSb, InP oraz InAs.

cdn.

BADANIA PT I MT
LAMPA UV LED

Zalety LAMPY UV LED:

długowieczność diod – ok. 10 000 godz.

 równomierne rozproszenie światła UV 

brak promieniowania UV-B oraz UV-C

nie emituje światła białego 

Szeroka paleta zastosowań 

lakiernictwo 

bankowość 

odkażające w medycynie itp.  

    

. Elektroluminescencja

Diody elektroluminescencyjne LED należą do IV generacji sztucznych źródeł światła wykorzystywanych przez człowieka w oświetleniu. Pierwsze 3 generacje to: źródła wykorzystujące proces spalania (I), lampy żarowe (II) oraz lampy wyładowcze (III). Podział ten wynika bezpośrednio z różnych mechanizmów powstawania światła. W diodach LED, a także innych nowoczesnych źródłach światła (diody organiczne lub polimerowe), podstawą świecenia jest zjawisko elektroluminescencji zachodzące w ciele stałym (w krysztale półprzewodnikowym).

Elektroluminescencja jest jednym z rodzajów luminescencji. U podstaw luminescencji leży zjawisko rekombinacji, czyli jeden ze sposobów przejścia układu z energetycznego stanu wzbudzenia do stanu podstawowego. W stanie podstawowym wszystkie elektrony zajmują w atomach możliwie najniższe stany energetyczne, a zewnętrzna powłoka atomowa, na której znajdują się elektrony tworzy tzw. pasmo walencyjne. Stan wzbudzenia to taki, w którym elektrony w atomach materiału są przeniesione z pasma walencyjnego na wyższe stany energetyczne, czyli do tzw. pasma przewodnictwa. Przeniesienie elektronu do pasma przewodnictwa następuje w wyniku oddziaływania zewnętrznego czynnika wzbudzającego. Tym czynnikiem może być temperatura (termoluminescencja), reakcja chemiczna (chemiluminescencja), oddziaływanie mechaniczne (tryboluminescencja), strumień elektronów (elektronoluminescencja) lub fotonów (fotoluminescencja), fala ultradźwiękowa (sonoluminescencja) lub zewnętrzne pole elektryczne (elektroluminescencja). 
  

Korzyści związane ze stosowania oświetlenia diodowego, w tym żarówek diodowych LED:


energooszczędność i proekologiczność. Żarówki LED są obecnie najbardziej energooszczędnym źródłem światła mogącym być stosowanym zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. Teoretycznie bowiem około 50% dostarczonej energii zamienianej jest na światło - są dziesięciokrotnie bardziej energooszczędne od tradycyjnych żarówek oraz dwukrotnie od żarówek energooszczędnych. Oświetlenie LED coraz częściej można spotkać w instalacjach świetlnych w Polsce, a w przypadku USA w Kalifornii w 100%. O zużyciu prądu możesz przeczytać w ciekawniku pt. Ile płacisz za prąd.

odporność i bezpieczeństwo. Generalnie diody LED są bardzo odporne na warunki atmosferyczne i wstrząsy, dzięki czemu mogą być wykorzystywane w wielu różnych miejscach. Światło emitowane przez żarówki diodowe jest bezpieczne dla oczu i zdrowia. Ponadto, diody nie męczą wzroku i nie wpływają negatywnie na nasze samopoczucie, gdyż nie występuje w nich promieniowanie UV i drganie światła.

minimalna emisja ciepła.Żarówki LED praktycznie się nie nagrzewają.

trwałość. Żarówki LED według zapewnień producentów świecą około 45 tysięcy godzin czyli ok. 5 lat ciągłej pracy, przy czym częste włączanie i wyłączanie nie skraca ich żywotności. Dla porównania, trwałość żarówek żarowych wynosi około 1000 godzin, a żarówek energooszczędnych między 10000 a 15000 godzin. Należy jednak zaznaczyć, że sprawność świecenia diody z czasem maleje - po 30 tysiącach godzin ilość emitowanego światła zmniejsza się o połowę.

UWAGA: Diody LED mają zerową bezwładność na skoki napięcia, które dość często zdarzają się w polskiej sieci energetycznej - mogą one powodować ich trwałe uszkodzenie, dlatego lampy należy zabezpieczyć specjalnymi niskonapięciowymi zasilaczami. Bez tych urządzeń odradzamy zakup żarówek LED.

inne.Diody LED mogą być produkowane w dowolnej barwie a oświetlenie z diod może być dowolnie kształtowane - obie te cechy dają ogromne możliwości związane z ich zastosowaniem.

Rodzaje diod stosowanych w technice oświetleniowej ?

W żarówkach diodowych mogą być stosowane różne rodzaje rodzaje diod świecących, które możemy podzielić ze względu na moce:

diody małej mocy (ang. Low Power LED ) - moce kilku [mW]

diody dużej mocy (ang. High Power LED ) - moce od kilkudziesięciu [mW] do kilkunastu [Watt]

matryce diodowe dużej mocy (ang. LED Arrays ) - moce od kilkudziesięciu [Watt] do nawet kilkuset [Watt]

Diody stosowane w żarówkach, świetlówkach, spotach, oświetlaczach, lampach ulicznych, kocich oczkach możemy podzielić również ze względu na wygląd oraz technologię montażu. Najbardziej powszechne rodzaje to:

DIP LED - stosowane są do druku przewlekanego, względnie duża sprawność, niskie zużycie energii, odporna na korozję i utlenianie, wbudowana soczewka o różnych kształtach, kolorach i kątach świecenia np. 30, 60, 90, 120 stopni. Osiągają maksymalny strumień świetlny ok 5/6 [lm]. Odznaczają się względnie niskimi parametrami świetlnymi, krótki czas pracy ok 20-30 000 godzin, niski współczynnik CRI. 

Plastikowa obudowa elementu świecącego uniemożliwia dobre odprowadzenie ciepła co powoduje podwyższenie temperatury pracy "chipu" co ma wpływ na żywotność żarówki led.

SMD/SMT - diody przeznaczone do montażu metodą powierzchniową ang. Surface Mount Diode. Cechują się dość dużym strumieniem świetlnym kilku lumenów, małymi mocami. Wskaźnik CRI może dla dobrej jakości diod SMD osiągać wartości powyżej Ra>80. Średni czas pracy może osiągać 50 000 godzin przy zapewnieniu bardzo dobrego odprowadzenia ciepła oraz nie przekraczaniu nominalnych parametrów pracy. Diody SMD doskonale nadają się jako element świecący do świetlówki LED ze względu na swoje bardzo małe wymiary.

  

High Power LED - wysoka efektywność, niskie zużycie energii, długa żywotność, wysoka jakość światła. Osiągają wysokie wartości strumienia wyjściowego 60 do 100 [lm]/[Watt].

   

 Dla przykładu high power LED Cree XP-G osiąga nawet wartość 132 [lm]/[Watt]. Diody mocy dobrych marek osiągają wysokie współczynniki CRI Ra>80, emitują światło zbliżone do światła eitowanego przez żarówki halogenowe. W przeciwieństwie do diod wykonanych w technologi DIP czas pracy może sięgać do 80 000 godzin przy zachowaniu wysokich parametrów świetlnych.

LED Arrays - matryce diodowe osiągają wysokie wartości strumienia wyjściowego od np. 3 000 do 14 000 [lm]. Zbudowane są z np. 30, 80, 100, 150 chipów mniejszej mocy osadzonych na radiatorze aluminiowym lub ceramicznym o wysokiej przewodności termicznej umożliwiającym doskonałe odprowadenie ciepła.

 

Matryce takie znajdują szerokie zastosowanie w lampach dużej mocy jak np. oświetlacze led , lampy przemysłowe led high bay gdzie wymagany jest bardzo duży strumień świetlny. Lampy tego typu zastępują standardowe lampy halogenowe, sodowe, metalo-halogenowe o mocach do kilkuset watów w instalacjach przemysłowych, oświetleniu budynków itd.

Na jakie parametry należy zwracać uwagę przy zakupie żarówki LED, świetlówki LED ?

Do zakup żarówek LED nie jest wymagana żadna specialna wiedza, natomiast wskazana jest zapoznanie się z podstawowymi cechami, zaletami oraz parametrami żarówek diodowych na które warto zwrócić uwagę.
Warto poświęcić kilka minut aby zapoznać się z nową technologią oświetlenia LED i wybrać najlepsze dla Państwa rozwiązanie aby móc cieszyć się długą i niezawodną pracą żrówek, świetlówek i spotów LED. Zastosowanie wysokiej jakości żarówek LED o dobrych parametrach świetlnych i elektrycznych pozwoli na wprowadzenie znacznych oszczędności w zużyciu energii w Państwa gospodarstwie, biurze, warsztacie czy domu.

Najbardziej istotne parametry przy zakupie żarówek, spotów i świetlówek LED:

Strumień świetlny [lm]:
dla spotów halogenowych 50 [Watt] - odpowiednik LED GU10 czy LED MR16 około 270-360 [lm]

pobór mocy 6-9 Watt dla żarówki led

GU10
dla spotów halogenowych 35 [Watt] - odpowiednik LED GU10 czy LED MR16 około 160-210 [lm]

pobór mocy 3.5-6 Watt dla żarówki led
  
MR16
dla spotów halogenowych 20 [Watt] - odpowiednik LED GU10 czy LED MR16 około 90-130 [lm]

pobór mocy 2-3.5 Watt dla żarówki led
Kąt świecenia dla spotów halogenowych czy żarówek LED GU10/MR16:

60-120° - dla pomieszczeń niskich o wysokościach ok 2.4 [m]
45-60° - dla pomieszczeń o wysokościach ok 2.6-2.8 [m]
30-45° - dla pomieszczeń o wysokościach powyżej 3.0 [m]
Świetlówki led zamienniki dla tradycyjnych świetlówek fluoroscencyjnych t8 z gniazdem g13

świetlówka led model TL-600T8, moc 8 Watt, 60 cm - zamiennik dla standardowej 18 Watt


świetlówka led model TL-120T8, moc 18 Watt, 120 cm - zamiennik dla standardowej 36 Watt
świetlówka led model TL-1500T8, moc 30 Watt, 150 cm - zamiennik dla standardowej 58 Watt


Powyższe informacje mogą być traktowane jedynie jako wskazówki przy zakupie, zamianie tradycyjnego oświetlenia żarowego na oświetlenie led. Zawsze należy zwrócić uwagę na własne preferencje, odczucia, które w znacznym stopniu mogą wpływać na rodzaj preferowanego oświetlenia. Dlatego też zalecamy na początku zakup kilku żarówek do przeprowadzenia własnych testów i jeżeli bedziecie Państwo zadowoleni do zakupu wymaganej ilości.

Co to jest dioda LED i co oznacza skrót LED ?

Skrót LED - w rozwinięciu oznacza ang. Lighting Emitting Diode - dioda elektroluminescencyjna, dioda emitująca światło.

Dioda świecąca LED jest elementem półprzewodnikowym której działanie opiera się na zjawisku fizycznym zwanym elektroluminescencją. Pod wpływem przepływającego przez diodę prądu emituje ona światło widzialne lub niewidzialne jak podczerwone i ultrafioletowe. Po podłączeniu zasilania do diody, elektrony rekombinują z dziurami generując energię w postaci światła. Diody LED cechują się bardzo szybkim czasem załączenia, ok. 100ns, w przeciwieństwie do lamp CFL nie potrzebują czasu na uzyskanie pełnej mocy świecenia. Nie zawierają szkodliwych substancji jak np. rtęć i ołów.

Diody świecące wymagają ogranicznika prądu, którym może być rezystor lub elektroniczny układ sterujący tzw. ang. led driver. Układ czy rezystor ogranicza maksymalną wartość prądu przepływającego przez diodę do wartości nominalnej bezpiecznej dla diody. Brak takiego ogranicznika spowodowało by uszkodzenie diody na wskutek przepływu zbyt dużego prądu co z koleii doprowadziło by do przegrzania diody (emitera). Bardziej skomplikowane sterowniki do diod tzw. ang. led driver mogą być np. zastosowane w żarówkach led do współpracy z regulatorami jasności.


Poniższe zdjęcie przedstawia High Power LED Edison Edixeon Emi

Co to jest temperatura barwowa ?



Biel ma wiele odmian, które z powodu subiektywności wzroku dają podobne odczucia kolorystyczne. Aby oznaczyć rodzaj bieli optycy posługują się określeniami słownymi lub temperaturą barwową wyskalowaną w kelwinach (K).

Poniżej 3000K

Płomień świecy ma barwę ok. 2000K. Zwykła żarówka małej mocy ok. 2700K. Barwa ta jest stosowana w oświetleniu coraz rzadziej. Obecne źródła światła, czyli halogeny, świetlówki i żarówki diodowe w większości emitują światło o wyższej temperaturze barwowej.



Światło 3000 - 3300K

Światło ciepłe, jak przy wschodzie i zachodzie słońca. Ma bardziej zrównoważony rozkładzie barw składowych niż jest to w przypadku zwykłych żarówek. Polecane do pomieszczeń mieszkalnych. Rozluźnia, wywołuje pogodny nastrój, czyni pomieszczenie przytulniejszym. Ciepła biel żarówek Hikari LED to właśnie ok. 3000K.

3500K - 4000K


Światło z większym udziałem krótkich fal i chłodnych barw składowych. Światło takie może mieć np. barwę oliwkową (żółty wpadający w zieleń).

Powyżej 5000K


Chłodne światło dzienne czasem odbierane jako błękitne. Poprawia odwzorowanie barw, polepsza zdolność koncentracji i uczenia się, zwiększa wydajność pracy. Żarówki LED o barwie ponad 5000K polecamy do pomieszczeń biurowych i handlowych. Przykładowo światło dzienne ma barwę ok. 5500K.

Co to jest lampa LED?




Lampa LED to elektroniczne urządzenie półprzewodnikowe o określonym składzie materiałowym, które pod wpływem przepływającego przez nie prądu emituje światło. Pierwszą możliwą do zastosowania w praktyce czerwoną lampę LED, wytwarzającą światło o spektrum widzialnym dla ludzkiego oka, opracowano w 1962 roku. Późniejsze badania pozwoliły stworzyć pomarańczowe, żółte, zielone, niebieskie i fioletowe układy scalone LED. Największym wyzwaniem technologicznym było zwiększanie wytwarzanej ilości światła w stosunku do energii dostarczanej do lampy diodowej.

W przypadku ogólnego oświetlenia w budynkach, głównym celem producentów lamp LED jest odtworzenie spektrum światła słonecznego. Ludzki wzrok jest przystosowany do widzenia właśnie tego tzw. „białego” światła.
Lampy LED można wykorzystać do generowania białego światła na dwa sposoby. Lampa może się składać z czerwonego, zielonego i niebieskiego źródła światła LED – źródła te w połączeniu emitują światło białe. Bardziej popularną metodą w przypadku oświetlenia ogólnego zastosowania jest użycie niebieskich źródeł światła LED i pokrycie ich związkami chemicznymi, znanymi jako luminofory, które zmieniają spektrum światła. Dzięki wykorzystaniu kilku powłok, widmo światła można upodobnić do tego emitowanego przez słońce. Każda warstwa luminoforu redukuje oczywiście strumień świetlny, a zatem głównym celem ciągłych prac rozwojowych jest uzyskanie idealnej równowagi pomiędzy poziomem i barwą emitowanego światła. Źródła fioletowego światła LED, opracowane i opatentowane przez Mitsubishi Chemical Corporation pod marką Verbatim, dają nadzieję na znaczną poprawę obu tych parametrów.

Artykuł z tech.wp.pl

Żarówki energooszczędne - za i przeciw

Korzyści związane ze stosowania świetlówek kompaktowych:

energooszczędność i ekologiczność. Świetlówki zużywają 80% mniej energii elektrycznej niż porównywalnej barwy i ilości światła żarówce. Oznacza to, że świetlówka o mocy 20W zastąpi z powodzeniem zwykłą żarówkę 100W.
bezpieczeństwo. Światło emitowane przez współczesne żarówki energooszczędne są bezpieczne dla oczu i zdrowia (światło nie tętni tak jak jest to w przypadku podłóżnych świetlówek zasilanych dławikiem magnetycznym - spotykane jeszcze w szkołach i szpitalach). Ponadto mają wysoki wskaźnik oddawania barw Ra > 80 a światło ma temperaturę barwową 2700 K, czyli białe ciepłe światło zbliżone do światła zwykłych żarówek.
bardzo mała emisja ciepła. Świetlówki nagrzewają się dużo mniej niż zwykłe żarówki w których temperatura sięga 2200°C.
trwałość. Świetlówki świecą do 10 razy dłużej niż zwykłe żarówki i to bez względu na ilość włączeń / wyłączeń na dobę. Można zatem przyjąć, że trwałość dobrej jakości żarówki energooszczędnej wynosi przeciętnie 5-6 lat.
recycling. Aż 90% zużytej świetlówki nadaje się do recyclingu i wyprodukowania nowej świetlówki.

                                                                             

UWAGA BARDZO WAŻNE

O czym powinniśmy pamiętać?

Świetlówki zawierają rtęć. Jest to bardzo niebezpieczny dla zdrowia ludzi i zwierząt metal ciężki. Rtęć metaliczna i opary rtęci po wydostaniu się ze stłuczonej bańki lampy przenikają do środowiska np. do zbiorników wodnych, gleby i powietrza, powodując ich skażenie. Szkodliwy wpływ rtęci odbija się na ośrodkowym układzie nerwowym, a działanie jest bardzo trwałe, ponieważ związki rtęci łączą się z enzymami.

Stany chorobowe związane z toksycznym działaniem tego pierwiastka to bezsenność, zawroty głowy, zmęczenie, stany depresyjne, osłabienie pamięci, koordynacji ruchów, ostrości wzroku i słuchu, labilność emocjonalna, drżenie rąk. Rtęć powoduje uszkodzenie nerek, nadciśnienie, deformuje kości i może być przyczyną zmian nowotworowych.


Z uwagi na rtęć zużytych świetlówek nie można wyrzucać do śmietnika z innymi odpadami. Zużytą świetlówkę należy oddać w każdym sklepie lub hurtowni, przy zakupie nowej (w stosunku 1:1 bez względu na markę - prawo to gwarantuje Ci ustawa z dnia 29 lipca 2005 o ZSEE art 42 pkt 1) lub do lokalnych punktów zbierania elektrośmieci.



Co należy zrobić gdy stłuczemy świetlówkę?


Do sprzątania nie używaj domowego odkurzacza. Zamiast tego załóż grube gumowe rękawiczki i ostrożnie znierz potłuczone fragmenty. Wytrzyj miejsce, gdzie stłukła się świetlówka, jednorazowymi wilgotnymi ręcznikami papierowymi, aby usunąć resztki szkła i luminoforu. Pomieszczenie należy następnie dobrze przewietrzyć, tak aby usunąć niebezpieczne opary rtęci. Zebrane resztki świetlówki, rękazwiczki i ręczniki papierowe należy umieścić w szczelnym worku plastikowym, zakleić go taśmą i przekazać do punktu zbierania.

W razie wątpliwości warto zadzwonić na bezpłatną infolinię czynną od poniedziałku do soboty od 9 do 17. Numer infolinii: 0800 000 080. Infolinię prowadzi ElektroEko - Organizacja Odzysku Sprzętu Elektrycznego i Elektronicznego S.A.

Producenci

Producenci

Do uznanych, renomowanych producentów żarówek i świetlówek należą:

Helios

KOBI Light

Osram

Paulmann Licht Gmbh

Philips

Righi Licht AG

Spectrum

Sylvania Lightning International

USHIO Inc Tokyo (BLV)

Whitenegry (żarówki LED)

Żarówki tradycyjne , Świetlówki (żarówki energooszczędne,)  Żarówki halogenowe ,  Żarówki LED

   

Podsumowanie

Kupując żarówkę do domu, musisz zwrócić uwagę przede wszystkim na jej rodzaj. Pamiętaj, że w 2012 roku tradycyjne żarówki zupełnie znikną z rynku, dlatego warto już teraz wybrać rozwiązanie bardziej oszczędne, np. świetlówkę kompaktową. Przed wycieczką do sklepu stacjonarnego lub wirtualną podróżą do sklepu internetowego, warto przestudiować akapit „Jak czytać etykietę". Rodzaj trzonu, napięcie, moc, temperatura barwowa – te wszystkie czynniki są bardzo istotne przy dokonywaniu wyboru. Pamiętaj, że moc świetlówki czy żarówki halogenowej nie jest odpowiednikiem mocy tradycyjnej żarówki.

Życzymy wyboru idealnego oświetlenia do domu i jak najniższych rachunków za prąd!

Koszty użytkowania

Koszty użytkowania

Każde urządzenie AGD i każde źródło światła zgodnie z regulacjami unijnymi musi zawierać na etykiecie informacje na temat klasy efektywności energetycznej, która określa stopień jej energooszczędności. Wyznacza się ją na podstawie mocy, żywotności, strumienia świetlnego. Najbardziej energochłonne żarówki tradycyjne, których moc wynosi obecnie maksymalnie 60 watów, należą do klasy energetycznej E, natomiast świetlówki, o mocy maksymalnej 27 W, należą do klasy energetycznej A.

Żeby zrozumieć, jakie znaczenie dla portfela ma zamiana żarówek tradycyjnych na energooszczędne, warto dokonać porównania standardowych żarówek służących do oświetlania pomieszczeń, biorąc pod uwagę ich trwałość, cenę, moc, koszty zużycia prądu. Jeśli wahasz się, czy warto zastąpić żarówki tradycyjne świetlówkami kompaktowymi lub halogenowymi, poniższa tabela powinna pomóc w podjęciu tego kroku:

Typ żarówki	Cena żarówki	Trwałość	Koszt roczny*	Koszt 3-letni*
Żarówka tradycyjna o mocy 60 W	3 zł	1000 h	49,5 zł (prąd) + 6 zł (cena 2 żarówek) = 55,5 zł	163,5 zł
Świetlówka kompaktowa o mocy 16 W	25 zł	8 000 h	13,2 zł (prąd) + 25 zł (cena żarówki) = 38,2 zł	64, 6 zł
Żarówka halogenowa o mocy 45 W	10 zł	3 000 h	37,13 zł (prąd) + 10 zł (cena żarówki) = 47,13 zł	131,39 zł

Żarówki LED, których moc nie przekracza kilku watów, nadają się przede wszystkim do podświetlania ścian, blatów, obrazów, schodów. Są niedrogie w eksploatacji, roczny koszt eksploatacji (z ceną żarówki) to około 20 złotych, po 3 latach koszt wzrośnie do około 27 złotych.