LIGHTING 5 - MAGGIO 2014
IX
LED
I LED sono ormai in circolazione da circa 50 anni, ma
l’innovazione in questo settore non solo non sta rallentando,
mastadiventandoanzisemprepiùrapida.Questicomponenti
infatti sono sufficientemente maturi da soddisfare molte
delle esigenze in termini di durata, consumi e luminosità di
applicazioni come per esempio i sistemi di illuminazione; la
loro evoluzione però prosegue anche per assicurare prezzi
sempre più bassi e prestazioni migliori.
La loro produzione sta diventando sempre più efficiente e
i ricercatori stanno sperimentando nuove combinazioni di
materiali per poter ottenere luminosità sempre maggiori e
consumi di energia sempre più bassi. La tecnologia dei LED
in sostanza ha ancora molte strade aperte da percorrere.
Le innovazioni
In generale, le stime della legge di Haitz indicano che ogni
10 anni il costo per lumen dei LED diminuisce di un fattore
10 e la quantità di luce prodotta aumenta di un fattore 20
per una data lunghezza d’onda. Dal punto di vista delle
tecnologie però occorre considerare che si deve intervenire
su più elementi per ottenere risultati sempre migliori. I
LED utilizzati per l’illuminazione sono infatti relativamente
complessi e richiedono fosfori, ottiche, dissipatori di calore
e componenti elettronici, come anche i package per tutti
questi elementi, e quindi i settori dove si può intervenire
sono molteplici. Va notato anche che lo sviluppo dei LED
sta contribuendo sensibilmente alla crescita di queste aree e
che i progressi ottenuti hanno permesso di ridurre in modo
drastico i prezzi dei LEDper l’illuminazione, ma anche quelli
di altri componenti. Essenzialmente quasi tutti i LEDutilizzati
per l’illuminazione come materiale sono basati sul GaN e un
substrato che, nella maggior parte dei casi, è costituito da
zaffiro o carburo di silicio. Questo ridottissimo numero di
elementi lascia quindi ampi margini alla ricerca per trovare
nuove soluzioni che possano risultare più efficienti. Una delle
caratteristiche principali dei LED, infatti, è l’efficienza nel
convertire in luce l’energia elettrica. I valori teorici massimi
sono compresi tra 260 e 300 lmper W (per ora con i prodotti
commerciali si è però poco sopra i 100 lm per W), mentre
una lampadina a incandescenza arriva a un’efficienza di circa
15 lm per W, e quelle fluorescenti a 45-75 lm per W. Valori
Francesco Ferrari
L’evoluzione
dei LED
I risultati ottenuti per i LED sono diventati
interessanti per molte applicazioni, come
l’illuminazione, ma molte tecnologie
connesse a questo tipo di device si
stanno evolvendo rapidamente
Lighting
Fig. 1 –
Toshiba Electronics Europe
ha annunciato
lo scorso anno i primi LED bianchi fabbricati con la
seconda generazione del suo processo produttivo
LETERASTM basato sulla tecnologia del nitruro di
gallio su silicio (GaN-on-Si)
Fig. 2 – I dati riportati nella
ricerca GaN LEDs on
Silicon - World - 2013
di Dkins Cho prevedono che i
LED GaN su silicio incrementeranno la loro quota
di mercato dall’1% dello scorso anno al 40%
previsto per il 2020 (Fonte IHS - dicembre 2013)
