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LIGHTING 7 - gennaio/febbraio 2015
XII
Lighting
mical Vapor Deposition, MOCVD, ottenuto con l’intro-
duzione di una tecnica battezzata Two Flow o “a doppio
flusso” che consente e semplifica la crescita dell’InGaN.
Sono queste due innovazioni che hanno permesso a Na-
kamura di migliorare l’efficienza dei LED contenendo
i costi a un livello competitivo. Oggi è diventato profes-
sore emerito nella sede di Santa Barbara dell’
Università
della California (UCSB)
, ma Nakamura fece tutto ciò
quando si trovava nei laboratori della società nipponi-
ca
Nichiache ha la sede proprio nella sua città natale
di Tokushima e che oggi è leader nella produzione di
prodotti LED.
L’ottenimento di un blu ad alta luminosità ha aperto la
via alla sperimentazione dei LED bianchi HB, o high-
brightness, fabbricabili con eterogiunzioni p-n di InGaN
amalgamate da uno o più strati di fosfori gialli realizzati
in Ce3+:YAG (granato di ittrio-alluminio drogato con
cerio).
In questo modo, infatti, alcuni dei fotoni blu generati
dalla giunzione possono trovarsi casualmente in riso-
nanza con i fosfori gialli e riuscire pertanto a ec-
citarli abbastanza per produrre un po’ di fotoni
gialli che si uniscono a quelli blu producendo
in uscita una luce bianca di elevata luminosità e
con una temperatura di colore particolarmente
naturale, molto piacevole alla vista.
Sviluppando questa tecnologia si è visto che con
strati multipli di fosfori si è potuto migliorare ul-
teriormente la qualità del colore ottenibile ed è
quindi proprio grazie al lavoro di Nakamura che
sono nati i nuovi HB LED bianchi capaci di foca-
lizzare l’emissione per generare una luminosità
persino superiore a quella solare.
Bianco caldo o bianco freddo?
D’altro canto, sul gradimento dei colori da parte
degli osservatori c’è ancora molto da approfon-
dire. L’indice di resa cromatica (IRC) o Color
Rendering Index (CRI) ci dice quanto “norma-
li” appaiono i colori degli oggetti illuminati con
una sorgente luminosa diversa da quella natura-
le ossia quanto i colori ottenibili con quella sor-
gente luminosa siano simili a quelli visibili alla
luce del sole. Precisamente, la temperatura di
colore (descritta in gradi Kelvin) serve per quan-
tificare la tonalità della luce ed è da riferirsi al
corpo nero perché è proprio in funzione della
sua temperatura che un corpo nero emette uno
spettro luminoso in base alla legge di Wien.
Ciò significa che tutti gli oggetti in natura seguo-
no la stessa legge per offrire a chi li osserva uno
spettro luminoso proporzionale alla loro temperatura
oltre che alle caratteristiche superficiali in termini di
materiali e geometria.
Per esempio, una temperatura di 2000K corrisponde
all’arancione mentre a 3000K si ha il giallo, a 5500K il
bianco e solo ad almeno 12000K l’azzurro con il blu che
può arrivare a oltre 15000K.
Quest’ampia gamma termica spiega, innanzi tutto, per-
ché è stato particolarmente difficile ottenere i LED con
un blu potente a costi competitivi e, in secondo luogo,
evidenzia la differenza fra le diverse lampade bianche in
riferimento agli oltre 10000K della luce solare dato che
le candele hanno circa 1000K, le lampade a incandescen-
za circa 3000K al pari delle lampade alogene, le lampade
a fluorescenza da circa 3000K fino a circa 8000K a secon-
da del materiale attivo risonante e similmente anche per
i LED c’è uno spettro luminoso particolarmente ampio
a seconda dei semiconduttori utilizzati nella giunzione
attiva. Infine, spiega anche perché si considera il bianco
caldo se la sua temperatura di colore è inferiore a circa
Fig. 2 – Nichia produce un’ampia gamma di HB LED che
uniscono all’elevata luminosità un’ottima resa del colore
e una versatilità applicativa che ne consente moltissimi
utilizzi