Bilag 3 Historik Og Status For Diodelys Også

bilag 3 historik og status for diodelys - også kaldet led (light emitting diode) en simpel forklaring på en lysdiode er, at den er lav

Bilag 3
Historik og status for diodelys - også kaldet LED (light emitting
diode)
En simpel forklaring på en lysdiode er, at den er lavet af 2 typer
elektriske materialer; i det ene materiale er der mange frie
elektroner, der suser rundt i materialet; i det andet materiale er der
underskud af elektroner. Når en elektron fra det ene materiale
(donoren) skubbes hen over a tynd barrierer og ender i det andet
materiale produceres en foton (lyspartikel).
Farven på det udsendte lys afhænger af en række faktorer; heriblandt
de anvendte materialer lysdioden er lavet af og barrierens tykkelse
(den mængde energi som en elektron skal optage for, at passerer
barrieren). En tynd barrierer som en svag elektron kan passerer givet
lys i det infrarøde og røde område og en tyk barrierer som kræver en
kraftigt ladet elektron giver lys i det blå og ultraviolette område.
De første lysdioder fremkom i 1960’erne, hvor det lykkedes, at lave en
rød lysdiode, der afgav lys svarende til 655nm. Lysdioden afgav en
lysmængde på mellem 1 – 10mcd, når den blev forsynet med 20mA. Disse
lysdioder blev anvendt som indikator lys og kunne egentligt ikke
bruges til så meget andet.
Som teknologien på lysdiode området udviklede sig gennem 1970’erne kom
andre farver på markedet. Røde, grønne, orange, gule og høj effektive
røde lysdioder, der anvendes den dag i dag, blev udviklet. Trenden hen
imod mere praktiske applikationer begyndte, at udvikle sig. Lysdioder
kunne findes i produkter som regnemaskiner, digitale ure og test
udstyr. Selvom pålideligheden af lysdioder altid har været højere end
for glødelamper, neon etc., så var fejlraten på disse tidlige
lysdioder meget højere end den nuværende teknologi kan præsterer.
I 1980’erne førte nye materialer til en hurtig vækst i lysdiodernes
anvendelse. De nye materialer gav lysdioderne en overlegen præstation
i forhold til tidligere lysdioder. Lysmængden fra disse nye lysdioder
var 10 gange højere og tilsvarende var energiforbruget lavere. Desuden
kunne disse lysdioder multiplexes og udsættes for pulser. Dette betød,
at de nu kunne bruges i flere applikationer så som udendørs skilte med
faste og variable meddelelser, bar kode skannere, fiber optiske
systemer og medicinsk udstyr. De grønne, gule og orange lysdioder blev
i denne epoke kun forbedret minimalt.
I 1990’erne førte en ny udvikling til et større spring i den udsendte
lysmængde. Denne forbedring bevirkede, at lysdiode applikationerne
koncentrerede sig om 3 områder. Det først område var i trafik i for af
lyssignaler, jernbanesignaler og advarselsskilte. Det andet område var
inden vor oplysningsskilte med variable meddelelser så som
toginformation, nyheder og andre meddelelser. Det tredje område var
inden for kørende applikationer.
De synlige farver på lysdioderne er kommet langt siden lysdiodens
introduktion for snart 40 år siden og mangler stadig, at vise tegn på
en langsommere udvikling og stagnation i anvendelsesmulighederne. Den
blå lysdiode som først for nyligt er kommet på markedet vil resultere
i en helt ny generation af applikation. Det er nu blevet muligt, at
producerer mange forskellige farver - inklusiv en hvid lysdiode med en
effektivitet på omkring 25 lm/W, d.v.s. dobbelt så energieffektiv som
en glødepære.
For at sumere op på lysdioden historie kan man sige, at lysdioder har
udviklet sig fra barndommen og ind i voksenlivet og oplever nogle af
de hurtigst voksende markeder i deres levetid. Nogle af de mest
lysstærke, mest energieffektive og mest pålidelge lysdioder er ny på
markedet. Teknologien vil sikre et stort spænd af applikation for
lysdioder og nye udviklinger i det blå lysområde samt i den hvide
lysdiode vil også medvirke til, at garanterer en kontinuerlig
forøgelse af lysdiode applikation for disse økonomiske lyskilder.
Skal man se lidt ind i fremtiden så kan man sige, at med
kommercialiseringen af spektre området fra de blå over de grønne
områder eksisterer der nu lysdioder, der spænder over hele det synlige
lysspektre. Figur 6 viser lys effektiviteten som funktion af
bølgelængden for de nuværende lysdioder i kommerciel handel. Desuden
viser figur 6 lumens/watt værdier for et antal konventionelle
lyskilder samt det menneskelige øjes respons kurve (CIE kurven), som
beskriver den teoretiske grænse for lyseffektiviteten. Det er
umiddelbart åbentlyst, at lysdioder hurtigt er ved, at indhente
traditionelle lyskilder og i de fleste tilfælde overgår
farvefiltrerede lyskilder.
Mange markeder er blevet adresseret med disse nyeligt udviklede
lysdioder. Bilers interiørbelysning med lysdioder er hurtigt blevet
udvidet ved, at medtage de højt monterede stoplys og baglygterne. Fuld
farvede, udendørs, variable meddelelses skilte og video display har
adopteret lysdioderne og vil fortsat være profitable som prisen
reduceres. Trafik- og jernbanesignaler anveder lysdioder i større og
større udstrækning efterhånden som farverne udvikles. Disse markeder
og nye markeder oplever en ekspandering og vil leverer et enormt vækst
potentiale i fremtiden.

Figur 6. The luminous performance of various LED material systems vs.
emission wavelength. The human-eye response curve illustrates the
theoretical limits to luminous performance; the 0.3 x CIE curve is
included for reference. To the right side of the chart are the
performance levels for numerous conventional lighting sources. At
wavelengths from 500 nm to 650 nm, LED sources can easily compete in
efficiency with tungsten-filament and halogen lamps.
2