Een led (de Nederlandse Taalunie heeft besloten dat led een begrip is en géén afkorting meer, vandaar dat het met kleine letters geschreven wordt) is een "Light Emitting Diode". Een diode die licht uitstraalt dus. Het is een halfgeleider die licht uitzendt als er een elektrische stroom in doorlaatrichting doorheen wordt gestuurd.
Doorlaatrichting? Ja, een led laat maar in één richting stroom door.
Alhoewel het begrip slechts pas de laatste jaren een echte doorbraak kent, is het al ontstaan in de jaren 1920. Toen al kwam een Russische geleerde erachter dat een diode licht kan geven als je er stroom door stuurt.
Niet enkel gaf het licht, het gaf ook verschillend licht naargelang het materiaal dat gebruikt werd. Met deze ontdekking gebeurde niet veel, al nam de geleerde een patent op zijn uitvinding.
Pas in 1962 kwam het idee terug uit de diepvries en werd een 'eerste 'werkende' led ontwikkeld.
Dat leds verschillende kleuren kunnen produceren is ook niet meer wereldvreemd. Je ziet ze in rood, groen, geel, blauw en wit en in al hun variaties daarop.
Zoals gezegd ontstaan kleurvariaties omwille van verschillend gebruikte materialen.
Zo geeft:
- Gallium-aluminiumarsenide (AlGaAs) - rood infrarood
- Aluminiumindiumgalliumfosfide (AlInGaP2) - diep rood , rood , rood oranje en amber
- Galliumarseenfosfide (GaAsP) - rood oranje geel (amber)
- Galliumnitride (GaN) - groen
- Galliumfosfide (GaP) - groen
- Zinkselenide (ZnSe) - blauw
- Siliciumcarbide (SiC) - blauw
- Indiumgalliumnitride (InGaN) - groen, blauw of ultraviolet
- Diamant (C) - ultraviolet
De eerste leds waren rood van kleur. Niet veel later kwamen ook groene en oranje op de markt. De blauwe led kwam pas in de jaren 1990 tot ontwikkeling. Deze werd dan enkele jaren geleden ook betaalbaar.
Voorheen kwam deze blauwe led enkel voor in de duurdere elektronica.
Veel belangrijker echter is dat de blauwe led aan de basis ligt van een veel belangrijkere vondst: de witte led. Tijdens onze lessen fysica en scheikunde op school kwamen we al te weten dat wit eigenlijk niet meer is dan een samenvoeging van alle andere kleuren uit het spectrum.
Belangrijker voor de elektronica is, dat je door drie kleuren samen te voegen ook wit kunt verkrijgen: rood - groen - blauw. Deze kleurencombinatie heet in de volksmond RGB!
Ook een andere methode werd voor wit gebruikt; een blauwe led werd voorzien van een fluorescerende laag.
Er bestaan ook nog andere types van leds zoals een IR-led en een meer-kleuren-led.
Een infrarood-led vindt zijn toepassing in afstandsbedieningen en als hulpverlichting voor analoge en digitale video-camera's met "nachtopname".
Meer-kleuren-leds vind je terug als twee-kleuren-led of als full-colour led.
- De twee-kleuren-led zijn normale led-behuizingen waarin twee leds zijn gemonteerd die een verschillende kleur, veelal rood en groen, hebben. Door beide kleuren te laten oplichten ontstaat geel. Ze kan twee of drie pootjes hebben.
- De tweepotige led gaat door het leven als de heen-en-weer-led. Door de polariteit te wisselen verkrijg je een andere kleur. Zet je er wisselstroom op krijg je de mengkleur.
- De driepotige led kan elke mengkleur van rood en groen maken door de stroom die door de leds loopt apart te sturen.
- Verder hebben we nog de full-colour RGB-led, die een rode, een groene en (meestal twee) blauwe leds bevat waarmee het volledige kleurenspectrum bestreken kan worden. Ze worden onder andere toegepast in grote lichtkranten en beeldschermen en in bepaalde designmeubelen.
Een ander aspect van de led is hun energieverbruik. Leds zijn energie-efficiënt. Eén enkele led verbruikt zo'n 0,05 Watt. Een moderne rode led kan tot 50% van de aangevoerde energie omzetten in licht. Het rendement van een witte led is veel kleiner dan dat van een rode led: een witte led is opgebouwd uit een blauwe led (rendement daarvan is al lager dan voor een rode) waarvan een gedeelte van het licht wordt opgevangen door een fosfor die het, met een belangrijk energieverlies, omzet in geel licht. Het geel in combinatie met blauw geeft een witte indruk (warm wit).
Op zich zijn de spaarlampen nog steeds koploper qua efficiëntie, dan de led, gevolgd door de halogeenlamp en de gloeilamp. Maar qua levensduur neemt de led dan weer de leiding in handen.
Een led gaat makkelijk 50.000 tot 100.000 uren mee....op voorwaarde dat de warmte voldoende kan afgevoerd worden. Warmte verminderd de levensduur van leds aanzienlijk. Ook de kwaliteit van de elektronica rondom de led heeft een invloed op de levensduur.
Leds komen we zoals we in het begin al zeiden tegenwoordig alom tegen. Allerhande verlichtingen van huizen tot auto's fietsen,... maar ook in beeldschermen.
Gaan we even terug in de tijd. Toen de witte leds werden uitgevonden ging er bij de fabrikanten een belletje rinkelen. Bij een LCD TV of monitor staat achter het scherm een grote lichtbron met daarvoor een paneel dat per pixel het doorvallende licht kan tegenhouden. Scheid je dit proces voor rood, groen en blauw, kan je in principe alle kleuren maken. Hou je alles tegen krijg je uiteraard...zwart.
TV's en schermen hebben CCFL's (Cold Cathode Fluorescent Light) als achtergrondverlichting. Dit is een soort van mini TL-lamp. Hoe groter het scherm hoe meer van deze lampjes er nodig zijn. Een speciaal prisma zorgt er dan uiteindelijk voor dat het licht overal even hard schijnt.
In het begin waren er veel verschillen tussen het 'wit' van de schermen. Tegenwoordig is de technologie hieromtrent zo goed dat bijna alle schermen helder wit zijn. MAAR één nadeel blijft. De TL-lamp is niet echt efficiënt. Uiteindelijk wordt maar 17 tot 21% van de aangevoerde energie omgezet naar licht.
Vandaar dat de fabrikanten vandaag de dag grijpen naar de led als achtergrondverlichting. Zelfs met tientallen leds kom je nog steeds niet aan het verbruik van een CCFL. Als je weet dat een CCFL van en 15" laptop 4 Watt verbruikt kan dit nog aardig naar beneden met een rijtje leds onderaan in 't scherm; op deze manier kan de levensduur van de batterij weer verlengd worden en is er minder warmte. Dit kan dan weer resulteren in dunnere led-displays en uiteindelijk dunnere laptops.
Een ander, zeer welgekomen voordeel, dat led-technologie meebrengt naar de beeldschermwereld is een sterk verbeterd contrast.
Met leds kan je immers de intensiteit veel beter regelen. Dit was juist één van de grote tekortkomingen van de LCD. Zwart was nooit echt zwart op een LCD maar eerder grijs. Bij led-verlichting kan men de bij donkere scènes de achtergrondverlichting aanpassen waardoor zwart zwarter wordt en men dus mooiere contrast waardes haalt.
En de technologie gaat nog verder. Samsung heeft ondertussen flatscreens waarbij de intensiteit van ALLE leds afzonderlijk kan geregeld worden. Heb je dus een beeld met een deel veel licht en een deel weinig licht, zullen de leds achter het licht gedeelte volle bak branden en de leds achter het donkere gedeelte volledig gedimd worden. Je krijgt met andere woorden een contrast om 'U' tegen te zeggen en een uitzonderlijk mooie beeldkwaliteit. Deze technologie is vrij recent en kost veel rekenkracht (processorkracht) ...vandaar dat deze schermen nog steeds vrij duur zijn.
Je hebt dus al twee redenen gehad waarom de fabrikanten meer en meer kiezen voor led-technologie.
Maar er is nog een derde reden. Zoals je weet is wit een combinatie van alle kleuren. Maar wat onze ogen waarnemen als wit hoeft niet noodzakelijk alle kleuren te bevatten.
In theorie wil dat zeggen dat het frequentiespectrum van kwalitatief goede RGB-leds groter is dan dat van een CCFL. In mensentaal wil dat zeggen dat je met een led méér kleuren kunt weergeven of dat blauw blauwer is, rood roder en groen groener. Het kleurenbereik van een monitor wordt weergegeven in een CIE diagram. Een CCFL-scherm haalt 82% van de kleurruimte zoals gespecificeerd in de NTSC-standaard. Een led-display 114% ! !
Je zal dan ook bv. zien dat in de grafische wereld veel gebruik gemaakt wordt van led-displays.
De wereld zou te mooi zijn moest al het positieve in 1 ontwerp geraken. Het blijkt dus (nog) niet mogelijk om én led-technologie te hebben én weinig verbruik te hebben tegen ook nog een lage prijs.Om een excellente beeldkwaliteit te hebben moet je monitor/tv gebruik maken van RGB-leds (die dus bestaan uit 3 afzonderlijke leds), dit betekent dus een hoger stroomverbruik.
Blijkt dat de verkoper zwaait met een laag verbruik, dan weet je meteen dat er gebruik wordt gemaakt van de blauwe variant met de fluorescerende coating.
Laat je dus niet bedotten... een 24" topkwaliteitscherm (monitor) kost gemakkelijk 1500€ ! Dit in schril contrast met een LCD scherm dat je al hebt voor 250€.
© g_man voor Minatica.be
Categorieën
Systeembericht