LED e OLED: la nuova frontiera del Lighting

A circa 15 anni dalla sua comparsa nel mondo del lithting, il LED non è forse una novità ma continua a raccogliere l’interesse sia degli operatori che degli utenti. Si ha l’impressione di essere appena all’inizio di un’evoluzione che non cessa di seguire un percorso virtuoso di crescita e qualificazione, tanto che, oggi, tutti coloro che realizzano un impianto a tecnologia optoelettronica sono ben consapevoli che, a distanza di qualche anno, il mercato offrirà prodotti con prestazioni superiori.

Tuttavia si può affermare che la tecnologia LED sia entrata nella fase della maturità perché le principali performance si stanno stabilizzando e dimostrano la netta superiorità del diodo luminoso rispetto a tutte le lampade della tradizione illuminotecnica.

Vediamo in sintesi quali sono le prestazioni che motivano questa decisa differenza. Probabilmente quelle più note sono l’efficienza e la durata di funzionamento, vale a dire le prestazioni di ordine energetico. I vantaggi che offrono si compendiano nel cosiddetto energy saving, risparmio o contenimento dei consumi energetici. Come è noto il dato della durata si attesta sulle decine di migliaia di ore (50 000 – 60 000) con decadimento del flusso, a fine vita, del 30%; l’efficienza ha subìto negli anni continui incrementi fino ad arrivare oggi a 150 – 160 lm/W, un valore nettamente superiore a quello delle migliori lampade a scarica a luce bianca.

I diodi luminosi emettono quantità trascurabili di radiazioni ultraviolette (UV) e infrarosse (IR). C’è produzione di calore ma è concentrato alla base della sorgente e si propaga per conduzione nel dissipatore termico.

LED: le prestazioni più qualificanti

Altre caratteristiche rilevanti: rispetto ai prodotti tradizionali (lampade a incandescenza, alogene, fluorescenti e a scarica), assai minore è la quantità di materia utilizzata nella fabbricazione. La riduzione degli ingombri e dei pesi agevola e semplifica l’approvvigionamento di materiali, la produzione industriale, la movimentazione, l’imballaggio, il trasporto, la distribuzione commerciale, l’immagazzinaggio, la logistica, la dismissione. Il LED non contiene sostanze tossiche o nocive e al suo interno non ci sono filamenti, parti in vetro, o altri elementi fragili o deperibili. Le parti componenti del LED sono facilmente disaggregabili, smaltibili e riciclabili. Infine, le basse potenze e i minimi ingombri aprono il campo all’uso modulare della fonte luminosa con positive ripercussioni sulla flessibilità d’uso dell’impianto di illuminazione (facilità di parzializzazione, customizzazione, regolazione del flusso luminoso, gestione del colore).

 

Verso una tecnologia matura per tutte le applicazioni del LED

Negli ultimi anni abbiamo assistito ad un progressivo adattamento della tecnologia optoelettronica alle esigenze della produzione industriale di apparecchi di illuminazione. Era necessario rendere la componentistica elettronica più funzionale alle logiche costruttive dell’illuminotecnica. Si sta sviluppando un’industria elettronica al servizio della produzione illuminotecnica con il risultato di avere diodi luminosi su supporto standardizzati (Figura 1) e pronti per i collegamenti elettrici con o senza alimentatore, quindi funzionanti sia in bassissima tensione e corrente continua, sia in bassa tensione e corrente alternata. (Figure 2 e 3).

Il singolo LED emette un flusso luminoso che, il più delle volte, non è sufficiente per illuminare adeguatamente lo spazio costruito. Maggiore flusso si ottiene aggregando una serie di LED. Dall’esigenza dell’incremento della potenza della luce (più flusso) nascono le due tipologie di prodotto che oggi incontriamo più frequentemente: gruppi di LED installati su una scheda contenente i collegamenti elettrici e le componenti elettroniche per la loro alimentazione, oppure un LED multichip, cioè composto da tanti piccoli elementi emittenti di materiale semiconduttore, montati su un supporto collegato all’alimentatore (LED COB acronimo da Chip On Board)

Oltre i LED, gli OLED

Ulteriori sviluppi sono già in essere sulla tipologia delle sorgenti elettroniche allo stato solido. All’orizzonte si profila l’avvento dell’ OLED (Organi Light Emitting Diode), il fratello minore del LED, una sorgente che permetterà nuove applicazioni. Mentre il LED ha, come si è detto, ingombri minimi – è una sorgente quasi puntiforme, se presa singolarmente l’ OLED si presenta come una sottile elemento piano, anche in versione trasparente e flessibile (Figura 4), che emette luce da tutta l’estensione di un lato della sua superficie. A differenza dei pannelli diffusori costruiti con strisce di LED, l’ OLED è molto sottile (sotto il millimetro). L’alimentazione avviene in bassissima tensione e a corrente continua tramite un alimentatore dedicato.

Questo foglio luminoso è composto da una serie di strati di materiali organici (a base di carbonio), tra cui un anodo e un catodo, attraversati dalla corrente in bassissima tensione. L’emissione può avere varie tonalità e colorazioni, con buoni indici di resa dei colori.

Le forme proposte variano dal quadrato al rettangolo, dal cerchio al triangolo. L’estensione massima per il quadrato è, ad oggi, 320 x 320 mm. Nella forma rettangolare si producono bande luminose di dimensioni di 50 x 400 mm. La durata di funzionamento è equiparabile a quella del classico LED mentre l’efficienza è attualmente inferiore (intorno ai 50 – 60 lm/W). Le principali case produttrici hanno annunciato significativi incrementi dell’efficienza entro i prossimi due anni.

Difficile dire oggi quali utilizzi troveranno gli OLED. Sicuramente gli oggetti luminosi di tipo decorativo saranno proposti in forme nuove (Figure 5, 6 e 7), ma sarà molto interessante scoprire inedite modalità di integrazione tra le fonti di luce ed elementi costruttivi come finestre, pareti, porte, oppure attrezzature e oggetti di arredo. Come è accaduto con i LED si moltiplicheranno le occasioni per reinventare i modi e i mezzi per illuminare gli ambienti interni ed esterni.

di Gianni Forcolini

 

Nell’immagine di apertura
Figura 6. Lampadari equipaggiati con OLED circolari (modello Madame Cloud, designer Thierry Gaugain, produzione e documentazione Blackbody).

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