22

Młody

Technik

2/2004

EELLEEK

KTTRRO

ON

NIIK

KA

A

A

merykańska firma Lumileds
Lighting, Inc. wyproduko−
wała emitujące światło dio−
dy (LED, skrót od angiel−

skiego light emitting diode) nowej generacji
o nazwie komercyjnej Luxeon, które pozwa−
lają uzyskać wielokrotnie większą wydajność
świetlną niż stosowane dotąd LED−y o wyso−
kiej intensywności świecenia (high intensity
LED's po angielsku). Teraz aby zwiększyć
strumień świetlny latarki nie ma już potrze−
by wyposażania jej głowicy w 3; 7 czy 10
diod, wystarczającym jest umieścić tam jed−
ną diodę Luxeon o mocy 1 albo i 5 watów.
Oczywiście wysoka wydajność świetlna nie
powstaje znikąd, a 5 watów mocy elektrycz−
nej pozostają pięcioma watami czyli odpo−
wiednią energią pobieraną z zasilających la−
tarkę baterii w określonym odstępie czasu.
Innymi słowy 5−watowa dioda rozładuje ba−

terie pięciokrotnie szybciej niż 1−watowa,
ta ostatnia z kolei − kilkakrotnie szybciej niż
zwykła LED−a, elektryczna moc której wyno−
si zaledwie około 0,1 waty.

Aby wyobrazić sobie jak to wygląda

w naturze − latarka wyposażona w 1−wato−
wą LED−ę Luxeon generuje strumień świetlny
około 20 lumenów i jest w stanie zastąpić
wyposażoną w żarówkę latarkę klasy tury−
stycznej. W markowym wykonaniu (a bezi−
mienna „chińszczyzna” z diodami Luxeon
lub podobnymi na razie jeszcze nie pojawiła
się na rynku) taka latarka emituje światło
w postaci wąskiej, sięgającej na kilkadziesiąt
metrów wiązki otoczonej jakby drugą, o
znacznie słabszym natężeniu i rozchodzącej
się pod znacznie szerszym (około 30−45
stopni) kątem. Takie ukształtowanie wiązki
tworzy płynne przejście pomiędzy jaskrawą
środkową plamą świetlną a otaczającym ją
mrokiem, ułatwia oświetlenie znajdujących
się w pobliżu obiektów i mniej zakłóca natu−
ralną adaptację oka do warunków ciemno−

ści. Jednocześnie umożliwia dobre oświetle−
nie odległych obiektów za pomocą central−
nej wiązki o dużym natężeniu.

Latarka wyposażona w 5−watową LED−e

Luxeon generuje strumień świetlny około
80−90 lumenów w postaci podobnie ukształ−
towanej wiązki. Pod względem natężenia
światła dorównuje się ona latarkom taktycz−
nym używanym przez policję i jednostki an−
tyterrorystyczne podczas akcji w warunkach
ograniczonej widoczności, np. nocą lub w
ciemnych pomieszczeniach. Zawieszona bez−
pośrednio na broni lub trzymana w ręku ta−

Nowości w latarkach LED

Sergiusz Mitin

Wręcz oszałamiające tempo progresu technicznego czasami
stawia dziennikarzy w niezręcznej sytuacji zmuszając
do pisania sprostowań do własnych artykułów.
Zaledwie pół roku minęło od opublikowania mego artykułu
o latarkach LED (MT 05'2003), a sytuacja na rynku zmieniła
się dość radykalnie.

N

owe latarki amerykańskiej firmy Streamlight. Od lewej:
latarka taktyczna TL−2 z żarówką ksenonową generuje

strumień świetlny około 100 lumenów, ale „wyżera” ładu−
nek baterii dosłownie w ciągu 1 godziny. Zmontowana
w takiej samej obudowie i zasilana od takiego samego kom−
pletu z dwóch baterii litowych CR 123A latarka TL−2 LED
ma głowicę świetlną wyposażoną w 1−watowy Luxeon. Ge−
neruje strumień świetlny około 22 lumenów co jest wystar−
czająco do absolutnej większości zastosowań o charakterze
pokojowym. Jej czas świecenia natomiast wynosi około 4
godzin w „pełną siłę” i dalej około 50 godzin przy stopnio−
wo zmniejszającym się natężeniu światła. Potrafi jeszcze
długo świecić na bateriach pozornie całkowicie wyczerpa−
nych przez latarkę TL−2. Następna, nieco większa latarka
to TL−3 LED wyposażona w 5−watowy Luxeon. Zasilana
od trzech baterii litowych CR 123A generuje strumień
świetlny około 85 lumenów i pozwala rozpoznać w ciemno−
ści twarz osoby na odległości nawet 30−50 metrów. Osobno
po prawej − latarka Twin−Task wyposażona w podwójne
źródło światła − zarówno żarówkę jak i trzy LED−y.

L

atarka taktyczna TL−2 w „akcji” −
tak się trzyma latarkę w dłoni

lewej (dla strzelca praworęcznego)
ręki wspomagającej rękę strzelającą
w opanowaniu odrzutu broni.

23

Młody

Technik

2/2004

ka latarka ma za zadanie na krótkich odle−
głościach (rzędu wielkości kilku metrów) do−
słownie oślepić przeciwnika pozbawiając je−
go opór znacznej części skuteczności. Na
nieco dalszych odległościach, powiedzmy kil−
kunastu metrów, latarka taktyczna powinna
oświetlić pole akcji w najdrobniejszych
szczegółach tak by zapobiec przypadkowe−

mu postrzeleniu przez funkcjonariuszy kolegi
zamiast przeciwnika. Większość latarek tak−
tycznych generuje strumień świetlny w grani−
cach 60−100 lumenów, czyli wyposażone
w 5−watowy Luxeon latarki LED z powodze−
niem mogą spełniać rolę oświetlenia taktycz−
nego nowej generacji.

Zalety takiego rozwiązania są oczywi−

ste i wynikają jednoznacznie z natury LED.
Szczególnie ujawniają się w przypadku lata−
rek zawieszonych bezpośrednio na broni
gdyż mają one wytrzymywać bez szwanku
wielokrotne ciężkie uderzenia odrzutu broni
dużych, bojowych kalibrów (MT 03'2002).

W przypadku podatnych na wstrząsy żaró−
wek wymaga to specjalnego ich mocowa−
nia, aby złagodzić uderzenia odrzutu prze−
kazywane z obudowy latarki na nić żarze−
nia. Niewrażliwe na wstrząsy LED−y uprasz−
czają konstrukcję latarki i czynią ją jeszcze
bardziej odporną na oddziaływanie mecha−
niczne, czyli prosto mówiąc − praktycznie

niezniszczalną. Niezawod−
ność i żywotność LED jest
bez porównania wyższa
niż żarówek. Wprawdzie
producent określa żywot−
ność Luxeon−ów na
10.000 godzin w przeci−
wieństwie do 100.000
godzin zwykłych LED

o mniejszej mocy, jednak
z punktu widzenia użyt−
kownika jest to różnica
marginalna. Natomiast
zasadnicza różnica w po−
równaniu z super−kom−
paktową żarówką, żywot−

ność której rzadko przekracza 40−50 go−
dzin!

Jeszcze jedna korzyść z zastosowania

LED zamiast żarówek. Na miarę wyczerpa−
nia się energii baterii LED−a świeci słabiej,
ale nie zmienia barwy swego światła. Nato−
miast nić żarzenia żarówki z obniżeniem na−
pięcia baterii nagrzewa się do niższej tem−
peratury i jej wydajność świetlna drastycznie
się obniża. Na dodatek z obniżeniem tem−
peratury emitowane światło co raz bardziej
zsuwa się w zakres podczerwieni. Prosto
mówiąc − przy określonym stopniu rozłado−
wania baterii żarówka już nie świeci wcale,

Z

bliżenie głowic świetlnych latarek. Po prawej, wyposażona w super−kom−
paktową żarówkę ksenonową TL−2, po lewej − wyposażona w 1−watowy

Luxeon latarka TL−2 LED.

Ź

ródła światła w zbliżeniu. Od lewej: 1−watowy
Luxeon z latarki TL−2 LED, 5−watowy Luxeon

z latarki TL−3 LED, super−kompaktowa żarówka kse−
nonowa z latarki TL−2. Aby wyobrazić sobie skalę −
średnica żarówki wynosi 4,5 mm.

L

atarka TL−2 LED wyposażona w 1−watowy Luxeon gene−
ruje światło w postaci wiązki o dużym natężeniu otoczo−

nej znacznie szerszą aureolą łagodniejszego światła.

L

atarka Twin−
Task przy świe−

cących LED−ach ge−
neruje łagodne roz−
proszone światło
o niewielkim natę−
żeniu obejmujące
nawet na krótkich
odległościach dość
szeroki obszar.

P

rzy zapalonej
żarówce latar−

ka Twin−Task gene−
ruje znacznie bar−
dziej intensywne
światło, które nie
jest jednak zogni−
skowane w wąską,
jaskrawą wiązkę. Jest to odwrotna strona umieszczenia
LED na odbłyśniku żarówki, mamy jednak jakby dwie latarki
w jednej obudowie. Zresztą takiego światła wystarczy aż
nad to do zdecydowanej większości zastosowań pokojowych.

W

ąska, przesadnie jaskrawa plama utworzona przez
ciasno zogniskowaną wiązkę środkową o dużym natę−

żeniu światła jest otoczona łagodnym światłem rozchodzą−
cym się pod znacznie szerszym kątem. Sposób oświetlenia
charakterystyczny dla latarek taktycznych, na zdjęciu aku−
rat widać pracę latarki TL−2. UWAGA: wszystkie cztery
zdjęcia zostały zrobione przy jednakowych nastawach apa−
ratu fotograficznego i jednakowym położeniu latarek, tak
aby umożliwić ich porównanie.

chociaż nadal pobiera energię elektryczną
przekształcając ja wyłącznie w ciepło.
Sprawdzałem na bateriach wyczerpanych
pozornie do zera przez latarkę z żarówką la−
tarka z 1−watowym Luxeon−em święciła jesz−
cze całkiem sensownie, chociaż oczywiście
nie oślepiała.

Nie bywa jednak w technice darmo−

wych korzyści, chyba kiedyś już o tym mó−
wiłem. Różnica w czasie świecenia od jedne−
go kompletu baterii pomiędzy latarką tak−
tyczną wyposażoną w żarówkę a taką samą
wyposażoną w 5−watowy Luxeon nie będzie
już tak pokaźna. Chociaż nie przetwarzając
lwiego udziału energii baterii w ciepło i wy−
korzystując ją w sposób bardziej racjonalny
latarka z Luxeon−em i tak będzie świeciła
znacznie dłużej.

Zasadniczą, można by rzec zaporową

dla przeciętnego użytkownika, wadą wypo−
sażonych w Luxeon−y latarek jest na razie
ich wysoki koszt, latarka z 5−watową głowi−
cą świetlną kosztuje około... 600 zł! Funk−
cjonariusza jednostki antyterrorystycznej to
niezbyt obchodzi gdyż za sprzęt dla niego
płacą podatnicy. Natomiast użytkownik pry−
watny poszukujący dobrej latarki do codzien−
nych zastosowań na pewno wielokrotne się
zastanowi zanim wyda tyle pieniędzy, łatwo
mogę jednak zgadnąć jaka będzie jego koń−
cowa decyzja...

PPrrooffeessoorr M

Maarreekk GGooddlleew

wsskkii zzaajjm

muujjee ssiięę

bbaaddaanniiaam

mii ppooddssttaaw

woow

wyym

mii ddoottyycczząąccyym

mii m

mee−

cchhaanniizzm

móów

w śśw

wiieecceenniiaa cciiaałł ssttaałłyycchh.. OOddbbyyłł ssttaa−

żżee nnaauukkoow

wee,, pprroow

waaddzziiłł w

wyykkłłaaddyy ii pprraaccee bbaa−

ddaaw

wcczzee w

w AAnngglliiii,, SSzzw

weeccjjii,, HHoollaannddiiii,, FFrraannccjjii,,

NNiieem

mcczzeecchh ii AAuussttrraalliiii.. JJeesstt sseekkrreettaarrzzeem

m rraaddyy

nnaauukkoow

weejj PPrrooggrraam

muu RRzząąddoow

weeggoo „„NNiieebbiieesskkaa

ooppttooeelleekkttrroonniikkaa””,, ooppiinniiuujjąącceejj oopprraaccoow

waanniiee

nnoow

woocczzeessnnyycchh tteecchhnnoollooggiiii ooppttooeelleekkttrroonniicczz−

nnyycchh..

M

MTT:: Ostatnio coraz powszechniej spoty−

ka się diody świecące o wysokiej wydajnoś−
ci, będące nie tylko punktami świetlnymi,
ale prawdziwymi źródłami światła. Kiedy
nastąpiła zmiana, że LEDy (LED – skrót od
light emitting diode) z lampek sygnalizują−
cych włączenie/wyłączenie zmieniły się
w miniaturowe żarówki, jak np. w lampkach
rowerowych?

M

MGG:: Pierwsze „praktyczne” diody świe−

cące wykonano z fosforku galu (GaP) w la−
tach 60−tych. Diody LED znalazły powszechne
zastosowania w latach 70−tych. Zastosowano
je między innymi w kalkulatorach, zegarkach,

wskaźnikach itp. Kolejne generacje diod świe−
cących o znacznie wyższej wydajności świece−
nia wykonano ze strukturami kwantowymi.
Opracowano je po roku 1975, kiedy dostęp−
ne stały się nowoczesne technologie cienkich
warstw półprzewodnikowych. Liczba ich zas−
tosowań rośnie z każdym rokiem, wraz ze
wzrostem wydajności świecenia.

M

MTT:: Na czym polega działanie diod

o wysokiej wydajności?

M

MGG:: W przeciwieństwie do żarówek,

które promieniują w bardzo szerokim zakre−
sie spektralnym, głównie w podczerwieni,
diody LED wytwarzają światło w bardzo
wąskim przedziale długości fali. Żarówki
w konsekwencji mają niską wydajność świe−
cenia w zakresie światła widzialnego (ok.
3−4%), gdyż światło widzialne jest tylko nie−
wielkim wycinkiem ich promieniowania.

Jak wiadomo, klasyczna dioda LED, za−

wiera złącze p−n, czyli zetknięte dwa obsza−
ry półprzewodnika o różnym typie domiesz−
kowania. W takiej diodzie świecącej swo−
bodne elektrony z obszaru typu n (z nad−
miarem elektronów) rekombinują z nośnika−

EELLEEK

KTTRRO

ON

NIIK

KA

A

24

Młody

Technik

2/2004

O diodach świecących mówi prof. Marek Godlewski,
wieloletni kierownik Oddziału Spektroskopii Ciała
Stałego w Instytucie Fizyki PAN.

Z

bliżenie głowicy świetlnej latarki Twin−Task
z umieszczonymi na jednym odbłyśniku super−kom−

paktową żarówką ksenonową i trzema LED−ami o mocy
jednostkowej około 0,1 waty. Włącznik umożliwia wy−
bór pomiędzy reżymami świecenia − mocnym jaskrawym
lecz szybko wyczerpującym baterie światłem żarówki
a łagodnym, oszczędnym w stosunku do baterii lecz nie
sięgającym daleko światłem LED. Oczywiście rozwiązanie
nie pozbawione mankamentów − otwory na LED−y zakłó−
cają optymalny kształt odbłyśnika co uniemożliwia zo−
gniskowanie światła żarówki w postaci wąskiej, charak−
terystycznej dla latarek taktycznych wiązki. Jednak do
zastosowań o charakterze pokojowym strumień świetlny
tej latarki jest wystarczający aż nad to.

Dlaczego

tak jasno?

Marek Utkin

Zdjęcia: Autor, archiwum domowe MG, materiały producentów

P

rofesor Godlewski
w swoim miejscu pracy

25

Młody

Technik

2/2004

mi z drugiego obszaru złącza, obszaru typu
p (z niedomiarem elektronów), w którym
nośnikami są tzw. dziury. Jeśli rekombinują−
ce pary elektron−dziura wypromieniowują
nadmiar energii w postaci kwantów światła,
obserwujemy wydajne świecenie.

Wysoka wydajność nowoczesnych diod

LED została uzyskana dzięki zastosowaniu
tzw. studni kwantowej. Uzyskuje się to
przez wprowadzenie pomiędzy obszary

p i n cienkiej (zwykle poniżej 10 nm) war−
stwy innego półprzewodnika o mniejszej
wartości tzw. przerwy wzbronionej. W no−
woczesnych diodach na kolor niebieski jest
to warstwa InGaN, czyli azotku galowo−indo−
wego. Ponieważ studnia kwantowa ma kilka
nanometrów szerokości, to nośniki spotykają
się w bardzo ograniczonym obszarze, co
zwiększa szansę ich rekombinacji. Takie dio−
dy mogą skutecznie emitować światło.

M

MTT:: I to wystarcza, żeby dioda tak

mocno świeciła?

M

MGG:: To, co obserwujemy, określa się

mianem zewnętrznej wydajności kwantowej
układu. Niestety, niektóre pary elektron−dziu−
ra zrekombinują niepromieniście lub wyślą
fotony w stronę podłoża diody. Gdyby udało
się sprawić, żeby każda para elektron−dziura
świeciła i światło wychodziło na zewnątrz,
wydajność układu osiągnęłaby 100%.

W konsekwencji wydajność świecenia

można zwiększać wytwarzając bardzo
skomplikowane struktury, jak np. wbudowu−
jąc tzw. lustra wewnętrzne, kierujące to,
co poszłoby w stronę podłoża, na zewnątrz.
Obecnie kupowana dioda, choćby w tylnej
lampce rowerowej, ma często kilkadziesiąt
warstw półprzewodników różnego typu i do−
mieszkowanych w różny sposób.

K

Koolloorryy śśw

wiieecceenniiaa LLEED

Dóów

w

Barwa emitowanego światła zależna jest od różnicy pomiędzy poziomami energetycznymi w danym układzie:

im ta różnica jest większa, tym większa jest emitowana energia (krótsza fala promieniowania). Barwa światła wyz−
naczona jest przez długość fali świetlnej. Czym mniejsza porcja energii, tym fala jest dłuższa (częstotliwość mniej−
sza), a wytworzone promieniowanie to podczerwień albo światło czerwone, pomarańczowe, czy żółte. Gdy energia
jest większa, uzyskuje się światło zielone, niebieskie, fioletowe i ultrafioletowe. Tego ostatniego już nie widzimy, ale
widzą je np. pszczoły.

Dla konkretnych materiałów i szerokości studni kwantowych różnica energii jest ściśle określona, a więc jedna

struktura LED może wytwarzać światło o jednej długości fali (monochromatyczne).W przeciwieństwie do żarówek,
ze światła LED nie da się za pomocą filtrów uzyskać światła innego koloru. Użytkownik nie może też przez zmianę
natężenia prądu zmienić barwy światła, bo jest ona wyznaczona przez użyte materiały.

Produkuje się diody o następujących kolorach świecenia: czerwonym, pomarańczowym, żółtym, zielonym, nie−

bieskim i fioletowym. Są też diody świecące promieniowaniem podczerwonym i ultrafioletowym. Pierwsze diody
świecące światłem widzialnym były wykonane z fosforku galu GaP (promieniowanie o barwie czerwonej i zielonej)
i z arsenofosforku galu GaAsP (promieniowanie o barwie czerwonej, pomarańczowej i żółtej). Potem „zrobiły karie−
rę” struktury kwantowe na bazie GaAs, a obecnie GaN.

E

misja diod jako
wycinek widma

światła białego
(Nichia Co.)

kolor
białe
białe ciepłe
niebieskie
zielone
jasnoniebieskie
żółte
czerwone

oznaczenie na wykresie widma, częstotliwość
a0, b1, b2, c0, d.
d, e, f.
W (częstotliwość 464~475 nm)
G (częstotliwość 520~535 nm), H (częstotliwość 535~545 nm)
F (częstotliwość 510~520 nm), IEU, IE.
K (częstotliwość 573~577 nm)
R (częstotliwość 615~635 nm)

DIODY ŚWIECĄCE – EMISJA JAKO WYCINEK WIDMA ŚWIATŁA BIAŁEGO

(na podstawie danych f−my Nichia)

M

MTT:: Od czego zależy więc natężenie

światła? Mówi się, że jest proporcjonalna do
ilości prądu przepływającego przez diodę…

M

MGG:: przede wszystkim konieczne jest

odpowiednie domieszkowanie. Gdyby nie
ono, oporność na złączu p−n byłaby tak du−
ża, że praktycznie żadnego przepływu prądu
by nie było. Innymi słowy, natężenie światła
jest zależne od domieszkowania materiału,
jakości kontroli materiałów typu n i p, braku
defektów sieci, odpowiedniej konstrukcji ge−
ometrycznej diody, zastosowania złożonej
wielowarstwowej konstrukcji itp… itp...

Zasadniczy problem polega na tym,

że nie ma zbyt wielu materiałów, nadają−
cych się do zastosowań optoelektronicznych,
które można domieszkować w równym stop−
niu w obszarach typu n i p, tak, żeby pow−
stawały obszary, gdzie jest dużo elektronów

i braków elektronów, czyli dużo dziur. Takie
właściwości ma np. krzem, lecz on niestety
nie świeci wydajnie (tzw. skośna przerwa
energetyczna), ponadto nie świeci w zakre−
sie widzialnym. Materiałem względnie łat−
wym do domieszkowania jest np. arsenek
galu (diody na kolor czerwony) oraz azotek
galu (GaN, diody na kolor zielony−fioletowy)

M

MTT:: Mamy cienkie warstwy świecącego

półprzewodnika. Co dalej?

M

MGG:: Grubość studni kwantowych, które

są warstwami aktywnymi diody LED, mierzy
się w nanometrach. Emisja światła jest za−
leżna od jakości tych warstw, więc należy
zrobić wszystko, żeby nie występowały
w nich naprężenia, a więc podłoże powinno
być wykonane z takiego samego materiału,
np. struktura z arsenku galu powinna być
osadzona na krysztale arsenku galu. Szkod−
liwe są defekty, w szczególności tzw. dyslo−
kacje, które powstają w warstwach naprężo−
nych.

I tu zaczyna się udział Polaków w stwo−

rzeniu niebieskich diod, w których wykorzys−
tuje się azotek galu (GaN). Pierwsi wyko−
rzystali ten materiał w optoelektronice Ja−
pończycy, szczególnie w firmie Nichia. Tam
w ciągu ostatnich kilku lat (od roku 1996)
skonstruowano wydajne diody niebieskie,
fioletowe, zielone i białe, oraz diody lasero−

we. Od kilku lat w Centrum Badań Wysoko−
ciśnieniowych (Unipress) Polskiej Akademii
Nauk w Warszawie prowadzony jest prog−
ram dotyczący konstrukcji diod LED i diod la−
serowych.

W Polsce opanowano trudną technolo−

gię wytwarzania kryształów azotku galu,
wykonywanych w ogromnym ciśnieniu
i w wysokiej temperaturze. Podłoża te wy−
korzystuje się przy opracowywaniu diod LED
i laserowych. W związku z tym Polska ma
atuty, aby osiągnąć coś w tej dziedzinie, po−
nieważ np. wspomniana firma Nichia, świa−
towy lider w tej dziedzinie, jako podłoże
swych niebieskich diodach stosuje szafir.
Użycie szafiru jako podłoża powoduje pow−
stawanie naprężeń w warstwach diody
i w konsekwencji prowadzi do dużej gęstości
defektów sieci.

M

MTT:: Jak wygląda sytuacja z białymi dio−

dami? Światło białe jest mieszaniną różnych
barw, a więc diody, które emitują światło
o określonej częstotliwości, nie mogą prze−
cież świecić na biało, chyba, żeby zainstalo−
wać trzy rodzaje w jednej obudowie…

MG: Obecnie podstawą do tego jest

dioda niebieska. Sama jako taka umożliwi
stworzenie np. nowego typu przyrządów
DVD o wyższej gęstości zapisu informacji.
Aby dioda niebieska świeciła na biało, stosu−

26

Młody

Technik

2/2004

EELLEEK

KTTRRO

ON

NIIK

KA

A

R

owerowa lampa diodowa z białymi LEDami tajwańskiej
firmy Madder Co. – widok ogólny.

R

owerowa lampa diodowa z białymi LEDami tajwańskiej
firmy Madder Co. w działaniu – z boku…

D

ioda elektroluminescencyjna w środku

światło wyemitowane

dioda

przezroczysta
obudowa z tworzywa

końcówki

…i

z przodu.

je się dodatkowo żółty luminofor, pobudzany
do świecenia kolorem niebieskim z diody.
Mieszanie koloru niebieskiego z żółtym daje
biało−niebieski kolor światła. W ubiegłym ro−
ku Japończycy dokonali kolejnego przełomo−
wego kroku, przybliżającego promieniowa−
nie LEDów do tego, co nazywamy światłem
białym. Dodając drugą, czerwoną, warstwę
luminoforu, uzyskano mieszanie trzech barw
pozwalające na uzyskanie przyjemniejszego
dla oka, nieco cieplejszego odcienia bieli.
Niestety wprowadzenie luminoforu nieco ob−
niża wydajność takich przyrządów. Dalsze
prace są więc konieczne.

M

MTT:: A jaka jest wydajność LEDów w po−

równaniu z innymi źródłami światła?

M

MGG:: Wydajność możemy mierzyć w lu−

menach na wat. Według przewidywań ame−
rykańskich, z diod świecących można będzie
uzyskać do 200 lumenów na wat, czyli
znacznie więcej niż z żarówek (około 10 lu−
menów na wat). Stuwatowa żarówka kon−
wencjonalna daje około 1000 lumenów, co
może zrównoważyć zastosowanie kilkunastu
do kilkudziesięciu diod, zainstalowanych na
specjalnym panelu. Taki panel potrzebować
będzie znacznie mniej energii elektrycznej,
a więc jego zastosowanie prowadzić będzie
do znacznych oszczędności.

M

MTT:: Jeśli jest to oszczędność energii, to

czy diody LED mają przed sobą świetlaną
przyszłość?

M

MGG:: Tak. Amerykański program rozwoju

półprzewodnikowych źródeł światła to 0,5
miliarda dolarów finansowania badań w cią−
gu 10 lat, a zysk, który inwestorzy spodzie−
wają się uzyskać, ma wynieść nawet 150
mld US $. W samych USA wyłącznie na oś−
wietlenie wydaje się 230 mld US $ rocznie.
Według amerykańskich przewidywań, do
2025 r. ponad 50% białych źródeł światła
będą to półprzewodnikowe diody świecące.
Znajdą one zastosowanie w oświetlaniu
mieszkań, ulic, ale także w podświetlaniu
ekranów ciekłokrystalicznych (co obecnie
czynią lampy fluorescencyjne) w naszych
komputerach. Sprawi to, że możliwe będzie
wyłączenie ok. 100 dużych elektrowni węg−
lowych, dzięki czemu USA ograniczą o 3%
(ponad 200 mln ton rocznie) emisję CO

2

do

atmosfery, zgodnie z wymaganiami Protoko−
łu z Kyoto.

Udoskonalenie LEDów stworzy olbrzymi

nowy rynek. Już teraz LEDy stosuje się tam,
gdzie wymagana jest oszczędność energii,
wysoka niezawodność i bardzo rzadkie okre−
sy wymiany lub konserwacji. Dlatego można
je spotkać w samochodowych światłach sto−
pu, sygnalizatorach ulicznych, czy w pod−
świetlanych znakach drogowych. Na energii
zużywanej przez same tylko sygnalizatory

uliczne w USA, po wymianie ich na diodowe, będzie
można zaoszczędzić ponad 1 mld US $ rocznie.

Niebagatelnym czynnikiem jest również trwa−

łość diod świecących – czas pracy żarówki wynosi
1000 godzin, lampy fluorescencyjnej około 10 000
godzin, a diody LED pracują nawet 100 000 go−
dzin. Poza tym lampy fluorescencyjne stwarzają
zagrożenia przy recyklingu, gdyż zarówno proste,
jak i kompaktowe, wkręcane w oprawki żarówek,
zawierają rtęć.

W Szwecji na autostradach już stosuje się znaki

drogowe z matrycami LED, znacznie bardziej odpor−
ne na zanieczyszczenia, zimno i niesprzyjające wa−
runki, niż standardowe znaki podświetlane. LEDy no−
wej generacji są już i będą wykorzystywane w wiel−
kich ekranach – billboardach i telebimach, gdzie
matryce zawierają po kilka milionów diod.

Nowoczesne LEDy stosuje się także w medycy−

nie, gdyż przy pomocy diody świecącej w zakresie
bliskiego ultrafioletu można wykrywać próchnicę
(unikatowe polskie rozwiązanie!), a także utwar−
dzać plomby fotoutwardzalne.

Jedynym zagrożeniem dla półprzewodnikowych

LEDów są opracowywane obecnie tzw. O−LEDy, czyli
diody organiczne, które mogą być nanoszone nawet
na elastyczne podłoże. Obecnie O−LEDy szybko ule−
gają degradacji, ale prowadzone są prace, mające
na celu zwiększenie ich trwałości, co pozwoli im np.
zastąpić wersje klasyczne wyświetlaczy. Dzięki nim
będzie można tworzyć foliowe, zwijalne ekrany no−
wej generacji i elektroniczne gazety, które podłado−
wywałoby się najnowszymi wiadomościami przez
podłączenie do Internetu.

M

MTT:: Tylko nie można zawijać w nie śledzi...
M

MGG:: Technologia półprzewodnikowa nie rozwią−

zuje niestety wszystkich naszych problemów, ale jej
wprowadzenie być może pozwoli, aby wspomniane
śledzie przetrwały.

M

MTT:: Dziękuję za rozmowę.

A

B

(A)

Porównanie

światła rzucanego
przez lampę dio−
dową f−my Mad−
der, zasilaną czte−
rema bateriami
LR4/AA (czas
pracy ciągłej – 12
godz.)…

…(B)

ze światłem

halogenowej lam−
py rowerowej za−
silanej takimi sa−
mymi bateriami
(4x LR4/AA, czas
pracy – 1,5
godz.)