In quale anno è stato prodotto un nuovo tipo di LED blu?
doc-9165
Nel settembre 2003, un nuovo tipo di LED blu è stato dimostrato da Cree che consuma 24 mW a 20 milliamperes (mA). Ne è derivata una luce bianca commercialmente confezionata che produce 65 lm/W a 20 mA, diventando il LED bianco più luminoso disponibile in commercio all' epoca e oltre quattro volte più efficiente degli incandescenti standard. Nel 2006 hanno presentato un prototipo con un' efficacia luminosa LED bianco record di 131 lm/W a 20 mA. Nichia Corporation ha sviluppato un LED bianco con un' efficacia luminosa di 150 lm/W ad una corrente di 20 mA. I LED XLamp XM-L di Cree, disponibili in commercio nel 2011, producono 100 lm/W con una potenza massima di 10 W e fino a 160 lm/W con una potenza in ingresso di circa 2 W. Nel 2012, Cree ha annunciato un LED bianco con 254 lm/W e 303 lm/W nel marzo 2014. L' illuminazione generale pratica richiede LED ad alta potenza, da un watt o più. Le correnti d' esercizio tipiche di tali dispositivi iniziano a 350 mA.
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doc-9169
Alla fine degli anni' 80, le scoperte chiave nella crescita epitassiale GaN e nel doping di tipo p hanno inaugurato l' era moderna dei dispositivi optoelettronici basati su GaN. Basandosi su questa base, il Dr. Moustakas dell' Università di Boston ha brevettato un metodo per produrre LED blu ad alta luminosità utilizzando un nuovo processo in due fasi. Due anni dopo, nel 1993, i LED blu ad alta luminosità sono stati nuovamente dimostrati da Shuji Nakamura di Nichia Corporation utilizzando un processo di crescita del nitruro di gallio simile a quello del Dr. Moustakas. Sia il Dr. Moustakas che il Sig. Nakamura hanno ottenuto brevetti separati, il che ha confuso la questione di chi era l' inventore originale (in parte perché sebbene il Dr. Moustakas abbia inventato il suo primo, il Dr. Nakamura ha depositato per primo).
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doc-9162
Il primo LED blu ad alta luminosità è stato dimostrato da Shuji Nakamura di Nichia Corporation nel 1994 ed era basato su InGaN. In parallelo, Isamu Akasaki e Hiroshi Amano a Nagoya stavano lavorando allo sviluppo dell' importante nucleazione GaN su substrati di zaffiro e alla dimostrazione del doping di tipo p del GaN. Nakamura, Akasaki e Amano hanno ricevuto il premio Nobel 2014 per la fisica per il loro lavoro. Nel 1995, Alberto Barbieri del Laboratorio Universitario di Cardiff (GB) ha studiato l' efficienza e l' affidabilità dei LED ad alta luminosità e ha dimostrato un LED a "contatto trasparente" con ossido di stagno indio (ITO) su (AlGaInP/GaAs).
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doc-9171
Alla fine degli anni' 90, i LED blu sono diventati ampiamente disponibili. Hanno una regione attiva costituita da uno o più pozzi InGaN quantum inseriti tra strati più spessi di GaN, detti strati di rivestimento. Variando la frazione In/Ga relativa nei pozzetti quantistici InGaN, l' emissione luminosa può in teoria variare da viola a ambra. Il nitruro di gallio all' alluminio (AlGaN) di varia frazione di Al/Ga può essere utilizzato per la produzione di rivestimenti e strati quantici per LED ultravioletti, ma questi dispositivi non hanno ancora raggiunto il livello di efficienza e maturità tecnologica dei dispositivi InGaN/GaN blu/verde. Se in questo caso viene utilizzato GaN non legato per formare gli strati attivi del pozzo quantistico, il dispositivo emetterà luce ultravioletta con una lunghezza d' onda di picco centrata intorno ai 365 nm. I LED verdi prodotti dal sistema InGaN/GaN sono molto più efficienti e luminosi rispetto ai LED verdi prodotti con sistemi di materiali non al nitruro, ma i dispositivi pratici mostrano ancora un' efficienza troppo bassa per le applicazioni ad alta luminosità.
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doc-9168
Il primo LED blu-violetto con nitruro di gallio drogato al magnesio è stato realizzato alla Stanford University nel 1972 da Herb Maruska e Wally Rhines, dottorandi in scienza dei materiali e ingegneria. All' epoca Maruska era in congedo dai Laboratori RCA, dove ha collaborato con Jacques Pankove sul lavoro correlato. Nel 1971, l' anno dopo la partenza di Maruska per Stanford, i suoi colleghi dell' RCA Pankove ed Ed Miller dimostrarono la prima elettroluminescenza blu da nitruro di gallio drogato allo zinco, anche se il successivo dispositivo Pankove e Miller costruito, il primo vero e proprio diodo luminoso al nitruro di gallio, emetteva luce verde. Nel 1974 l' U. S. Patent Office ha concesso a Maruska, Rhines e al professore di Stanford David Stevenson un brevetto per il loro lavoro nel 1972 (U. S. Patent US3819974 A) e oggi il magnesio doping del nitruro di gallio continua ad essere la base per tutti i LED blu commerciali e i diodi laser. Questi dispositivi costruiti all' inizio degli anni Settanta avevano un' emissione di luce troppo scarsa per poter essere utilizzati in modo pratico e la ricerca sui dispositivi al nitruro di gallio ha subito un rallentamento.
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doc-9188
La maggior parte dei dispositivi contenenti LED sono "sicuri in tutte le condizioni di normale utilizzo", e quindi classificati come "prodotti LED Classe 1"/"LED Klasse 1". Attualmente, solo pochi LED estremamente luminosi che hanno anche un angolo di visione di 8° o meno focalizzato potrebbero, in teoria, causare cecità temporanea e quindi sono classificati come "Classe 2". Il parere dell' Agenzia francese per l' alimentazione, l' ambiente e la salute e la sicurezza sul lavoro (ANSES) del 2010, sulle questioni sanitarie relative ai LED, ha suggerito di vietare l' uso pubblico di lampade che rientravano nel gruppo di rischio 2 moderato, in particolare quelle con una componente blu elevata nei luoghi frequentati dai bambini. In generale, le norme di sicurezza laser e la "Classe 1","Classe 2", ecc. si applicano anche ai LED.
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doc-9175
Questo metodo prevede il rivestimento di LED di un unico colore (principalmente LED blu in InGaN) con fosfori di diversi colori per formare luce bianca; i LED risultanti sono chiamati LED a base di fosforo o LED bianchi convertiti in fosforo (pcLEDs). Una frazione della luce blu subisce lo spostamento Stokes trasformandosi da lunghezze d' onda più corte a lunghezze d' onda più lunghe. A seconda del colore del LED originale, è possibile utilizzare fosfori di colori diversi. Se vengono applicati diversi strati di fosforo di colori distinti, lo spettro emesso viene ampliato, aumentando di fatto il valore dell' indice di resa cromatica (CRI) di un determinato LED.
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doc-9178
I LED bianchi possono essere realizzati anche con il rivestimento di LED vicino all' ultravioletto (NUV) con una miscela di fosfori a base di europio ad alta efficienza che emettono rosso e blu, più rame e zinco solfuro (ZnS: Cu, Al) color alluminio che emette verde. Questo è un metodo analogo al funzionamento delle lampade fluorescenti. Questo metodo è meno efficiente rispetto ai LED blu con YAG: Ce fosforo, in quanto lo spostamento Stokes è più grande, quindi più energia viene convertita in calore, ma produce luce con migliori caratteristiche spettrali, che rendono il colore migliore. Grazie alla maggiore emissione radiativa dei LED ultravioletti rispetto a quelli blu, entrambi i metodi offrono una luminosità paragonabile. Si teme che la luce UV possa fuoriuscire da una sorgente luminosa difettosa e causare danni agli occhi o alla pelle umana.
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doc-9176
Le perdite di efficienza dei LED basate sul fosforo sono dovute alle perdite di calore dovute allo spostamento degli Stokes e ad altri problemi di degradazione legati al fosforo. La loro efficacia luminosa rispetto ai LED normali dipende dalla distribuzione spettrale della luce risultante e dalla lunghezza d' onda originale del LED stesso. Ad esempio, l' efficacia luminosa di un tipico LED bianco a base di fosforo giallo YAG varia da 3 a 5 volte l' efficacia luminosa del LED blu originale a causa della maggiore sensibilità dell' occhio umano al giallo che al blu (come modellato nella funzione di luminosità). Grazie alla semplicità di fabbricazione, il metodo al fosforo è ancora il metodo più popolare per produrre LED bianchi ad alta intensità. La progettazione e la produzione di una sorgente luminosa o di un apparecchio di illuminazione che utilizza un emettitore monocromatico con conversione del fosforo è più semplice e meno costosa di un complesso sistema RGB, e la maggior parte dei LED bianchi ad alta intensità attualmente presenti sul mercato sono fabbricati con conversione della luce fosforosa.
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doc-9180
I punti quantistici (QD) sono nanocristalli semiconduttori che possiedono proprietà ottiche uniche. Il loro colore di emissione può essere sintonizzato dal visibile in tutto lo spettro infrarosso. Questo permette ai dot LED quantistici di creare quasi tutti i colori sul diagramma CIE. Ciò fornisce più opzioni di colore e una resa cromatica migliore rispetto ai LED bianchi, poiché lo spettro di emissione è molto più ristretto, caratteristica degli stati di confinamento quantistico. Ci sono due tipi di schemi per l' eccitazione QD. Si utilizza l' eccitazione foto con una fonte di luce primaria LED (tipicamente blu o LED UV sono utilizzati). L' altro è l' eccitazione elettrica diretta prima dimostrata da Alivisatos et al.
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doc-1476
Quando Nike prese il posto di Adidas come fornitore di kit dell' Arsenal nel 1994, i colori lontani dell' Arsenal furono di nuovo sostituiti da camicie e pantaloncini blu bicolore. Dall' avvento del lucrativo mercato di kit replica, i kit di distanza sono stati cambiati regolarmente, con Arsenal di solito rilasciando sia via e kit di terza scelta. Durante questo periodo i disegni sono stati tutti blu, oppure variazioni rispetto ai tradizionali colori giallo e blu, come l' oro metallico e la striscia marina utilizzata nella stagione 2001-02, il giallo e il grigio scuro usati dal 2005 al 2007, il giallo e il marrone del 2010-2013. A partire dal 2009, il kit di allontanamento viene cambiato ogni stagione, e il kit di allontanamento in uscita diventa il kit di terza scelta se nello stesso anno viene introdotto un nuovo kit per la casa.
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