Technologia LED kilka rozważań na temat: najnowszych badań i przyszłości dr Paweł Morawski
Czym jest światło?
Zapytałem dziecko niosące świeczkę: - Skąd pochodzi to światło? - Chłopczyk natychmiast ją zdmuchnął - Powiedz mi dokąd teraz odeszło odparł wtedy ja powiem ci skąd pochodzi Jonathan Carroll Poza ciszą https://www.newscientist.com
8g 85% 10%
Dwoista natura światła polega na tym, że jest ono jednocześnie: sztuką i nauką!
Nagroda Nobla 2014 fizyka
Technologia Chipy LED są wykonane z materiałów półprzewodnikowych. Różne materiały wytwarzają różne kolory. Aby uzyskać białe światło, używamy materiału, który świeci na niebiesko na żółtej lub białej warstwie fosforowej.
Nagroda Nobla 2017 fizjologia i medycyna Tegoroczni zdobywcy Nagrody Nobla: Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash i Michael W. Young Komitet Noblowski docenił ich prace związane z funkcjonowaniem zegara biologicznego. Laureaci zwiększyli "świadomość znaczenia właściwej higieny snu" - powiedziała cytowana przez Reutersa Juleen Zierath z akademii noblowskiej.
Światło reguluje nasz zegar biologiczny Światło wpływa bezpośrednio na: Stan umysłu Koncentrację, senność Czujność Rozwój/wzrost Natomiast w pośredni sposób na: System odpornościowy Poprawę zdrowia Gojenie ran Pamięć Zachowanie, samopoczucie 8:00 południe 18:00 Kortyzol Melatonina 12
Temperatura barwowa W praktyce dla oświetlenia LED temperatura barwowa, jaką spotyka się w różnych zastosowaniach, to zakres od 2 000K 6 500 K. 2700K 3000K 4000K 6500K Ciepło białe Białe Chłodna biel
14
2 700 K
2 700 K 2 500 K
2 700 K 2 500 K 2 200 K
Epoka melanopsyny
Epoka melanopsyny
30 luksów niebieskiego światła (długość fali = 470 nm), wpływa na system okołodobowy, jak: 400 luksów ze źródła 6500K, lub 550 luksów źródła 2700K
Czym jest jakość światła?
lm/w?
Czym jest jakość światła?
Wskaźnik oddawania barwy Wpływ źródła światła na postrzeganie koloru wyraża się we wskaźniku oddawania barw (CRI), w skali od 0 do 100. Naturalne światło zewnętrzne ma CRI 100 i jest używane jako standard porównania dla każdego innego źródła światła. 60 80 90 Niskie CRI Dobry wskaźnik CRI B. dobry wskaźnik CRI
Colour Rendering Index - Odcień - Nasycenie - Jasność
Colour Fidelity Index Wskaźnik wierności barwy: Rf (color fidelity) wskaźnik zmiany w nasyceniu barwy: Rg (color gamut)
Ostatnia dekada w technologii LED, to: Redukcja kosztów Wyższa jakość barwy światła Większa ilość światła Wyższa skuteczność świetlna (lm/w) Większa trwałość Wiarygodność Redukcja kosztów ($/klm) o 20% każdego roku
http://www.nauka.gov.pl/
Przyszłość technologii LED: LED emitujące barwę fioletową Technologia GaN-on-GaN Wyższa gęstość prądu (10 X)/ wyższa skuteczność Pełniejsze widmo wyższy wskaźnik oddawania barwy Większa trwałość Mało defektów w kryształach: Wyższa wytrzymałość na wysokie temperatury Większe wartości prądu Wyższa skuteczność świetlna
Fioletowy LED: http://www.seoulsemicon.com/en/technology/sunlike/
Zielony LED: LED emitujące barwę zieloną: kubicznego azotku galu (GaN) na podłożu z krzemu. o wiele wydajniejsza rekombinacja nośników mniejsza wrażliwość na zmiany napięcia zasilania https://phys.org/news/2016-07-method-green-efficiency-brightness.html#jcp http://bizled.co.in/gan-crystals-to-make-green-leds-brighter-and-more-efficient/
Technologia LED wyzwania Zrozumienie oddziaływania światła na człowieka (fotobiologia) Ciągłe widmo (wskaźnik oddawania barwy) Jakościowe opisanie światła nowe podejście jest konieczne! Jakość zasilania i sterowania (EMC) Prostota rozwiązań Wytwarzanie światła białego wykorzystując LED-y o różnych barwach: fioletowej, zielonej plus luminofor. Trwałość parametrów świetlnych Wiarygodność rozwiązań Światło zorientowane na człowieka i wokół człowieka Human Centric Lighting Internet rzeczy
OLED organiczne LED-y https://www.oled-info.com/oled-lighting
OLED organiczne LED-y Platinum octaethylporphyrin
OLED organiczne LED-y emisja światła szkło anoda półprzewodnik typu p warstwa emitująca półprzewodnik typu n katoda 38
OLED organiczne LED-y Wszystkie warianty bieli
OLED organiczne LED-y Wszystkie kolory
Technologia OLED Za 10 lat rynek oświetleniowy podzieli się pomiędzy: LED i OLED OLED to: - Niski współczynnik przykrego olśnienia (UGR) - Niska temperatura pracy - Szerokie spectrum Zastosowanie: - Cienkie i lekkie oprawy - Oprawy o różnych kształtach, krzywiznach architektura wnętrz
Technologia OLED Wyzwania i plany związane z OLED: - 20 000 lm/m2 - > 100 lm/w w 2020 (80 100 lm/w w 2018) - 50 000 h, L70 - a to wszystko w formie elastycznej i przezroczystej - CRI > 90
LED & OLED Oświetlenie LED-owe ma się dobrze i w przyszłości: OLED będzie dużą jego częścią Wydajność OLED jest coraz wyższa i szybko się poprawia Różnica pomiędzy LED, a OLED zmniejsza się (parametry)
LED & OLED Oświetlenie LED-owe ma się dobrze i w przyszłości: Coraz niższe koszty, rośnie wolumen Rosnący popyt dzięki różnorodności paneli i poziomu integracji, elastyczne i zginane panele i panele zmieniające kolor Niższe koszty w przypadku maszyn o dużej wydajności
https://energy.gov/eere/ssl/listings/oled-rd-projects
LED co ma znaczenie? Jakość światła Trwałość Energooszczędność Wzornictwo Kreowanie atmosfery Regulowane światło Przyjazne środowisku Natychmiastowy zapłon
Wyzwania, In-store materials Wyniki badań EEPLIANT Wskaźniki poziomu niezgodności stwierdzone dla indywidualnie badanych parametrów Parametr Informacje na opakowaniu Deklaracja zgodności Dostępność i treści dokumentacji Dane o strumieniu świetlnym Pobór mocy Wskaźnik efektywności energetycznej Temperatura barwowa Wskaźnik oddawania barwy Współczynnik trwałości lamp Various WarmGlow specific POS materials have been developed: Shelf talker Info panel Barker Utrzymanie strumienia świetlnego Wynik 45% niezgodności 37% niezgodności 54% niezgodności 59% niezgodności 19% niezgodności 20% niezgodności 13% niezgodności 5% niezgodności 23% niezgodności 17% niezgodności
48
Światło to coś znacznie więcej, niż zwykła kompensacja ciemności
Dziękuję bardzo za uwagę
Jakie mamy z tego korzyści? Istnieją dwie drogi, którymi światło wpływa na nasze samopoczucie: Widzialna (wzrokowa) odbywa się w korze wzrokowej, za pośrednictwem fotoreceptorów (pręcików i czopków) umieszczonych w siatkówce oka. Niewidzialna (poza-wzrokowa) działa na Centralny Zegar Biologiczny (SCN), za pośrednictwem trzeciego z fotoreceptorów: melanopsyna.