LED is de afkorting van Light Emitting Diode (lichtuitstralende diode).

Eigenlijk zijn ze pas recent meer en meer bekend geworden, maar oorspronkelijk werd halverwege de jaren 1920 reeds ontdekt dat diodes licht uitstralen. In 1927 werd door Oleg Losev daarop een patent aangevraagd. De echte doorbraak kwam er pas in 1962 toen een werkende led werd gemaakt.

Evolutie 1970-1980: Meerdere kleuren en golflengten waren beschikbaar. De kleuren groen, rood, oranje en geel waren mogelijk gemaakt door combinaties van de materialen gallium , fosfor en arseen.

Evolutie 1980-1990: Er werd nieuw materiaal gebruikt voor de LED’s: de gallium- aluminium-arsenide led. Dit gaf nieuwe voordelen aan de led:

  • Gebruikspanning werd kleiner
  • Probleemloos aansturen van een led via pulsen
  • De lichtintensiteit werd tien maal hoger dus een lager energieverbruik voor hetzelfde vermogen

Evolutie 1990-heden: In 1993 heeft Shuji Nakamura de blauwe led had uitgevonden. Dankzij deze led was er een volledig kleurenpalet beschikbaar waardoor de LED’s de klassieke lampen in tal van gekleurde verlichtingsapplicaties vervangen.

De kleuren van de LEDs zijn afhankelijk van de materialen die werden gebruikt:

  • Blauwe leds
  • Witte leds
  • Infrarood leds
  • Twee kleuren leds: Dit zijn normale ledbehuizingen waarin echter twee leds zijn geïntegreerd die een verschillende kleur, veelal rood en groen, hebben.
  • Meer kleuren leds: Er zijn leds met meer dan twee kleuren op de markt, waaronder 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.

Branduren:


Een led kan veel meer uren licht geven dan een spaarlamp voordat hij defect gaat. Vaak komen we op verpakkingen van ledverlichting tegen dat deze zeker 30 000-50 000 uur zou moeten meegaan. Van cruciaal belang bij een ledlamp is dat de warmte goed afgevoerd wordt.

Toepassingen:


Reeds sinds lange tijd worden leds gebruikt als vervanging voor signaallampen en in zevensegementendisplays (digitale klokken). Meer recent worden leds ook toegepast in allerlei consumentenelektronica (infraroodzender in afstandsbedieningen, signaalindicators en in lichtkranten en platte beeldschermen en uiteraard ook LED panelen en LED buizen voor in LED lichtbalken. Ook zijn er vele soorten LED strips verkrijgbaar.


Daarnaast worden leds ook gebruikt in tuinverlichting met ingebouwde zonnecel die de energie opslaag in een oplaadbare batterij. Door een lichtsensor zullen de leds beginnen branden wanneer het donker wordt. Dat biedt een groot voordeel: ondergrondse bekabeling is niet meer nodig!

Led lampen


Een ledlamp is een vorm van solid state lighting (SSL), opgebouwd uit een groep van leds (licht-emitterende diodes). De karakteristieken van de toegepaste leds in de lamp bepalen samen met de stralingshoek de lichtstroom, lichtsterkte en kleurweergave.

Wit licht in ledlampen werd oorspronkelijk gemaakt door met behulp van een UV-led een fluorescerende laag (‘fosfor’) te belichten. Inmiddels zijn er ook varianten die direct wit licht uitstralen. Om zacht wit licht te krijgen worden weer andere stoffen gebruikt die een warm-witte kleur emitteren, zoals goud.

Led lampen komen in verschillende modellen voor waaronder de vorm van een gewone gloeilamp met eventueel een grote Edison-fitting (E27). Er zijn ook andere modellen met een kleine Edison-fitting (E14), GU5.3-steekvoet (bipin voet) of GU10-bajonetvoet en zo zijn er nog meer.


Bij ledlampen zijn de lichtstroom (in lumen), de lichtsterkte (in candela) en de stralingshoek (in graden) gerelateerd.
Bij een kleinere stralingshoek wordt de lichtsterkte (helderheid) groter terwijl de lichtstroom (hoeveelheid licht) niet verandert.

Voordelen:

  • Levensduur: Een ledlamp kan theoretisch ongeveer 50.000 branduren meegaan;
  • Energieverbruik: De huidige ledlamp geeft zo’n 50% van z’n opgenomen energie af in licht. Dit is meer dan bij spaarlampen of gloeilampen;
  • Kosten: Doordat ze minder verbruiken en langer meegaan zal de totale kost van 1 ledlamp aanzienlijk lager liggen;
  • Inschakeltijd: Een led lamp heeft maar 1 seconde nodig om op volledige lichtsterkte te branden;
  • Toepassingsmogelijkheden: Ze kunnen op veel gebieden worden ingeschakeld (huis & tuin, auto, electronica, …).

Nadelen:

  • Kostprijs: Led lampen zijn relatief duurder in aanschaf, maar ze verdienen zichzelf gelukkig wel terug daarnaast worden ze steeds goedkoper doordat ze meer worden gebruikt;
  • Fel licht: LED lampen produceren fel licht, in de lamp kijken wordt dus afgeraden, dit geld bij de meest sterke vormen van LED verlichting. Nu zijn er veel meer kleurtinten in de handel van warm zacht licht tot het eerdergenoemde felle licht en zelfs nu daglicht;
  • Kleurweergave-index: Er zijn nog altijd (goedkopere) led lampen op de markt met een incompleet kleurenspectrum (m.a.w. het weergeven van de kleuren van het licht wordt niet ervaren als ‘natuurlijk’). Gelukkig is nu het scala aan kleuren compleet te verkrijgen in de Cri zoals dat heet en kan zelfs daglicht worden nagebootst;

CRI/RA kleur weergave

CRI / Ra wordt gemeten op een schaal van 1-100 waarbij een waarde van 100 staat voor een natuurlijke kleurweergave als in daglicht (zonlicht).


De waarde wordt berekend door 8 referentiekleuren te belichten door de lichtbron in kwestie. Van alle 8 indexen wordt een gemiddelde genomen, de CRI waarde. Echter, in totaal zijn er 15 referentiekleuren. Bijvoorbeeld R9, rood, wordt niet meegenomen in de CRI. Rood scoort gemiddeld laag in vergelijking met andere kleuren, maar wordt niet meegenomen in de berekening van CRI, ondanks rood een essentiële kleur is voor de natuurlijke weergave van kleuren.

Uiteraard zijn LED lichtbronnen met een hoge R9(rood) verkrijgbaar, echter zijn deze minder energie efficiënt. Deze worden toegepast voor specifieke doeleinden bijvoorbeeld in de vlees industrie.

Een hoge CRI waarde is niet voor iedere toepassing van belang. Een drukkerij zal bijvoorbeeld hoge eisen stellen aan natuurlijke kleurweergave maar voor straatverlichting is dit minder belangrijk.Voor algemene binnentoepassingen volstaat een CRI van >80, dat is tevens de standaard in de markt.

Kleurweergave CRI index:

CRI 100-90 – Uitstekend, natuurgetrouwe kleurweergave.

CRI 80-90 – Goed, kleurweergave relatief natuurgetrouw en kan dus ook als daglichtlamp gebruikt worden.

CRI 60-80 – Matig, kleurweergave kan afwijken van kleurechtheid.

CRI <60 – Slecht, kleurweergave wijkt sterk af van kleurechtheid.