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Fogli di illuminazione realizzati con piccoli LED
Una società chiamata Nth Degree Technologies spera di sostituire le lampadine con quelli che sembrano fogli di carta luminosi. Il primo prodotto commerciale dell'azienda è una luce di due piedi per quattro piedi quadrati, che prevede di iniziare a spedire per selezionare i clienti per la valutazione entro la fine dell'anno.
Stampa fine: Le luci mostrate qui sono costituite da minuscoli LED stampati su una superficie utilizzando la serigrafia standard.
La tecnologia potrebbe consentire nuovi progetti di illuminazione a costi paragonabili alle lampadine e agli apparecchi fluorescenti utilizzati ora, afferma Neil Shotton, presidente e CEO di Nth Degree. La luce potrebbe essere emessa su vaste aree da superfici curve di forme insolite. I processi di stampa utilizzati per realizzare le luci consentono inoltre di variare facilmente il colore e la luminosità della luce emessa da un apparecchio. È un nuovo tipo di illuminazione, afferma Shotton.
Nth Degree crea i suoi fogli di luce tagliando prima un wafer di nitruro di gallio per produrre milioni di minuscoli LED: un wafer da quattro pollici ne produce circa otto milioni. I LED vengono quindi miscelati con resina e leganti e viene utilizzata una stampante serigrafica standard per depositare l'inchiostro risultante su un'ampia superficie.
Oltre all'inchiostro LED, c'è uno strato di inchiostro argento per il contatto elettrico posteriore, uno strato di fosfori per cambiare il colore della luce emessa dai LED (dal blu a varie tonalità di bianco) e uno strato isolante per evitare cortocircuiti circuiti tra la parte anteriore e quella posteriore. Il contatto elettrico frontale, che deve essere trasparente per far uscire la luce, è realizzato utilizzando un inchiostro che contiene fili metallici invisibilmente piccoli.
Il nuovo contatto elettrico trasparente potrebbe rivelarsi importante in sostituzione dell'ossido di indio e stagno (ITO) utilizzato nei touch screen e altri display. ITO è fragile e non può essere stampato, quindi non è adatto per display flessibili. Può anche essere costoso, a seconda del prezzo dell'indio.
Sebbene i dispositivi che l'azienda ha realizzato finora siano più efficienti delle luci a incandescenza, non sono ancora efficienti come le luci fluorescenti. Emettono 20 lumen per watt, rispetto a circa 80 lumen per watt per le tipiche luci fluorescenti sopraelevate e 65 lumen per watt per fluorescenti compatte. Una lampadina da 60 watt di GE ottiene circa 14 lumen per watt.
Shotton afferma che l'efficienza delle luci è in costante miglioramento negli ultimi mesi. L'obiettivo è di 50 lumen per watt per i primi prodotti e 75 lumen per watt entro il prossimo anno, che è paragonabile a molti altri LED. I migliori LED oggi ottengono oltre 200 lumen per watt.
La stampa con inchiostri composti da minuscoli LED funzionanti produce una luce molto più brillante rispetto alla deposizione di polveri o film sottili di materiale elettroluminescente, due approcci già utilizzati per realizzare luci notturne piatte e retroilluminazione verdastra sugli orologi digitali e, più recentemente, per illuminare cartelloni pubblicitari con un retroilluminazione bianca.
Raghu Das, CEO di IDTechEx, una società di ricerca specializzata in elettronica stampata, afferma che le luci a inchiostro stampato potrebbero essere più economiche delle luci a LED organico (OLED) che hanno iniziato ad arrivare sul mercato. Le luci OLED sono costose ( uno la lampada da tavolo costa quasi $ 6.000) e devono essere sigillati all'interno di vetro rigido per proteggere le molecole organiche dall'aria e dall'acqua.
Il nuovo design rende inoltre superflui gli ingombranti dissipatori di calore utilizzati sulle luci a LED convenzionali. Poiché i minuscoli LED sono distribuiti in modo sottile e uniforme, le luci non si surriscaldano, afferma Shotton. Il vantaggio di non avere un dissipatore di calore è però controbilanciato dal fatto che i LED richiedono una notevole fonte di alimentazione. Per incorporare questa fonte di alimentazione, la prima lampada dell'azienda dovrà avere uno spessore di due pollici, anche se la superficie di emissione della luce è sottile e flessibile.