Diodes electroluminescentes La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

by Pepe ©   Accueil  Arborescence  Page précédente

La petite histoire  Up Page Origine, raisons, hasard Avant 1993, les lampes à diodes électroluminescentes demeuraient utopiques. Il était en effet impensable de se servir de ces dernières comme sources d’éclairage parce qu’elles ne pouvaient produire de lumière blanche - rouge, verte et jaune, seulement. Nichia Chemical, du Japon, a franchi cet obstacle technologique de taille, en mettant au point des diodes émettant une lumière bleue qui, combinée au rouge et au vert, donne une lumière blanche ; tout un champ de possibilités s’ouvrait ainsi dans le domaine. Depuis ce temps, les diodes électroluminescentes ont rapidement évolué et sont couramment adaptées à une variété d’utilisations, notamment l’illumination de piscines et les lampes de lecture, tel que démontré au salon commercial des luminaires Lightfair à New York.

Comprendre simplement  Up Page Vulgarisation, de 7 à 77 ans L’industrie a été rapide à réagir à cette évolution et à l’exploiter. Les diodes électroluminescentes se basent sur la technologie des semi-conducteurs, comme les processeurs des ordinateurs. Leur luminosité, leur brillance, leur efficacité énergétique et leur longévité ne cessent ainsi de s’accroître à un rythme qui n’est pas sans rappeler la moisson annuelle de nouveaux processeurs, qui présente chaque année des processeurs plus rapides et moins dispendieux que leurs prédécesseurs.

Domaines de présence  Up Page Monde présent Pas plus tard que cette semaine, des chercheurs du Lighting Research Center du Polytechnic Rensselaer Institute à Troy, New York, ont affirmé avoir réussi à augmenter la luminosité émise par watt de diode électroluminescente blanche à près de six fois celle d’une ampoule incandescente, dépassant même en efficacité une ampoule fluorescente compacte. La génération courante de diodes électroluminescentes blanches produites en série n’est pas aussi efficace. Elles sont deux fois plus efficaces qu’une ampoule du même wattage, mais l’économie d’énergie n’est pas suffisante pour compenser le défaut majeur que représente l’écart de prix, qui favorise toujours largement les ampoules incandescentes traditionnelles. Le Department of Energy américain estime que l’éclairage aux diodes pourraient réduire la consommation nationale d’énergie de 29 % d’ici 2025. L’économie totale d’ici là pour les factures d’électricité des ménages américains se chiffrerait à 125G$ US.   Panneaux lumineux La cérémonie d'attribution du Swiss Technology Award du 16 février 2005 à Berne a vu l'Office fédéral de l'énergie (OFEN) remettre le prix spécial Enérgie à l'entreprise zougoise Lucea SA. Ce prix, dote de 10'000 francs, va contribuer à la commercialisation d'un panneau éclairant LED novateur. Le panneau éclairant LED (pour "Light Emitting Diode", diode lumineuse) de Lucea SA se distingue par sa haute densité de chips LED: avec jusqu'à 16 de ces petits chips par centimètre carré, il peut admettre durablement des courants atteignant jusqu'à 100 mA et réaliser ainsi des flux lumineux tres élevés. La chose est rendue possible par un procédé spécial de dissipation métallique de la chaleur. Le panneau éclairant de Lucea produit ainsi plus de clarté et une plus forte densité lumineuse tout en consommant moins d'energie, avec une durée de vie pouvant atteindre 100.000 heures. Ces caractéristiques le rendent supérieur aux autres luminaires LED commercialisés à ce jour. Epais de 2 a 3 millimètres seulement, le panneau LED de Lucea est flexible et peut être découpé à volonté, au gré des besoins du design. Les chips LED, très robustes, supportent des efforts mécaniques élevés et sont étanches à l'eau et au gaz. Ainsi le spectre d'utilisation de ces panneaux, très large, va du marquage en plein air (itinéraires de fuite, champs d'aviation) aux applications dans des locaux fermés (éclairage intérieur de véhicules, éclairage individuel d'un local). La maison Lucea SA a développé son panneau éclairant LED en collaboration avec l'Institut de technique des microsystèmes de l'Ecole d'ingénieurs de Buchs et avec l'Institut de sciences des matériaux de l'Université d'Erlangen. En Suisse, 15% de l'électricité consommée l'est pour les besoins de l'éclairage. L'OFEN attribue son prix spécial à ce produit innovant afin de soutenir la percée de la technique LED sur le marché de l'éclairage, car celle-ci n'a pas encore livré tous ses secrets en matière de gains de rendement.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page LED blanche Les chercheurs de l'IMRE et de NUS ont développé une technologie pour fabriquer des LED blanches pour un usage dans les affichages, les tableaux de bord et le rétro éclairage des affichages à cristaux liquides. De nombreux principes physiques tels que le déplacement en longueur d'onde de l'émission par champ piezoélectrique, l'émission d'impureté et l'émission du composé InGaN avec diverses compositions ont été employées pour obtenir le spectre blanc. L'IMRE, en collaboration avec NUS, a, avec succès, créé des puits quantiques en utilisant des composés InGaN/GaN sur un substrat de saphir, qui sont capables d'émettre la lumière blanche. C'est une étape importante qui permet l'obtention d'une émission de lumière blanche avec des LED sans utilisation des phosphores.   Matériau nano structures L'IMRE a obtenu des nano cristaux de haute qualité à base du composé ZnxCd1-xE (E= Se, or S). Les propriétés de luminescence de ce composé sont reportées par l'IMRE comme équivalentes voire meilleures que celles des nano cristaux à base de CdSe. Ces nano cristaux ajustables en longueurs d'onde avec lesquels différentes couleurs peuvent être obtenues de façon reproductible en changeant seulement la "recette" synthétique. Les nano cristaux à émission bleue très stable thermiquement peuvent être des matériaux idéaux pour les dispositifs optoélectroniques à ondes courtes et peuvent potentiellement fournir une couleur bleue primaire stable pour des applications d'affichage.

Les références  Up Page Réseau Pepe @rt Flash BE Allemagne BE Grande-Bretagne BE Italie BE Japon BE Pays-Bas BE Singapour BE Suisse   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

Mais encore …  Up Page Diodes luminescentes Osram a développé la diode luminescente la plus brillante du marché. La technologie appelée "Ostar Lighting" offre un rendement lumineux de 200 lumens par watt, et offre ainsi une efficacité bien supérieure aux lampes à incandescence normales (12-20 lm/W) et aux lampes économiques (50-80 ml/W).Elle dépasse aussi largement le rendement des LED les plus puissantes développées jusque là par la société Osram (120 lm/W). La durée de vie des LED "Ostar Lighting" (50000 heures) est également bien supérieure aux lampes à incandescence (1000 h) et aux lampes économiques (10000 à 20000 h). La technologie est en cours de développement en vue de la production en série qui devrait démarrer début 2006. Les chercheurs de la filiale de Siemens Osram Opto Semiconductors à Regensburg sont parvenus à un tel résultat d'efficacité en canalisant vers l'extérieur toute la lumière émise par une puce semiconductrice de 700 milliampères. Le revêtement de la puce, un miroir métallique spécial et la structure de la surface de la puce avec des microprismes dirigent directement la lumière vers l'extérieur. La puce diffuse une lumière bleue qui est transformée en lumière blanche par une autre couche jaune. En raison du coût élevé de la technique, ces diodes super luminescentes trouveront d'abord des applications spéciales d'éclairage: lampes de lecture, lampes de sécurite ou de design, émetteur de pixels lumineux. Leur petite taille d'à peine trois centimètres de côté et quelques millimètres de hauteur rend aisée leur intégration dans le mobilier et les habitations. Transport d'informations par la lumière visible Le Ministère du Territoire japonais est en train de promouvoir à l'aéroport du Kansai une technologie qui transmet de l'information vers les mobiles en utilisant des diodes électro-luminescentes (DEL) ou des lumières fluorescentes dans le hall de départ. NTT DoCoMo fournit les téléphones portables alors que NEC, Matsushita, l'université de Keio et Japan Airlines, tous partenaires du projet, apportent les technologies complémentaires. Concrètement les passagers présents dans l'aéroport peuvent durant la phase de test pointer leur mobile vers les lumières clignotantes adéquates afin d'obtenir des informations sur les horaires de départ ou sur les commerces et commodités à proximité ou encore télécharger de la musique et des vidéos. Le débit n'est que de 10Kb/s pour les lumières fluorescentes mais atteint quelques Mb/s avec des DEL.   Plus de luminosité Un consortium de recherche germano-slovaque a mis au point une nouvelle technique pour obtenir des gaufrettes de phosphure de gallium ayant moins de défauts, ce qui les rendra moins chers et améliorera leur qualité. La nouvelle méthode est basée sur la procédure bien connue Vertical-Gradient-Freeze (VGF), que l'on a rendue possible pour la croissance des cristaux de phosphure de gallium. Celle-ci est mise à l'oeuvre dans un réacteur modulaire, prêt à être breveté, et qui permet d'obtenir des cristaux de 50 à 75 mm en moyenne. D'habitude, c'est la procédure Czochralski qui est utilisée pour la production de tels cristaux, mais l'utilisation de la méthode VGF réduit d'un facteur 100 à 1000 les défauts du cristal, et en plus le rend quasiment pur en sa partie centrale. L'amélioration de la qualité des cristaux de phosphures de gallium augmente leur durée de vie ainsi que leur transparence optique, ce qui profite aux composants des LED aussi bien qu'aux photodiodes, aux cellules solaires et à d'autre composants optiques. D'ici quelques mois (nous sommes alors en juillet 2005), le consortium européen aura fini le développement du réact;   Un réverbère économe en énergie Epsel Co., une start-up spécialisée dans les équipements consommant peu d'énergie, a développé un réverbère utilisant 300 DEL (diodes électro-luminescentes) blanches. Celui-ci consomme seulement 20 Watts, soit 10% de l'énergie consommée par une ampoule traditionnelle à base de mercure. L'intensité lumineuse générée est de 20 lux à une distance de 10 mètres. La durée de vie de ces DEL est de 70.000 heures contre 12.000 pour les ampoules à base de mercure, dont le remplacement coûte 500 Euros pièce. Le nouveau réverbère coûte 1800 Euros, soit 200% de plus que les modèles concurrents. Il est cependant plus rentable sur le long terme au vu des économies d'énergie réalisées ainsi que de sa plus grande durée de vie.