LED e stampa 3D per l’illuminazione di interni

Dalla lampadina ad incandescenza ai diodi ad emissione di luce, comunemente conosciuti come LED, l’innovazione tecnologica nel campo dell’illuminazione ha fatto passi da gigante. La lampadina ad incandescenza, inventata da Edison nel 1878, sebbene abbia dominato il settore dell’illuminazione per oltre un secolo, da qualche anno non è più sul mercato (fatta eccezione per quelle destinate ad usi specifici, tipo gli elettrodomestici).

Il motivo della dismissione di queste lampadine così tanto diffuse in passato eppure così poco efficienti, è da ricercare nelle necessità di risparmio energetico e in un costante sviluppo della ricerca tecnologica in direzione “green”. Le lampadine ad incandescenza infatti, hanno un rendimento bassissimo. Sono state quindi soppiantate da lampade fluorescente e, ovviamente, dai LED.

In campo elettronico, la sigla LED (dall’inglese Light Emitting Diode) o diodo a emissione luminosa identifica un qualsiasi dispositivo optoelettronico che sfrutta le proprietà ottiche di specifici materiali semiconduttori al fine di produrre fotoni attraverso un fenomeno di emissione spontanea.

Il fenomeno luminoso (emissione spontanea) si origina dalla ricombinazione di coppie elettrone-lacuna secondo il principio del diodo a giunzione, caratterizzato dalla presenza nel dispositivo di due zone, opportunamente predisposte, con caratteristiche elettriche contrapposte.

Il primo LED fu sviluppato nel 1962 da Nick Holonyak. Nel 2014 è stato assegnato il premio Nobel per la fisica ad Isamu Akasaki e Hiroshi Amano della Nagoya University, e a Shuji Nakamura dell’Università della California, Santa Barbara per le ricerche sul LED a luce blu. [Fonte: Wikipedia]

Come funzionano i LED? I LED sono un particolare tipo di diodi (componente elettronico passivo, non-lineare a due terminali (bipolo), la cui funzione ideale è quella di permettere il flusso di corrente elettrica) a giunzione p-n, formati da un sottile strato di materiale semiconduttore. Gli elettroni e le lacune vengono iniettati in una zona di ricombinazione attraverso due regioni del diodo drogate con impurità di tipo diverso, e cioè di tipo nper gli elettroni e p per le lacune.

Quando sono sottoposti ad una tensione diretta per ridurre la barriera di potenziale della giunzione, gli elettroni della banda di conduzione del semiconduttore si ricombinano con le lacune della banda di valenza rilasciando energia sufficiente sotto forma di fotoni. A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole numero di questi fotoni può abbandonarlo ed essere emesso come luce ovvero fotoni ottici. Può essere visto quindi anche come un trasduttore elettro-ottico.

Riguardo l’Emissione luminosa dei LED: il led può avere un’emissione Continua (emissione costante e continua di luce) o intermittente (la luce viene emessa a intervalli di tempo regolari e alternati. I LED sono particolarmente interessanti per le loro caratteristiche di elevata efficienza luminosa A.U./A e di affidabilità. In tal senso, lo sviluppo e l’evoluzione dei materiali è stata quindi la chiave per ottenere sorgenti luminose che hanno le caratteristiche per sostituire quasi tutte quelle ad oggi utilizzate, verso il iù alto grado di efficienza ed affidabilità.

La vastità dei campi di applicazione, unita alla elevata affidabilità della sorgente luminosa, la lunga durata nel tempo e (non ultimo) il basso consumo costituiscono gi elementi di una scelta applicativa che va a vantaggio dei produttori e dei consumatori, nel pieno rispetto dell’ambiente e dell’eco-sostenibilità.