Dags för nästa generation lysdioder

Lysdiodtekniken är under ständigt utveckling. På Energitingets internationella session presenterades vitt skilda tillämpningar, bland annat dioder för renrum och ett projekt för förbättrad belysning av de danska kronjuvelerna.

Lysdioder utan blå ton kan komma till användning i renrum. Haiyan Ou har kommit långt i arbetet med att ta fram sådana. Foto: Signhild Gehlin

Det blev mycket teknikdetaljer och en hel del exempel på praktiska tillämpningar under Energitingets session om ny lysdiodteknik. Den som var med på seminariet kunde inte annat än övertygas om att utfasningen av glödlamporna med sin energieffektivitet på futtiga 5 procent är nödvändig för att ge plats åt belysningsformer med betydligt högre effektivitet. Mikael Syväjärvi, Linköpings Universitet, hävdade dock att de fluorescenta lysrör som nu är på ingång på marknaden bara kommer att vara en övergångsprodukt innan diodtekniken mognat. Det är de fluorescenta lysrörens UV-ljus och innehåll av fosfor och kvicksilver som talar emot att de blir långvariga på marknaden.

Effektiviteten avtar I dagens lysdioder har vi vitt ljus som man skapar med hjälp av blå dioder och fosfor. I denna teknik är både fosforn och den blå tonen ett problem. Hur stort problem den blå tonen uppfattas som skiljer sig dock åt i olika länder. I Sverige är vi vana vid varma toner och störs mycket av det blå ljuset, medan man i till exempel Japan är mer tolerant mot det blå. Ett annat stort problem med dagens lysdioder är den stora variationen i kvalitet mellan olika dioder. Den resulterar i att man vid tillverkningen måste sortera samtliga enskilda dioder efter det ljus de ger, så kallad ”binning”, och att man vid utbyte av dioder måste ersätta de trasiga dioderna med dioder från samma ”bin”. Blå lysdioder har också problem med så kallad ”dropp”, vilket innebär att effektiviteten minskar med ökande strömtillförsel. I dag vet man inte varför det är så. Vid avdelningen för Fotonik vid Danskt tekniskt universitet forskar Haiyan Ou på diodbelysning utan blå ton. I sitt forskningsprojekt inriktar hon sig på att ta fram belysning för renrumstillämpningar. I många renrum används i dag gul belysning eftersom UV-ljuset skadar verksamheten. Personalen får då svårt att anpassa sig mellan labbljuset och det vanliga ljuset utanför renrummet. Den blå tonen i dagens lysdioder innebär dock ett nytt problem för labbpersonalen – det blir svårt att läsa av färgskalor. Haiyan Ou har hunnit långt i att ta fram en diodprodukt utan blå ton.

Snart kommersiell produkt Haiyan Ous kollega Carsten Dam Hansen har tagit fram en energieffektiv produkt för belysning av museimontrar och räknar med att produkten ska vara kommersiell inom några år. Det är de danska kronjuvelerna, klassade som Danmarks största kulturskatt, som fått ny belysning som sparar 75 procent energi. Dessutom har livslängden för belysningen ökat 25 gånger, vilket är betydelsefullt eftersom det bara är de högst positionerade personerna vid museet som har tillstånd att byta lampor. Den vanliga lysdiodtekniken ger för blått ljus, vilket resulterade i att det vackra guldet degraderades till att se ut som silver. Uppgiften att skapa rätt färgtemperatur utan att drabbas av färgade skuggor var inte helt enkel, men resultatet blev ett designsystem med en perfekt blandning av rött och blått diffust ljus utan färgade skuggor. Systemet är dock känsligt för belysningsvinkeln. En sidoeffekt av det nya systemet, som nu kommer att installeras i samtliga 29 montrar, är att färgen på bakgrunden i montrarna – Royal Blue – numera framträder i all sin prakt.

Av Signhild Gehlin, Energi & Miljö nr 5/2010 sidan 54