J A N Á Č K O VA A K A D E M I E MÚ Z I C K Ý C H U M Ě N Í V BRNĚ D i va d e l n í f a k u l t a At e l i é r d i v a d e l n í h o m a n a ž e r s t v í a j e v i š t n í technologie Studijní obor jevištní technologie
LED technologie a jejich využití v osvětlování Bakalářská práce
Autor práce: Ved o u c í p r á c e : Oponent práce:
B rn o 2 0 1 2
V á c l a v R yš a vý B cA . J a n H o n s Š u š k l e b d o c . M g r. J a n K o l e g a r
Bibliografický záznam R yšavý,
V á c l a v.
LED
technologie
a
jejich
vyu žití
v o s v ě t l o v á n í [ L E D Te c h n o l o g y a n d i t s A p p l i c a t i o n i n t h e Theatrical Lighting Industry ]. Brno: Janáčkova akademie múzických
umění
divadelního
v
Brně,
manažerství
a
Divadelní jevištní
fakulta,
technologie
Ateliér ,
2012.
7 5 s . Ve d o u c í d i p l o m o v é p r á c e B c A . J a n H o n s Š u š k l e b .
Anotace Bakalářská
práce
„LED
technologie
a
jejich
využití
v osvětlování“ pojednává o nové nastupující technologii ve světelné technice. Obsahem práce je vliv světelného záření na lidský organismus, historický vývoj LED, způsob vytváření
světla,
aditivní
míchání
barev
a
ekologický
dopad na životní prostředí při likvidaci již nefunkčních LED.
Annotation The bachelor´s work "LED technologies and their use in lighting" is discussing the new ingoing technology in light technic. The subject of this work is the influence of light radiance upon the human organism, the historical development of LED, the method of light creation, the additional colour mixing and the ecological impact on the enviroment during the nonfunctional LED disposal.
K l í č o vá s l o va LED technologie Osvětlování Světelné diody Osvětlovací technologie Světlo
K e yw o r d s LED technology Lighting Light-Emitting Diode Lighting technology Light
Prohlášení Prohlašuji,
že
jsem
předkládanou
práci
zpracoval
samostatně a použil jen uvedené prameny a literaturu. V Brně 2012
Václav Ryšavý
P o d ě k o vá n í Na
tomto
místě
b ych
rád
poděkoval
všem
svým
přátelům za jejich cenné podněty nejen při zpracování této bakalářské práce. Dále b ych chtěl poděko vat světelnému d e s i g n é r u N i c k u M o r a n o v i z a j e h o n o v é s v ě ž í m y š l e n k y, také
mému
a vedoucímu
konzultantovi této
práce
BcA.
BcA. Janu
z a j e j i c h d ů l e ž i t é p ř i p o m í n k y a r a d y.
Igoru Hons
Staškoviči Šušklebovi
Obsah Ú v o d ...............................................................................................................1 1 . S v ě t l o a č l o v ě k ....................................................................................2 1 . 1 H i s t o r i e s v ě t l a ...............................................................................2 1 . 2 V n í m á n í ............................................................................................3 1 . 3 F y z i o l o g i e l i d s k é h o o k a ............................................................4 1 . 4 F o t o n .................................................................................................6 1 . 5 D r u h y s v ě t e l n é h o z á ř e n í ..........................................................7 1 . 5 . 1 V i d i t e l n é s v ě t l o ....................................................................8 1 . 5 . 2 I n f r a č e r v e n é z á ř e n í ............................................................8 1 . 5 . 3 U l t r a f i a l o v é z á ř e n í ..............................................................8 1 . 6 Ve l i č i n y a j e d n o t k y .....................................................................9 1 . 7 Š í ř e n í s v ě t l a ................................................................................11 1 . 8 R y c h l o s t s v ě t l a ..........................................................................1 2 1 . 9 L o m s v ě t l a ( R e f r a k c e ) ............................................................1 2 1 . 1 0 O h y b s v ě t l a ( D i f r a k c e ) .........................................................1 4 1 . 11 I n t e r f e r e n c e s v ě t l a .................................................................1 5 2 . H i s t o r i e L E D t e c h n o l o g i e a j e j í b u d o u c n o s t .......................1 8 2 . 1 H i s t o r i e L E D t e c h n o l o g i e ......................................................1 8 2 . 2 E l e k t r o l u m i n i s c e n c e ................................................................1 8 2 . 3 P r v n í L E D .....................................................................................1 9 2 . 3 . 1 M o d r á L E D ...........................................................................2 0 2 . 3 . 2 B í l á L E D a n o v é m o ž n o s t i ............................................2 0 2 . 4 B u d o u c n o s t L E D ........................................................................2 2 2 . 4 . 1 B e z d r á t o v é s í t ě .................................................................2 2 2 . 4 . 2 L E D s t ě n y .............................................................................2 2 2 . 4 . 3 L E D s í t ě ................................................................................2 3 2 . 4 . 4 L E D p r o p o u ž i t í v a u t o m o b i l e c h ................................2 4 2 . 4 . 5 L E D T V ..................................................................................2 5 2 . 4 . 5 . 1 R G B L E D p o d s v í c e n í ..............................................2 5 2 . 4 . 5 . 2 D i r e c t L E D ...................................................................2 6 2 . 4 . 5 . 3 E d g e L E D .....................................................................2 6
3 . F u n k c e a p r i n c i p v y t v á ř e n í s v ě t l a p o m o c í L E D .................2 7 3 . 1 D i o d a ..............................................................................................2 7 3 . 1 . 1 V í c e b a r e v n é L E D ..............................................................2 8 3 . 1 . 2 R G B d i o d a ............................................................................2 8 3 . 2 K o n s t r u k č n í r o z d ě l e n í L E D d i o d ........................................2 9 3 . 2 . 1 K l a s i c k é L E D ......................................................................2 9 3 . 2 . 2 S M D L E D ( p o w e r L E D ) ...................................................3 0 3 . 3 L a s e r o v á d i o d a ..........................................................................3 0 3 . 4 L E D a j e j i c h c h l a z e n í ..............................................................3 1 3 . 5 I n d e x p o d á n í b a r e v C R I .........................................................3 1 3 . 6 P o k l e s s v í t i v o s t i L E D ..............................................................3 1 3 . 7 V ý h o d y L E D .................................................................................3 2 3 . 8 N e v ý h o d y ......................................................................................3 3 4 . A d i t i v n í m í c h á n í b a r e v ..................................................................3 6 4 . 1 H i s t o r i e o b j e v u ...........................................................................3 6 4 . 2 R G B .................................................................................................3 7 4 . 3 S u b t r a k t i v n í m í c h á n í ...............................................................3 9 5 . E k o l o g i e ...............................................................................................4 1 6 . S r o v n á n í ž á r o v e k a L E D ...............................................................4 3 6 . 1 P o r o v n á n í s v ě t e l n ý c h z d r o j ů ...............................................4 3 6 . 1 . 1 H a l o g e n i d o v é v ý b o j k y .....................................................4 4 6 . 1 . 2 B a r v a a t e p l o t a c h r o m a t i č n o s t i ..................................4 4 6 . 1 . 3 S v ě t e l n á ú č i n n o s t .............................................................4 5 6 . 1 . 4 P r ů m ě r n á ž i v o t n o s t ..........................................................4 6 6 . 1 . 5 P r a c o v n í t e p l o t a ................................................................4 6 6 . 1 . 6 S p e k t r u m v y z a ř o v á n í ......................................................4 7 6 . 1 . 7 Z m ě n y s v ě t e l n é h o t o k u ..................................................4 7 6 . 1 . 9 Z á k l a d n í r o z m ě r y - v y u ž i t í ...........................................4 8 6 . 1 . 1 0 A p l i k a c e ..............................................................................4 9 Z á v ě r ...........................................................................................................5 0 C i t a č n í z d r o j e ..........................................................................................5 2 S e z n a m z k r a t e k a z n a č e k ..................................................................6 0 S e z n a m p ř í l o h .........................................................................................6 2
Úvod V
současné
době
se
na
celé
Zemi
čím
dál
více
prosazují LED technologie, a to nejen tak jak ji známe, například na poli osvětlování, ale také všude jinde. Ať už to
může
být
v
divadle,
na
koncertech,
jako
součást
v e n k o v n í n e b o v n i t ř n í s v ě t e l n é r e k l a m y, p o u l i č n í o s v ě t l e n í měst,
světelné
zdroje
pro
noční
osvětlení
významných
automobilový budov
jako
průmysl,
nebo
architektonické
svícení, atd. Jejich využití se zdá být takřka nekonečné a mnohdy si ani neuvědomujeme, kde všude se s touto technologií můžeme setkat. Ta t o r o s t o u c í o b l i b a j e m i m o j i n é z p ů s o b e n a j e j i c h energetickou nenáročností, protože zvyšující se poptávka a spotřeba elektrické energie není jen otázkou Evropské unie, ale její rozsah má celosvětové měřítko. R u k u v r u c e s m i n i m á l n í m i r o z m ě r y, o p r o t i j i n ý m b ě ž n ě využívaným světelným zdrojům, se LED technologie zatím jeví
jako
světelný
zdroj
budoucnosti
potenciálem.
- 1 -
s
obrovským
1 . S vě t l o a č l o vě k Světlo znamená život, energii a informace. Než se začneme zabývat LED technologií, je důležité připomenout, jak
na
světlo
reaguje
a noci,
světla
a
počátku
jeho
i činnost
tmy
lidský
organismus.
provázelo
e x i s t e n c e . To m u
člověka.
Odnepaměti
člověka
Střídání od
dne
samotného
se
samozřejmě
se
také
podřídila
člověk pokoušel
s tmou bojovat. „Světlo je nepostradatelný element, který u d r ž u j e p ř i ž i v o t ě v š e c h n y ž i v é o r g a n i s m y. J e d ů l e ž i t ý m faktorem
pro
většinu
organismech.
procesů
Sluneční
probíhajících
záření
není
v
živých
zdaleka
tak
nebezpečné, jak lékaři obvykle tvrdí - mnohem hůře na nás totiž
působí
jeho
nedostatek
spojený
s
pobytem
v uzavřených prostorech. Účinky světla na člověka jsou různorodé,
avšak
rozpoznávání
daleko
předmětů.
Ve
přesahují všech
pouhý
živých
proces
organismech,
od nejjednodušších až po lidský, se nacházejí specifické enzymy
citlivé
že k procesu,
na
který
světelnou
energii.
probíhá
buňkách,
v
To je
znamená, nezbytná
s v ě t e l n á e n e r g i e . S v ě t l o v y t v á ř í t a k é n á l a d y, p o c i t y a m ů ž e také ovlivnit biorytmus člověka. Proto je důležité vědět, j a k l i d s k é o k o f u n g u j e , j a k r e a g u j e n a b a r v y, n a v l n o v é délky a na intenzitu světelného záření. Světlo je hlavním faktorem
pro
udržení
veškerého
života
a
vždy
bude
ovlivňovat všechny aspekty lidské existence.“ (Liberman, 2 0 11 )
1.1 Historie světla Dlouhou
dobu
b ylo
pro
jediným zdrojem světla Slunce.
- 2 -
obyvatele
planety
Země
Před 400 000 lety začal pekingský člověk používat jako zdroj světla a tepla oheň. Před 80 000 lety pochopil neandrtálec, jak ho zapálit, a nebyl tak již nucen udržovat ohniště. Již před 40 000 lety používali jeskynní malíři svítiln y na r yb í tuk. Vývoj světelných zdrojů je úzce spojený s pochopením přírodovědných souvislostí. O l e j o v é l a m p y, p o c h o d n ě a s v í č k y s e p o u ž í v a l y t é m ě ř až do 19. století. Později se k nim přidaly také lampy p l y n o v é . Ve v š e c h t ě c h t o s v ě t e l n ý c h z d r o j í c h s e s p a l o v a l y o l e j e n e b o p l y n y. Z á p a c h v z n i k a j í c í s p a l o v á n í m b y l v e l i c e nepříjemný, uvolňovaný kouř a otevřený plamen byly velmi nebezpečné
a
v místnostech.
také
docházelo
„ Te p r v e
koncem
k
19.
úbytku století
kyslíku
bylo
díky
úspěchům ve výzkumu materiálů možné začít ve velkém rozsahu vyrábět elektrické světlo. Tímto úspěchem bylo například
objevení
pro žárovková
wolframu
vlákna.“
(1871)
(Wolfram,
a
2012,
jeho ¶
2)
použití Tím
se
zaběhnutý rytmus „světlo – tma“ začal měnit. Krátce nato v z n i k l y p r v n í v ý b o j k y. O d t é d o b y j e s v ě t l o k d i s p o z i c i takřka bez omezení.
1.2 Vnímání Člověk
vnímá
informací
ze
svého
prostřednictvím
okolí zraku.
více
než
Přičemž
80
procent
je
rychlost
přenosu informací desetkrát větší než např. při sluchovém vnímání.
Stereoskopické
prostorové umístěné objektu
vnímání, v
určité
vznikají
je
vidění, možné
vzdálenosti dva
mírně
tedy díky
od
vidění tomu,
sebe.
odlišné
umožňující
že
Při
o b r a z y,
oči
jsou
pozorování tedy
dva
samostatné obrazy pro každé oko. Mozek pak vypočítává
- 3 -
z rozdílů obou obrazů prostorový vjem, který umožňuje odhadování krátkých vzdáleností. Při vidění mozek na velké vzdálenosti rozlišuje mezi b l í z k ý m i a v z d á l e n ě j š í m i o b j e k t y, m i m o j i n é p o d l e m o d r é složky
světla.
v teplejších
O b j e k t y,
a
které
leží
intenzivnějších
blíž,
se
barevných
zobrazují odstínech,
vzdálenější objekty naproti tomu v modravých a bledých odstínech.
Lze
to
vysvětlit
na
příkladu
modré
oblohy
a červeného Slunce při západu. Paprsky modrého světla jsou rozptýleny na shlucích molekul vzduchu, které mají rozměry srovnatelné s vlnovou délkou světla. Ostatní části světelného spektra jsou také r o z p t ý l e n y, a l e p o u z e m o d r á s l o ž k a s v ě t l a s e r o z p t y l u j e nejúčinněji. Proto získává obloha modrý nádech. Červené nejméně.
Při
paprsky
světla
jsou
východu
nebo
západu
naopak se
rozptylovány
Slunce
nachází
nejníže nad horizontem, a tak jeho paprsky mají nejdelší cestu k průchodu atmosférou. Tím dochází k největšímu rozptylu a sluneční světlo tak ztrácí právě nejvíce z modré části spektra. Proto se ztrátou modré složky spektra jeví Slunce jako načervenalé.
1.3 Fyziologie lidského oka Bez
světla
by
na
Zemi
nemohl
existovat
život.
Sluneční paprsky jsou zdrojem energie nezbytné pro růst rostlin i celkovou existenci všech živých organismů. Světlo samo je druh energie, která se šíří v neviditelných vlnách. Z toho ted y vyplývá , že lidským okem můžeme vidět jen atomovou hmotu, která je ozářena světlem, je to tedy něco zcela jiného než samotné světlo. Elektromagnetické vlnění - 4 -
přenáší
malé
dávky
energie,
jimž
říkáme
f o t o n y.
Kd yž foton y vniknou do našeho oka, podráždí na sítnici fotoreceptory – buňky citlivé na světlo. Díky tomu jsme schopni vidět. Ačkoliv lidské oko funguje na relativně jednoduchém konstrukčnímu principu, je schopné celé řady úžasných výkonů,
které
jsou
z
technického
hlediska
jen
obtížně
realizovatelné. Pro
lepší
a fotoaparátem.
pochopení Lidské
poslouží
oko
totiž
srovnání
mezi
připomíná
v
okem
principu
fotoaparát – sítnice lidského oka odpovídá filmu citlivému na světlo. Rohovka, přední oční komora a čočka přebírají úlohu objektivu. Duhovka je srovnatelná se clonou. Mění svůj průměr v závislosti na intenzitě osvětlení sítnice, resp. filmu. Fotoaparát a oko jsou však ve své funkci velmi odlišné. „Fotoaparát vytváří nehybný obraz na vrstvě filmu citlivé na světlo. Oko posílá do mozku stále nové údaje. Navíc má oko v periferní oblasti kratší dobu odezvy než p ř i p ř í m é m v i d ě n í . Z n a m e n á t o t e d y, ž e v i d ě n ý o b r a z s e p e r i f e r n í m v i d ě n í m o b n o v u j e r y c h l e j i . Ta t o s k u t e č n o s t s e zdá být velmi praktická, neboť jakákoliv změna v oblasti periferního
vidění
informuje
například
o
blížícím
se
nebezpečí. I při statickém pohledu a prostředí se přenos informací opakuje. V periferním vidění o frekvenci 55 Hz to je asi 14ms a při přímém vidění 70 Hz to je asi 18 ms.“ (Hanák,
2008,
výsledkem
s.
12)
kombinace
Zjednodušeně oka
jako
řečeno
optického
a
vidění
je
nervového
s y s t é m u a k o m p l e x n í h o z p r a c o v á n í o b r a z ů v m o z k u . To , c o z n á m e , s e n a p ř . z a z n a m e n á v á r y c h l e j i n e ž n o v é v j e m y.
- 5 -
To p r o t o ž e
si
mozek
informaci
zpracuje
dříve
než
celý
obrazový vjem.
1.4 Foton „Roku 1900 Max Planck popsal kvantovou teorii, v níž světlo
považoval
za
částici,
která
může
existovat
jen
v u r č i t ý c h m n o ž s t v í c h e n e r g i e . To u t o t e o r i í v š a k n e b y l a vysvětlena povaha světla. O
pět
let
„O heuristickém
později
Albert
hledisku
Einstein
dotýkajícím
v
se
článku v znike m
a přeměnou světla“, vysvětlil svůj předpoklad, že se světlo skládá z kvant (dnes jsou tyto částice označovány jako foton y). Světlo
se
i vyzařováno.
v
kvantech
Ta t o
šíří,
myšlenka
je
v
se
nich
pohlcováno
stala
základem
pro kvantovou teorii. Ta k o v á p ř e d s t a v a s v ě t l a b y l a v š a k v p ř í m é m r o z p o r u s vlnovou
teorií
světla,
vyp lývající
z
rovnic
pro elektromagnetismus, které publikoval právě Maxwell. Einsteinovy
experimenty
však
u k á z a l y,
že
jeho
vlastní
přesvědčení b ylo přesné a správné. Einstein fotonům přiřadil energii, hmotnost a h ybnost, ted y veličin y kterými se popisují částice. R ychlost fotonu ve
vakuu
je
podle
této
teorie
rovna
rychlosti
světla
a objekty poh ybující se touto r ychlostí jsou popiso ván y r e l a t i v i s t i c k y, p o d l e Te o r i e r e l a t i v i t y. “ ( A N D E R L , 2 0 0 8 , s . 31 – 36)
- 6 -
1.5 Druhy světelného záření „ Te o r i e fyzika
elektromagnetického
Jamese
Clerka
elektromagnetické
pole
Maxwella
vlnění
(Maxwell
dle
říká,
anglického
že
světlo
schématicky
je
seřadil
c e l é s p e k t r u m e l e k t r o m a g n e t i c k ý c h v l n p o d l e v l n o v é d é l k y. To t o s c h é m a s n á z v e m M a x w e l l o v a d u h a j e z a z n a č e n o n a O b r.
1).
Jde
tedy
vlnu
tvořenou
dvěma
složkami – elektrickou a magnetickou, které nelze oddělit. Jednotlivé druhy elektromagnetického vlnění se od sebe liší
např.
vlnovou
schopností
délkou.
Mají
pronikat však
látkami,
také
vznikem
spoustu
nebo
společných
vlastností. Všechn y se ve vakuu šíří stejnou r ychlostí. Všechny druhy také při šíření podléhají interferenci, ohybu vlnění a v neposlední řadě také disperzi.“ (Maxwell James Clerk, 2008, ¶ 6) Nejpodstatnější jsou tyto tři základní druhy
elektromagnetického
vlnění.
Jsou
to:
viditelné
světlo, infračervené záření a ultrafialové záření.
O b r. 1 : M a x w e l l o v a d u h a Zdroj: Electomagnetic Specturm, Electron Configuration, and P e r i o d i c i t y.
Digication
Campus
[online].
2012
[cit.
2012-05-18].
Dostupné z: https://campus.digication.com/elise/Unit_Eight
- 7 -
1 . 5 . 1 Vi d i t e l n é s v ě t l o „Viditelné
světlo
–
je
ta
část
světelného
spektra,
kterou dokáže detekovat sítnice lidského oka. Jeho vlnová délka činí 380 – 760 nm a leží mezi vlnovými délkami infračerveného záření a ultrafialového záření. Lidské oko má největší citlivost na světlo s vlnovou délkou kolem 555 nm“ (Sehnalová, 2009, s. 14)
1.5.2 Infračervené záření „Infračervené
záření
–
(IR)
jedná
se
o
záření
s vlnovou délkou mezi 760 nm – 10 000 nm, tedy větší než u
viditelného
propřenos v mobilních
světla.
informací
Infračervené na
telefonech
krátkou nebo
v
záření
se
vzdálenost. televizních
používá
Nejčastěji ovladačích,
a t o n e j č a s t ě j i p o d l e s t a n d a r d u I r D A . 1 ) To t o i n f r a č e r v e n é záření v nich právě vysílají speciální IR LED. Infračervené
záření
se
dále
vyu žívá
například
v dalekohledech nebo termovizích pro pozorování v noci. Infračervené záření podstatně lépe prochází prostředími, j a k o n a p ř í k l a d m l h a , n e ž s v ě t l o . To h o s e v y u ž í v á n e j e n v meteorologii, ale i ve vojenském průmyslu do přístrojů pro noční létání a nebo pro systém tepelně naváděných řízených střel.“ (Infračervené záření, 2009, ¶ 1-4)
1.5.3 Ultrafialové záření „Ultrafialové záření – (UV – ultra violet) jedná se o záření s vlnovou délkou kratší než u viditelného světla. 1
IrDA - je komunikační infračervený port vytvořený konsorciem IrDa (Infrared Data Association) pro komunikaci s přenosnými (mobilními) zařízeními bez nutnosti použití komunikačního kabelu.
- 8 -
Má vlnovou délku v rozmezí 10 – 400 nm. Jeho přirozeným zdrojem je Slunce. Nachází se mezi viditelným slunečním zářením
a
rentgenovými
p a p r s k y.
Je
také
produkováno
uměle obloukovými lampami např. rtuťovými. Pro člověka je toto záření neviditelné. Při výrobě výbojek vyzařujících ultrafialové záření je nutné používat speciální druh skla (křemenné sklo), neboť toto
záření
neprochází
standardním
sklem.
Příkladem
mohou být speciální výbojky používané pro horská slunce. Na rozdíl od skla UV záření velmi dobře propouští voda,
tím
UV záření
se se
vysvětluje také
růst
používá
vodních
pro
rostlin
sterilizaci
pitné
a
řas. v o d y,
protože ničí mikroorganismy v ní obsažené. Kůže lidského těla se tvorbou ochranné pigmentové vrstvy brání jeho účinkům a znemožňuje jeho pronikání hlouběji pod povrch těla.“ (Ultrafialové záření, 2009, ¶ 1-4)
1 . 6 Ve l i č i n y a j e d n o t k y „V osvětlování se používá několik jednotek a veličin. Pokud
máme
k
dispozici
hodnotu
světelného
výkonu
(světelný tok), je nejvhodnější posuzo vat různé t yp y LED právě podle světelného výkonu udávaného v jednotkách Lumen, světelný
kterou tok
se
vyjadřuje
světelný
vyzařovaný
do
výkon.
Lumen
prostorového
je
úhlu
1 s te r ad i á nu 2 ) ( zn á zo r n ě né h o na Ob r. 2 ) bo d o vý m z d r o je m , jehož svítivost je ve všech směrech 1 kandela. Převádí se: 1 W = 680 lm.“ (LUMEN VERSUS KANDELA, 2009, ¶ 3) Spotřeba, nebo spíše účinnost LED diod, se posuzuje p o d l e s v ě t e l n é h o v ý k o n u n a 1 W s p o t ř e b y. U b o d o v ý c h 2
Steradián je jednotka prostorového úhlu.
- 9 -
diod s malým světelným výkonem se běžně udává pouze s v í t i v o s t L E D d i o d y, k t e r á j e p r o p o s o u z e n í t o h o t o t y p u LED diod zpravidla také dostačující.
O b r. 2 : J e d e n s t e r a d i á n - s v ě t e l n ý k u ž e l , k t e r ý v e s t ř e d u k o u l e s poloměrem 1 m vytvoří na jejím povrchu plochu 1 m 2 Zdroj: LUMEN VERSUS KANDELA. Atarion [online]. 2009 [cit. 2012-05-18].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. l e d - m o d u l y. c z / l u m e n - v e r s u s -
kandela.html
Svítivost – Její jednotkou je kandela (Candela [cd], z ang. překladu svíčka). Svítivost je charakterizována jako bodový zdroj svetla, jehož rozměry jsou v porovnání se vzdáleností,
z
níž
zdroj
o základní
fotometrickou
studujeme veličinu,
zanedbatelné. která
Jde
vyjadřuje
schopnost bodového zdroje vyvolat v daném bode zrakový vjem. (Jednotka svítivosti – kandela, 2008, ¶ 3) Světelný lumen [lm].
výkon
Obdobnou
či
tok
–
jednotkou
„Jeho je
watt,
jednotkou ale
je
vážený
relativní lidskou citlivostí na světlo. Infračervená žárovka tak
může
mít
klidně
100
W,
ale
0
lumenů
(září
v infračervené oblasti, a tudíž není vidět). Jinými slovy lumen měří jen užitečné světlo (záření), které je vidět. - 10 -
To n e u ž i t e č n é
(neviditelné)
se
nepočítá.
Kupujeme-li
žárovky cejchované ve wattech, platíme i za neužitečné, neviditelné
(obvykle
infračervené)
světlo.“
(LUMEN
VERSUS KANDELA, 2009, ¶ 2) Světelná účinnost - „Udává se v lumenech na watt. To
znamená,
kolik
světelného
toku
vyzáří
daný
zdroj
na 1 Watt vstupní elektrické energie. Intenzita osvětlení - „Jednotkou je lux [lx]. Osvětlení o velikosti jednoho luxu odpovídá světelnému toku jednoho lumenu
dopadajícího
na
plochu
jednoho
metru
čtverečního.“ (Lux, 2012, ¶ 1)
1.7 Šíření světla „V různých optických prostředích se světlo šíří různou r ychlostí. Optické prostředí je rozdělováno podle průchodnosti světla a dále pak podle dalších jiných vlastností prostředí. Podle průchodnosti světla: Průhledné prostředí – jedná se o optické prostředí ve kterém nedochází k rozptylu světla. Příkladem může být sklo. Průsvitné prostředím
prostředí
prochází,
ale
– z
světlo
častí
se
v
tímto
optickým
něm
rozptyluje.
Příkladem může být filtr typu Frost do divadelních svítidel nebo matné sklo. Neprůsvitné prostředí – v tomto optickém prostředí je světlo silně pohlcováno, a nebo se na jeho povrchu odráží. Podle jiných vlastností
- 11 -
Opticky
homogenní3)
–
všude
má
stejné
optické
vlastnosti. Světlo se šíří přímočaře, přičemž se mohou jednotlivé
světelné
paprsky
navzájem
protínat,
ale vzájemně se neovlivňují a postupují nezávisle jeden na druhém
–
t z v.
princip
nezávislosti
chodu
světelných
světla
ve
světla
je
paprsků. Opticky
izotropní4)
–
rychlost
všech
směrech stejná. Opticky
anizotropní5)
–
r ychlost
závislá
na směru šíření.“ (Vlnové vlastnosti světla, 2000, ¶ 5)
1.8 Rychlost světla Podle fyzikální teorie se veškeré elektromagnetické vlnění
šíří
známou
jako
ve
vakuu
konstantní
r ychlost
světla.
Ta t o
rychlostí rychlost
všeobecně je
nejvyšší
možnou rychlostí šíření signálu či informace. Skotský f yzik James Clerk Maxwell přesně ve vakuu
rychlost
v letech
světla.
považována
1868-69
„Dnes
hodnota
je 299
za 792,
vypočítal rychlost 458
velmi světla
kilometrů
za sekundu.“ (Vlnové vlastnosti světla, 2000, ¶ 1)
1.9 Lom světla (Refrakce) Snellův přecházející
zákon lomem
-
zákon z
popisující
jednoho
šíření
prostředí
do
vlnění, jiného
prostředí.“ (Vlnové vlastnosti světla, 2000, ¶ 7) K refrakci čili k lomu světla může dojít, pokud světlo narazí na rozhraní dvou prostředí, ve kterých má vlnění 3
Homogenní – mající stejnou strukturu
4
Izotropní – nezávisí na směru, v němž se fyzikální vlastnosti látky měří. 5 Anizotropní - má v různých směrech různé vlastnosti
- 12 -
různou fázovou r ychlost. Fázová r ychlost nám v podstatě říká,
jak
rychle
se
frekvencí)
poh ybuje.
r ychlostmi
šíření
samotná
sinusová
Refrakce
světla
v
je
těchto
vlna
(s
jedinou
způsobena prostředích
různými a
kromě
světla platí pro veškeré elektromagnetické vlnění. Když světlo přechází z jednoho materiálu do jiného, zůstává stejná jeho frekvence, ale mění se vlnová délka. Díky tomuto
lomu
se
na
rozhraních
bílé
světlo
rozkládá
na barevné složky a dochází tak k disperzi světla, tedy jeho rozkladu. V tomto barevném spektru jsou zastoupeny všechny barvy odpovídající
paprskům
monofrekvenčního
světla v posloupnosti: červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá a fialová. Nejčastějším příkladem je rozklad světla pomocí hranolu. Tímto způsobem například vzniká duha. A to
v
důsledku
lomu
slunečního
záření
na
vodních
kapkách.
O b r. 3 : P ř e c h o d s v ě t l a d o p r o s t ř e d í o v l i v ň u j í c í f á z o v o u r y c h l o s t světla Zdroj: Refraction of waves. ECB Videolink [online]. 2012 [cit. 2012-05-18].
Dostupné
z:
http://explore.ecb.org/videos/VLC_file?
TYPE=Image&P1=69&REFERER=OTHER
- 13 -
O b r. 4 : R o z k l a d s v ě t l a p o m o c í h r a n o l u Zdroj:
Základní
kámen
každého
foťáku.
Jak
vzniká
obraz
v o b j e k t i v u . Te c h n e t c z [ o n l i n e ] . 2 0 0 7 [ c i t . 2 0 1 2 - 0 5 - 1 8 ] . D o s t u p n é z:
http://technet.idnes.cz/tec_foto.aspx?
c=A071025_103506_tec_foto_jlb
1.10 Ohyb světla (Difrakce) Vzniká
t e h d y,
kd yž
světlo
narazí
na
překážku,
která má přibližně stejnou velikost jako je velikost vlnové délky světla. Ohyb se projevuje tak, že po dopadu na okraj překážky
se
geometrického by na základě
světlo stínu,
šíří to
za
překážkou
znamená
přímočarého
do
šíření
proniknout.“ (Difrakce světla, 2001, ¶ 1)
- 14 -
i
v
oblasti
prostoru, nemělo
kam světlo
O b r. 5 : D i f r a k c e s v ě t l a Zdroj: Diffraction. Schoolphysics [online]. 2010 [cit. 2012-0518].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. s c h o o l p h y s i c s . c o . u k / a g e 1 4 -
16/glance/Waves/Diffraction_/images/1.gif
1 . 11 I n t e r f e r e n c e s v ě t l a „Interference světla znamená vzájemné ovlivňování, nebo také prolínání elektromagnetického vlnění. Již dříve b ylo
zmiňováno,
že
světlo
je
elektromagnetické
vlnění
o malé vlnové délce (380 – 760 nm). Interference patří mezi
j e v y,
které
potvrzují
vlnový
charakter
světla.
Interference (z lat. inter = navzájem, fero = udeřím) je tedy vlnění, které
přichází do určitého
bodu
z různých
zdrojů, popř. ze stejného zdroje, ale po různých drahách, v tomto bodě se navzájem skládají. U elektromagnetického vlnění se sčítají okamžité hodnoty elektrické a magnetické složky
elektromagnetických
interference
světla
předpoklad,
kterým
Koherentní stejnou
(z
lat.
nastává, je
pokud
koherence
související)
frekvencí,
v uvažovaném
vln.
bodě
jejichž prostoru
jsou
je
splněn
základní
světelného světelná
vzájemný se
Pozorovatelná
s
vlnění
fázový časem
vlnění. se
rozdíl nemění.
I n t e r f e r e n c i l z e p o z o r o v a t n a p ř í k l a d p ř i Yo u n g o v ě p o k u s u (1801), jímž lze získat koherentní světlo. V tomto pokusu - 15 -
světlo z bodového zdroje (popř. sluneční záření) dopadá na
dvojštěrbinu.
Při
malé
vzdálenosti
štěrbin
dochází
k interferenci světla za dvojštěrbinou, na stínítku se objeví interferenční kde světelná
obrazec, vlnění
maxima
mají
stejnou
vznikají fázi,
v
minima
místech, naopak
v místech, kde mají fázi opačnou. Interferenční struktury se u monochromatického světla projevují vznikem světlých a tmavých proužků, či ploch, u bílého světla duhovostí. Paprsky musí mít stejnou frekvenci, musí být navzájem rovnoběžné a musí mít na sobě nezávislý dráhový rozdíl 6), aby
splňovaly
podmínku
koherence.“
(Interference,
2008 ¶ 1-2)
6
Dráhový rozdíl je rozdíl mezi světlem, které do vrstvy nevstoupilo a světlem, které prošlo vrstvou.
- 16 -
O b r. 6 : K o h e r e n t n í v l n ě n í Zdroj: 2012-05-18].
Interference
světla.
Te c h m a n i a
[online].
Dostupné
h t t p : / / w w w. t e c h m a n i a . c z / e d u t o r i u m / a r t _ e x p o n a t y. p h p ? xkat=fyzika&xser=4f7074696b61h&key=747
- 17 -
2008
[cit. z:
2. Historie LED technologie a její b u d o u cn o s t 2.1 Historie LED technologie „LED
zkratka
Light – Emitting
z
anglického
Diode,
což
lze
jazyka
znamenající
přeložit
jako
dioda
vyzařující světlo. Než se začneme věnovat historickému vývoji
LED,
a to objev
je
třeba
existence
zmínit
důležitý
historický
elektroluminiscence,
1907 učinil Henry Joseph Round na
který
milník, v
roce
krystalech karbidu
křemíku. Nikdo v té době netušil, že jeho objev jednou pošle do důchodu vláknové žárovk y Edisona, který b yl v t é d o b ě n a v r c h o l u s l á v y. “ ( A - Z E l e k t r o , 2 0 11 , ¶ 1 , 7 ) „Elektroluminiscence je definována jako luminiscence, při níž dochází k přeměně elektrické energie ve světlo při průchodu od emise
světla
Prochází-li uvolňují
proudu nebo
elektrický
svou
energii
vhodným od
reakce
náboj ve
materiálem,
na
různých
chemikálií.
luminoforem 7),
formě
fotonů
–
rozdíl
elektrony
tedy
světla.
Elektroluminiscenční jev je totiž vlastně 'to', proč LE D s v í t í . “ ( P e l a n t , Va l e n t a , 2 0 0 6 )
2.2 Elektroluminiscence Elektroluminiscence je luminiscence, při níž dochází k
přeměně
elektrické
energie
ve
světlo
při
průchodu
proudu luminoforem. „ Ta t o t e c h n o l o g i e s e v s o u č a s n é d o b ě h o j n ě v y u ž í v á v zábavním průmyslu, v dopravě, jako značení únikových 7
Luminofor - látka, schopná uchovat dodávanou energii a n á s l e d n ě j i v y z a ř o v a t v e f o r m ě s v ě t l a ( t z v. l u m i n i s c e n c e )
- 18 -
cest,
bezpečnostní,
nouzové
a
orientační
osvětlení
a osvětlení informačních tabulí a ukazatelů nebo také jako a l t e r n a t i v a s v ě t e l n ý c h p a n e l ů s L E D . Ve s v ě t e l n é t e c h n i c e s e v y u ž í v á p r o e l e k t r o l u m i n i s c e n č n í s v ě t e l n é f ó l i e . Te n t o nový světelný zdroj vyd ává stálé světlo bez míhání. Jas po celé ploše fólie je homogenní; jeho optimální hodnota činí
asi
200
tloušťce
cd/m2.
běžné
od miniaturních
Tloušťka
pohlednice, až
elektroluminiscenčních světlo
je
elektrické
fólií
po
1
fólií
je
možné
regulovat,
energie
a
přibližně
odpovídá
jejich
rozměry
×
m.
až
2 30
např.
zahřívání
000
Životnost
hodin. Jejich
stmívat.
fólií
za
jsou
Spotřeba
provozu
jsou
nepatrné.“ (Světlo, 2005, ¶ 2,3,6)
2.3 První LED „Roku 1962, tedy 55 let po objevu H. J. Rounda, se p o d a ř i l o v y r o b i t p r v n í L E D . Ty t o L E D m ě l y v e l m i n í z k ý výkon jako bodové zdroje světla, oproti nim byla poletující světluška
halogenovým
reflektorem.
Dalším
omezením
b ylo, že až do roku 1971 emitoval y LED pouze červenou barvu. V roce 1971 přišel zásadní zlom, který přinesl nové barvy LED, což umožnilo daleko širší použití těchto zdrojů světla
jako
signalizátorů
různých
stavů
zařízení
apod.
Novými barvami byla zelená, oranžová a žlutá barva. Nové barvy a výkonnější diody znamenaly tedy možnost zahájit výrobu
LED,
ale
pouze
jako
náhradu
za
žárovkové
k o n t r o l k y v p ř í s t r o j í c h . “ ( Z h e l u d e v, 2 0 0 7 ) V
osmdesátých
technologií Samozřejmě
letech
nejrůznějších se
již
nastal tvarů,
vyráběly
- 19 -
pravý
rozmach
rozměrů také
LED
a
LED
b a r e v. displeje
pro nejrůznější
přístroje.
v Českérepublice
vyrábět
A první
také
se
česká
LED
začíná v
podniku
Te s l a R o ž n o v. J e d n a l o s e o b o d o v o u L E D s e s v í t i v o s t í 0,8m Cd při napájecím proudu 20 mA.
2.3.1 Modrá LED V
osmdesátých
letech
však
ještě
neb ylo
možné
využívat LED jako běžný zdroj pro osvětlení, protože měly nejen
nízkou
svítivost
a
velmi
malý
vyzařovací
úhel,
ale větší problém představoval fakt, že nebyly schopny poskytovat
bíle,
nebo
teplé
bílé
světlo,
což
je
dnes
naprosto běžné. Bílého LED světa je možné dosáhnout použitím diod, které jsou schopny obsáhnout celé barevné spektrum
RGB.
Jde
tedy
o
diody
schopné
vyzařovat
červené, zelené a modré světlo. První modré vysocesvítivé LED se objevily na trhu až v roce 1993. Modrá LED byla tedy poslední do tria k vytvoření bílé LED.“ (Ledka, 2010, ¶ 4)
2.3.2 Bílá LED a nové možnosti „Objevy
v
devadesátých
letech
dramaticky
zvyšují
účinnost LED, například díky vícevrstvým, vícestupňovým a rezonančním
strukturám.
Příkon
jednotlivých
LED
se
zvýšil z miliwattů na jednotky wattů a jejich měrný výkon u ž p ř e d č í i z á ř i v k y. V r o c e 1 9 9 5 s e p o d a ř i l o v y r o b i t p r v n í bílou diodu bez použití tří různobarevných čipů (RGB), ted y první bílou LED s jedním čipem s vyu žitím luminoforu. Te n t o t y p L E D v y u ž í v á m o d r o u , n e b o u l t r a f i a l o v o u d i o d u v kombinaci s luminoforem, který je umístěn v průsvitném pouzdře LED. Nejčastěji se používá modrá LED se žlutým luminoforem. Modré světlo částečně prochází a částečně
- 20 -
se v luminoforu přeměňuje na žluté, přičemž výsledný vjem j e s v ě t l o b í l é . Ta k t o l z e z í s k a t b í l é L E D o d t e p l é b í l é až po denní bílou. Další možností je použití (ultra) fialové LED
jako
zdroje
budícího
záření
a
směsi
luminoforů
pro jeho přeměnu na bílé světlo.“ (NASLI, 2010, ¶ 5) „ Ty s l u m i n o f o r e m s e d a j í p o z n a t s n a d n o , p ř i p o h l e d u do zhasnuté LED je vidět zelenožlutá (fosforová) plocha, vlastní čip není vidět. U starších modelů LED b yl luminofor nanesen
nejen
Účinnost
na
samotném
samotného
Nejčastěji anorganické
se
v
luminoforu
luminoforu
látky
čipu,
ale
je
i
menší
používá
(Yttrium Aluminium
okolo
něj. 8)
než
100%.
fosfor
obsahující
Garnet,
zkráceně
YA G ) . Ta j e o p t i c k y p o d p o r o v á n a a k t i v n í m i p r v k y, k t e r ý m i bývají prvky z vzácných zemin (Er – Erbium, Ce – Cerium, Nd – Neod ym).“ (Kolář, 2010, s. 8) Dále je možné bílého LED světla dosáhnout pomocí LED
komponent
žlutooranžová) WW=teplá
se
a
čtyřmi
barvami
používají
bílá).
se
Jednotlivé
rovněž barevné
RGBA
( A = a m b e r,
R G B AW složky
(W=bílá, lze
řídit
samostatně, což nabízí řadu možností. Na trhu se poslední dobou objevují jednotky LED/Light/Engin s RGBW LED 9) maticí,
chladičem
kompletní
a
řešení
elektronikou, pro
tvorbu
které
představují
příjemného
světla
s v a r i a b i l n í m i p a r a m e t r y, n a p ř í k l a d p r o s t m í v á n í , z m ě n u teploty
chromatičnosti10),
náladové
nebo
dekorativní
osvětlení.
8
Příloha A – Rozdílné nanesení luminoforu ve starším a novějším typu LED
9
Příloha B – RGBW LED
10 Chromatičnost – barevná jakost světla, též teplota barvy neboli barevný dojem.
- 21 -
2.4 Budoucnost LED LED si již nalezly v dnešní společnosti své místo a stává se z nich velký konkurent nejen pro osvětlovací průmysl.
Dnes
tuto
technologii
můžeme
nalézt
v nepřeberném množství technologií, kde plní svou funkci.
2.4.1 Bezdrátové sítě V budou
současné
vždy
době
omezeny
do budoucna
hledají
a to bezdrátovou experimentuje
šířkou „S
rádiové
pásma,
alternativní
optikou.
ve
používané
Fraunhoverově
proto
se
způsoby
touto
přenosy přenosu,
technologii
institutu
v
již
se
n yn í
Německu.
Způsob přenosu informací tkví v blikání zdrojového světla a jeho následném zachycování. Žádné jiné světelné zdroje, kromě LED, k tomu nejsou vhodné. Jejich frekvence blikání je
asi
milionkrát
r ychlejší,
než
je
lidské
oko
schopno
vnímat. Požadavkem je ale přímá viditelnost, tedy volná cesta
bez
překážek
mezi
LED
t r a n s c e i v e r y.
Ve F r a u n h o f e r o v ě i n s t i t u t u s e p o d a ř i l o z v ý š i t š í ř k u p á s m a LED desetinásobně. A to odfiltrováním všech barevných složek
ve
vyzařovaném
spektru
LED
kromě
modré.
Úspěchem b yl přenos až 230 Mb/s. Postupnou úpra vou signálu
jsou
schopni
své
výsledky
zdvojnásobit
a to s použitím běžně dostupných diod.“ (Václavík, 2010, ¶ 1-2)
2.4.2 LED stěny Přestože
si
to
v
současnosti
člověk
často
ani neuvědomuje, spousta informací je prezentována právě na
LED
stěnách,
které
se
stávají
- 22 -
nedílnou
součástí
sportovních výstavních
areálů, p r o s t o r.
koncertních Výhodou
pódií,
těchto
náměstí
LED
stěn
nebo
je
jejich
univerzálnost. „S použitím několika stěn je možné sestavit podle
požadavků
používat
jako
obrazovku
jakkoliv
velkou
plochu,
samostojící
systém
nebo
pro
povětrnostním
mobilní vlivů
ú č e l y.
nebo
Navíc
nárazům,
lze
jako
s
je
závěsnou
ochranou
pokud
také
jsou
proti
použity
v exteriéru a nebo ve sportovním odvětví. Složení jednoho pixelu
na
LED
při rozestupu
stěnách
je
jednotlivých
2Red,
pixelů
20
1Green mm
a a
1Blue hustotě
2 5 0 0 b o d ů / m 2 . “ ( E l i t e v i s i o n - L E D m a n t i n e l y, 2 0 11 , ¶ 1 )
O b r. 7 : Vy u ž i t í L E D s t ě n j a k o m a n t i n e l ů Z d r o j : L E D m a n t i n e l y. E L i t e V i s i o n [ o n l i n e ] . 2 0 11 [ c i t . 2 0 1 2 0 5 - 1 8 ] . D o s t u p n é z : h t t p : / / w w w. l e d s t u d i o . c z / l e d - m a n t i n e l y
2.4.3 LED sítě „ V s o u č a s n o s t i s e t a k é n a t r h u o b j e v u j í t z v. L E D s í t ě . J d e o o h e b n é L E D d i s p l e j o v é z á v ě s y, k t e r é j e m o ž n é d í k y ohebnému
PVC
materiálu
tvarovat
a
ohýbat
do požadovaných tvarů. Složení jednoho pixelu na LED sítích je 1Red, 1Green a 1Blue při rozestupu jednotlivých pixelů 25 – 40 mm a hustotě až 1600 bodů/m 2.“ (Elitevision - L E D F l e x i C u r t a i n , 2 0 11 , ¶ 1 )
- 23 -
O b r. 8 : L E D s í t ě Zdroj:
LED závěsy
a
sítě.
ELiteVision
[online].
2 0 11
[cit.
2 0 1 2 - 0 5 - 1 8 ] . D o s t u p n é z : h t t p : / / w w w. l e d s t u d i o . c z / l e d - z a v e s y - s i t e
2.4.4 LED pro použití v automobilech „Vyzařovací charakteristika běžných výkonných LED vyžaduje
poměrně
automobilu.
složitou
Někteří
konstrukci
výrobci
řeší
do
reflektoru
tento
problém
ohraničením světelného kuželu mechanickou clonou, která světlo
směřující
nahoru
jednoduše
zastíní.
Německý
výrobce Osram oznámil vývoj nové řady Ostar Headlamp LED,
která
bude
určena
speciálně
pro
přední
světla
a u t o m o b i l ů . J d e o s p e c i á l n í k o n s t r u k c i č o č k y, k t e r á s v ě t l o usměrňuje do ostře ohraničeného kuželu. Není proto nutné používat mechanickou clonu v reflektoru a díky tomuto se v ý r a z n ě z v ý š í ú č i n n o s t s v ě t e l n é h o t o k u . Ta t o L E D m á b ý t dostupná s jedním až pěti čipy emitujícími světlo. Osram udává,
že
jejich
od 125 lumenů
světelný při
tok
použití
se
bude jednoho
pohybovat čipu,
až po 1 000 lumenů při použití všech pěti čipů. Barevná teplota má být blízká teplotě denního světla, to odpovídá hodnotě 6000 K.“ (Osram, 2012, ¶ 2)
- 24 -
2.4.5 LED TV „Po rozšíření technologie LCD televizí (Liquid Crystal Display),
tedy
obrazovek
s
tekutými
k r y s t a l y,
se
v současnosti obje vuje jejich vyl epšený nástupce, a tím jsou právě LED tele vize. Zcela m ylně se laická veřejnost domnívá, že u LED televize je obraz tvořen samotnými LED.
Ve
skutečnosti
podsvíceny
LED
jsou na
pouze místo
obrazové dříve
body
LCD
používaných
f l u o r e s c e n č n í c h v ý b o j e k s e s t u d e n o u k a t o d o u ( C C F L ) 11 ) , kvůli kterým neuměly LCD obrazovky přesvědčivě zobrazit černou barvu. Podle
úřadu
(Advertising o korektnost
pro
Standards reklamních
reklamu
ve
Ve l k é
Autority) kampaní
Británii
starajícího
se
jedná
o
se
klamný
a z a v á d ě j í c í n á z e v. S p r á v n ě b y s e t e d y L E D t e l e v i z e m ě l y nazývat
LCD
televize
s
LED
podsvícením.“
( AV- M a n i a ,
2009, ¶1,3) U LCD televize s LED podsvícením existuje několik způsobů podsvícení panelu. Jsou jimi RGB LED, Direct LED a Edge LED. 2.4.5.1 RGB LED podsvícení „V této technologii se používají k podsvícení skupiny o čtyřech LED – jedna červená, dvě zelené a jedna modrá, rozmístěných
po
celé
ploše
LCD
panelu.
S
touto
t e c h n o l o g i í p o d s v í c e n í l z e v y u ž í t t z v. " l o c a l d i m m i n g u " , tedy
ztlumení
11 C C F L
–
Cold
těchto
Cathod
jednotlivých
Fluorescent
studenou katodou
- 25 -
Lamp
-
LED
Svítící
skupin,
trubice
se
a to i vkonkrétním místě LCD panelu. Vzniká tím daleko s y t ě j š í a v ě r n ě j š í p o d á n í č e r n é b a r v y. “ ( L e d T V, 2 0 1 0 , ¶ 4 ) 2.4.5.2 Direct LED Ta t o
technologie
podsvícení
funguje
na
stejném
principu jako RGB LED, jen s tím rozdílem, že podsvícení není
tvořeno
RGB
diodami,
ale
je
použito
podsvícení
pouze za pomoci diod vyzařujících bílé světlo. 2.4.5.3 Edge LED „Podsvícení obrazu tímto způsobem je řešeno bílými LED diodami uspořádanými pouze podél spodního okraje LCD panelu. Za použití speciálních vodících odrazových desek je Výrobce
světlo LED
TV
rozptýleno Sony
s ystému
podsvícení,
místního
ztlumení
po
uvádí, je
celé že
možné
pro
ploše i
s
použitím
využívat
dosažení
LCD
tohoto
technologii
lepší
p ř i z o b r a z o v á n í č e r n é b a r v y. “ ( S o n y, 2 0 1 2 , ¶ 2 - 3 )
- 26 -
panelu.
kvality
3 . F u n k c e a p r i n c i p v yt vá ř e n í s vě t l a pomocí LED „Na
rozdíl
od
klasické
žárovky
fungují
LED
na principu elektroluminiscence polovodičových materiálů. Zde
v
důsledku
přeskoků
elektronů
z
vyšších
energetických vrstev do nižších vzniká světlo. K tomuto jevu obecně dochází u všech diod, ale pouze v některých případech
dojde
ke
vzniku
světelného
záření,
jinak
se
elektrická energie mění na tepelnou energii nebo naopak vzniká neviditelné ultrafialové záření.“ (Doleček, 2007)
3.1 Dioda „Dioda
je
polovodičová a stabilizaci
dvouvrstvá,
součástka. proudu
v
jedno
Používá obvodu.
se
–
přechodová
pro
usměrňování
Dioda
proud
propouští
v obvodu jen při určitých podmínkách. V současnosti vyráběné diody jsou tvořeny krystalem křemíku nebo vzácným polokovovým prvkem germaniem. Te c h n o l o g i c k o u ú p r a v o u s e d o c í l í , ž e v j e d n é č á s t i k r y s t a l u s e v y t v o ř í z á p o r n á v o d i v o s t . Ta t o č á s t d i o d y s e n a z ý v á k a t o d a ( N ) . To z n a m e n á , ž e o b s a h u j e v o l n é e l e k t r o n y s e záporným
nábojem.
tzn. elektronovou
vodivost.
nedostatek
elektronů,
Ta t o
diody
část
působením
mezi
Vo l n é
se
elektrony
Druhá
část
vykazuje
proto
nazývá
anoda
anodou
a
katodou
způsobují kr ystalu
kladnou (P). se
má
vodivost.
Vzájemným
vytvoří
vnitřní
e l e k t r i c k é p o l e . E l e k t r i c k é p o l e j e p r o s t o r, v e k t e r é m s e p r o j e v u j e p ů s o b e n í e l e k t r i c k é s í l y. “ ( J e r h o t , J i r á č e k , 1 9 8 7 )
- 27 -
„K
elektroluminiscenci,
neboli
přímé
přeměně
elektrické energie na světlo dochází, pokud přes P – N přechod začne v propustném směru procházet proud. Konstrukcí
pouzdra
se
může
soustředit
nebo
v y z a ř o v a t s v ě t l o p o d r ů z n ý m i ú h l y, a l e d ů l e ž i t ý m f a k t o r e m je
tloušťka
materiálu,
aby
nedošlo
k
absorpci
záření.
Pouzdra kruhová se vyrábí od průměru 1 mm do 20 mm, přičemž
nejpoužívanější
jsou
průměry
3
a
5
mm 12).
S provedením souvisí i svítivost LED, která je vztažena na určitý
proud
procházející
diodou
a
udávána
v mikrokandelách.“ (Doleček, 2007)
3.1.1 Vícebarevné LED „ Ty t o L E D d i o d y o b s a h u j í d v ě p a r a l e l n ě z a p o j e n é , o p a č n ě p o l a r i z o v a n é d i o d y. K a ž d á j e j i n é b a r v y, t y p i c k y t o b ý v á č e r v e n á a z e l e n á . U m o ž ň u j í c í z o b r a z i t d v ě b a r v y, n e b o r o z s a h š k á l y b a r e v, z m ě n o u p o m ě r u d o b p o k t e r o u j s o u j e d n o t l i v é d i o d y r o z s v í c e n y.
3.1.2 RGB dioda Te n t o t y p L E D j e j i ž s t a r š í a v s o u č a s n é d o b ě t é m ě ř nepoužívaný. V jednom pouzdru jsou tři diody a díky tomu dochází modré)
ke a
složení
vzniku
všech
světla
tří
bílé
barev b a r v y.
(červené, Te n t o
t yp
zelené, LED
je
vyráběn v pro vedení, buď se čt yřmi a nebo se šesti pin y (kontakty).
Provedení
mající
čtyři
piny
má
vždy
jeden
společný vývod, a to buď katodu a nebo anodu. Ostatní zbývající a nebo
tři
piny
k a t o d y.
V
jsou
u
jednotlivých
provedení
šest
12 Příloha C – Konstrukce 5mm LED diody
- 28 -
diod
buď
anody
vývodů
má
každá
s a m o s t a t n á d i o d a s v o u k a t o d u a a n o d u . “ ( Š e v č í k , 2 0 11 , s . 18)
O b r. 9 : R G B d i o d a s e č t y ř m i p i n y Zdroj: RGB Power led. Drenth Automatic Electronics [online]. 2007
-
2012
[cit.
2012-05-18].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. d - a -
e.eu/back/paginas/categorie_weergeven.php?id=7
3.2 Konstrukční rozdělení LED diod 3.2.1 Klasické LED „Monokr ystal
vodiče
je
umístěn
v
pol ymerovém
p o u z d ř e v y r o b e n é m z e p o x i d o v é p r y s k y ř i c e . Te n t o t y p j e původní konstrukcí LED, která se využívá i v současnosti, a t o h l a v n ě p r o v ý r o b u n í z k o v ý k o n o v ý c h L E D . To t o k l a s i c k é pouzdro se vyrábí v čirém a nebo barevném provedení. Čirá pouzdra se využívají u diod s vysokou svítivostí. Te n t o
typ
LED
pouzder
je
vyráběn
buď
v
bodovém
p r o v e d e n í a n e b o r o z p t y l n é m p r o v e d e n í . Z n a m e n á t o t e d y, že tyto LED mají sloužit pro signalizaci nebo pro účel osvětlování pouzdře
se
určitého vyrábějí,
prostoru. buď
s
pouzdrem.“ (Malina, 2003)
- 29 -
LED
v
barevným
tomto nebo
klasickém s
čirým
3.2.2 SMD LED (power LED) „Pro toto provedení se zpravidla používají výkonové LED
s
příkonem
Surface – Mounted
0 . 25W.
Device.
montáž.13)
pro povrchovou plochy
od
tohoto
Zkratka Jde
LED
znamená
o
součástky
tedy
Podstatnou
provedení
SMD
část
tvoří
celé
spodní
chladící
část
p r o o d v á d ě n í v y t v o ř e n é h o t e p l a o d č i p u . “ ( Š e v č í k , 2 0 11 , s. 16)
O b r. 1 0 : R o z d í l v k o n s t r u k c i 5 m m a P o w e r L E D Zdroj: LED - světelné diody (Light Emitting Diodes). Elkovo Čepelík
[online].
2012
[cit.
2012-05-18].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. e l k o v o - c e p e l i k . c z / l e d - s v e t e l n e - d i o d y - l i g h t - e m i t t i n g diodes
3.3 Laserová dioda Jedná se o optické zařízení s jednou barvou, které se svým uspořádáním neliší od LED. Funkce laserové diody 14) je
založena
na
principu
stimulované
emise.
Záření
laserové diody se soustředí do úzkého intervalu vlnových délek s minimální rozbíhavostí. Využití laserové diod y je 1 3 P ř í l o h a D – Ve l i k o s t n í t y p y S M D L E D 14 Příloha E – Laserová dioda
- 30 -
ohromné,
a
to
v laserových otisků
např.
v
tiskárnách,
prstů,
v
oblastech
optické
čtečkách
čárových
lékařských
přístrojích,
komunikace, kódů
nebo
armádě
atd.
( O p t o e l e k t r o n i c k é p r v k y, 2 0 1 2 , ¶ 2 )
3.4 LED a jejich chlazení „Dnes jsou už samozřejmostí tří, pěti a nebo destiwatové
L E D . Ty t o
LED
jsou
už
téměř
vždy
montovány
na dané zařízení s vlastním chladičem, (čip je umístěn na chladící destičce), protože zapouzdřené by neodváděly od
čipu
dostatek
tepla.
Přehříváním
se
životnost
LED
výrazně zkracuje.“ (Doleček, 2007)
3.5 Index podání barev CRI „ C R I – C o l o r r e n d e r i n g i n d e x . To u t o m ě r n o u m e t o d o u se u světelného zdroje vyh odnocuje jeho schopnost věrně reprodukovat barvy v porovnání s denním světlem. Rozsah měření
se
pohybuje
od
nuly
do
sta.
Přičemž
nejvyšší
h o d n o t a C R I j e 1 0 0 . 1 5 ) To z n a m e n á , ž e t e n t o s v ě t e l n ý z d r o j u m o ž ň u j e p ř i r o z e n é p o d á n í b a r e v. I n d e x p o d á n í b a r e v s e používá
nejen
pro
měření
LED
světelných
zdrojů,
ale využívá se i pro hodnocení výbojek, zářivek a jiných d a l š í c h z d r o j ů s v ě t l a . “ ( E - L i g h t , 2 0 11 , ¶ 2 )
3.6 Pokles svítivosti LED Výrobci udávají, že životnost LED světelných zdrojů se poh ybuje od 50 000 až do 100 000 hodin. Pokud se jedná o běžné zatížení LED, které stanovil výrobce, pak skutečně
tyto
bez problémů
LED po
celou
zdroje dobu
15 Příloha F – Stupnice CRI
- 31 -
dokáží
svítit
životnosti.
celkem
Podstatnější
otázkou
však
ve kterém
k
je
pokles
tomu
svítivosti
dojde.
LED
Nejčastěji
je
zdroje
a
uváděn
čas,
pokles
o patnáct procent po upl ynu tí 30 000 provozních hodin, maximálním
chlazení
LED
čipu
a
zatížení
jmenovitým
p r o u d e m , k t e r é u d á v á s a m o t n ý v ý r o b c e . ( E - L i g h t , 2 0 11 , ¶ 4)
3.7 Výhody LED „Dlouhá životnost – mají extrémně dlouhou životnost. Jeden z výrobců vypočítal odhadovanou dobu životnosti jejich LED mezi 100 000 a 150 000 hodinami. U zářivek je obvyklý údaj 8 000 – 12 000 hodin a u t yp ických žárovek 1 000 – 2 000 hodin. Výrobce už ovšem ale dále neuvádí, zda má tuto životnost například i předřadník LED svítidla. Nemusí
to
být
tedy
pravidlem
a
mohlo
by
se
stát,
že po 25 000 provozních hodinách bude nutné předřadník vyměnit. Možnost
častého
spínání
–
je
ideální
k
použití
v zařízeních, kde dochází k častému vypínání a zapínání, na rozdíl od žárovek, které mohou při častém zapínání a vypínaní snadno shořet. Malá velikost – snadno mohou být osazeny do desky plošných spojů. Dále
také
vysoká
energetická
účinnost,
nízké
požadavky na napětí a proud, žádné IR nebo UV záření, odolnost
vůči
nárazům
a
vysoká
životnost
a ž 1 0 0 0 0 0 h o d i n . “ ( E l z n e r, 2 0 0 9 , s . 2 8 ) „Navíc oproti ostatním světelným zdrojům je velká účinnost a potenciál k jejímu dalšímu zvyšování. Jestliže u zářivek a výbojek je dosaženo hranice měrného výkonu - 32 -
p ř i b l i ž n ě 1 0 0 l m / W, L E D u ž d n e s d o s a h u j í p ř e s 1 5 0 l m / W a odhaduje
se,
2 2 0 l m / W.
Další
životnost,
že
která
bude
možné
dosáhnout
výhodou
je
předpokládaná
má
tři
až
pětkrát
vyšší
více
než
dlouhá
životnost
než
u zářivek. Doba náběhu LED je velmi krátká, což je velkou výhodou oproti žárovkám, například u brzdových světel automobilů.
Jinou
aplikací
této
vlastnosti
je
pulzně – šířková modulace16), s jejíž pomocí lze lineárně řídit
průměrný
a s nepatrnými
světelný
ztrátami.
tok
Produkují
v
plném
více
světla
rozsahu na
watt
energie než žárovky (nejmodernější přes 100 lm/W), to je užitečné
v
zařízeních
napájených
v úsporných
zařízeních
(česky
bateriemi,
řečeno,
mají
nebo vyšší
účinnost). Jsou velmi odolné proti nárazům a otřesům. Dále jsou ideálním
řešením
při
použití
v
různých
klimatických
podmínkách jako jsou déšť, mráz a vlhkost. Na rozdíl od žárovek, jejichž světlo při stmívání mění barvu, LED svou barvu při nemění.“ (NASLI , 2010 ¶ 6)
3.8 Nevýhody „Základní nevýhodou LED je jejich vysoká pořizovací cena, která není prozatím vyrovnávána ani kombinací větší účinnosti a delší životnosti. Nicméně pokud si vezmeme celkové náklady (včetně udržovacích), daleko překonávají žárovky a halogenové zdroje světla. Dlouhá
životnost
LED
bývá
často
přeceňována
a předpokládané hodnoty 30 – 100 tisíc hodin nelze často dosáhnout bez vysokých nákladů na kvalitní chlazení. 16 Pulzně šířková modulace - PW M ( Pulse W idth Modulation )
- 33 -
Modré a bílé LED jsou schopny poškodit zrak – oko je výrazně
citlivější
intenzita,
která
na se
modré
a
bílé
světlo
používá
u
LED
diod,
a
přílišná
může
oko
p ř e d e v š í m v n o c i p o š k o d i t . “ ( E l z n e r, 2 0 0 9 , s . 2 9 ) „Obsahují těžké kovy jako olovo, měď a nikl. Jedná se o k o v y, k t e r é s e v e l m i s n a d n o d o s t á v a j í d o e k o s y s t é m ů . Obecně
"nejbezpečnější"
jsou
diody
s
bílým
světlem.
To p r o t o ž e n e o b s a h u j í a r s e n a n i o l o v o . “ ( D o h n a l , 2 0 11 , ¶ 1) „V divadelním osvětlování je velkou nevýhodou bílých LED zkreslování barev a povrchů, na které toto světlo dopadá. Je to tím, že LED jsou monochromatické zdroje s v ě t l a , t j . v y z a ř u j í p o u z e v ú z k é č á s t i s p e k t r a . To n á m může
způsobit
Zjednodušeně jako
by
měly
problémy
řečeno, jinou
s
osvětlované barvu,
než
rozlišováním předměty ve
b a r e v. vnímáme,
skutečnosti
mají
na denním světle. „Dalším problémem je jas a světelný výkon. LED mají výkon v jednotkách wattů. Odpovídající světelný tok je v y z a ř o v á n z m a l é p l o c h y č i p u ( m i l i m e t r y č t v e r e č n í ) . To m á za následek velký jas povrchu zdroje. Svítidla vybavená těmito
odkrytými
zdroji
bychom
neměli
instalovat
do našeho zorného pole. LED
produkuje
zhruba
stejné
teplo
jako
v ý b o j k y,
protože má zhruba stejnou účinnost a na rozdíl od výbojek LED vyšší teplota vadí. Vzhledem k tomu, že veškerá energie se u LED uvolní v poměrně malém čipu, na rozdíl například od velké plochy z á ř i v k y, j e n u t n é t e p l o n ě j a k ý m v h o d n ý m z p ů s o b e m o d v é s t .
- 34 -
Z
tohoto
důvodu
mají
výkonové
LED
chladicí
křidélka.
Ne vždy a ne všechna svítidla s patřičným odvodem tepla počítají,
u
některých
kr ytých
svítidel
může
vzniknout
problém s chlazením a LED se bude přehřívat, což se p r o j e v í n a j e j í ž i v o t n o s t i . “ ( Š e v č í k , 2 0 11 , s . 1 0 )
- 35 -
4 . A d i t i vn í m í c h á n í b a r e v Kde se vlastně barvy berou, když všechny světelné zdroje, které známe, vydávají více či méně bílé světlo? Jakým způsobem vzniká celá široká škála nejrůznějších barev?
4.1 Historie objevu „Isaac Newton ve svém spise Optika (úplný název Optics,
or
a
treatise
of
the
reflexions,
inflexions
and
colour of light), vydaném v roce 1704, dokázal myšlenku, že
světlo
je
že zdánlivě
částicové bíle
p o v a h y.
vypadající
Jednodušeji
sluneční
světlo
řečeno, není
ve skutečnosti vůbec bílé, ale že se skládá jednotlivých částí
(barev).
Ta t o
teorie
vychází
z
jeho
praktických
p o k u s ů s e d v ě m a h r a n o l y. K d e j e d e n s v ě t e l n ý p a p r s e k rozložil do celého spektra a druhý hranol celé spektrum zase složil do jednoho. Ve s v é d o b ě b y l y m y š l e n k y N e w t o n a p r o o s t a t n í v ě d c e radikální a obecně nepřijatelné. I po sto letech někteří vědci a filozofové odmítali vysvětlení uvěřit. Newton navrhl pomocí lineární kombinace barevný kruh, tzn. Newtonův kruh pro předvídání, jak bude barva vypadat po smíchání z e z á k l a d n í c h b a r e v. C h y b n ě s e o v š e m d o m n í v a l , ž e j e základních barev sedm.“ (ANDERL, 2007, s. 18)
- 36 -
O b r. 11 : N e w t o n ů v k r u h Z d r o j : C o l o r T h e o r y, T h e C o l o r W h e e l A n d C o l o r S c h e m e s . Van Se o De sig n [on lin e]. 2 00 5 - 20 12 [cit. 20 12 - 05 -1 8]. Do stu pn é z : h t t p : / / w w w. v a n s e o d e s i g n . c o m / w e b - d e s i g n / c o l o r - t h e o r y /
„Roku
1801
vystoupil
Thomas
Yo u n g
s
teorií
i n t e r f e r e n c e s v ě t l a , u k t e r é p o u ž i l N e w t o n ů v k r u h . Yo u n g však objevil, že jen smícháním červeného (Red), zeleného (Green)
a
modrého
(Blue)
světla
(proto
zkratka
RGB)
v různých poměrech vzniká většina ostatních barev celého viditelného
spektra.
Zjistil,
že
tyto
barvy
jsou
tři
a ne sedm, jak uváděl Newton a jsou ideálními základními b a r v a m i , p r o t o ž e j s o u o d s e b e v e s p e k t r u n e j v í c e v z d á l e n y. Právě
díky
jejich
rozmístění
je
možné
s
nimi
vytvořit
nejširší barevný rozsah a jejich sečtením (proto termín „aditivní“),
dávají
za
správných
podmínek
čistě
bílé
světlo.“ (ANDERL, 2007, s. 25)
4.2 RGB „Ne
náhodou
se
vychází
právě
z
již
zmiňované
kombinace červené, zelené a modré. V případě použití ideálních moochromatických zdrojů světla lze jen z těchto
- 37 -
tří barev namíchat všechny ostatní barvy a dokonce také dokonale bílou.“ (Dobré – světlo, 2006, ¶ 22) „Téměř všechna současná zobrazovací zařízení mají postavenou funkci na tomto principu. Ať jsou to klasické m o n i t o r y, i plasmové
LCD
m o n i t o r y,
m o n i t o r y,
digitální
všechny
projektory
využívají
princip
nebo RGB
k n a m í c h á n í v š e c h o s t a t n í c h b a r e v. “ ( V n í m á n í b a r e v, 2 0 0 8 , ¶ 3) „Pokud světelný paprsek dopadne na bílý předmět, je toto světlo beze změny odraženo. V případě, že světelný paprsek dopadne na černý předmět, je světlo pohlceno a mění
se
na
tepelnou
energii.
Pokud
světlo
dopadne
na žlutý předmět, dojde k tomu, že se část světla odrazí a část pohltí. V tomto případě bude modrá oblast spektra pohlcena, čímž odražené světlo získá žlutou barvu. S
použitím
některých
umělých
zdrojů
osvětlení
dochází k problémům. Aby konkrétní barva vypadala tak, jak
ji
známe
umělého
z
zdroje
denního
světla,
obsahovat
musí
všechny
světlo
z
vlnové
tohoto d é l k y,
aby mohlo dojít ke správnému odražení. Aditivní míchání barev platí pouze pro světla.“ (Červený, 2010, s.9)
- 38 -
O b r. 1 2 : A d i t i v n í m í c h á n í b a r e v R G B Z d r o j : B a r v y. D o b r é s v ě t l o [ o n l i n e ] . 2 0 0 6 [ c i t . 2 0 1 2 - 0 5 - 1 8 ] . D o s t u p n é z : h t t p : / / w w w . d o b r e - s v e t l o . c z / b a r v y. h t m
4.3 Subtraktivní míchání „Subtraktivním odčítají.
Lze
barevných Pro tento
si
mícháním
ho
fólií
představit
nebo
způsob
barev na
mícháním
míchání
se
barevné
příkladu
překrývání
pigmentových
barev
se
složky
používají
b a r e v. barvy
doplňkové k základním barvám aditivního míchání. Jsou to barvy azurová, purpurová a žlutá. V části, kde se překrývají dvě barvy subtraktivního míchání, vzniká barva doplňková ke třetí barvě. V části, kde se překrývají všechny tři barvy subtraktivního míchání, není barva žádná. Lidské oko ji vnímá jako černou. Tímto
mícháním
lze
obdobnou
cestou
opět
získat
o s t a t n í b a r v y. “ ( Č e r v e n ý , 2 0 1 0 , s . 11 ) „Subtraktivní princip se používá u všech tiskových metod a u barevné fotografie. Zde proto mluvíme o zkratce CMY
(C yan
–
azurová,
Magenta
–
purpurová
a Ye l l o w – ž l u t á ) . Z a t í m s e o v š e m n e p o d a ř i l o n a j í t t a k o v o u k o m b i n a c i d o s t u p n ý c h b a r v i v, a b y j e j i c h s m í c h á n í m v z n i k l a opravdu černá. Většinou jde o nevzhlednou tmavohnědou - 39 -
barvu. Proto se pro tisk přidává čtvrtá černá doplňková barva a používá se zkratka CM YK. „K“ zde znamená „Ke y“ a používá se jako označení pro černou.“ (Červený, 2010, s.
11 )
V
České
republice
je
mezi
polygrafy
rozšířeno
nesprávné označení „Kolor“.
O b r. 1 3 : S u b t r a k t i v n í m í c h á n í C M Y Z d r o j : B a r v y. D o b r é s v ě t l o [ o n l i n e ] . 2 0 0 6 [ c i t . 2 0 1 2 - 0 5 - 1 8 ] . D o s t u p n é z : h t t p : / / w w w . d o b r e - s v e t l o . c z / b a r v y. h t m
- 40 -
5. Ekologie Stejně i LED
jako
(Light
ostatní
Emmitting
elektronické Diodes)
zboží
jistou
představují
zátěž
pro životní
prostředí, poté co ukončí svůj funkční cyklus a stanou se nepotřebným odpadem. „LED jsou energeticky účinnější než ostatní běžně dostupné světelné zdroje a na rozdíl od výbojek navíc neobsahují
nebezpečnou
rtuť.
Avšak
podle
výzkumu
prováděného v Kalifornii se ukazuje, že se LED klasifikují jako
nebezpečný
odpad,
protože
obsahují
zvýšené
množství těžkých kovů jako jsou měď, nikl, olovo, arsen a s t ř í b r o . ( T ř í d ě n í o d p a d u , 2 0 11 , ¶ 1 ) „Těžkými kovy rozumíme kovy o hustotě vyšší než 5g/cm3, patří mezi ně např. železo, měď, zinek, chrom, nikl, kadmium, olovo a rtuť. Některé z nich jsou pro živé organismy
nezb ytné
(železo,
při vyšších
koncentracích
měď,
působí
zinek),
t o x i c k y,
ovšem
jiné
jsou
jedovaté při všech koncentracích (olovo, rtuť, kadmium). Při e xperimentu b yl a zkoumána to xicita LED a jejich dopad na životn í prostředí. Zastoupen y b yl y bare vné t yp y s
nízkou
svítivostí,
užívané
například
jako
panelové
k o n t r o l k y, a ž p o b í l é s e s v í t i v o s t í 1 0 0 0 0 m c d . Experimentem b ylo dokázáno, že praktick y všechn y t y p y,
kromě
těch
s
nízkou
svítivostí,
překračují
normy
p r o t ě ž k é k o v y. L i m i t n a s t a v e n ý p r o o l o v o b y l u č e r v e n ý c h diod překročen osmkrát a hladina mědi byla překročena jedenáctkrát.
Právě
hladiny
mědi
a
niklu
jsou
znepokojující, protože tyto kovy mohou snadno vstupovat do
ekos ystémů.
Obecně
nejméně
- 41 -
nebezpečněji
působí
na životní
prostředí
diody
s
bílým
světlem,
protože neobsahují arsen a ani olovo jako ostatní typy LED. Z
hlediska
ohrožení
přírodních
zdrojů
byly
přísně
posuzovány prvky jako zlato a stříbro, které jsou obsaženy v diodách jen ve stopovém množství, a nepřispívají tolik k samotné toxicitě produktů. Rovněž panují jisté obavy z možného zvýšeného tlaku na přírodní zdroje při těžbě t ě c h t o k l í č o v ý c h s u r o v i n . “ ( D o h n a l , 2 0 11 , ¶ 1 )
- 42 -
6 . S ro vn á n í ž á r o ve k a L E D Klasická žárovka – na světlo se přemění pouze pět procent energie. Zb ytek, to je de vadesát pět procent, se přemění na teplo. Přičemž životnost žárovky je jen okolo 1000 hodin svícení. Její
velkou
výhodou
je
nízká
pořizovací
cena,
ale ta nevyváží vysokou spotřebu. „Podle
evropské
environmentální
l e g i s l a t i v y,
konkrétně podle nařízení Komise ES č. 244/2009 ze dne 18. března 2009, by měly z prodejních regálů začít mizet, a to nenávratně,
klasické
vláknové
ž á r o v k y.
Te c h n i c k o u
terminologií přesněji a správně řečeno: světelné zdroje se žhavicím vláknem.“ (Elektro, 2009, ¶ 1) „Halogenová žá rovka – pracuje na stejném principu jako
klasická
s příměsí
žárovka.
halogenů
Jsou nebo
to
žárovky
jejich
plněné
sloučenin,
plynem tím
je
halogenová žárovka efektivnější oproti klasické žárovce. Jejich výhodou je, že jsou velikostně menší a o 30 % úspornější
než
obyčejné
žárovky
a
mají
dvakrát
delší
životnost. Jejich světlo je velmi jasné a působí přirozeně. Kvalita
světla
je
konstantní
po
celou
dobu
jejich
životnosti.“ (Dvořáček, 2009, ¶ 1)
6.1 Porovnání světelných zdrojů „Do světelné Díky
současnosti zdroje
značnému
b yl y
v ý b o j k y,
a
technickému
prioritně to
používány
především
pokroku
v
jako
halogenidové. osvětlování
se
v současné době stále více uplatňují LED. V dřívějších - 43 -
d o b á c h b y l y p o v a ž o v á n y z a p o u h é e l e k t r o n i c k é s o u č á s t k y, ale
dnes
jsou
již
vnímány
jako
konkurence
schopné
s v ě t e l n é z d r o j e . “ ( P a n c h a r t e k , 2 0 11 , ¶ 1 )
6.1.1 Halogenidové výbojky „Princip
jejich
funkce
je
založený
na
výbojích
v p l y n e c h . H a l o g e n i d o v é v ý b o j k y j s o u v y s o k o t l a k é v ý b o j k y, jejichž
světlo
vzniká
převážně
zářením
par
kovů
( n a p ř . r t u t i ) , p o p ř . v z á c n ý c h p l y n ů ( n a p ř . x e n o n u ) . Ty t o plyny
při
průchodu
elektrickým
proudem
vydávají
v závislosti na tlaku energii ve formě světelného záření o různých
vlnových
délkách.
Všechny výbojky musí
mít
speciální pomocné zařízení, které regulují přívod proudu a umožňující
rozsvícení
tzn.
předřadník.
Výbojky
při rozsvícení potřebují pro maximální úroveň světelného toku určitou dobu (většinou se tento čas pohybuje někde okolo 2-10 minut).
6.1.2 Barva a teplota chromatičnosti Halogenidové výbojky Te p l o t a do 6 000K.
chromatičnosti To t o
rozmezí
je
se
pohybuje
označováno
od jako
3
000
K
studené
s v ě t l o , p r o t o ž e j e o v l i v n ě n o v l n o v o u d é l k o u m o d r é b a r v y. LED Existují různé odstíny bílé barvy světla s náhradními teplotami chromatičnosti od 3 200 K do 8 000 K. Intenzita odstínu závisí na množství použitého fosforu. Průměrná náhradní
teplota
chromatičnosti
2 0 0 9 , ¶ 1 - 11 )
- 44 -
je
5
500
K.“
(LED4U,
O b r. 1 4 : R o z d í l n á t e p l o t a c h r o m a t i č n o s t i L E D d i o d Z d r o j : O L E D k á c h o b e c n ě . D e o n G r o u p [ o n l i n e ] . 2 0 11 [ c i t . 2012-05-18].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. d e o n g r o u p . c o m / o - l e d k a c h -
obecne/
6.1.3 Světelná účinnost Halogenidové výbojky „ V y d á v a n é s v ě t l o s e š í ř í d o p r o s t o r u v š e m i s m ě r y, není tedy soustředěno jedním směrem. Na počátku svého života
mají
halogenidové
výbojky
měrný
výkon
kolem
8 0 – 9 0 l m / W. P o k u d s e n a v í c t a k o v ý s v ě t e l n ý z d r o j z a p o j í do optického s ystému, jeho účinnost se ještě o něco sníží. LED V současné době výrobci uvádí, že bílé LED mají ú č in n o s t 30 l m /W, do ro k a s e oč e k á vá , ž e s e m ě r n ý v ý k o n zvýší na 50 lm/W a ve výhledu do dvou let se uvažuje o m ě rn é m v ý k o n u o ko l o 6 0 - 70 lm /W. Ú či n no s t d io d s e t e d y z v y š u j e k a ž d é d v a r o k y. V z h l e d e m k t o m u , ž e t y p i c k ý m znakem
LED
je
emitovat
až 140°
bez
optického
světelný
zařízení,
tok je
v
proto
rozpětí
120°
lepší
jejich
světelný tok kontrolovat pomocí optických systémů, které umožňují v osvětlovacích soustavách dosahovat celkově
- 45 -
vyšší
účinnosti.
Mezi
těmito
dvěma
porovnávanými
světelnými zdroji dosahují LED vyšší svítivosti.“ (LED4U, 2 0 0 9 , ¶ 1 - 11 )
6.1.4 Průměrná životnost Halogenidové výbojky „Jejich
světelná
životnost
této
hranice
Po překročení
je
cca je
750
hodin.
tok
snížen
cca na 70 procent. Stárnutím se odstín bílého světla mění d o m o d r a n e b o z e l e n a . “ ( P a n c h a r t e k , 2 0 11 , ¶ 1 ) LED „Výrobci přibližně
LED
100.000
že průměrná
hodin
doba
Po cca 50.000 diod
uvádějí
(tj.
svícení
hodinách
redukován
jako
na
je
70
průměrnou
asi
22
bude
12
počáteční procent
let
a
dobu
života
uvažujeme-li, hodin
světelný na
50
denně). tok
LED
procent
p o 1 0 0 . 0 0 0 h o d i n á c h . “ ( L E D 4 U , 2 0 0 9 , ¶ 1 - 11 )
6.1.5 Pracovní teplota Halogenidové výbojky „Spolu
se
světelným
zářením,
které
výbojka
produkuje, vyzařuje také velké množství tepla. Na teplotě prostředí světelný tok nezávisí. Jen při nízkých teplotách, a to konkrétněji
do
mínus
50°C.
V
těchto
případech
je
nutné použití speciálních zapalovacích zařízení. LED Uvnitř vysokovýkonných LED vzniká nezanedbatelný termický c yklus. V důsledku jejich konstrukce přenášejí - 46 -
teplo směrem k zadní části a je tudíž nezbytné chladiče, který teplo správně zpracuje. Při zvýšení proudu světelný tok roste, to má však negativní vliv na průměrnou dobu ž i v o t a L E D . Ta k é k d y ž t e p l o t a p r o s t ř e d í p ř e s á h n e l i m i t , na který bylo zařízení navrhováno, může dojít ke snížení světelného
toku.
chladném
prostředí,
polovodiče,
LED
zlepšují
je
možné
instalovat
protože při
d i o d y,
snížené
v
obzvláště
jako
všechny
teplotě
svůj
výkon.“
( L E D 4 U , 2 0 0 9 , ¶ 1 - 11 )
6.1.6 Spektrum vyzařování Halogenidové výbojky „Bílé různých
světlo
barev
výbojek
(vlnových
vzniká délek),
v
kombinaci
které
vytváří
záření
viditelné
spektrum. Vyzařují ted y i infračervené záření a ultrafialové záření. LED LED
nevyzařují
v
ultrafialové
ani
v
infračervené
oblasti, pokud se tedy nejedná o IR diody pro komunikaci mezi
zařízeními.
těchto
složek
Tu d í ž
záření
se
na
minimalizuje
osvětlovaný
negativní
povrch.“
vliv
(LED4U,
2 0 0 9 , ¶ 1 - 11 )
6.1.7 Změny světelného toku Halogenidové výbojky „Při
použití
světelného v barvách
toku, a
ke
stmívače dochází snížení
vzniká také doby
v ý b o j k y. - 47 -
problém k
s
výrazným
životnosti
udržením změnám
halogenidové
LED LED během snižování napájecího proudu nemění svou barvu a zároveň při stmívání lze regulovat světelný tok“ ( L E D 4 U , 2 0 0 9 , ¶ 1 - 11 )
6.1.8 Údržba Halogenidové výbojky „Podle pravidelná
běžného výměna
programu
údržby
halogenidových
se
předpokládá
výbojek
v
průměru
to
v
podstatě
k a ž d é d v a r o k y. LED Životnost
až
100
000
hodin,
tedy
znamená nulovou údržbu a snadné využití v prostředích, kde je například zvlášť obtížné dostat se k nainstalovaným zdrojům
světla.
u těchto
dvou
Pro
porovnání
zmíněných
průměrné
světelných
doby
zdrojů
života
vychází,
ž e h a l o g e n i d o v é v ý b o j k y v y ž a d u j í o s m k r á t v í c e ú d r ž b y. “ ( L E D 4 U , 2 0 0 9 , ¶ 1 - 11 )
6.1.9 Základní rozměry - využití Halogenidové výbojky „Existuje celá škála velikostí od minimálních rozměrů pro 150 W výbojku s paticí G12 s rozměry 84 x 56 mm a maximální rozměry patice E40 pro 150 W halogenidovou výbojku jsou 204 x 132 mm. LED Rozměry jsou velmi malé a vzhledem k tomuto faktu umožňují
všechny
LED
maximální
osvětlovacích systémů. - 48 -
svobodu
designu
Zařízení
vytvořená
pro
použití
LED
mají
vysoký
výkon, aniž by mohla ohrozit estetický pohled. Přičemž umožňují použití v architektonickém svícení, na které bylo a ž d o p o s u d n e m o ž n é p o u ž í t t r a d i č n í s v ě t e l n é z d r o j e . Ve l m i malé
rozměry
ve
spojení
technologicko – inovativním jako
nejvhodnější
pro
obsahem
uplatnění
s činí
na
velkým
tyto
produkty
fasádách
b u d o v,
a to i budov historických. Jsou schopny velmi dobře plnit úlohu nočního osvětlení a absolutně neruší celkový pohled n a o b j e k t . “ ( L E D 4 U , 2 0 0 9 , ¶ 1 - 11 )
6.1.10 Aplikace Halogenidové výbojky U
halogenidové
výbojky
je
třeba
použít
filtry
pro získání barevného světla. Avšak filtry snižují výkon osvětlovacího s ystému a sam y mohou časem ztratit ze své barevnosti a nebo se i spálit. LED Jejich o možnost
výhodou kombinací
je
monochromatismus,
jednotlivých
LED
a
jde tím
tedy získat
b e z p o u ž i t í f i l t r ů š i r o k o u š k á l u b a r e v. “ ( L E D 4 U , 2 0 0 9 , ¶ 1 11 )
- 49 -
Z á vě r Při
rostoucí
spotřebě
energií
zatím
nemáme
jinou
možnost než investovat do výzkumu úsporných světelných zdrojů. Celý
svět
spotřeby
se
dnes
energie,
což
potýká se
s
problémem
projevuje
v
rostoucí
nejrůznějších
oblastech lidské činnosti, osvětlovací technologie nejsou výjimkou. Země Evropské unie spotřebují zhruba čtrnáct procent veškeré elektrické energie na osvětlení. Téměř tři čtvrtiny lze
ovšem
uspořit.
Tr a di č n í
žárovky
se
tak
stávají
s ymbolem zb ytečného plýtvání. Úsporné světelné zdroje jsou tedy v popředí zájmu. Porovnání spotřeby mluví jasně v jejich prospěch. Bohužel některé zájemce odrazuje jejich zářivkově mihotavé bělavé světlo.
Zatím
také
nedosahují
očekávaného
výkonu
a životnosti. I
mimo
divadelní
sektor
se
začíná
naplňovat
skutečnost, že úsporné zářivky pro domácnosti jsou jen přechodným řešením. Skutečnou náhradou se postupem času stanou svítidla s LED. U LED však zůstává ve vzduchu viset pár otazníků. Při jejich záření, tak jako i u jiných zdrojů světla, vzniká v e d l e j š í p r o d u k t , a t í m j e t e p l o . To j e n u t n é o d v á d ě t p r y č od
světelné
jednotky
pomocí
chladících
zařízení,
aby nedocházelo ke snižování jejich životnosti. Nastává tedy problém s hlukem aktivních chladících zařízení, která
- 50 -
mohou mít například v divadle rušivým jev pro diváka. Te n t o p r o b l é m s e s p o č t y p o u ž i t ý c h s v ě t e l m ů ž e n á s o b i t . Ovšem horším jevem než hluk je stále samotné teplo, k t e r é j e s i c e o d v e d e n o p r y č o d s v ě t e l n é j e d n o t k y, a l e s t á l e z ů s t á v á v p r o s t o r u b u d o v. Výrobci průměrná
spolu
s
životnost
prodejci je
více
uvádějí,
jak
že
50.000
odhadovaná
hodin
provozu.
To o d p o v í d á p ř i n e p ř e t r ž i t é m s v í c e n í d é l c e s k o r o š e s t i l e t . Ovšem nikde zatím neb yla žádná svítidla testována tak d l o u h o u d o b u . To z n a m e n á , ž e u v á d ě n á ž i v o t n o s t j e p o u z e teoretická
a
v laboratorním zda skutečně
tyto
odhady
prostředí. se
nákup
Tu d í ž těchto
jsou není
dosaženy
pouze
ani
jasné,
světelných
zcela zdrojů
plně
vyplatí. Roztoucí využití LED nezůstane jen v osvětlování. Se stále roztoucí oblibou a obrovským potenciálem se LED stanou technologií budoucnosti ve všech odvětví lidské činosti.
- 51 -
Citační zdroje Posviťme si na LED. A-Z ELEKTRO: Specializovaný o d b o r n ý č a s o p i s [ o n l i n e ] . 2 0 11 , r o č . 2 0 11 , č . 1 0 [ c i t . 2 0 1 2 03-18].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. a z c a s o p i s . c z / i n d e x . p h p / c l a n k y / 3 5 - k a t 1 / 6 8 posvime-si-na-led. ANDERL, Jan. Historický vývoj pohledu na podstatu světla.
České
Budějovice,
2007.
Dostupné
z:
http://wstag.jcu.cz/StagPortletsJSR168/KvalifPraceDownlo adServlet?typ=1&adipidno=6010. Pedagogická
fakulta
Bakalářské
Jihočeské
univerzity
v
práce. Českých
B u d ě j o v i c í c h , K a t e d r a p e d a g o g i k y a p s y c h o l o g i e . Ve d o u c í p r á c e M g r. P e t r B a r t o š . Č E R V E N Ý , D a v i d . Z á z n a m a z o b r a z o v á n í b a r e v. Z l í n , 2 0 1 0 . D i p l o m o v á p r á c e . U n i v e r s i t a To m á š e B a t i v e Z l í n ě , F a k u l t a m u l t i m e d i á l n í c h k o m u n i k a c í . Ve d o u c í p r á c e d o c . M g r. J u r a j F a n d l i . Difrakce světla. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001[cit.
2012-03-27].
Dostupné
z:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Difrakce_sv%C4%9Btla. B a r v y. D o b r é - s v ě t l o [ o n l i n e ] . 2 0 0 6 , 2 0 . 0 3 . 2 0 0 6 [ c i t . 2012-05-06].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. d o b r e -
s v e t l o . c z / b a r v y. h t m . D O H N A L , M g r. R a d o m í r. A r e w a s t e L E D s h a z a r d o u s ? . EnviWeb
[online].
2 . 3 . 2 0 11 ,
Dostupné
č.
3
[cit.
2012-03-27]. z:
- 52 -
h t t p : / / w w w. e n v i w e b . c z / c l a n e k / o d p a d y / 8 5 4 5 9 / a r e - w a s t e leds-hazardous. DOLEČEK, Optoelektronika
J. a
Moderní
učebnice
optoelektronické
elektroniky:
p r v k y.
Praha:
BEN,
2007. 160 s. ISBN 80-7300-184-5. DVOŘÁČEK, halogenidové
Ing.
výbojky
V l a d i m í r. (část
1).
Světelné Světlo:
zdroje:
časopis
pro
světelnou techniku a osvětlování [online]. 2009, roč. 09, č. 01
[cit.
2012-05-19].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. o d b o r n e c a s o p i s y. c z / i n d e x . p h p ? id_document=38556. Elektroluminiscence Časopis
pro
světelnou
2005,
č.
05
[cit.
ve
světelné
techniku
a
technice.
osvětlování
2012-05-19].
Světlo: [online].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. o d b o r n e c a s o p i s y. c z / i n d e x . p h p ? id_document=34944. Co je dobré vědět o LED světlených zdrojích. E-Light [online]. © 2000 - 2012 [cit. 2012-05-20]. Dostupné z: h t t p : / / w w w. e - l i g h t . c z / z p r a v a / c o - j e - d o b r e - v e d e t - o - l e d svetelnych-zdrojich/. ELITEVISION.
LED
m a n t i n e l y.
Karovy
Va r y,
Dostupné
2 0 11 . z:
h t t p : / / w w w. l e d s t u d i o . c z / s i t e s / d e f a u l t / f i l e s / p d f / L E D mantinel.pdf. E L I T E V I S I O N . L E D F l e x i C u r t a i n . K a r l o v y Va r y, 2 0 11 . Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. l e d s t u d i o . c z / l e d - z a v e s y / c e n i k -
t e c h n i c k e - p a r a m e t r y.
- 53 -
ELZNER, Bc. Jan. Vyu žití LED diod v osvětlo vací t e c h n i c e . Z l í n , 2 0 0 9 . D i p l o m o v á p r á c e . U n i v e r s i t a To m á š e Bati
ve
Zlíně,
Fakulta
aplikované
i n f o r m a t i k y.
Ve d o u c í
p r á c e d o c . M g r. M i l a n A d á m e k P h . D . Konec žárovek (nejen) v Čechách. Elektro: Odborný časopis pro elektrotechniku [online]. 2009, roč. 09, č. 06 [cit.
2012-05-19].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. o d b o r n e c a s o p i s y. c z / i n d e x . p h p ? id_document=39108. HANÁK,
Vo j t ě c h .
Lidské
smysly –
zrak
a
sluch
v
demonstračních experimentech. Brno, 2008. Dostupné z: http://is.muni.cz/th/175196/prif_b/bakalarska_prace.pdf. Bakalářská
práce.
Masarykova
Universita
v
Brně
-
Přírodověděcká fakulta. I n f r a č e r v e n é z á ř e n í . Te c h m a n i a [ o n l i n e ] . 2 0 0 9 [ c i t . 2012-05-19].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. t e c h m a n i a . c z / e d u t o r i u m / c l a n k y. p h p ? k e y = 6 9 0 . Interference
světla.
Te c h m a n i a
2012-05-19].
[online].
2008
Dostupné
[cit. z:
h t t p : / / w w w. t e c h m a n i a . c z / e d u t o r i u m / a r t _ e x p o n a t y. p h p ? xkat=f yzika&xser=4f7074696b61h&ke y=747%3E. Jednotka 2008
[cit.
svítivosti
-
kandela.
2012-05-23].
F Y Z M AT I K Dostupné
[online]. z:
http://fyzmatik.pise.cz/5339-jednotka-svitivostikandela.html. J E R H O T, J a r o s l a v a M i l i č J I R Á Č E K . O p t o e l e k t r o n i k a . Plzeň: VSŠE, 1987. ISBN ISBN 55-063-87.
- 54 -
KOLÁŘ, Pavel. Aplikace svítivých diod v osvětlovací technice.
Brno,
2010.
Bakalářská
práce.
Vysoké
Učení
Te c h n i c k é v B r n ě . Ve d o u c í p r á c e d o c . I n g . P e t r B a x a n t , Ph.D. K R B A L , I n g . M i c h a l a D o c . I n g . P e t r B A X A N T, P H . D . Statistické hodnocení vlastností světelných zdrojů. Světlo: časopis 2 0 11 ,
pro
roč.
světelnou 11 ,
č.
techniku
01
[cit.
a
osvětlování
2012-05-19].
[online].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. o d b o r n e c a s o p i s y. c z / i n d e x . p h p ? id_document=43029. MALINA,
V á c l a v.
Poznáváme
elektroniku.
České
Budějovice: Kopp, 2003. ISBN ISBN 80-7232-039-4. P E L A N T,
Ivan;
VA L E N TA ,
Jan.
Luminiscenční
spektroskopie. Praha: Academia, 2006. 328 s. ISBN 80200-1447-0. Laserová dioda. Optoelektronické prvky [online]. 2012 [cit.
2012-05-20].
Dostupné
z:
http://home.zcu.cz/~houlec/www/htm/LD.htm. Porovnání světelných zdrojů. LED4U [online]. 2009 [cit.
2012-05-19].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. l e d - s v i t i d l a -
protebe.cz/led-technolog y/poro vnani-sveteln ych-zdroju/. LED odpadu
d i o d y. [online].
Další 2 0 11
ekologická [cit.
pohroma?.
2012-05-19].
Třídění
Dostupné
z:
h t t p : / / t r i d e n i o d p a d u . b l o g s p o t . c o m / 2 0 11 / 0 6 / l e d - d i o d y - d a l s i ekologicka-pohroma.html.
- 55 -
Ledka.eu historie
a
[online].
vývoj
2010
světelných
[cit.
2 0 11 - 1 2 - 1 3 ] .
zdrojů.
Dostupné
LED
z
WWW:
< h t t p : / / w w w. l e d k a . e u / H l a v n %C3%AD_strana/LED_historie.html>. L E D T V. L E D n e b o L C D [ o n l i n e ] . 2 0 1 0 [ c i t . 2 0 1 2 - 0 5 0 8 ] . D o s t u p n é z : h t t p : / / w w w. l e d - l c d - t v. e u / l e d - t v / . L E D - s v í t i v é d i o d y. N A S L I : N a t u r a l S p e c t r u m L i g h t i n g [online].
2010
[cit.
2012-05-19].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. n a s l i . n e t / c z . t e c h n o l o g i e . l e d . p h p . LIBERMAN,
Jacob.
Světlo
lék
budoucnosti.
Praha:
B l u e s t e p , 2 0 11 . I S B N 9 7 8 - 8 0 - 2 3 9 - 6 7 1 9 - 7 . LUMEN [cit.
VERSUS
2012-05-19].
KANDELA. Atarion Dostupné
z:
[online].
2009
h t t p : / / w w w. l e d -
m o d u l y. c z / l u m e n - v e r s u s - k a n d e l a . h t m l . Lux
(světlo).
In:
Wikipedia:
the
free
enc yclopedia
[online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001[cit.
2012-03-27].
Dostupné
z:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Lux_%28sv%C4%9Btlo%29. M a x w e l l J a m e s C l e r k . Te c h m a n i a . c z [ o n l i n e ] . © 2 0 0 8 [cit.
2012-03-18].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. t e c h m a n i a . c z / e d u t o r i u m / a r t _ v e d c i . p h p ? k e y = 4 9 . O S TA R H e a d l a m p L E D w i t h n e w b r i g h t n e s s d a t a a n d accurate cut-off-line. OSRAM. Osram Opto Semiconductors [online]. 2012 [cit. 2012-05-06]. Dostupné z: http://osramos.com/osram_os/EN/News_Center/Spotlights/Products/OS TA R - H e a d l a m p - a u t o m o t i v e - f r o n t - l i g h t i n g - L E D . h t m l . PA N C H A R T E K ,
Ing.
Radek.
Porovnání
62W
LED
svítidla a 70W svítidla s vysokotlakou sodíkovou výbojkou - 56 -
v
praxi.
Světlo:
časopis
pro
světelnou
techniku
a
o s v ě t l o v á n í [ o n l i n e ] . 2 0 11 , r o č . 11 , č . 0 5 [ c i t . 2 0 1 2 - 0 5 - 1 9 ] . Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. o d b o r n e c a s o p i s y. c z / i n d e x . p h p ?
id_document=44732. P U K , J a r o m í r. A n g l i e : O z n a č e n í L E D T V j e z a v á d ě j í c í a k l a m e z á k a z n í k y. I n : AV m a n i a [ o n l i n e ] . 2 0 0 9 [ c i t . 2 0 1 2 05-19]. Dostupné z: http://avmania.e15.cz/anglie-oznacenil e d - t v - j e - z a v a d e j i c i - a - k l a m e - z a k a z n i k y. Vlnové vlastnosti světla. In: Neoficiální internetová fakulta všeho možného [online]. 2000 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://radek.jandora.sweb.cz/f19.htm. V n í m á n í b a r e v. Te c h m a n i a [ o n l i n e ] . 2 0 0 8 [ c i t . 2 0 1 2 05-06].
Dostupné
z:
h t t p : / / t e c h m a n i a . c z / e d u t o r i u m / a r t _ e x p o n a t y. p h p ? xkat=f yzika&xser=4f7074696b61h&ke y=745. SEHNALOVÁ, Ivana. Světlo a osvětlení. Brno, 2009. Bakalářská
práce.
LÉKAŘSKÁ
M A S A R Y K O VA U N I V E R Z I TA V
FA K U LTA .
Ve d o u c í
práce
M U D r.
BRNĚ, To m á š
Jurečka, Ph.D. S O N Y.
Jak
Dostupné
funguje
podsvícení
z:
LED.
Praha,
2012.
h t t p : / / w w w. s o n y. c z / h u b / l c d -
televize/vyh od y/kvalita-televiznihoobrazu/article/podsviceni-led. Š E V Č Í K , R a d e k . Te s t o v á n í b í l ý c h v ý k o n o v ý c h L E D . O l o m o u c , 2 0 11 . B a k a l á ř s k á p r á c e . U n i v e r z i t a P a l a c k é h o v Olomouci
Přírodovědecká
fakulta.
František Petráš.
- 57 -
Ve d o u c í
práce
R N D r.
Ultrafialové
záření.
Te c h m a n i a
2012-05-19].
[online].
2009
[cit.
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. t e c h m a n i a . c z / e d u t o r i u m / c l a n k y. p h p ? k e y = 6 9 1 . V Á C L AV Í K ,
Lukáš.
LED
jako
budoucnost
bezdrátových sítí. In: Extrahardware [online]. 2010 [cit. 2012-05-19].
Dostupné
z:
http://extrahardware.cnews.cz/led-jako-budoucnostbezdratovych-siti Wolfram. [online]. 2001 -
San
In:
Wikipedia:
Francisco
[cit.
(CA):
the
free
Wikimedia
2012-03-18].
enc yclopedia Foundation,
Dostupné
z:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Wolfram Z H E L U D E V, N i k o l a y. T h e l i f e a n d t i m e s o f t h e L E D — a 1 0 0 - y e a r h i s t o r y. I n : O p t o e l e c t r o n i c s r e s e a r c h centre
[online].
2007
[cit.
2012-05-19].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. o r c . s o t o n . a c . u k / f i l e a d m i n / d o w n l o a d s / 1 0 0 _ y e a r s _of_optoelectronics__2_.pdf
- 58 -
Seznam ilustrací O b r. 1 : M a x w e l l o v a d u h a .......................................................................7 O b r. 2 : J e d e n s t e r a d i á n - s v ě t e l n ý k u ž e l , k t e r ý v e s t ř e d u koule s poloměrem 1 m vytvoří na jejím povrchu plochu 1 m 2 .................................................................................................................1 0 O b r. 3 : P ř e c h o d s v ě t l a d o p r o s t ř e d í o v l i v ň u j í c í f á z o v o u r y c h l o s t s v ě t l a ........................................................................................1 3 O b r. 4 : R o z k l a d s v ě t l a p o m o c í h r a n o l u ........................................1 4 O b r. 5 : D i f r a k c e s v ě t l a .........................................................................1 5 O b r. 6 : K o h e r e n t n í v l n ě n í ...................................................................1 7 O b r. 7 : V y u ž i t í L E D s t ě n j a k o m a n t i n e l ů .....................................2 3 O b r. 8 : L E D s í t ě ......................................................................................2 4 O b r. 9 : R G B d i o d a s e č t y ř m i p i n y ...................................................2 9 O b r. 1 0 : R o z d í l v k o n s t r u k c i 5 m m a P o w e r L E D ......................3 0 O b r. 11 : N e w t o n ů v k r u h .......................................................................3 7 O b r. 1 2 : A d i t i v n í m í c h á n í b a r e v R G B ............................................3 9 O b r. 1 3 : S u b t r a k t i v n í m í c h á n í C M Y ...............................................4 0 O b r. 1 4 : R o z d í l n á t e p l o t a c h r o m a t i č n o s t i L E D d i o d ...............4 5
- 59 -
S e zn a m z k r a t e k a z n a č e k LED – Light-Emitting Diode – Dioda emitující světlo z lat. –. z latiny resp. – respektive např. – například O b r. – o b r á z e k nm – nanometry IrDA – Infrared Data Association IR – Infračervené UV – Ultrafialové lm – lumen W – watt m – metr m2 – metr čtvereční cd – candela lx – lux K – Kelvin mA – miliamapér RGB – Red/Green/Blue YA G – Y t t r i u m / A l u m i n i u m / G a r n e t
- 60 -
Er – Erbium Ce – Cerium Nd – Neod ym RGBA – Red/Green/Blue/Amber R G B AW - R e d / G r e e n / B l u e / A m b e r / W h i t e Mb – megabitů PVC – Polyvinylchlorid LCD – Liquid Cr ystal Displa y CCFL – Cold Cathod Fluorescent Lamp - Svítící trubice se studenou katodou t z v. – t a k z v a n é tzn. – to znamená T V – Te l e v i s i o n N – Katoda P – Anoda SMD
–
Surface
Mount
Device
–
Součástka
pro
povrchovoumontáž plošných spojů PWM – Pulse Width Modulation – Pulzně šířková modulace C M Y – C y a n / M a g e n t a / Ye l o w C M Y K – C y a n / M a g e n t a / Ye l o w / K e y Laser – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – Světlo zesilované stimulovanou emisí záření - 61 -
S e zn a m p ř í l o h
Př í loha A: R o zd íl n é n a ne se n í l u min o fo ru ve sta rším a novějším typu LED Příloha B: RGBW LED Příloha C: Konstrukce 5mm LED diody P ř í l o h a D : Ve l i k o s t n í t y p y S M D L E D Příloha E: Laserová dioda Příloha F: Stupnice CRI
- 62 -
Příloha A: R o z d í l n é n an e s e n í l u m i n o f o r u ve s t a r š í m a n o vě j š í m t yp u L E D
Starší typ LED – luminofor je nanesen okolo celého čipu
Zdroj: Pár poznámek a novinek. LEDmania [online]. 20072 0 11
[cit.
2012-05-20].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. l e d m a n i a . c z / l e d -
techinfo/par-poznamek-a-novinek.
Nový typ LED – luminofor je nanesen pouze na samotném čipu
Zdroj: MC-E RGBW LED. CPF: Candle Power Forums [online]. ©
2012
[cit.
2012-05-20].
Dostupné
z:
h t t p : / / w w w. c a n d l e p o w e r f o r u m s . c o m / v b / s h o w t h r e a d . p h p ? 2 6 0 8 1 6 - M C E-RGBW-LED.
Příloha B: R GB W L E D
Pohled na RGBW LED v konstrukčním provedení SMD
Zdroj:
CREE
Optoelectronics
MC-E
[online].
©
RGBW 2012
on
[cit.
Star
PCB.
2012-05-20].
LED-TECH: Dostupné
h t t p : / / w w w. l e d - t e c h . d e / e n / H i g h - P o w e r - L E D s - C r e e / C R E E - M C - E S e r i e s / C R E E - M C - E - R G B W - o n - S t a r - P C B - LT - 1 5 7 3 _ 1 2 0 _ 1 3 3 . h t m l .
z:
Příloha C: Konstrukce 5mm LED diody
Detailní pohled na 5mm LED diodu
Zdroj: LED dioda. LED-TECH: Optoelectronics [online]. 2012 [cit.
2012-05-20].
Dostupné
http://home.zcu.cz/~houlec/www/htm/LED.htm.
z:
Příloha D: Ve l i k o s t n í t yp y S MD L E D
Ve l i k o s t n í t yp y S M D L E D p o d l e t y p u p a t i c e o d v ý r o b c e Cree
Zdroj: LEDmania
Cree
odhaluje
[online].
XM-L
2 0 0 7 - 2 0 11
LED
[cit.
s
účinností
2012-05-20].
až
160lm/W.
Dostupné
h t t p : / / w w w. l e d m a n i a . c z / l e d - t e c h i n f o / c r e e - o d h a l u j e - x m - l e d - s u c i n n o s t i - a z - 1 6 0 l m w.
z:
Příloha E: L a s e r o vá d i o d a
Modrá laserová dioda používaná například v optických mechanikách
Zdroj: Laserová dioda. Optoelektronické prvky [online]. 2012 [cit.
2012-05-20].
Dostupné
http://home.zcu.cz/~houlec/www/htm/LD.htm
z:
Příloha F: Stupnice CRI
Stupnice CRI – určuje kvalitu vyzářeného světla
Zdroj: CRI Chart. Lightbulbsdirect [online]. © Copyright 2012 [cit.
2012-05-20].
Dostupné
h t t p : / / w w w. l i g h t b u l b s d i r e c t . c o m / p a g e / 0 0 1 / C T G Y / C R I .
z:
