Bedrijf toont siliciumwafers met leds

Een Brits bedrijf heeft een methode ontwikkeld om leds direct op siliciumwafers te produceren. Naar eigen zeggen is het bedrijf het eerste dat erin geslaagd is galliumnitride-leds op wafers te produceren.

De leds die het Britse bedrijf Plessey Semiconductor kan produceren, zijn nog niet de high-end leds die in lampen gebruikt worden. De kleine ledjes moeten op termijn echter wel bruikbaar zijn voor led-gloeilampen, maar vooralsnog hebben ze een lichtopbrengst van slechts 2 lumen. Daarmee zouden ze vooral geschikt zijn voor signaallampen of als achtergrondverlichtingsbron. De leds zouden echter wel vrij eenvoudig gemaakt kunnen worden en goedkoper zijn dan vergelijkbare producten, die op siliciumcarbid- of saffierwafers gemaakt worden. Die wafers vergen een galliumnitridelaagje van acht tot negen micrometer, terwijl de siliciumwafers een laagje van 2,5 micrometer nodig hebben.

De Britten produceren hun leds bovendien op 6"-wafers, terwijl de andere methodes van 2"- of 4"-wafers gebruikmaken. Dat levert meer leds per wafer op, wat volgens Plessey vijftig tot tachtig procent lagere kosten oplevert. De productie zou nog geschaald kunnen worden naar 8"-wafers, wat een verdere kostenreductie zou betekenen. In de fabrieken van het bedrijf kunnen momenteel maandelijks zo'n 500 wafers, goed voor zeven miljoen leds, geproduceerd worden. Met meer productielijnen en grotere wafers zou dat aantal in de toekomst eenvoudig vertienvoudigd kunnen worden.

De techniek om galliumnitride op siliciumwafers aan te brengen werd aan de Cambridge-universiteit ontwikkeld. De kristalstructuur van beide halfgeleiders verschilt, waardoor het lastig is de materialen samen te brengen. De Cambridge-spin-off die de nieuwe wafers vercommercialiseerde, werd in maart 2012 door Plessey overgenomen. In de loop van 2013 moeten de lichtopbrengsten van de leds verhoogd worden van de huidige 2 naar ongeveer 150 lumen. Het bedrijf wil daarmee goedkope, felle leds leveren voor de verlichting van huizen, auto's, gebouwen en wegen.

Reacties (21)

[skatebiker]

Nee candela is absolute lichtintensiteit, lumen is per 3D stralinghoek. Een lichtbron van een candela die in alle richtingen straalt, straalt dus 4*pi = 12.57 lumen uit.

http://en.wikipedia.org/wiki/Lumen_(unit)
http://en.wikipedia.org/wiki/Candela

[Reactie gewijzigd door skatebiker op 26 juli 2024 08:55]

[knirfie244]

Je begrijpt het toch echt vekeerd, Lumen is juist de totale hoeveelheid licht dat een lichtbron produceerd, Candela is het aantal lumen in een bepaalde stralingshoek (candela = lumen / stralingshoek uitgedrukt in steradiaal).

Dit is te zien aan de omrekening van Lumen <-> Cd.
• Een bron van 1 lumen met een stralingshoek van 1 steradiaal overeenkomt met 1 Cd.
• Een bron van 12,57 lumen die in alle richtingen schijnt komt ook overeen met 1 Cd.

De totale hoeveelheid licht bij de 2e bron is hoger, maar het aantal candela is gelijk.


Het plaatje op deze site laat goed zien wat de relatie tussen lumen, candela en lux is. Je kan ook de rest lezen voor een simpele uitleg ipv de te technische en vooral onduidelijke Wikipedia artikelen te proberen te begrijpen.

[Reactie gewijzigd door knirfie244 op 26 juli 2024 08:55]

[Juup]

1cd = 1lm/sr

Dus candela is per 3D stralinghoek, Lumen is de totale hoeveelheid licht die uit een bron komt.

[Astennu]

2 lumen is inderdaad niet veel. Maar die 150 is wel weer bruikbaar.
Ter vergelijking een 55 watt hallogeen lamp zit rond de 1500 lumen. Een 35watt Xenon lamp rond de 3500 lumen.

De wat fellere LED zaklampen met Cree leds zitten rond de 300 Lumen.

[Reactie gewijzigd door Astennu op 26 juli 2024 08:55]

[Cow86]

Sorry, maar 50W hallogeen lampen doen écht geen 1500 lumen...eerder 300-350. Heb hier in huis net 50W hallogeen spots vervangen met 5W LED spots, die doen 270 lumen. 150 lumen is dus zeker wel bruikbaar ook, slaapkamer of zo...of in grotere aantallen ook de huiskamer

[Grrrrrene]

Ik heb toen ik de 4x50W halogeenspots op mijn studeerkamer eens opgezocht bij de fabrikant hoeveel lumen die leverden, maar dat was toch wel meer dan 300-350 (bijna 500)

1500 lumen is echt idioot veel licht hoor, leuk voor groot licht in je auto of als anti-inbraak spot in je achtertuin, maar ik zie in het interieur geen toepassingen

[Verwijderd]

Mijn elcheapo action ledlampjes van 3 euro doen 150 lumen wat vergelijkbaar zou moeten zijn met een peertje van 30 Watt terwijl het ledlamje zelf maar 3 Watt verbruikt.

Wanneer je dus die 1500 lumen (kort door de bocht) omrekend zou dat vergelijkbaar moeten zijn met 300 Watt aan gloeilampen.

Nou ben ik iemand die bij meer dan 100 Watt aan gloeilamp licht in een woonkamer het al niet meer gezellig vind. 300 Watt is daarom achterlijk veel licht.

Mijn action ledlampje bevat overigens heel veel ledjes (+/- 30 stuks) dus zelfs de magere opgegeven wafer 2 lumen p.s. zouden nog steeds X 30 stuks 60 lumen kunnen opleveren.

@redtails hieronder:
Dus jij betwijfelt (lees gokt) maar wat en op basis daarvan zou ik de vermeldde lichtopbrengst door 10 moeten delen ?

Ze geven echt een enorme bak licht. Wanneer ik er een 40 watt gloeilamp naast zet geven deze 3 Watt ledlampjes ruim meer licht. Eerder meer licht dan minder dus.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 26 juli 2024 08:55]

[redtails]

Als die "150 lumen" op de verpakking stond van jouw el cheapo ding, dan moet je de geraporteerde hoeveelheid even delen door 10, dan heb je de echte lichtopbrengst

Betwijfel namelijk ten zeerste dat dat realistische getallen zijn.

[Grrrrrene]

Een factor 10 is overdreven, maar wat veel led-lampen doen is de hoeveelheid licht verdelen over een veel kleiner oppervlak, waardoor het toch fel lijkt. En inderdaad, veel (niet alle) no-name fabrikanten overdrijven de lumen vaak

[PepijnK]

@Cow86 ik denk dat Astennu zich baseert op cijfers van autoverlichting. De meer premium H4 lamp (bijv Philips of Osram +80%) zitten voor het grootste deel tussen de 1500-1900 lumen.
Een standaard el-cheapo H4 doet al 800-1100 lumen.

[Kevinp]

3500 Lumen met 35 watt, daar zou ik wel eens een officieel linkje van willen zien. Ik heb een zeeaquarium en mijn lampen 175 watt LED per stuk. Ca 6 maanden oud, destijds met de nieuwste cree leds. Leverd op 10 cm van de lamp (boven water) zo'n 2000 par op. Nu weet ik dat deze niet direct gerelateerd zijn. Maar wanneer het 3500 lumen zou zijn dan zou dit wel vaker gebruikt worden.

anyhow Leds zijn vaak toch erg fel, meestal omdat je gewoon erg veel licht van een klein put uit hebt.

[ToFast]

Die xenon van 35watt in autos levert een behoorlijke bak licht anders, zullen je vissen vast niet blij mee zijn..

[PepijnK]

3500 Lumen met 35 watt, daar zou ik wel eens een officieel linkje van willen zien. Ik heb een zeeaquarium en mijn lampen 175 watt LED per stuk. Ca 6 maanden oud, destijds met de nieuwste cree leds. Leverd op 10 cm van de lamp (boven water) zo'n 2000 par op. Nu weet ik dat deze niet direct gerelateerd zijn. Maar wanneer het 3500 lumen zou zijn dan zou dit wel vaker gebruikt worden.

anyhow Leds zijn vaak toch erg fel, meestal omdat je gewoon erg veel licht van een klein put uit hebt.

http://www.osram.com/osra...narc-silverstar/index.jsp

kijk maar in de Technical Data, daar geeft Osram zelf een Luminous Flux van 3200lm op.

[FreezeXJ]

De beetje pittige zaklampen doen nu 1000 lumen (XM-L en XM-L2 enzo), en als je wilt en er degelijke batterijen tegenaan gooit kan 2k+ ook prima (SST 90 en soortgenoten). Echter blijft de efficiacy rond de 150 lumen/Watt liggen (tegenover ver onder de 50 voor gloeilampen, en 100-ish voor halogenen), dus het kost ook meer batterijen

150 lumen is overigens absoluut wel bruikbaar, sterker nog, omdat deze LEDs zo klein zijn kun je er 10 van op het oppervlak van een gloeilamp-peertje proppen, en ben je alsnog klaar.
Als de productiekosten (die nu nog steeds flink omlaag gaan omdat de intensiteit per oppervlak omhoog gaat, en de verpakking efficienter werkt) nog lager worden, vermoed ik dat powerLEDS bijna gratis gaan worden...

[skrall]

De eenheid lumen is misschien niet voor iedereen bekend... Het heeft te maken met de lichtsterkte en de hoek waaronder licht uitgestraald wordt.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Ledlamp

[FreezeXJ]

Lumen is de totale hoeveelheid licht, jij bent misschien in de war met candela, wat lichtintensiteit per oppervlakte is.

[edit] Zoals Cow86 en Skatebiker al vermeldden zat ik er ook naast... candela is inderdaad per steradiaal, terwijl lux per m^2 is. Als je beide over een bol integreert kom je wel weer op je lumen uit, maar de berekening is in alle gevallen anders.

[Reactie gewijzigd door FreezeXJ op 26 juli 2024 08:55]

[Kevinp]

Maar leuk 150 lumen. Maar totaal nutteloos als dat 100 kw/h aan stroom kost.

ik ga er vanuit dat het 150 lumen/watt is. Dus bij een 10 watt LED zo'n 1500 Lumen. Waarmee ze gelijk komen met bv de Philips leds.

[mad_max234]

Maar leuk 150 lumen. Maar totaal nutteloos als dat 100 kw/h aan stroom kost.

ik ga er vanuit dat het 150 lumen/watt is. Dus bij een 10 watt LED zo'n 1500 Lumen. Waarmee ze gelijk komen met bv de Philips leds.

Als led 150lm verbruikt bij 1w, zal die nooit 1500lm verbruken bij 10w. Mag je blij zijn met 1000 a 1100lm. Leds worden minder efficent naar maten je ze meer belast. Uiteraard gaat het alleen op bij singel die, ga je 10 x 1w leds gebruiken dan zal je wel de 1500lm halen.

Cree heeft goede led datasheets waar ze 10w leds(bijvoorbeeld de xml-2) op verschillende sterkt laten branden en testwaarde erbij zetten, en bij 1w en 10w zit groot verschil.

[Cow86]

En jij bent dan weer wat in de war met lux (lumen per m2), candela is lumen per steradiaal Dat het allemaal door elkaar gebruikt wordt maakt het niet minder verwarrend, zeker daar candela en lumen niet zo makkelijk in elkaar om te rekenen zijn.

[Verwijderd]

Vergeet iedereen hier de beste toepassing voor deze techniek?
Uiteraard het produceren van computerchips die werken op basis van zichtbaar licht.
De voordelen zijn voor de hand liggen, minder warmteproductie, hogere snelheden etc.

[Verwijderd]

Ik denk dat het niet gaalbaar, tegen de tijd dat ze eindelijk weten hoe ze dat voor elkaar kunnen krijgen. Is de rest van de wereld al overgestapt naar koolstof of DNA processors... met een beetje geluk zelfs met kwantumprocessors