Alla scoperta della meravigliosa tecnologia dietro ai faretti Led

I faretti Led sono un prodotto relativamente recente, ma la cui tecnologia è in continua evoluzione. La ricerca costante di processi produttivi sempre più efficienti ha fatto sì che il prezzo delle lampadine Led scendesse moltissimo nel corso degli ultimi anni, tanto da diventare una possibilità anche per la normale illuminazione casalinga.

Se sei curioso di sapere quale sia la tecnologia alla base dei faretti Led da illuminazione, in questo articolo parleremo dei motivi un po’ più tecnici che sono alla base del loro funzionamento.

Cos’è un Led?

Innanzitutto il termine Led è un acronimo di Light Emitting Diode, che può essere tradotto in italiano come diodo ad emissione luminosa.

Il nome riassume sia la struttura del Led, sia la sua funzione. Si tratta, infatti, di piccoli diodi, ossia elementi semiconduttori costituiti da due parti, una “drogata” positivamente ed una negativamente.

Con drogaggio s’intende un trattamento del materiale grezzo (ad esempio il silicio) mirato all’alterazione della struttura cristallina, così da sbilanciare il contenuto delle cariche all’interno. Uno dei metodi utilizzati è, ad esempio, quello di riscaldare il semiconduttore fino a raggiungere una temperatura vicina al proprio punto di fusione, il tutto all’interno di un ambiente tale da introdurre atomi esterni all’interno della struttura cristallina, sbilanciandone l’equilibrio.

Subendo una scarica elettrica, la parte negativa e quella positiva si scambieranno elettroni per bilanciare tale squilibrio. A seguito di questo movimento di cariche, si ha la naturale emissione di un fotone: la luce Led.

I Led in ambito commerciale

Fin dalla loro scoperta, fu evidente la grande possibilità di sviluppo, ma lo scoglio maggiore da superare era proprio il costo elevato, che arrivava ad essere anche di centinaia di dollari per un singolo Led.

Inizialmente furono prodotti dei Led rossi, utilizzando gallio, arsenico e fosforo, ma essi venivano utilizzati solamente per segnali luminosi e segnaletica stradale, ma non ancora nell’illuminazione domestica, per la quale era necessario ottenere una luce bianca.

Il punto di svolta fu la scoperta di un metodo per ottenere una luce blu-violetta nel 1972, da cui ottennero anche la formula per realizzare un Led verde. Con questi tre “tasselli” fu, poi, possibile aprire la strada ai primi fotodiodi di colore bianco, benché fossero ancora di bassa qualità.

Il colore bianco venne ottenuto, quindi, sommando i tre Led: rosso, blu e verde. La luce bianca, infatti, non è altro che la somma di tutte le bande di emissione nello spettro del visibile, di conseguenza l’utilizzo dei tre diversi Led consentiva di ottenere già un buon risultato riguardo la tonalità emessa.

Un metodo ancora più raffinato fu quello di utilizzare Led blu ad alta intensità ed uno strato di fosforo, in modo che dall’interazione di questi due elementi si generasse un fascio di luce gialla. In questo modo con tre Led era possibile generare 4 diversi colori: rosso, verde, blu, giallo. La somma dei 4 è sufficiente ad ottenere una luce bianca di buona qualità.

Il ruolo della grande industria

A causa dell’evidente importanza in ambito commerciale, fin dal momento della scoperta non fu soltanto la ricerca pubblica ad interessarsi allo sviluppo della tecnologia Led, ma anche le aziende private.

Proprio l’interesse commerciale ha portato all’implementazione di nuovi metodi produttivi i quali, nel corso del tempo, hanno abbassato i costi di produzione fino a portarli ad essere competitivi rispetto alle lampadine a risparmio energetico o alogene.

Attualmente ci siamo allontanati molto dai primi Led, arrivando a realizzare faretti Led dimmerabili (ad intensità variabile), RGB (che consentono di cambiare colore) o che permettono di regolare intensità e temperatura della luce bianca. Tutto ciò è stato ottenuto ingegnerizzando il Led stesso, in modo da dosare la quantità dei singoli elementi luminosi (i singoli colori che compongono la luce bianca).

Considerando lo sviluppo attuale, i faretti Led rappresentano la migliore soluzione sia per quanto riguarda l’illuminazione domestica, sia quella pubblica ed industriale.