Tecnologia LED

O termo “LED” é a abreviação de “Light Emitting Diode” (Diodo Emissor de Luz). Esse componente é capaz de converter eletricidade em luz e tem um consumo de energia menor em comparação com fontes de iluminação convencionais, como lâmpadas incandescentes e fluorescentes.

Histórico e Aplicações
A história do LED remonta a 1927, quando o cientista russo Oleg Lesev apresentou as primeiras teorias que eventualmente levaram ao desenvolvimento do diodo emissor de luz. Contudo, apenas em 1962, Nick Holonyak apresentou o primeiro LED que emitia luz visível.
Foi somente em 1964 que a IBM começou a usar LEDs em computadores, mas o componente só ganhou destaque na indústria com o advento do LED azul nos anos 1980 e 1990. Posteriormente, surgiram os diodos de luz branca, que possibilitaram a criação das lâmpadas de LED.
Atualmente, essa tecnologia é empregada em dispositivos como semáforos, relógios, calculadoras e também como luz de fundo (backlight) para TVs e monitores de vídeo. Além disso, existem LEDs infravermelhos utilizados em câmeras, alarmes e controles remotos.

Funcionamento dos LEDs
A estrutura básica de um LED é constituída por dois terminais semicondutores chamados de ânodo e cátodo, e esses elementos são alojados em cápsulas de diversos formatos e tamanhos. LEDs usados em lâmpadas têm um tamanho entre 3 e 10 milímetros.
A luz em um LED é gerada através do princípio da eletroluminescência, que ocorre quando os terminais são submetidos a uma corrente elétrica. Nesse processo, elétrons de um terminal recombinam-se com lacunas no outro, emitindo fótons (unidades de energia que compõem a luz).
A cor do LED depende dos materiais semicondutores utilizados:
– Vermelho: arsenieto de gálio e alumínio;
– Amarelo: fosfato de alumínio, índio e gálio;
– Verde: fosfato de gálio;
– Azul: nitreto de gálio.
A combinação desses materiais também determina o tipo de LED. LEDs convencionais costumam ter revestimento de plástico ou resina opaca para difundir a luz. Por outro lado, LEDs de alta intensidade de brilho possuem encapsulamento transparente e uma estrutura que direciona a luz para frente.

LED como Backlight
Os termos “TV de LED” e “monitor de LED” referem-se a dispositivos com telas LCD retroiluminadas por LEDs. Essa iluminação de fundo (backlight) é fundamental para exibir imagens, uma vez que os cristais líquidos que compõem o LCD não emitem luz por si mesmos.
Comparado com as lâmpadas fluorescentes (CCFL) usadas em telas LCD antigas ou de baixo custo, o uso de LEDs oferece várias vantagens:
– Reprodução de cores mais precisa;
– Maior brilho;
– Tempo de resposta reduzido;
– Maior ângulo de visão;
– Menor espessura;
– Maior durabilidade;
– Consumo de energia inferior.

Arranjos de LEDs
Os LEDs usados para backlight podem ser organizados em três tipos de arranjo: Edge-Lit, Direct-Lit e Full-Array. A configuração escolhida afeta a tecnologia de local dimming, que busca melhorar as áreas escuras em TVs LCD.
O arranjo Edge-Lit posiciona os LEDs apenas nas bordas da tela, enquanto o Direct-Lit os distribui por todo o painel. Já o arranjo Full-Array é uma evolução do Direct-Lit, usando um maior número de LEDs para distribuição. Isso resulta em um aumento do brilho e contraste.

MiniLED
A tecnologia MiniLED emprega uma grande quantidade de LEDs em miniatura para um controle mais preciso da luz da tela. Os miniLEDs são organizados em zonas que se sincronizam com o conteúdo exibido, assegurando que cada ponto do display receba a quantidade adequada de luz.
Essa abordagem é utilizada em linhas de TVs como a LG QNED e a Samsung Neo QLED.

LED Display
O termo “LED display” refere-se a telas que usam LEDs para formar os pixels. Os LEDs não apenas iluminam, mas também constituem a imagem no visor, eliminando a necessidade de uma camada de backlight ou cristais líquidos.
Embora o primeiro dispositivo com LED display tenha sido criado pela HP em 1968, a tecnologia só ganhou escala comercial em 2012, quando a Sony lançou as TVs Crystal LED. Essas telas substituem o painel LCD por LEDs RGB (vermelho, verde, azul) para formar os pixels. Atualmente, os painéis Crystal LED são usados como telões.

Comparação entre LED Display e LCD
Embora o LED display tenha custo de fabricação mais elevado do que o LCD, suas vantagens incluem:
– Melhor reprodução de tons escuros: os LEDs podem ser controlados individualmente, permitindo que apenas os necessários para pontos escuros da imagem sejam desligados.
– Ângulo de visão aprimorado: quando usados LEDs de alta intensidade de brilho, esses painéis podem ser usados para exibir informações externamente.
– Distribuição uniforme de luz: LEDs podem ser ativados em áreas específicas, melhorando a precisão das cores e a qualidade da imagem.
– Maior vida útil: a Samsung afirma que um LED display pode durar até 100.000 horas (cerca de 10 anos), enquanto telas LCD têm aproximadamente 50.000 horas de vida útil (ou 5 anos).

Evoluções Tecnológicas
O MicroLED representa uma evolução avançada do LED, com milhões de LEDs microscópicos formando os pixels. Como os microLEDs emitem luz e compõem a própria tela, não é necessário um backlight. A Samsung é uma das marcas que lideram nessa tecnologia.
Outra inovação tecnológica é o Quantum Dot Nanorod LED (QNED), desenvolvido pela Samsung. Esse tipo de tela é construído com nanobastões que abrigam LEDs de tamanho nanométrico. Essa tecnologia difere das TVs LG QNED, que se baseiam em LCD.