O que é um LED? Entenda como funciona essa tecnologia de iluminação

O termo LED significa “Light Emitting Diode” (Diodo Emissor de Luz, em português). Esse componente converte eletricidade em luz, e consome menos energia do que fontes de iluminação tradicionais, como lâmpadas incandescentes e fluorescentes.

Histórico e aplicações

A história do LED começa em 1927, quando o cientista russo Oleg Lesev publicou as primeiras teorias que levariam ao diodo emissor de luz. No entanto, o primeiro LED com luz visível foi apresentado somente em 1962, por Nick Holonyak.

Em 1964, a IBM passou a usar LEDs em computadores. Mas o componente só ganhou escala industrial com o surgimento do LED azul nos anos 1980 e 1990. Logo depois vieram os diodos de luz branca, que levaram às lâmpadas de LED.

Hoje, a tecnologia é empregada em dispositivos como semáforos, relógios e calculadoras, além de servir de backlight (luz de fundo) para TVs e monitores de vídeo. Também há LEDs do tipo infravermelho, usados em câmeras, alarmes, e controles remotos.

Como funcionam os LEDs

A estrutura básica de um LED é composta por dois terminais semicondutores chamados ânodo e cátodo. Esses componentes ficam dentro de cápsulas com formatos e tamanhos variados. LEDs para lâmpadas têm entre 3 e 10 milímetros.

O LED gera luz a partir do princípio da eletroluminescência, que ocorre quando os terminais são submetidos a uma corrente elétrica. No processo, os elétrons que estavam em um terminal se recombinam em lacunas no outro, emitindo fótons (pacotes de energia que compõe a luz).

As cores dos LEDs dependem dos materiais semicondutores usados:

• Vermelho: arsenieto de gálio e alumínio;
• Amarelo: fosfato de alumínio, índio e gálio;
• Verde: fosfato de gálio;
• Azul: nitreto de gálio.

A combinação de materiais também determina o tipo de LED. Os LEDs comuns costumam ter revestimento de plástico ou resina opaca para gerar uma distribuição difusa de luz. Já LEDs com alta intensidade de brilho têm encapsulamento transparente e estrutura que direcionam a luz para a frente.

LED como backlight

Os termos TV de LED e monitor de LED referem-se a dispositivos com tela LCD retroiluminada por LED. A iluminação de fundo (backlight) é necessária para reproduzir as imagens, pois os cristais líquidos que formam o LCD não emitem luz própria.

LED vs CCFL

As vantagens no uso de LED em relação às lâmpadas fluorescentes (CCFL), que aparecem em telas LCD antigas ou de baixo custo, são:

• Melhor reprodução de cores
• Maior nível de brilho
• Menor tempo de resposta
• Maior ângulo de visão
• Menor espessura
• Maior durabilidade
• Menor consumo de energia

Arranjos de LED

Os LEDs que formam um backlight podem ser organizados em três arranjos distintos: Edge-Lit, Direct-Lit e Full-Array. Essa configuração tem impacto na tecnologia local dimming, que tenta melhorar tons escuros em TVs LCD.

O arranjo Edge-Lit distribui os LEDs somente nas bordas da tela, enquanto o Direct-Lit o faz por todo o painel. O arranjo Full-Array é uma evolução do Direct-Lit, pois faz a distribuição usando um número muito maior de LEDs. Isso resulta em níveis incrementados de brilho e contraste.

MiniLED

A tecnologia MiniLED utiliza LEDs em miniatura e em grande quantidade para aumentar o controle sobre a luz da tela. Para isso, os miniLEDs são agrupados em zonas. Elas são sincronizadas com o conteúdo exibido de modo que cada ponto do visor receba luz na medida certa.

É possível encontrar backlight de MiniLED em linhas de TVs como LG QNED e Samsung Neo QLED.

LED display

LED display é o nome que se dá às telas que usam LEDs para formar os pixels. O diodo emissor de luz atua tanto na iluminação quanto na formação da imagem no visor, logo, não é preciso existir uma camada de backlight ou de cristais líquidos no equipamento.

O primeiro dispositivo com LED display foi criado pela HP em 1968. Mas a tecnologia ganhou escala comercial somente em 2012, quando a Sony lançou as TVs Crystal LED. Elas substituem o painel LCD por LEDs RGB (vermelho, verde, azul) para formar os pixels. Hoje, painéis Crystal LED são usados como telões.

LED display vs LCD

Um display de LED propriamente dito tem maior custo de fabricação do que o LCD, o que tende a afetar diretamente a comercialização em massa e o preço de venda de dispositivos que utilizam a tecnologia.

No entanto, as vantagens do LED display sobre o LCD são:

• Preto profundo: LEDs são controlados individualmente, de modo que é possível desligar apenas aqueles que correspondem a pontos escuros da imagem.
• Melhor ângulo de visão: quando formados por LEDs com alta intensidade de brilho, painéis do tipo podem até ser usados para exibir informações ao ar livre.
• Distribuição de luz uniforme: LEDs podem ser ativados em regiões específicas, aumentando a precisão de cores e melhorando a qualidade de imagem.
• Maior vida útil: de acordo com a Samsung, um LED display tem vida útil de até 100.000 horas (cerca de 10 anos), enquanto telas LCD duram aproximadamente 50.000 horas (ou 5 anos).

Evoluções da tecnologia

O MicroLED é uma evolução sofisticada do LED. Painéis do tipo têm milhões de LEDs microscópicos que formam os pixels. Como os microLEDs emitem luz e constituem a própria tela, não é preciso haver um backlight. A Samsung é a marca que mais aposta na tecnologia.

Outra tecnologia avançada que parte do LED é a Quantum Dot Nanorod LED (QNED), criada pela Samsung. Uma tela do tipo é feita de nanobastões que abrigam LEDs com tamanho de nanômetros. A tecnologia não deve ser confundida com as TVs LG QNED, que são baseadas em LCD.

Perguntas frequentes