Kvantprickar ger mjukt LED-ljus

Optiska filter med kvantprickar – bitar av halvledarmaterial med diameter på några få nanometer – kan förändra karaktären hos ljus från lysdioder, exempelvis från kallvitt till något som upplevs som varmt och mjukt med god färgåtergivning. Tekniken används av amerikanska QD Vision.

Trots framsteg hos lysdiodstillverkarna går det faktiskt fortfarande inte att framställa rent vita lysdioder. För att få vitt ljus måste man därför antingen använda lysdioder med flera olika färger och blanda deras ljus, eller ta en blå lysdiod och lägga på en fosforblandning som emitterar gult ljus vilket skapar ett vitt sken. Men att få det vita skenet uniformt över hela det synliga spektrumet är snudd på omöjligt – det brukar bli större eller mindre gap i det gröna eller röda spektrumet vilket leder till att ljuset uppfattas om kallt, eller blåaktigt.

– Det går inte att exakt skräddarsy fosfor överallt i det synliga spektrumet, säger Dan Button, vd på amerikanska QD Vision, till tidningen Technology Review.

Lösningen, enligt Dan Button, är att använda ett optiskt filter, en plastkåpa, med en beläggning av så kallade kvantprickar. Dessa är minimala bitar av halvledande material som när de blir belysta av en ljuskälla avger ljus vars färg avgörs av prickens storlek. En tvånanometersprick ger blått ljus, en fyrnanometers ger grönt, och en sexnanometers ger rött. Genom att styra och blanda prickarnas storlek i beläggningen så kan önskade egenskaper på ljuset uppnås, skriver Technology Review.

QD Design använder tekniken i en glödlampsersättare, en modul med vanlig glödlampssockel fylld av lysdioder och kylflänsar på baksidan, se bilden. Enligt företaget ger modulen ljus med ett CRI (färgåtergivningsindex) på 90, jämfört med 70 från lysdioderna utan filtret. Solen har ett CRI på 100 och glödlampor strax därunder.

Filtret stjäl förstås en del ljus, så modulen ger inte mer än 65 lumen per watt. De bästa lysdioderna på marknaden ligger kring 100 lumen per watt, och på forskningslabben har en del tillverkare nått över 130 lumen per watt. En vanlig glödlampa emitterar runt 15 lumen per watt, och en så kallad lågenergilampa (som därtill innehåller kvicksilver) ligger kring det dubbla.

Företaget Nexxus ska börja sälja en lampa byggd på modulen, en produkt som enligt Technology Review blir den första konsumenttillämpningen av kvantprickar. Priset är dock högt – lampan kostar strax under 100 dollar, omkring 800 kronor, när den lanseras i handeln. Enligt Nexxus ger det en återbetalningstid på drygt sju år, om man räknar in den lägre strömförbrukningen och de glödlampor som skulle gått åt under den tiden.