tugas fisbang visual

lanjut ah, sekarang tugas mengenai keadaan visual atau pencahayaan

Topik : LED

LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronik yang tidak asing lagi di kehidupan manusia saat ini. LED digunakan pada televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk eksternal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya sebagai indikator bahwa sistem sedang berada dalam proses kerja, dan biasanya berwarna merah atau kuning. LED didefinisikan sebagai salah satu semikonduktor yang mengubah energi listrik menjadi cahaya. LED merupakan perangkat keras dan padat (solid-state component) sehingga unggul dalam hal ketahanan atau durability. LED memiliki berbagai kelebihan, yaitu :

· LED memiliki efisiensi energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain, dimana LED lebih hemat energi 80 % sampai 90% dibandingkan lampu lain.

· LED memilki waktu penggunaan yang lebih lama hingga mencapai 100 ribu jam.

· LED memiliki tegangan operasi DC yang rendah.

· Cahaya keluaran dari LED bersifat dingin atau cool (tidak ada sinar UV atau energi panas).

· Ukurannya yang mini dan praktis.

Dari semua keunggulan di atas, LED memiliki kelemahan, yaitu :

· Suhu lingkungan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gangguan elektrik pada LED.

· Harga LED per lumen lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain.

Kelemahan dari LED di atas yang menyebabkan masyarakat lebih memilih menggunakan cara penerangan biasa dengan lampu pijar maupun neon dibandingkan menggunakan LED.

Lampu Pijar (incandescent lamp) merupakan salah satu jenis lampu yang masih banyak digunakan di Indonesia terutama di kota-kota kecil sebab harganya yang paling murah di antara jenis lampu lain khusunya yang berbahan gas. Lampu pijar menggunakan filament tipis di dalam bola kaca yang hampa udara. Arus listrik mengalir dan memanaskan filament. Pada suhu yang sangat tinggi, cahaya akan berpijar pada filament tersebut. Apabila bohlam bocor dan oksigen menyentuh filament panas, reakis secara kimia akan terjadi sehingga lampu rusak dan tidak dapat digunakan lagi.Lampu pijar saat beroperasi lebih dari 90% energi yang dihasilkan berupa inframerah dan panas, selain itu usianya yang hanya 1000 jam. Jenis lampu lain yang banyak digunakan pada saat ini adalah lampu dengan bahan gas, umunya neon (fluorescent lamp). Lampu ini memerlukan uap merkuri untuk menghasilkan sinar ultraungu (UV light), kemudian diserap oleh fosfor yang melapisi bagian dalam kaca sehingga cahaya akan berpendar. Panas yang dihasilkan lampu jenis ini lebih sedikit daripada lampu pijar, namun masih ada energi yang hilang saat memproses sinar ultraungu menjadi cahaya kasat mata. Untuk saat ini, lampu neon termasuk kategori lampu hemat energi dan banyak dipakai di perumahan dan perindustrian. Lampu neon dapat berusia 10 ribu jam, sepuluh kali usia lampu pijar. Lampu pijar dan neon memilki dampak bagi lingkungan yang cukup berbahaya. Lampu pijar sangat boros dalam efisiensi energi dan cahayanya tidak cukup terang, sehingga di Negara maju lampu ini sudah ajrang digunakan. Kandungan merkuri pada lampu neon tidak baik bagi kesehata manusia maupun lingkungan, dan tingkat efisiensi energi yang rendah membawa pengaruh bagi pemanasan global.

Lampu pijar dan neon tidak dapat digunakan lagi setelah bohlamnya pecah, namun tidak demikian pada lampu LED. LED merupakan jenis solid-state lighting (SSL), artinya lampu yang menggunakan kumpulan LED, benda padat, sebagai sumber pencahayaannya sehingga tidak mudah rusak bila terjatuh atau bohlamnya pecah. Kumpulan LED diletakkan dengan jarak yang rapat untuk memperterang cahaya. Satu buah lampu ini dapat bertahan lebih dari 30 ribu jam, bahkan mencapai 100 ribu jam. LED memiliki 4 macam warna yang kasat mata, yaitu merah, kuning, hijau, dan biru. Untuk menghasilkan warna putih yang sempurna, spectrum cahaya dari warna-warna tersebut digabungkan, dengan cara yang paling umum yaitu penggabungan warna merah, hijau, dan biru, yang disebut RGB. Tabel di bawah ini merupakan penjelasan jenis LED beserta warna, arus dan tegangan maksimum forward bias, luminous intensity (dalam milicandela), panjang gelombang, dan viewing angle.

Keunggulan dan kelemahan lampu LED sama dengan yang terdapat pada LED, namun manfaatnya terasa dalam menekan pemanasan global dan mengurangi emisi karbon dunia. Lampu LED berasal dari bahan semikonduktor sehingga tidak diproduksi dari bahan karbon. Apabila lampu LED digunakan di seluruh dunia sebagai pengganti lampu neon dan pijar, maka total energi untuk penerangan dapat berkurang hingga 50%, dan selisih emisi karbon yang dihasilkan dunia bisa mencapai 300 juta ton per tahunnya. Faktor penting lainnya yang menjadi pertimbangan adalah masalah harga, namun saat ini sedang dikembangkan LED dengan harga yang murah.

Gambar 1 Struktur piranti OLED satu warna

Saat ini sedang dikembangkan piranti LED dengan desain menggunakan bahan organic yang disebut dengan OLED (Organic Light Emitting Diode) yang dapat menghasilkan pancaran cahaya dengan umur 6 hingga 10 ribu jam, bahkan telah mencapai 12 ribu jam yang dilakukan para peneliti di Cambridge Display Technology Ltd, Inggris. OLED berkembang cukup pesat, yang awalnya hanya dapat menghasilkan cahaya satu warna sekarang dapat mengeluarkan cahaya dengan dua atau lebih warna. Fenomena ini diperoleh dengan membuat variasi tegangan listrik yang diberikan kepada piranti tersebut, sehingga menuyebabkan OLED memilki prospek untuk menjadi piranti alternatif dalam teknologi tampilan panel datar (flat-panel) yang didasarkan pada Kristal cair (liquid crystal). Prinsip dasar dari piranti electroluminescent ini secara garis besar adalah piranti yang dapat mengeluarkan cahaya dengan warna berdasarlan panjang gelombang tertentu jika diberikan medan listrik. Bagian penting dari OLED adalah lapisan tipis (thin film) yang tersusun dari molekul-molekul organic / polimer yang berfungsi sebagai emitter (pemancar) cahaya dan lapisan elektroda yang disusun secara sandwich. Lapisan tipis bahan organik tersebut dapat dimendapkan dengan teknik yang sederhana seperti spin-coating, sementara itu untuk memendapkan lapisan elektroda digunakan teknik evaporation / sputtering. Lapisan elektroda dibuat dari bahan logam yang transparan atau semi-transparan seperti Indium Tin Oxide (ITO) atau aluminium (Al). Sifat transparan pada elektroda memungkinkan cahaya yang dihasilkan memancar keluar dari struktur piranti secara optimal.

Mekanisme dari cara kerja OLED adalah jika pada elektode diberikan medan listrik, fungsi erja dari elektroda negative (katoda) tersebut akan turun, sehingga electron-elektron dari katoda bergerak menuju pita konduksi di bahan organik. Akibatnya akan muncul hole di pita valensi. Sementara itu elektroda bermuatan positif (anoda) akan meng-injeksi hole untuk bergerak menuju pita valensi bahan organic, sehingga terjadi proses rekombinasi, electron akan turun dan bersatu dengan hole sambil memberikan kelebihan energi sebesar hv dalam

Gambar 2 Proses rekombinasi elektron-hole

bentuk foton cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Struktur piranti OLED yang sederhana seperti pada gambar 1 akan diperoleh satu jenis pancaran cahaya dengan panjang gelombang tertentu tergantung jenis bahan emitter yang digunakan.

Gambar 3 Skema daripada struktur piranti OLED Multi-Warna.

Piranti OLED yang dapat menghasilkan dua jenis pancaran warna cahaya, contohnya adalah piranti yang di-desain dengan menggunakan lapisanelektroda semi-transparan Mg-Al-ITO yang berfungsi sebagai lapisan untuk meng-injeksi electron bagi pancaran warna Biru, demikian juga sebagai lapisan untuk meng-injeksi hole bagi pancaran warna merah. Warna yang dihasilkan dari piranti tersebut dapat berubah secara kontinyu dari warna Biru ke Merah, sedangkan intensitas cahaya yang dihasilkan oleh tiap-tiap warna tidak bergantung kepada arus listrik yang diberikan. Piranti OLED yang dapay menghasilkan dua jenis pancaran warna dapat diperoleh dengan menggunakan satu lapisan bahan emitter yang diperoleh dengan mengatur polaritas medan listrik yang diberikannya, sedangkan intensitas cahaya yang dipancarkan dapat diubah dengan mengatur besarnya medan listrik. Desain piranti ini menggunakan lapisan bahan emitter pyridine-phenylene atau thiopene-phenylene yang diapit oleh lapisan bahan emeraldine base dan bahan sulfonate dari polyaniline. Seiring perkembangannya, sekarang ini telah dimungkinkan untuk membuat piranti OLED yang dapat menghasilkan tiga pancaran cahaya dengan warna Hijau, Biru, dan Merah dalam satu piranti, dimana strukur OLED hanya dengan satu bahan emitter dengan kombinasi berbagai bahan sehingga terjadi proses rekombinasi yang komplek di dalam variasi bahan yang diperginakan. Struktur tersebut yang mengakibatkan pancaran cahaya dari masing-masing warna dan juga dapat diperoleh cahaya sebagai hasil dari kombinasi ketiga warna yang ada. Ketebalan lapisan emitter cahaya Merah, Hijau, dan Biru masing-masing adalah 65 nm, sedangkan untuk lapisan yang lainnya ketebalan berkisar antara 10 nm – 65 nm. Efisiensi kuantum dari desain piranti OLED untuk masing-masing warna sebesar 1.6% (warna biru), 0.55% (warna hijau), dan 0.3% (warna merah).

Piranti OLED multi-warna yang ada sekarang ini masih ada sedikit kekurangan, yaitu intensitas cahaya dengan warna tertentu yang dihasilkannya belum cukup kuat atau terang, yang sampai saat ini masih menjadi bahan pemikiran para peniliti untuk dicari solusinya. Adanya penelitian yang berkesinambungan dan dilakukan secara komprehensif seperti yang dilakukan di berbagai pusat riset di negara-negara maju, maka akan dimungkinkan akan dapat diperoleh solusi dengan cepat. Faktor lain yang merupakan keuntungan dari desain piranti OLED adalah biaya operasional yang relative rendah serta proses fabrikasi yang relatf sederhana jika akan dibuat untuk kebutuhan komoditi. Oleh karena faktor tersebut, maka dapat diharapkan pengembangan teknologi piranti LED yang tidak hanya dibuat dengan bahan-bahan semikonduktor seperti GaN, gaAs, dan sebagainya dengan teknik pembuatan MOVCD atau CVD yang memerlukan biaya operasional yang tidak kecil. Teknologi seperti OLED cukup tepat dikembangkan di Indonesia karena realita pengembangan teknologi di Indonesia yang disesuaikan dengan kemampuan budget yang terbatas dengan upaya memperoleh hasil yang optimal. Pengembangan teknologi alternatif seperti tersebut dapat dijadikan salah satu bentuk upaya untuk mengejar ketertinggalan perkembangan teknologi yang ada agar tidak semakin jauh sehingga ketergantungan penggunaan suatu produk teknologi dari Negara industry maju dapat dikurangi.

Daftar Pustaka :

· http://netsains.com/2008/02/menekan-pemanasan-global-dengan-lampu-led/

· http://www.ledlightbulb.net/index.htm

· http://en.wikipedia.org

· http://www.lrc.rpi.edu

· http://www.elektroindonesia.com/elektro/elek13.html