História da Luz LED: conheça a origem e evolução do uso do LED na humanidade. Veja aqui o guia completo sobre Manutenção de ecrãs LED.
A iluminação LED é uma das tecnologias mais revolucionárias do último século. Hoje, está presente em praticamente todos os sectores da sociedade, desde as lâmpadas residenciais até televisores ultrafinos e sistemas de iluminação pública.
Em Portugal, a transição para o LED tem sido particularmente importante: milhares de lares substituíram lâmpadas incandescentes e fluorescentes por LED, e muitos municípios já implementaram iluminação pública LED, reduzindo custos e consumo energético. Mas, para compreender a verdadeira importância desta inovação, é necessário recuar no tempo e perceber a origem da luz LED, quem inventou esta tecnologia, como funciona o processo de geração de luz LED e também como surgiram as lâmpadas e televisores LED que utilizamos actualmente.
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1. O que é LED?
A sigla LED significa Light Emitting Diode ou Díodo Emissor de Luz. Trata-se de um semicondutor que emite luz visível quando a electricidade passa por ele.
O LED funciona com base num fenómeno chamado electroluminescência, em que electrões em movimento dentro do semicondutor libertam energia em forma de fotões. Essa tecnologia garante baixo consumo, maior durabilidade e resistência, tornando-se muito mais vantajosa do que lâmpadas incandescentes ou fluorescentes.
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2. A descoberta da electroluminescência
A eletroluminescência (EL), ou a geração de luz pela excitação elétrica de fósforos emissores de luz, existe há muitos anos. A eletroluminescência foi observada pela primeira vez em carboneto de silício (SiC) pelo Capitão Henry Joseph Round em 1907. Round relatou que uma luz amarela era produzida quando uma corrente elétrica passava por um detetor de carboneto de silício. Funcionário da Marconi Company e assistente pessoal de Guglielmo Marconi, Round foi um inventor por direito próprio, com 117 patentes em seu nome até ao fim da sua vida.
A observação seguinte registada de eletroluminescência de grande importância ocorreu na época da Segunda Guerra Mundial, embora tenham surgido vários relatos de trabalhos realizados nesta área durante as décadas de 1920 e 1930. Em 1936, George Destriau observou novamente que a eletroluminescência podia ser produzida, desta vez, a partir de pó de sulfureto de zinco (ZnS), após a aplicação de uma corrente elétrica, produzindo luz. Dizia-se que foi Destriau quem primeiro cunhou a palavra “electroluminescência” para se referir ao fenómeno que observou. Destriau, que trabalhava nos laboratórios de Madame Marie Curie em Paris (os Curie foram pioneiros no campo da luminescência devido às suas pesquisas com rádio), publicou um relatório com as suas descobertas.
Durante a Segunda Guerra Mundial, foi realizada uma quantidade considerável de investigação com fósforos em ligação com o trabalho em displays de radar (que mais tarde beneficiaria a indústria televisiva sob a forma de tubos de raios catódicos melhorados). As pesquisas durante a guerra incluíram também trabalhos sobre a deposição de películas condutoras transparentes para descongelar os pára-brisas dos aviões. Este trabalho tornaria possível, mais tarde, toda uma geração de novos dispositivos eletrónicos.
Na década de 1950, a GTE Sylvania queimou vários revestimentos, incluindo fósforos EL, em pesadas placas de aço para criar lâmpadas EL de cerâmica. Durante este período, a maioria das pesquisas centrou-se nos fósforos EL em pó para obter lâmpadas brilhantes que exigiam o mínimo de energia e tinham uma vida útil potencialmente longa. O financiamento para investigação foi reduzido quando se verificou que a vida útil dos produtos era muito curta (aproximadamente 500 horas).
As primeiras estruturas de EL de película fina foram fabricadas no final da década de 1950 por Vlasenko e Popkov. Estes dois cientistas observaram que a luminância aumentava acentuadamente nos dispositivos de EL quando utilizavam um filme fino de sulfureto de zinco dopado com manganês (ZnS:Mn). A luminância era muito maior nos dispositivos de EL de película fina (TFEL) do que naqueles que utilizavam substâncias em pó. No entanto, estes dispositivos ainda eram pouco fiáveis para uso comercial.
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Várias grandes empresas americanas também realizavam pesquisas sobre ELDs na década de 1970, incluindo: IBM, GTE, Westinghouse, Aerojet General e Rockwell. Todas estas empresas perceberam que os ELD tinham potenciais vantagens em relação à tecnologia LCD existente nas seguintes áreas: contraste, multiplexagem e ângulo de visão.
O problema mais importante a resolver antes do início da produção em massa de ELDs era aumentar a fiabilidade da pilha de filmes finos de EL. Como os dispositivos operavam a níveis de campo muito elevados — cerca de 1,5 MV/cm — havia uma elevada probabilidade de falha, especialmente se a uniformidade da pilha fosse insuficiente. A Sharp, a Tektronix e a Lohja Corporation, na Finlândia, conseguiram resolver este problema entre 1976 e 1983, utilizando abordagens ligeiramente diferentes.
A introdução no mercado, em 1985, dos computadores portáteis Grid e Data General com ecrãs EL da Sharp e da Planar, respetivamente, ajudou a construir as bases para a nascente indústria dos computadores portáteis, numa altura em que os LCD não tinham brilho nem contraste suficientes para serem utilizados em produtos comerciais. Os ELD monocromáticos da Planar e da Sharp utilizavam uma camada de fósforo feita de sulfureto de zinco dopado com manganês (ZnS:Mn). Estas telas emitiam uma cor âmbar (amarelo-alaranjado) brilhante, mas também agradável à vista.
- 1907 – Henry Joseph Round observa pela primeira vez o fenómeno em cristais de carboneto de silício.
- 1927 – Oleg Losev, cientista russo, desenvolve os primeiros LEDs rudimentares.
- 1962 – Nick Holonyak Jr., nos EUA, cria o primeiro LED visível (vermelho).
- 1972 – George Craford desenvolve o LED amarelo e aperfeiçoa os LEDs vermelhos.
- 1993 – Shuji Nakamura cria o LED azul de alto brilho, permitindo a produção de LEDs brancos.
- 2014 – Nakamura recebe o Prémio Nobel da Física pelo seu contributo.
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3. Como funciona a luz LED?
Os LEDs funcionam através de um processo chamado eletroluminescência, em que uma corrente elétrica atravessa um chip semicondutor, fazendo com que os eletrões libertem energia sob a forma de luz. Este chip possui uma camada semicondutora do tipo p (positiva) e uma do tipo n (negativa). Quando é aplicada uma corrente, os eletrões movem-se da camada do tipo n para preencher “buracos” na camada do tipo p na junção e, ao fazê-lo, emitem fotões, ou partículas de luz.
O LED gera luz a partir de semicondutores como arsenieto de gálio e nitreto de gálio.
- A electricidade atravessa o díodo.
- Electrões e lacunas combinam-se.
- Essa recombinação liberta energia em forma de fotões (luz).
- A cor depende do material semicondutor utilizado.
É este processo que permite obter LEDs vermelhos, verdes, azuis e, através da combinação, luz branca de alta intensidade.
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4. A evolução da lâmpada LED
As primeiras lâmpadas LED comerciais surgiram nos anos 2000, inicialmente caras, mas rapidamente se tornaram acessíveis.
Em Portugal, a adoção foi acelerada por duas razões principais:
- Poupança na factura de electricidade: uma lâmpada LED consome até 80% menos energia do que uma incandescente.
- Incentivos à eficiência energética: programas como o PPEC (Plano de Promoção da Eficiência no Consumo de Energia Eléctrica) e iniciativas municipais de modernização da iluminação pública ajudaram a difundir a tecnologia.
Hoje, uma lâmpada LED de qualidade pode ultrapassar 25.000 horas de vida útil, significando menos trocas, menos resíduos e mais poupança.
5. A chegada da TV LED
As TVs LED são, na realidade, uma evolução das TVs LCD. Em vez das antigas lâmpadas fluorescentes traseiras, utilizam ecrãs de LEDs como fonte de iluminação. Veja a diferenças entre ecrãs de LED e LCD.
As vantagens foram enormes:
- Maior contraste e brilho.
- Ecrãs mais finos e leves.
- Consumo energético até 40% inferior em comparação com LCDs convencionais.
- Melhor reprodução de cores.
Em Portugal, as primeiras TVs LED começaram a popularizar-se no final da década de 2000 e hoje dominam o mercado, com versões avançadas como OLED e MiniLED a liderarem as preferências dos consumidores.
6. O impacto do LED em Portugal
A implementação do LED trouxe benefícios directos para famílias, empresas e municípios:
- Redução de custos de electricidade: segundo a ADENE (Agência para a Energia), a substituição integral de lâmpadas incandescentes e fluorescentes por LED pode representar uma poupança anual de até 90€ por agregado familiar.
- Iluminação pública eficiente: cidades como Lisboa, Porto, Braga e Faro já substituíram milhares de luminárias por LEDs, conseguindo reduções de consumo energético superiores a 60%.
- Sustentabilidade: menos consumo de energia significa menor emissão de CO₂, ajudando Portugal a atingir as metas de eficiência energética estabelecidas pela União Europeia.
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7. O futuro do LED
Em Portugal, o futuro aponta para uma utilização ainda mais inteligente e eficiente do uso da luz LED e do LED e geral:
- Iluminação pública inteligente, com sensores de movimento e regulação automática de intensidade.
- MicroLED e OLED em televisores de última geração, garantindo qualidade de imagem incomparável.
- Integração em casas inteligentes, com controlo remoto via smartphone ou sistemas de automação.
- Aplicações médicas em hospitais portugueses, como terapias de luz para tratamentos dermatológicos.
Conclusão
O LED representa não só uma tecnologia, mas também uma revolução no campo energético e visual.
Em pouco mais de cem anos, passou de uma simples observação de laboratório à principal fonte de luz do planeta.
Em Portugal, a mudança para LED já é uma realidade em residências, empresas e vias públicas, resultando em economia, sustentabilidade e avanço tecnológico.
Desde a origem da luz LED, passando pela criação da lâmpada LED, até à popularização da TV LED, esta tecnologia continua a transformar o nosso dia-a-dia e a preparar o caminho para um futuro mais eficiente e inteligente. Precisando de manutenção de ecrãs de LED em Portugal?
Emílio Dantas é formado em engenharia eletrotécnica pela Universidade de Lisboa e possui um vasto curículo e experiência profissional em manutenção e reparos de ecrãs de LED, montagem e instalão.
