Světelná reklama: LED či neon? | E15.cz

Světelná reklama: LED či neon?

Světelná reklama: LED či neon?
Světelná reklama: LED či neon?
• 

Miroslav Dočkal

S pokračujícím rozvojem LED diod se může zdát, že klasickým neonům definitivně odzvonilo. Skutečnost ale není tak jednoznačná.

Od doby, kdy si Georges Claude nechal roku 1915 v USA patentovat první skleněnou trubici s vakuem a stopovým množstvím vzácných plynů uvnitř, se přes jejich velkou popularitu nestala výroba neonů nikdy skutečně průmyslovým, masovým odvětvím. Jeho řemeslná, vysoce individualizovaná podstata se projevuje mimo jiné v tom, že nejen v Evropě, ale ani v USA neexistují v tomto oboru skutečně velké firmy, které by zaměstnávaly více než několik desítek pracovníků - a to přesto, že těch malých jsou třeba v USA tisíce. Z velikosti firem, ale i citlivosti velkých skleněných trubic na delší převozy pak plyne, že jde o firmy prakticky výlučně regionální.

Zcela jiná byla již od jejich objevu Nickem Holonyakem v USA v 60. letech minulého století situace LED, tedy elekobě troluminiscenčních diod. Těch se téměř okamžitě chopili velcí výrobci spotřební i průmyslové elektroniky. Zpočátku šlo zejména o signálky a kontrolky zařízení, s nízkým světelným výkonem i výdrží. Postupně ale velké investice do výzkumu i výroby začaly tato omezení odstraňovat, navíc klesly výrobní náklady. Do oboru vstoupili i velcí výrobci osvětlení, jako jsou General Electric, Philips nebo Osram.

Svítivost a barva světla

Jak si vedou neony ve srovnání s LED v základních optických charakteristikách, kterými jsou svítivost, emisní spektrum a barevná škála? Neonové trubice mohou dosáhnout téměř neomezené barevné škály, včetně různých „barevných teplot“ bílého světla, protože výslednou barvu lze ovlivnit každou ze tří složek: vzácným plynem, luminoforem (luminiscenčním práškem) i barvou samotné světelné trubice. Svítivost je přitom stejně intenzivní všemi směry, tedy v úhlu 360 stupňů, a v závislosti na tloušťce skla a napětí transformátoru činí 900-1300 lm/m.

LED diody, u nichž se světlo vytváří na zcela jiném principu díky polovodičům, mají barevné možnosti omezenější: mohou být modré, žluté, zelené, oranžové a červené. Jiné barvy jsou získávány překrytím barevnou čočkou, například bílá barva žlutou čočkou na modré diodě. Dnes jsou již výrobci schopni nabídnout bílou barvu v různých barevných teplotách, nejčastěji 3500 K, 4500 K, 6500 K („K“ označuje stupně Kelvina). To již umožnilo LED diodám nahrazovat klasické žárovky s typickou barevnou teplotou 4500 K, zatímco ještě před několika lety poskytovaly zmíněné barevné čočky na diodách jen „studenou“ bílou s barevnou teplotou 8000 K, nepříjemnou pro oči. (Dodejme, že mezi lidským vnímáním teplých a barevných odstínů bílé barvy a skutečnou teplotou je nepřímá úměrnost.) Úhel vyzařování diody je na rozdíl od neonu maximálně 150 stupňů, navíc s kolísající svítivostí podle směru, a bodovým charakterem světla. V nejjasnějším místě činí u současných diod asi 300-500 lm/m, je ovšem tlumena difrakčními panely. Dojem nepřerušované, plynulé světelné linky či plochy totiž musí být dotvořen krycím difrakčním (světlo rozptylujícím) panelem, například z plexiskla, s nutností přesně dodržet optimální hloubku umístění LED diod pod panelem a rozestupy mezi diodami.

Ekologičnost a spotřeba energie

Často se uvádí, že LED diody jsou ve srovnání s neony materiálově ekologičtější, protože neobsahují nebezpečnou rtuť. Dlužno ovšem dodat, že rtuť obsahují jen „neony“ s argonem určené pro aplikace na bázi modrého světla. „Skutečné“ neony, tedy trubice na bázi oranžovočerveného světla, s příměsí neonu místo argonu, se bez rtuti obejdou. Rovněž s ekologičností materiálů LED diod to není tak jednoduché. Podle výzkumu týmu Kalifornské univerzity pod vedením Oladele Ogunseitana na trhu USA, bylo v červeně svítících diodách v průměru osmkrát překročeno množství olova a šestkrát množství arzénu, v bílých diodách byl zase několikanásobek povoleného množství niklu a v zelených diodách sloučenin mědi.

Pokud jde o spotřebu energie, je poměrně obtížné získat srovnatelná data. Výrobci neonů například uvádějí, že 1 m trubice o průměru 15 mm v bílé barvě s barevnou teplotou 6500 K spotřebuje 15-20 W při proudu transformátoru 50 mA. Výrobci LED zase uvádějí, že bílé diody spotřebují na metr 10-15 W, z dat ale obvykle není jasné, zda jde o teoretickou diodu o dané délce nebo více diod a v jakých odstupech. Podle Lukasze Frankowského z polské společnosti Kapilar, která provedla srovnávací test na písmenech, jsou při stejné světelnosti LEDky o 30-60 % energeticky úspornější v závislosti na barvě a druhu diod.

Technické možnosti a omezení

Neonové trubice mají průměr 6-25 mm a délku až tři metry s elektrodami na každém konci k připojení ke zdroji elektrické energie. Trubice lze ohýbat pomocí plynového hořáku, což z nich umožňuje přímo vytvářet písmena, loga a další křivkové tvary. Nejmenší nápisy z neonů mají výšku kolem 3 cm a horní hranice neexistuje, protože neonové trubice lze zdvojovat nebo z nich vytvářet tzv. „neonové rastry“.

LED diody mají průměr 1-10 mm, pro jeho zvětšení se využívají čočky nebo seskupování více diod k sobě. Moduly složené z LED diod přímo z výroby mají délku od několika do několika desítek cm. Vzhledem k jejich velikosti lze LED aplikovat i v omezených prostorách.

Obě technologie umí vytvořit světelné efekty s RGB skládáním barev, zde je ovšem u neonů nutno použít difrakční panel, zatímco LED diody „umí“ tyto efekty díky své malé velikosti i bez difrakce a cena transformátorů přitom nehraje příliš roli. Sekvenční rozsvěcování a zhasínání jednotlivých prvků vyžaduje u neonů použití většího množství transformátorů.

Neony jsou náročnější na přípravu, výběr vhodných průměrů trubic apod. Samotné zhotovování neonů je specializovanou sklářsko-technickou prací a málokdo ji opravdu ovládá. Jednou ze závěrečných fází výroby je vyčištění vnitřku trubice elektrickým proudem, při kterém se trubice nahřeje až na 200 °C.

Neony musí používat speciální transformátory s napětím 1000 až 10 000 V a proudem 18-50 mA, což výrazně zvyšuje náklady instalace. Vzhledem k vysokému napětí se ovšem kontakty nemusí letovat a jsou vysoce stabilní vůči okolním vlivům, na elektrodách by měly být silikonové čepičky a vedení vysokého napětí by mělo být chráněno proti vlivu UV záření. Konečná montáž není problematická, musí být ale opatrná s ohledem na snadnou rozbitelnost skleněných trubic.

Životnost a servis

Životnost neonů je kolem 80 000 hodin, což při průměrných 4000 hodinách ročně činí dvacet let. Zvláště u argonových trubic je ale reálná životnost nižší, časem se snižuje jasnost některých částí a propalují se elektrody. Nejodolnější jsou transformátory: když jsou dobře namontovány a nepřehřívají se, přežijí i několik výměn trubic.

Výrobci LED garantují jejich životnost 50 000 hodin, tedy asi 12,5 roku za zmíněných podmínek, ale během této doby se může svítivost LED snížit až na polovinu. Životnost je dost závislá na napájecím zdroji, hlavně na jeho práci bez přepětí a s dobrým odvodem tepla.

Při poškození neonu v nějakém místě přestává svítit celý propojený segment (to může být část písmena, celé písmeno i celý nápis). Vada se pak lokalizuje například postupným připojováním tmavých částí k transformátoru. Výroba náhradního segmentu trvá několik dnů, pro opravu jsou tedy nutné dva výjezdy.

U LED diod je nízké napětí modulů 10-24 V je dost citlivé na vnější podmínky, vytvářejí se zde často „studené spoje“, zejména při použití rychlosvorek. Kontakty korodují hlavně u outdoorových aplikací. Díky nízkému napětí lze ovšem vadné diody či jiné části měnit i pod napětím.

Na jedno písmeno velikosti 50 cm je potřeba stovek LED diod. Pokud jsou použity samostatné diody, množství kontaktů, paralelních a sériových zapojení a nízké napětí 3 V způsobuje, že je výsledek potřeba dlouho ladit. Výrazně jednodušší je použití hotových modulů, kdy pracnost plyne pouze z jejich většího počtu, protože většina modulů má délku jen několik cm.

Místo pro obě technologie

Jak je z předchozího přehledu vidět, neony i LED diody mají své slabé i silné stránky. Kdybychom je měli vtěsnat do jedné věty, zněla by asi takto: neony lze více individualizovat, LED diody mohou zase využít výhod masové produkce.

Autor: Miroslav Dočkal
 
Newsletter
Využijte služby
zasílání zpráv do vaší
e-mailové schránky!