Saat pasar pencahayaan LED global melonjak menuju pertumbuhan yang belum pernah terjadi sebelumnya, didorong oleh inovasi teknologi dan praktik energi berkelanjutan, industri ini berada di garis depan revolusi pencahayaan.
Artikel ini membahas lebih mendalam mengenai manfaat penting, aplikasi, dan signifikansi pasar dari teknologi LED, serta menawarkan analisis komprehensif yang dirancang bagi para profesional B2B yang ingin memanfaatkan potensi transformatif dari sektor yang berkembang pesat ini.
Daftar Isi
Ukuran pasar dan titik pertumbuhan
Parameter dasar LED
Perkembangan terbaru
Kesimpulan
Ukuran pasar dan titik pertumbuhan
Pasar pencahayaan LED global mencapai USD 814.8 miliar pada 2023 dan diproyeksikan tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) sebesar 11.0% dari tahun 2023 hingga 2030.
Menurut laporan industri LED terbaru oleh TrendForce, pasar LED global diperkirakan akan kembali tumbuh pada tahun 2024, dengan output yang diantisipasi sebesar USD 130 miliar dan tingkat pertumbuhan tahunan sebesar 3%.
Diproyeksikan akan mengurangi konsumsi energi industri pencahayaan hingga 30% pada tahun 2030, teknologi LED menjadi landasan praktik energi berkelanjutan, dengan potensi untuk secara signifikan mengubah lanskap pencahayaan masa depan di AS dan di seluruh dunia.
Saat kita menatap tahun 2035, LED diperkirakan akan mendominasi pasar pencahayaan, dengan proyeksi penghematan energi setara dengan output lebih dari 92,000 megawatt pembangkit listrik setiap tahunnya, menunjukkan peran pentingnya dalam konservasi dan efisiensi energi.
Pertumbuhan ini terutama didorong oleh pemulihan bertahap permintaan pasar di bidang-bidang seperti lampu dan tampilan otomotif, lampu umum, tampilan LED, LED UV/inframerah, dan kemajuan teknologi LED Mikro yang diterapkan pada perangkat tampilan besar dan jam tangan.
Lebih jauh lagi, para pelaku pasar menawarkan beraneka ragam produk LED seperti strip LED, bohlam LED, dan lampu tabung LED untuk menyasar berbagai audiens potensial, sehingga mendukung pertumbuhan industri pencahayaan LED.
Di sektor otomotif, ada peningkatan permintaan yang signifikan untuk layar LED, terutama didorong oleh kemajuan teknologi canggih seperti lampu depan adaptif, lampu belakang Mini LED, lampu belakang tipe tembus, pencahayaan sekitar, dan layar lampu latar Mini LED. Diproyeksikan bahwa nilai pasar LED otomotif akan mencapai USD 3.4 miliar tahun ini.
Selain itu, teknologi Micro LED secara bertahap akan diterapkan di berbagai bidang seperti lampu baca interior, tombol putar, dan layar transparan, dengan perluasan lebih lanjut diharapkan ke layar head-up dan layar jendela mobil pada tahun 2026-2027.
Di pasar UV LED, produsen terus memperkenalkan produk sterilisasi dan pemurnian berdaya tinggi, yang diharapkan secara bertahap merambah pasar peralatan rumah tangga dan sterilisasi air yang dinamis mulai paruh kedua tahun ini hingga 2026. Dibandingkan dengan lampu UV tradisional, UV LED menawarkan masa pakai produk yang lebih panjang dan desain optik yang lebih sederhana, sehingga menarik perhatian luas.
Bidang pencahayaan pertanian juga menyaksikan kemajuan pesat dengan menurunnya biaya produk pencahayaan tanaman, yang menyebabkan meningkatnya permintaan di negara-negara Eropa Tengah dan Timur seperti Republik Ceko dan Polandia.
Pada saat yang sama, investasi dalam teknologi pencahayaan tanaman sedang meningkat di Asia dan wilayah lintang tinggi di Eropa Utara, yang bertujuan untuk mengurangi dampak jangka panjang musim dingin terhadap pasokan pangan. Pada tahun 2024, hal ini diharapkan dapat mendorong pertumbuhan signifikan di pasar LED untuk pencahayaan tanaman.
Parameter dasar LED
Untuk memahami LED secara menyeluruh, kita perlu mulai dengan memeriksa parameter listriknya, batasan aplikasinya, dan indikator yang relevan untuk perlengkapan pencahayaan. Ini akan membantu pengecer memilih opsi yang tepat untuk berbagai aplikasi.
Parameter listrik LED pada tingkat mikroskopis
1. Distribusi spektral dan panjang gelombang puncak: Cahaya yang dipancarkan oleh LED bukanlah panjang gelombang tunggal; melainkan terdiri dari berbagai panjang gelombang, dengan satu panjang gelombang (λ0) memiliki intensitas maksimum, yang dikenal sebagai panjang gelombang puncak.
2. Intensitas cahaya (IV): Ini merujuk pada intensitas cahaya yang dipancarkan oleh LED, biasanya diukur dalam arah normal (atau sepanjang sumbu untuk LED silinder). Ini dinyatakan dalam candela (cd) ketika intensitas radiasi dalam arah itu adalah 1/683 W/sr.
3. Lebar pita spektral (Δλ): Ini melambangkan kemurnian spektrum LED, yang menunjukkan pemisahan antara dua panjang gelombang yang sesuai dengan setengah intensitas puncak.
4. Sudut setengah intensitas (θ1/2) dan sudut pandang: θ1/2 mengacu pada sudut antara arah setengah nilai intensitas dan sumbu emisi (arah normal) LED.
5. Arus operasi maju (IF): Ini adalah nilai arus maju saat LED memancarkan cahaya secara normal. Demi keselamatan, arus aktual (IF) harus di bawah 0.6IFm.
6. Tegangan operasi maju (VF): Tegangan operasi yang ditentukan dalam lembar data diperoleh pada arus maju tertentu. Biasanya diukur pada IF=20mA dan berkisar antara 1.4 hingga 3V untuk LED.
Parameter batas aplikasi terkait LED
1. Disipasi daya yang diizinkan (Pm): Nilai maksimum diperoleh dengan mengalikan tegangan DC maju di terminal LED dengan arus yang melewatinya. Melebihi nilai ini dapat menyebabkan panas berlebih dan kerusakan pada LED.
2. Arus DC maju maksimum (IFm): Arus DC maju maksimum yang diizinkan. Melebihi nilai tersebut akan mengakibatkan kerusakan dioda.
3. Tegangan balik maksimum (VRm): Tegangan balik yang diizinkan berada dalam kisaran maksimum. Melebihi nilai ini dapat menyebabkan kerusakan pada LED.
4. Lingkungan operasi (topm): Kisaran suhu di mana LED dapat beroperasi secara normal. Pengoperasian di bawah atau di atas kisaran suhu ini akan mengurangi efisiensi secara signifikan.
Indikator terkait perlengkapan LED
1. Efikasi bercahaya: Ini adalah rasio fluks bercahaya bersih (dalam lumen) yang dipancarkan oleh perlengkapan terhadap daya masukan (dalam watt) yang diukur dalam lm/W. LED putih dingin dengan suhu warna 5000K atau lebih tinggi biasanya memiliki efikasi bercahaya yang lebih tinggi.
2. Indeks Rendering Warna (CRI): Ini mencirikan kemampuan merender warna objek oleh sumber cahaya dibandingkan dengan sumber cahaya referensi standar (cahaya siang atau lampu pijar). CRI yang lebih tinggi berarti kemampuan merender warna yang lebih baik.
3. Suhu Warna Berkorelasi (CCT): Ia merujuk kepada penampakan warna cahaya yang dipancarkan oleh suatu sumber dibandingkan dengan radiator benda hitam pada suhu tertentu, diukur dalam satuan Kelvin (K).
Klasifikasi LED mencakup berbagai aspek
1. Berdasarkan warna emisi: Merah, jingga, hijau, biru, dan lain sebagainya, bahkan beberapa LED berisi chip dua atau tiga warna.
2. Berdasarkan karakteristik permukaan emisi: Lingkaran, persegi, persegi panjang, pemancar permukaan, pemancar samping, dll.
3. Berdasarkan distribusi sudut intensitas cahaya: Tipe direktivitas tinggi, standar, dan terdifusi.
Dari segi struktur, LED tersedia dalam berbagai jenis, seperti enkapsulasi epoksi, enkapsulasi epoksi berbahan dasar logam, enkapsulasi epoksi berbahan dasar keramik, dan enkapsulasi kaca. Selain itu, LED dapat diklasifikasikan menjadi kecerahan biasa dan kecerahan sangat tinggi berdasarkan intensitas cahaya dan arus operasi.
Untuk pengujian, LED biasa biasanya dapat diuji karakteristik kelistrikannya menggunakan multimeter, sementara LED inframerah memerlukan perangkat fotosensitif tambahan untuk pengujian karena cahaya inframerah tidak terlihat oleh mata manusia.
| bahan LED | Rumus kimia | Warna |
| Aluminium galium arsenida, Galium arsenida, Galium arsenida fosfida, Indium galium fosfida, Aluminium galium fosfida (seng oksida terdoping) | AlGaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP:ZnO | Merah dan inframerah |
| Aluminium galium fosfida, Indium galium nitrida/gallium nitrida, Galium fosfida, Indium galium aluminium fosfida, Aluminium galium fosfida | InGaN/GaN, GaP, AlGaInP, AlGaP | hijau |
| Aluminium indium fosfida, Galium arsenida, Fosfida, Indium galium aluminium fosfida, Galium fosfida | GaAsPAlGaInP, AlGaInP, GaP | Kecerahan tinggi oranye-merah, oranye, kuning, hijau |
| Galium arsenida fosfat | GaAsP | Merah, oranye, kuning |
| Fosfida galium, Selenida seng, Indium galium nitrida, Silikon karbida | GaP ZnSe InGaN SiC | Merah, kuning, hijau |
| Gallium nitrida | Gan | Hijau, hijau zamrud, biru |
| Indium galium nitrida | Di GaN | Dekat UV, biru-hijau, biru |
| Silikon karbida | SiC | biru |
| Silikon (sebagai substrat) | Si | biru |
| Safir (sebagai substrat) | Al2O3 | biru |
| Seng selenida | ZnSe | biru |
| Diamond | C | Sinar ultraviolet |
| Aluminium nitrida, aluminium galium nitrida | AlGaN AlGaN | Panjang gelombangnya adalah cahaya ultraviolet dari jauh ke dekat |
Perkembangan terbaru
Area aplikasi yang berbeda
Perbandingan teknologi: LED dan OLED adalah dua teknologi tampilan yang banyak digunakan dengan karakteristik berbeda, yang menyebabkan perbedaan dalam area aplikasinya.
Layar LED banyak digunakan pada papan reklame luar ruangan, layar besar, dan tempat-tempat tertentu karena kecerahannya dan daya tahannya, sehingga lebih unggul di lingkungan terang.
Di sisi lain, layar OLED banyak digunakan pada perangkat kecil dan elektronik konsumen seperti ponsel pintar, tablet, dan televisi. Desain yang sangat tipis dan kualitas gambar yang sangat baik pada layar OLED menjadikannya pilihan utama untuk produk elektronik kelas atas.
Teknologi tampilan generasi berikutnya
Micro-LED menawarkan resolusi tinggi, konsumsi daya rendah, kecerahan tinggi, kontras tinggi, saturasi warna cerah, waktu respons cepat, profil tipis, dan masa pakai panjang. Ia mengonsumsi daya hingga 10% dari daya LCD dan 50% dari daya OLED, menjadikannya sebagai teknologi tampilan generasi berikutnya yang diantisipasi oleh industri.
Mirip dengan LED, Micro-LED memiliki struktur semikonduktor khas yang terdiri dari bahan semikonduktor celah pita langsung. Chip semikonduktor terdiri dari semikonduktor tipe-P yang didominasi lubang dan semikonduktor tipe-N yang didominasi elektron. Ketika arus mengalir melalui chip melalui konduktor, elektron didorong ke arah wilayah P, tempat elektron bergabung kembali dengan lubang, memancarkan energi dalam bentuk foton.
Panjang gelombang utama spektrum Micro-LED adalah sekitar 20nm sinar ultraviolet, yang menawarkan saturasi warna yang sangat tinggi. Dibandingkan dengan perangkat LED tradisional, Micro-LED baru telah menyusut dari ukuran tipikal 300-1000 mikrometer menjadi 1-100 mikrometer, yang memungkinkan kuantitas integrasi yang lebih tinggi pada area chip yang sama. Karena karakteristik pemancar cahaya bawaan LED, Micro-LED secara signifikan meningkatkan efisiensi konversi cahaya ke listrik, yang memungkinkan desain tampilan hemat energi atau kecerahan tinggi.
Micro-LED melibatkan penipisan, miniaturisasi, dan penataan struktur LED, dengan dimensi sekitar 1-100 mikrometer. Selanjutnya, Micro-LED dipindahkan secara massal ke substrat sirkuit, yang dapat kaku atau fleksibel dan transparan atau buram. Terakhir, proses pengendapan fisik digunakan untuk melengkapi lapisan pelindung dan elektroda atas, yang memungkinkan enkapsulasi substrat atas.
Perusahaan rintisan layar Micro LED asal AS, Q-Pixel, telah mengumumkan keberhasilan pengembangan layar Micro LED matriks aktif beresolusi tertinggi di dunia. Layar ini memiliki kerapatan piksel hingga 6800 PPI, dengan dimensi 1.1 cm * 0.55 cm dan resolusi 3K * 1.5K.
Ekspansi ke area aplikasi lainnya
Selain inovasi teknologi, perluasan LED ke area aplikasi lain sudah dapat diperkirakan. Potensi penyesuaian warna LED yang independen memungkinkan penyesuaian kinerja emisi sesuai dengan berbagai kebutuhan. Pencahayaan kontrol spektral tersebut dapat beradaptasi dengan respons fisiologis manusia, dengan pencahayaan LED intensif yang memiliki dampak yang semakin meningkat di bidang medis, membantu meningkatkan fokus atau tidur, meredakan ketegangan otot, atau mengobati penyakit kulit.
Selain itu, pencahayaan solid-state dengan panjang gelombang tertentu diharapkan dapat merangsang fotosintesis dan mengoptimalkan pertumbuhan tanaman rumah kaca. Dengan pengembangan berkelanjutan dalam hal efektivitas biaya dan kinerja di bidang LED, kami siap memperoleh manfaat dari produk LED baru.
Kesimpulan
Teknologi LED telah sangat meningkatkan berbagai aspek kehidupan kita, menghasilkan pangsa pasar yang besar dan aplikasi yang luas. Kemajuan terkini juga menunjukkan potensinya yang sangat besar di berbagai sektor seperti perawatan kesehatan dan pertanian. Perkembangan terbaru teknologi Micro-LED berkembang pesat dan siap untuk lebih memperkaya kehidupan kita.
Tulisan blog ini juga menyediakan pemahaman mendasar dan menyeluruh tentang prinsip-prinsip di balik pencahayaan LED dan parameter utama yang perlu dipertimbangkan saat memilih produk terkait, seperti efikasi cahaya, tampilan warna, dan suhu warna, yang penting untuk memilih opsi terbaik di pasaran bagi pembeli Anda.
