LEDy (light-emitting diodes), znane również pod bardziej znaną angielską nazwą LED (skrót od light-emitting diode), to prawdziwi niedoceniani bohaterowie w świecie elektroniki. Pełnią dziesiątki różnych funkcji i są obecnie stosowane w prawie każdym urządzeniu elektronicznym. Na przykład wyświetlają symbole na podświetlanych panelach, przekazują informacje z pilota do odbiornika sygnału, oświetlają domy, czy informują o aktualnym stanie urządzenia. Zebrane razem zielone, czerwone i niebieskie diody LED mogą tworzyć obraz na ogromnym ekranie telewizora lub sterować ruchem na światłach.
Świeci, ale nie nagrzewa
Zasadniczo diody LED to tylko miniaturowe żarówki, które idealnie pasują do każdego obwodu elektrycznego. Ale jednocześnie nie mają żarnika, który jest obowiązkowy dla konwencjonalnych lamp, w wyniku czego nie nagrzewają się zbytnio. Światło emitowane przez diody LED wynika wyłącznie z ruchu elektronów w półprzewodniku, więc mają one taką samą żywotność jak konwencjonalny tranzystor.
Porównując zasoby zdrowotneLED i żarówki, to LED ma tysiące godzin więcej. Małe diody LED zastąpiły tubusy oświetlające ekrany LCD o wysokiej rozdzielczości, dzięki czemu są znacznie cieńsze.
Skąd wzięło się to dziwne światło?
Bez zagłębiania się w gąszcz procesów fizycznych, zobaczmy, co sprawia, że dioda LED świeci.
Światło to forma energii wydzielana przez atom, składająca się z wielu małych paczek cząstek o energii i pędzie, zwanych fotonami. Powstają, gdy elektrony przemieszczają się z odległej orbity na bliższą. Im większa odległość przebyta przez elektron, tym większa energia emitowanego przez niego fotonu, który charakteryzuje się wyższą częstotliwością. Ta częstotliwość jest dokładnie odpowiedzialna za długość fali światła, która określa kolor promieniowania. Na przykład atomy w standardowej diodzie krzemowej są ułożone w taki sposób, że elektron pada na stosunkowo niewielką odległość. W efekcie częstotliwość fotonów jest tak niska, że jest niewidoczna dla ludzkiego oka – znajduje się w podczerwonej części widma światła. Oczywiście niekoniecznie jest to zła rzecz: diody LED na podczerwień są idealne w szczególności do pilotów.
Podświetlane na czerwono diody LED otwierają część promieniowania świetlnego widoczną dla ludzi i są już w stanie, na przykład, podświetlać liczby w zegarkach elektronicznych. W zależności od materiałów użytych w diodach LED można je skonfigurować do świecenia w podczerwieni,ultrafiolet i wszystkie kolory widma widoczne między nimi.
Dwa z klatki piersiowej, identyczne z twarzą
Krótko po pojawieniu się czerwonej diody LED pojawiły się diody LED o innych kolorach. Niemal natychmiast zaczęto je łączyć, umieszczając je w jednej skorupie. Dwukolorowa dioda LED to urządzenie z dwoma wyprowadzeniami, w którym w jednej obudowie zainstalowane są równolegle dwie przeciwbieżnie skierowane diody o różnej barwie promieniowania. W takim przypadku kolor będzie zależał od polaryzacji napięcia dostarczanego do urządzenia.
Czerwono-zielone diody LED są szeroko stosowane jako wskaźnik gotowości urządzenia do pracy (czerwony włączony – wyłączony, zielony – włączony).
Na świecie nie ma perfekcji, czyli kilka niedociągnięć idealnego źródła światła
Oczywiście technologia LED jest nadal niedoskonała. Wadą jest ich podatność na wysokie temperatury. Zbyt duży przepływ prądu i wynikające z tego przegrzanie obwodu LED powoduje trwałe wypalanie, często określane jako topienie LED. Ponadto diody LED oparte na zaawansowanych materiałach półprzewodnikowych były do niedawna zbyt drogie, aby mogły być wykorzystywane jako naturalne oświetlenie. Ale od 2000 roku, wraz z uruchomieniem masowej produkcji, cena diod LED spadła kilkakrotnie i stała się współmierna do kosztów konwencjonalnych lamp, a biorąc pod uwagę długą żywotność, jasne światło, przyjazność dla środowiska i niesamowitą wydajność energetyczną, zastosowanie Diody LED stały się bardziej ekonomiczną opcją oświetlenia dlaw domu.
Wielka i straszna czerwona latarnia
Zastanówmy się bardziej szczegółowo, gdzie używana jest czerwona dioda LED. Słusznie można ją uznać za „starszego brata” w rodzinie diod LED, choćby dlatego, że była to pierwsza dioda LED działająca w widmie promieniowania widzialnego. Oczywiście wcześniej niż inni zaczęli go używać do potrzeb praktycznych, a przede wszystkim zwracać uwagę w przypadku awarii sprzętu. Zgadzam się, gdy zamiast jednolitego dudnienia silnika czerwona dioda miga rytmicznie, podświetlając jedną lub drugą ikonę na panelu ulubionego samochodu lub ukochanej pralki, to przynajmniej powoduje to uczucie lekkiego niepokoju. Tak, to właśnie w celu ostrzeżenia o takich sytuacjach awaryjnych ten rodzaj wskaźnika jest najczęściej używany.
Tajemnica czerwieni
Kolor czerwony ma najdłuższą długość fali i jest odpowiednio najmniej podatny na rozpraszanie, jest widoczny z najdalszych odległości. Dlatego nie dziwi fakt, że migająca czerwona dioda LED jest szeroko stosowana do świateł awaryjnych i alarmowych. Ponadto poziom zużycia energii elektrycznej przez diody o tej barwie jest najniższy spośród wszystkich innych diod w widmie widzialnym, co zapewnia maksymalny czas pracy zastosowanego urządzenia oświetleniowego.
Czerwone diody LED są zwykle używane tam, gdzie istnieje potrzeba intensywnego światła, które nie przeszkadza innym osobom. Na przykład preferowane są w teatrze, kinie i do czytania map astronomicznych. Czerwone światło nie jestobciąża oczy, przyczyniając się do lepszego rozszerzenia źrenic oraz pozwala doskonale widzieć odblaskowe obiekty.
A technologie LED znalazły godne zastosowanie dla ogrodników. Niebieskie światło stymuluje początkowy wzrost rośliny, a zastosowanie czerwonych diod LED poprawia kwitnienie i zawiązywanie owoców. Tutaj diody LED są bezkonkurencyjne, ponieważ emitując ogromną ilość światła, nie przegrzewają się i nie wysuszają powietrza, w przeciwieństwie do innych rodzajów lamp, które mogą zaszkodzić przyszłym uprawom.
Im dalej, tym bardziej „wspaniale”
Zastąpienie starych żarówek diodami LED to tylko wierzchołek góry lodowej, historia LED dopiero się zaczyna. Dzięki nowym rozwiązaniom rozwiązania LED wkraczają w nowe horyzonty, które wcześniej były dla nich niedostępne. Najbardziej prawdopodobnym kierunkiem rozwoju są organiczne diody elektroluminescencyjne, czyli OLED.
Materiały organiczne użyte do produkcji tych półprzewodników są plastyczne, co pozwala dziś na budowanie elastycznych źródeł światła, a nawet wyświetlaczy. Wygląda na to, że technologia OLED utoruje drogę następnej generacji telewizorów i smartfonów. W końcu naprawdę wygodnie jest zdjąć telewizor ze ściany, zwinąć go do tuby i zabrać ze sobą, na przykład do wiejskiego domu.
Trudno powiedzieć, w jakim kierunku pójdzie technologia LED w przyszłości, ale jedno jest pewne – nie będzie powrotu do żarówki Edisona.
