Від червоних контрольних ламп до складних технологій освітлення – світловипромінюючі діоди зазнали швидкого розвитку та поширення за короткий проміжок часу. Маленькі світлодіодні кристали у формі точок тепер доступні у широкій різноманітності форм та кольорів. Завдяки численним перевагам, серед яких, зокрема, досяжна висока світловіддача при низькому споживанні енергії, світловипромінюючі діоди завойовують усі галузі світлотехніки. Через війну колишні джерела світла дедалі частіше замінюються світлодіоди.
У світлодіодах світло виробляється шляхом електролюмінесценції неорганічних напівпровідникових кристалів. При подачі електричної напруги вони збуджуються та випускають електромагнітне випромінювання, наприклад, у вигляді світла. З електричної точки зору світлодіод є pn-перехід, тобто діод, що працює в прямому напрямку. При переході електронів утворюється видиме світло діапазоні довжин хвиль від 400 нм до 780 нм. Колір світла залежить від легування pn-переходу іншими елементами.
Світлодіодний кристал зазвичай має площу менше 2x2 мм і впаюється в поглиблення на металевій несучій пластині, яка також є катодом. Тонка сполучна дріт (часто із золота) на поверхні кристала забезпечує анодне з'єднання. Несуча пластина також служить для відведення теплових втрат, що виникають, до радіатора. Покриваюча лінза фокусує світло, що виникає.
Розвиток технології світлодіодного освітлення
Швидкий технічний прогрес вражаючий. Після винаходу першого червоного світлодіода в 60-х роках він спочатку використовувався як контрольна лампа в електричних пристроях, а також в приладових панелях або для підсвічування дисплеїв. Завдяки наступним систематичним дослідженням з використанням покращених напівпровідникових матеріалів, на ринку з'явилися продукти з дедалі більшою продуктивністю та ефективністю, незабаром також зелені, помаранчеві та жовті. Білі світлодіоди є найскладнішими у виробництві. З середини 90-х років стало можливим змішувати кілька монохроматичних чіпів основних кольорів червоного, зеленого та синього у потрібному співвідношенні або використовувати сині світлодіоди для збудження люмінофорів із жовто-зеленим спектральним діапазоном. В обох випадках результатом є білий колір. З появою теплих білих світлодіодів та збільшенням світлової віддачі поширення світлодіодів як загальне освітлення також швидко зростає. Останніми роками світловіддача значно зросла.
Використання світлодіодів
Маленькі світлодіодні кристали можуть бути зібрані в різні форми і кольори, утворюючи плоскі модулі або стрічки. Вони дозволяють виробляти лампи, світильники, дисплейні панелі і екрани, що рухаються в закритих і відкритих приміщеннях, що раніше було немислимо. Найбільші виробники джерел світла випустили продукцію, яку можна вкрутити в цоколі для прямої заміни ламп розжарювання. Наприклад, 12-ватна світлодіодна лампа розжарювання, що димується, з яскравістю більше 800 люмен і теплим білим світлом може замінити 60-ватну лампу розжарювання. У разі так званих ретрофітних світлодіодних ламп існують конструкції, які можна відрізнити від звичайної лампи розжарювання загального призначення, оскільки колишні нитки розжарювання ламп розжарювання були відтворені ланцюжками мікросвітлодіодів.
Переваги і недоліки
Світлодіоди кращі завдяки дуже низькому енергоспоживання, їм потрібно приблизно на 80 відсотків менше електроенергії, ніж звичайним лампам розжарювання. Їхня енергоефективність і тривалий термін служби призводять до високої економічної ефективності, тому нові установки окупаються через короткий час, незважаючи на більш високі витрати на придбання. Залежно від типу та умов експлуатації виробники вказують на великий термін служби. Це означає, що після всіх годин роботи лампи, як і раніше, випромінюють не менше 70 відсотків залишкового світлового потоку.
Світлодіоди дають світло відразу після включення. Часте увімкнення та вимкнення не скорочує термін служби. За допомогою відповідної електроніки можна безперервно змінювати колір та регулювати яскравість світла. Це робить їх відносно простими у використанні таких концепцій освітлення, як аналог природного освітлення. Крім того, вони практично не випромінюють ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання, і тому можуть використовуватися для освітлення чутливих об'єктів. Невелика конструкція та нечутливість до ударів та вібрацій дозволяють не тільки використовувати найрізноманітніші варіанти розміщення світильників, але й створювати нові, наприклад, у текстилі.
При використанні світлодіодів низької якості виготовлення перенесення кольорів виходить поганий і неприродний. Світло здається холодним і некомфортним через обмежений частотний спектр. Але неприємний світловий ефект далеко не найбільший недолік світлодіодів. Це вплив на навколишнє середовище, починаючи з виробничого процесу, що забруднює навколишнє середовище.