LED (Light Emitting Diode), svetelná dióda, je polovodičová súčiastka v pevnom skupenstve, ktorá dokáže premieňať elektrickú energiu na viditeľné svetlo. Dokáže priamo premieňať elektrinu na svetlo. Srdcom LED diódy je polovodičový čip. Jeden koniec čipu je pripevnený k držiaku, jeden koniec je záporný pól a druhý koniec je pripojený ku kladnému pólu napájacieho zdroja, takže celý čip je zapuzdrený epoxidovou živicou.
Polovodičový čip sa skladá z dvoch častí. Jedna časť je polovodič typu P, v ktorom dominujú diery, a druhý koniec je polovodič typu N, v ktorom dominujú elektróny. Keď sú však tieto dva polovodiče spojené, vytvorí sa medzi nimi PN prechod. Keď prúd pôsobí na čip cez vodič, elektróny sú tlačené do oblasti P, kde sa rekombinujú s dierami a potom emitujú energiu vo forme fotónov. Toto je princíp vyžarovania LED svetla. Vlnová dĺžka svetla, teda farba svetla, je určená materiálom, ktorý tvorí PN prechod.
LED dióda môže priamo vyžarovať červené, žlté, modré, zelené, oranžové, fialové a biele svetlo.
Spočiatku sa LED diódy používali ako svetelný zdroj pre indikátory prístrojov a meracích prístrojov. Neskôr sa rôzne svetlé LED diódy široko používali v semaforoch a veľkoplošných displejoch, čo prinášalo dobré ekonomické a sociálne výhody. Vezmime si ako príklad 12-palcovú červenú svetelnú signalizáciu. V Spojených štátoch sa ako svetelný zdroj pôvodne používala 140-wattová žiarovka s dlhou životnosťou a nízkou svetelnou účinnosťou, ktorá produkovala 2000 lúmenov bieleho svetla. Po prechode červeným filtrom je strata svetla 90 %, pričom zostáva iba 200 lúmenov červeného svetla. V novo navrhnutej žiarovke spoločnosť Lumileds používa 18 červených LED svetelných zdrojov vrátane strát v obvode. Celková spotreba energie je 14 wattov, čo dokáže vytvoriť rovnaký svetelný efekt. Automobilové smerové svetlo je tiež dôležitou oblasťou použitia LED svetelných zdrojov.
Pre všeobecné osvetlenie ľudia potrebujú viac zdrojov bieleho svetla. V roku 1998 bola úspešne vyvinutá biela LED dióda. Táto LED dióda sa vyrába spojením GaN čipu a ytriovo-hlinitého granátu (YAG). GaN čip vyžaruje modré svetlo (λP=465nm, Wd=30nm), YAG fosfor obsahujúci Ce3+ spekaný pri vysokej teplote vyžaruje žlté svetlo po excitácii týmto modrým svetlom s maximálnou hodnotou LED lampy 550nm. Modrý LED substrát je umiestnený v miskovitej odrazovej dutine, pokrytej tenkou vrstvou živice zmiešanej s YAG, približne 200-500nm. Modré svetlo zo substrátu LED je čiastočne absorbované fosforom a druhá časť modrého svetla sa zmieša so žltým svetlom z fosforu, čím sa získa biele svetlo.
V prípade bielej InGaN/YAG LED diódy je možné zmenou chemického zloženia YAG fosforu a úpravou hrúbky fosforovej vrstvy získať rôzne biele svetlá s farebnou teplotou 3500 – 10 000 K. Táto metóda získavania bieleho svetla pomocou modrej LED diódy má jednoduchú štruktúru, nízke náklady a vysokú technologickú vyspelosť, takže sa široko používa.
Čas uverejnenia: 29. januára 2024