Bevezető
Manapság egyre többször találkozhatunk a "LED izzó" kifejezéssel, ami tulajdonképpen a szó szoros értelmében nem állja meg a helyét. A téves megnevezés a wolfrámszálas izzók működéséből adódik, a LED esetében azonban nem beszélhetünk izzásról, így izzókról sem.
A LED világítás alapja egy félvezető anyagból készült fényforrás, egy világító dióda, innen az elnevezés is, amely az angol Light Emitting Diode (magyarul fénykibocsátó dióda) rövidítése. A technológia hosszútávú jövője megbízhatóságában, kis méretében és energiatakarékosságában rejlik, ezek azok, amik leginkább kiemelik a többi fényforrás közül. Élettartamát tekintve a LED szintén hihetetlen előrelépést jelent a korábbi technológiához képest, ezen kívül a biztonság terén is sokkal előrébb jár, amit az alacsony feszültségű egyenárammal történő működés biztosít.
Története
A múlt század közepén, egészen pontosan 1955-ben Rubin Braunstein a gallium-arzenid vizsgálata közben felfedezte a gallium-arzenid, valamint egyéb félvezető ötvözetek infravörös emisszóját, hat évvel később pedig Bob Biard és Gary Pittman arra is rájött, hogy a gallium arzenid elektromos áram hatására fényt bocsát ki - mégpedig infravörös tartományba eső, nem látható fényt, így ők ketten szabadalmaztatták a LED diódát.
Az első, látható fény tartományába eső és a gyakorlatban is használható LED-et 1962-ben ifj. Nick Holonyak fejlesztette ki. A technológiát kezdetben alfanumerikus kijelzőként és jelzőfényként használták, a fejlődés azonban nem állt meg, az egyik legnagyobb áttörést az 1972-ben megjelent kék fénnyel világító LED megjelenése jelentette, de legalább ekkora jelentőségűek voltak a '90-es évek, amikor a ma is használt technológia alapköveit tették le. 1994-ben bemutatták az első nagy fényerejű kék színnel világító diódát, és lehetővé vált három monokromatikus fényforrás (vörös, zöld és kék) segítségével fehér fényt is előállítani.
A gyakorlatban azonban a fehér színű diódák félvezetője szintén a kék színt kibocsátó InGaN (indium-gallium-nitrid), amelyet különleges fluoreszkáló anyaggal vonnak be, végül pedig az így keletkező fényt az emberi szem fehérnek érzékeli.
Működése
A fénykibocsátás úgy jön létre, hogy a diódára kapcsolt elektromos áram a dióda atomjainak töltést ad, amelyek ennek hatására magasabb töltésű energiapályára lépnek. Mivel ez az állapot nem stabil, visszatérnek eredeti, alacsony energiaszintjükre, miközben fotonokat bocsátanak ki. A sugárzás tehát a magasabb és az alacsonyabb energiaszintű pálya közötti többletenergiából adódik, amely a hullámhossztól függően különböző színű fény formájában jelentkezik.
Alkalmazása a világítástechnikában
Tulajdonságaiból adódóan leginkább a világítástechnika veszi hasznát a LED technológiának, habár különböző kijelzők, tévékészülékek, mobiltelefonok gyártása során is alkalmazzák. Mindezek mellett az eleinte csak kis elektromos teljesítményű és igen alacsony fényáram kibocsátásra képes LED diódák rohamtempóban fejlődnek, és lassan már nem csak funkcionális vagy díszkivilágításra, hanem általános világítási célokra is egyre alkalmasabbá válnak.
A LED-es technológia széles tárháza nem akadályozza a technika terjedését, a LED fényforrások foglalata ugyanis kompatibilis a megegyező foglalatú halogén lámpákkal, így cseréjük szakember nélkül is können kivitelezhető. Azt azonban figyelembe kell venni, hogy működési elvükből adódóan fényszórásukat és fényerősségüket tekintve eltérés mutatkozik a hagyományos izzólámpákhoz képest.
Az előnyöket tekintve az energiatakarékosság mindenképpen első helyre kívánkozik, az akár 90%-os megtakarítás igen komoly környezetvédelmi szempontokat is előtérbe helyez. A hagyományos izzók az energia legnagyobb részét hőkibocsátásra fordítják, a LED ezzel szemben nem, vagy csak alacsony százalékban jár felesleges hőkibocsátással, ennélfogva alacsonyabb fogyasztást és akár ötvenszer akkora élettartamot produkál. Kis mérete alkalmassá teszi a nehezen hozzáférhető helyeken való alkalmazásra, alacsony feszültségről való üzemeltethetősége folytán pedig gyerekek környezetében is bátran használható.
Bár ára a hagyományos izzókénál jóval magasabb, energiafelhasználását és karbantartási igényét tekintve viszont hosszútávon sokkal gazdaságosabb megoldást kínál.
