LED to skrót od angielskiego light-emitting diode, czyli dioda elektroluminescencyjna, albo po prostu dioda świecąca, oparta na połączeniach półprzewodnikowych.

Dioda to element półprzewodnikowy złożony z dwóch elektrod. Jedna z nich ma nadmiar, a druga niedobór elektronów. Po przyłożeniu napięcia do elektrod elektrony zaczynają przeskakiwać z jednej do drugiej, a posiadany nadmiar energii emitują w postaci światła. W zależności od konstrukcji diody i użytych materiałów uzyskujemy różne kolory świecenia. Dioda potrafi świecić wyłącznie wąską częstotliwością fali świetlnej, a zatem wyłącznie określonym kolorem, na przykład czerwonym, żółtym czy zielonym, ale nie na biało (kolor biały jest bowiem złożeniem wielu barw). Na uzyskanie białej barwy świecenia są dwa sposoby: pierwszy z nich polega na tym, że dioda emituje światło w niewidzialnym ultrafiolecie, a napylony na soczewkę luminofor świeci na biało. Drugim sposobem na uzyskanie światła białego jest zamknięcie w jednej obudowie diod świecących w trzech podstawowych kolorach RGB (czerwony, zielony, niebieski), które mieszają się, dając światło białe. Taka dioda daje też możliwość sterowania w taki sposób, aby uzyskiwać dowolne barwy. Mieszanie się barw podstawowych wykorzystywane jest w monitorach komputerowych czy telewizorach.

HISTORIA DIODY LED

Diody elektroluminescencyjne to wynalazek o już blisko stuletniej historii. Pierwszym odkrywcą diod LED mógł być Rosjanin, Oleg Władymirowicz Losev. Encyklopedie podają, że odkrywcą diod elektroluminescencyjnych był amerykański inżynier Nick Holonyak, a samo odkrycie miało miejsce w roku 1962. Diody LED to dzisiaj powszechnie używany element sprzętu elektronicznego, trudno sobie wyobrazić nawet proste urządzenia bez małych diod, informujących np. o obecności zasilania. Jednak diody LED mogą mieć znacznie dłuższą historię. Oleg Władymirowicz Losev, rosyjski technik radiowy, już w połowie lat 20-tych ubiegłego wieku zaobserwował, że półprzewodniki mogą emitować światło. Szczegółowy opis diody elektroluminescencyjnej został przez niego opublikowany w roku 1927.

W kolejnych latach światło dzienne ujrzało szesnaście publikacji tego inżyniera, dokładnie opisujących działanie diod LED i możliwe ich wykorzystanie, m.in. w komunikacji i transmisji obrazów.

RODZAJE DIOD LED

Istnieje wiele odmian diod LED, oto kilka z nich:

- IR– emituje promieniowanie podczerwone – wykorzystywane jest w łączach światłowodowych, a także w urządzeniach zdalnego sterowania
- HBLED (High Brightness LED )– diody o wysokiej jasności świecenia czyli takie, których jasność przekracza 0,2 cd; stosowane są tam, gdzie zwykle używa się tradycyjnych źródeł światła – w sygnalizacji ulicznej, w latarkach, w oświetleniu pojazdów.
- RGB LED ( Red, Green, Blue ) – dioda mająca możliwość do generowania trzech podstawowych barw (czerwony, zielony, niebieski), a przez to, przez możliwość ich mieszania i tworzenia praktycznie dowolnej barwy.
- RGBA LED ( Amber ) – wspomniana dioda RGB uzupełniona o dodatkową diodę, w kolorze bursztynowym, powiększającą osiągalną przestrzeń kolorów.
- RGBW LED ( White ) – dioda RGB uzupełniona o dodatkową diodę o kolorze białym.

- High Power LED lub Power LED – Dioda LED o wysokiej mocy, do prawidłowej pracy konieczne jest zapewnienia jej właściwego chłodzenia i zasilania. Białe diody typu Power LED mają zazwyczaj emiter wielkości około 1mm2, jasność około 100 lm przy prądzie 350mA i pobieranej mocy około 1W.
 

Diody LED emitujące światło LED występują w kilku rodzajach:

- warm white LED – Dioda LED generująca białe, ale ciepłe światło. Diody ciepłe mają najbardziej zbliżoną temperaturę barwową do światła tradycyjnej żarówki.
- neutral white LED – Dioda LED generująca światło białe neutralne.
- cool white LED – Dioda LED generująca światło białe zimne.

O tym, czy światło odbierzemy jako ciepłe, czy zimne, decyduje odcień bieli światła, jakie emituje dioda. Określa je temperatura barwowa mierzona w stopniach kelwina [K]. Im temperatura barwowa jest wyższa, tym biel wyda się chłodniejsza. Najlepsze warunki do wypoczynku daje świetło ciepłobiałe (mniej niż 3000 K). Światło świec ma temperaturę około 2000 K, zwykła żarówka 2700 K, a halogeny około 3000 K. Światło o wyższej temperaturze barwowej lekko pobudza i sprzyja mobilizacji sił. Światło neutralnie białe (4000 K) dobrze służy w kuchnie i łazience. Kolory ubrań i farb najlepiej odda świetło chłodnobiałe (5300 K). Światło dzienne ma temperaturę barwową około 6500 K.

Istnieją trzy rodzaje oświetlenia:

- oświetlenie tworzące nastrój

Inspirowani klubami i barami coraz częściej wprowadzamy do naszych domów oświetlenie tworzące nastrój. Światło LED doskonale nada się do stworzenia w domu czy mieszkaniu odpowiedniego, a do tego zgodnego z naszym zmiennym nastrojem. Delikatne światło, jakie daje oświetlenie wykonane w technologii LED, idealnie kreuje atmosferę miejsca. W nowych domach możemy pokusić się o wbudowanie oświetlenie LED na przykład w sufit, schody czy wnęki ścian. Jeśli takiej możliwości nie mamy, oświetlenie LED możemy zamontować w meblach, na przykład pod szafkami, w listwach na wannie a nawet kupić sobie muszlę klozetową podświetlaną światłem diody LED. Możemy też umieścić oświetlenie za sofą lub łóżkiem bądź pod stołem -  efekt jest zachwycający.

- oświetlenie główne;

- oświetlenie funkcjonalne

Oświetlenie LED dopasować można do każdego wnętrza, w zależności od jego przeznaczenia. W kinach, teatrach, salach koncertowych, LED wykorzystywane jest jako światło obrysowe do oznaczania schodów, stopni, rzędów miejsc etc.

WŁAŚCIWOŚCI

Diody LED należą do IV generacji źródeł światła – tak zwanych świecących ciał stałych. Światło powstaje w wyniku przyłożenia do diody stałego napięcia i przepływu przez nią prądu elektrycznego. Obecnie technologia LED należy do najbardziej zaawansowanych i najszybciej rozwijających się . Diody wytyczają nowy kierunek w energooszczędnych rozwiązaniach, umożliwiają redukcję zużycia energii elektrycznej, gwarantują trwałość i niezawodność oświetlenia.

Do najważniejszych zalet systemów opartych na diodach LED należą:

- diody LED charakteryzują się niższym nawet o 80% zużyciem energii w stosunku do standardowych źródeł światła;

- diody LED cechują się bardzo długą żywotnością, sięgającą średnio 50 000 – 100 000 godzin. Tradycyjne żarówki mają trwałość zaledwie 1000 – 2000 h;

- diody pozwalają na łatwe modelowanie wiązką światła wraz z doborem dowolnego koloru i kąta padania światła;

- diody LED są odporne na częste włączanie i wyłączanie;

- diody LED są bardzo malutkie, można je umieścić tak że będą niemal niewidoczne. Produkowane są też w postaci węży, które można dowolnie formować i listew, które można podwieszać;

- diody LED w bardzo krótkim czasie osiągają pełną efektywność. Większość LED-ów potrzebuje zaledwie mikrosekund aby świecić z pełną efektywnością;

- LED-owe źródła światła są wytrzymałe, odporne na uszkodzenia mechaniczne, wibracje, wilgoć i temperaturę (w zakresie -30ºC do +90ºC), co daje możliwość zastosowania ich w ogrodzie, łazience i na tarasie;

- diody LED są ekologiczne tzn. nie wytwarzają i nie zawierają toksycznych substancji (w przeciwieństwie do świetlówek, które zawierają szkodliwą dla zdrowia rtęć a ich wyrzucanie jest wręcz prawnie zabronione), nie emitują promieniowania nadfioletowego i podczerwonego, ograniczają emisję CO2;

- wysoka sprawność energetyczna diod LED sprawia, że praktycznie nie wydzielają ciepła do otoczenia.

ZASTOSOWANIE

Diody świecące LED są różnorodnie wykorzystywane m.in. w:

- reklamach – znaki świetlne, litery przestrzenne (napisy, znaki, logo wykonane jako trójwymiarowe bryły podświetlane od wewnątrz diodami LED dają efektywny, czytelny, zwracający na siebie uwagę element informacyjny. Rozświetlenie diodami LED daje jasną, równomierną powierzchnię świecącą);

- oświetleniu dekoracyjnym wnętrz akcentującym stopnie schodów, poręcze, sufity obniżane, krawędzie, łuki, itp.

- oprawach meblowych pod szafki, półki, blaty kuchenne, cokoły, itp.

- efektownym oświetleniu łazienki, basenów, łaźni parowych, itp.

- podświetlaniu napisów, gablot wystawowych, logo firm;

- samochodach ciężarowych – wysoko montowane światła „stop” oraz w reflektorach samochodu;

- sygnalizatorach sterujących ruchem ulicznym;

- oświetleniu wyjść ewakuacyjnych i symboli ułatwiających orientację;

- oprawach oświetlenia miejscowego w środkach komunikacji (samochody, autobusy, samoloty);

- akcentujących lub dekoracyjnych oprawach ogrodowych o wysokim stopniu szczelności;

- systemach konturowego podświetlenia i dekorowania budynków i innych obiektów (np. pojazdów, statków, jachtów);

- dekoracjach świątecznych.