Půlstoleté výročí LED světla

„Když oni dokážou postavit laser, pak já dokážu vyvinout ještě lepší laser, protože jsem vytvořil příměs, která posunuje záření do červené oblasti viditelného spektra. Přesně uvidím, co se děje, zatímco oni budou pořád trčet v infračerveném spektru.“ Přesně toto si říkal Dr. Nick Holonyak před padesáti lety a objevil LED.

S LED technologiemi se setkáváme dnes s denně ‑ v monitoru svého počítače, na displeji svého mobilu nebo chytrého telefonu, při osvětlení interiérů i silnic a veřejných prostor…

„Kouzelnou“ diodu vyvinul Nick Holonyak junior

První diodu vyzařující viditelné světlo (LED) vyvinul před padesáti lety tehdy 33letý vědec Dr. Nick Holonyak, Jr. Jeho kolegové této diodě přezdívali „kouzelná“, protože na rozdíl od infračervených laserů emitovala světlo viditelné lidským okem.

Cesta k objevu

Když se Holonyak v roce 1957 připojil k výzkumnému týmu GE, v laboratořích již probíhal výzkum možných aplikací polovodičů a vědci zde vyvíjeli předchůdce moderních diod – tyristory a usměrňovače.

Zatímco jiný vědec – Dr. Robert N. Hall – pracoval na infračerveném polovodičovém laseru využívajícím GaAs (arsenid gallia), Holonyak usiloval o viditelné záření za použití GaAsP (fosfoarsenid gallia). Hall zrcadla pro laser tvořil broušením, Holonyak zkoušel zrcadla vytvořit štěpením. Prvním člověkem, který kdy použil polovodičový laser se zářením ve viditelné oblasti světla k rozsvícení první LED diody vyzařující viditelné světlo, se tak 9. října 1962 stal před zraky svých kolegů Holonyak.

LED diody vstoupily do našeho života

Dnes, padesát let poté, co Holonyak svůj vynález poprvé předvedl, se nové, robustní a trvanlivé LED diody využívají jako zdroj světla v bezpočtu zařízeních, od těch nejobyčejnějších po velmi důležité. Slouží v celé řadě elektronických zařízení a indikátorů, jako jsou například tlačítka ve výtazích, interiérová označení únikových východů, displeje mobilních a chytrých telefonů, televize, monitory, tablety, komerční značení, obrazovky na sportovních stadionech, mikroskopické chirurgické nástroje, železniční přejezdy či osvětlení pojezdových drah na letištích. Pronikají i do běžných oblastí, jako je osvětlení parkovišť a silnic, bodové či celkové osvětlení a podobně.

LED diody jsou v podstatě tenké čipy, které se rozzáří díky pohybu elektronů skrz prostředí tvořené polovodičem. Existují v různých barvách včetně jasně bílé, na niž jsou spotřebitelé zvyklí z domácích osvětlení. Sám Holonyak LED diodě přezdíval „dokonalé svítidlo“, protože „světlem je zde samotný proud“.

Proč jsou tak populární

LED systémy přinášejí nejen úsporu v provozních nákladech díky nižší spotřebě energie, ale rovněž značnou úsporu v nákladech na údržbu. Svou životností se jim žádný jiný zdroj světla nemůže vrovnat. Spotřebovávají o 75 procent méně elektrické energie než žárovky a vydrží o 25 procent déle než běžné a halogenové žárovky a až třikrát déle než většina kompaktních zářivek Jedna z nejrychleji rostoucích aplikací LED systémů – osvětlení silnic a veřejných prostor – se ukazuje být zajímavou pro města všech velikostí, od metropole Las Vegas až po dvoutisícové městečko Superior v Nebrasce.

LED diody jsou chladnější na dotek, okamžitě se plně rozsvítí a díky svému kompaktnímu tvaru jsou vhodné pro drobnější svítidla podporující kreativní design. Velmi dobře se uplatňují jako zdroj osvětlení těžko dostupných prostor.

LED (z anglického Light‑Emitting Diode – dioda emitující světlo) je elektronická polovodičová součástka obsahující přechod P‑N. Na rozdíl od klasických diod, LED vyzařují viditelné světlo, infračervené, popř. ultrafialové záření v úzkém rozsahu vlnových délek. Prochází‑li přechodem elektrický proud v propustném směru, přechod vyzařuje (emituje) nekoherentní světlo s úzkým spektrem. Může emitovat i jiné druhy záření. Tento jev je způsoben elektroluminiscencí.

Pásmo spektra záření diody je závislé na chemickém složení použitého polovodiče. LED jsou vyráběny s pásmy vyzařování od ultrafialových, přes různé barvy viditelného spektra, až po infračervené pásmo.

Protože není možné přímo emitovat bílé světlo, pravé bílé LED využívají luminoforu. Některé bílé LED emitují modré světlo, část tohoto světla je přímo na čipu luminoforem transformována na žluté světlo a díky mísení těchto barev vzniká výsledné bílé zabarvení. Jiné typy bílých LED emitují ultrafialové záření, jež je přímo na čipu luminoforem transformováno na bílé světlo.