ال‌ئی‌دی

تاریخچه

اولین ال‌ای‌دی‌های تولید صنعتی در ۱۹۶۲ میلادی و تنها با رنگ قرمز (ترکیب آلومینیم، گالیم و آرسناید) وارد بازار شدند. ال‌ای‌دی‌های سبز، آبی، زرد و نارنجی در دههٔ ۷۰ میلادی تولید شدند. بهرهٔ نوری ال‌ای‌دی‌ها رفته‌رفته افزایش یافت تا اینکه در دههٔ ۸۰ و اوایل دههٔ ۹۰ میلادی ال‌ای‌دی‌ها به صورت گروهی و با کارایی بسیار بالا وارد بازار شدند. ال‌ای‌دی‌های اولیه به علت بهرهٔ پایینشان تنها در مدارات الکترونیکی استفاده می‌شدند. اثرگذاری نوری ال‌ای‌دی‌های سفید امروزی تا ۷۰ لومن بر وات و ال‌ای‌دی‌های رنگی تا ۵۰ لومن بر وات است و پیش‌بینی می‌شود تا ۱۴۰ لومن بر وات نیز برسد.

طرز کار

ال‌ای‌دی‌ها از پدیدهٔ الکترولومینانس برای تولید نور بهره می‌برند.

کاربردها

دیودهای نورافشان مصارف متفاوتی در نورپردازی شهری، علائم عبور و مرور و چراغ‌های امروزی خودرو دارند. همچنین اندازهٔ بسیار کوچک آن‌ها باعث شده‌است تا در نمایشگرهای گرافیکی نسل جدید بکار روند. سرعت بسیار بالای آن‌ها در خاموش و روشن شدن کاربردهای ویژه‌ای در فناوری مخابرات برای آن‌ها به ارمغان آورده‌است.
با توجه به اینکه ال‌ای‌دی‌ها می‌توانند نورهای رنگی مختلفی تولید کنند، در نورپردازی‌های تزئینی کاربر دارند. از سوی دیگر این لامپ‌ها نور مخرب ماورای بنفش تولید نمی‌کنند و به همین سبب در موزه‌ها برای روشنایی اشیاء قیمتی به کار می‌روند. به علت توان مصرفی پایینشان می‌توان از آن‌ها در روشنایی اضطراری استفاده کرد. در چراغ‌های راهنمایی و رانندگی، طول عمر، ضریب اطمینان روشنایی، درخشندگی بالا و دید در روز اهمیت زیادی دارند و به همین علت ال‌ای‌دی‌ها برای این منظور بسیار مناسبند. بسیاری از شرکت‌های معتبر خودروسازی، در چراغ راهنما، خطر و برخی چراغ‌های داخلی خودروهایشان از لامپ ال‌ای‌دی استفاده می‌کنند.

دیودهای نورگسیل ارگانیک (OLED)

لایهٔ الکترولومینسانس در دیودهای نورگسیل ارگانیک (OLED)، یک لایهٔ بسیار نازک (Film) از ترکیبی آلی است که در واکنش به جریان الکتریکی، از خود نور منتشر می‌کند. از مزایای بالقوه OLEDها می‌توان به نمایشگرهای نازک کم هزینه با ولتاژ محرک پایین، زاویه دید وسیع، کنتراست بالا و وسعت رنگ زیاد اشاره کرد. مزیت اضافی ال‌ای‌دی‌های پلیمری، ساخت نمایشگرهای قابل پرینت و نمایشگرهای انعطاف‌پذیر است. از OLEDها برای ساخت صفحه نمایش‌های دستگاه‌های قابل حمل از قبیل گوشی‌های همراه، دوربین‌های دیجیتال و MP3 پلیرها استفاده می‌شود و هم چنین در آینده ممکن است برای ساخت تلویزیون یا روشنایی ساختمان از آنها استفاده کرد.

دیود نورگسیل آبی

ال‌ای‌دی آبی رنگ آخرین پیشرفت مورد نیاز (و هم چنین سخت‌ترین) برای ساخت ال‌ای‌دی سفید بود. به کمک ال‌ای‌دی سفید صفحه نمایش گوشی‌ها و رایانه‌ها و لامپ‌های کم مصرف و… شکل گرفتند. ساخت یک ال‌ای‌دی سفید از ال‌ای‌دی آبی بسیار ساده است. دانشمندان برای ساخت ال‌ای‌دی سفید از نور آبی برای تحریک یک ماده شیمیایی فلئورسان و ساخت نور سفید استفاده می‌کنند. در سال ۲۰۱۴ سه دانشمند ژاپنی به نام‌های ایسامو آکاساکی، هیروشی آمانو و شوجی ناکامورا به دلیل کارهایی که در اوایل دهه ۱۹۹۰ در ساخت گالیم نیترید با کیفیت و ساخت ال‌ای‌دی آبی انجام داده بودند موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شدند.

دیود نورگسیل سفید (WLED)

نوع سفید آن دیود نورگسیل سفید (به انگلیسی: White LED) (به اختصار دبلیو ال‌ای‌دی (به انگلیسی: WLED)) که در سال‌های اخیر تکمیل شده و به بهره‌برداری رسیده‌است، رفته رفته کاربردهای زیادی در شاخه‌های مختلف پیدا کرده‌است.

اندازه لامپ‌های LED

لامپ‌های LED در سایزهای مختلف موجود می‌باشد از ۲ تا ۸ میلی‌متر و از ۱ تا ۲۰ میلی‌آمپر است و بر اساس تراکم پانل لامپ، نیاز به خنک کردن پیدا می‌کنند. معمولاً از هیت سینک‌های آلومینیومی برای خنک کردن استفاده می‌شود. انواع حباب لامپ شامل گرد با رویه مسطح یا گرد، مستطیلی با با رویه مسطح یا مثلثی یا مربعی با رویه مسطح هستند. همچنین کپسول حباب می‌تواند شفاف یا رنگی باشد تا بتواند کنتراست بهتر یا زاویه دید مناسب‌تر ایجاد کرد.
محققان در دانشگاه واشینگتن نازکترین LED را ساخته‌اند که دوبعدی است و از مواد انعطاف‌پذیر ساخته شده‌است که در حد ۳ اتم ضخامت دارد که ۱۰۰۰۰ برابر کوچکتر از تار موی انسان است که علم را به سمت ساخت وسایل نوری عمومی و نانو لیزرهای کوچکتر با بهینه تر شدن نور-انرژی سوق می‌دهد.
سه نوع دسته‌بندی لامپ‌های LED وجود دارد:

خروجی کم

معمولاً حدود ۲ mA و 2V هستند که در حدود ۴ mW می‌شود.

خروجی استاندارد

حدود ۲۰ mA با ولتاژهای:
قرمز، نارنجی، زرد و سبز پررنگ با ولتاژی حدود ۱٫۹–۲/۱ V
سبز کمرنگ و آبی با ولتاژ حدودی ۳–۳/۴ V
بنفش، صورتی و سفید با ولتاژ حدودی ۲٫۹–۴/۲ V

خروجی بالا

لامپ‌های با ۲۰ mA و حدود ۲–۵ V که بیشتر برای لامپ‌های خورشیدی مستقیم استفاده می‌شود.

دسته‌های لامپ LED پر قدرت

این دسته‌های پر قدرت می‌تواند شامل تعداد زیادی از لامپ‌های کم مصرف یا تعداد کمی از لامپ‌های پرمصرف باشند که معروف به قدرت بالا (HP-LEDs) یا خروجی بالا (HO-LEDs) می‌شون که می‌تواند تا هزاران لومن ایجاد کنند. خنک نگه‌داشتن این لامپ‌ها بسیار مهم است، زیرا داغ شدن باعث خرابی آن‌ها می‌شود.

انواع

ال‌ای‌دی‌ها در پکیج‌های و برای کاربردهای مختلفی ساخته می‌شوند.