Čo je to LED ?

Vznik LED technológie sa datuje niekde okolo roku 1920, kedy rádiotechnik Oleg Vladimírovič Losev zaznamenal, že pri prechode elektrického prúdu diódami používanými v rádioprijímačoch tieto vyžarujú svetlo. Na základe tohto javu sa začiatkom 80. rokov technológia LED ako svetelný zdroj začala využívať pri zostrojovaní kontroliek prístrojov a zariadení. Avšak prvú prakticky použiteľnú LED diódu vyvinul už v roku 1962 kanaďan Nick Holonyak. Skratka LED pochádza z anglického slova „Light Emitting Diode“, ktoré môžeme preložiť ako svetlo vyžarujúca dióda.I keď princíp LED technológie je známy už niekoľko desiatok rokov, prvé takéto „ledky“ dosahovali minimálny svetelný výkon, ktorý môžeme priblížiť hodnotou príkonu „lediek“ rádovo na úrovni 0,001 Wattu. Ide vlastne o polovodičovú elektronickú súčiastku obsahujúcu P-N priechod, ktorou pri prechode elektrického prúdu v priepustnom smere, je vyžarovaná elektromagnetická energia - nekoherentné úzkospektrálne svetelné žiarenie a zároveň môžu byť emitované aj iné druhy žiarenia. Tento jav nazývame elektroluminiscencia.

Pre porovnanie klasická wolfrámová žiarovka funguje na princípe odporového zahrievania vodiča elektrickým prúdom, ktorý ním preteká, pričom pri vysokej teplote sa vlákno žiarovky rozžiari. Princíp žiarivky, inak označovanej aj ako nízkotlaková ortuťová výbojka, spočíva v premene elektrickej energie na svetelnú prostredníctvom tlejivého elektrického výboja v parách ortuti.

Spektrum vyžarovaného svetla LED je priamo závislé na chemickom zložení P-N prechodu diódy. Existujú napríklad diódy vyrábané s pásmami vyžarovania od skoro ultrafialových (UV), cez rôzne farby viditeľného spektra až po infračervené pásmo (IR) alebo vyžarujúce výlučne v určitej monochromatickej farbe.

Prvé LED emitovali iba červené svetlo s nízkou intenzitou avšak postupným vývojom sa táto technológia prepracovala naprieč celým svetelným spektrom rôznych vlnových dĺžok k dostatočne vysoko žiarivému zdroju svetla využiteľnému na bežné svietenie. Svetlo ako ho poznáme je vlastne elektromagnetické vlnenie , ktoré sme schopní zachytiť ľudským okom. Princípy funkcie LED neumožňujú priamo emitovať biele svetlo, preto je LED vyžarujúca biele svetlo zostrojená na báze troch čipov produkujúcich také spektrá, aby sa aditívnym zmiešaním farieb dosiahol vnem bieleho svetla. Pomerne dlhým vývojom prechádzala modrá LED, ktorá je základom inej technológie dosahovania vnemu bielej farby svetla, prostredníctvom luminoforu. Pri použití modrých LED sa časť ich svetla priamo na čipe transformuje luminoforom do iných než modrých spektrálnych oblastí. Miešaním pôvodného svetla modrých LED a transformovaného žltého a červeného spektra vzniká spektrum bielych LED. Iné typy bielych LED emitujú ultrafialové žiarenie a to je priamo na čipe luminoforom transformované na biele svetlo.

Kvalita použitej technológie pri výrobe LED s vyžarujúcim bielym svetlom môže ovplyvniť cenu výrobku ale aj samotnú kvalitu vyžarovaného svetla. S namodralým a zelenkavým prejavom bieleho svetla sa môžeme stretnúť najmä pri lacných „hypermarketových“ LED žiarovkách.

Emitované svetlo na princípoch LED technológií neskracuje životnosť a neopotrebúva konštrukciu svetelného zdroja ako je tomu napríklad pri klasickej žiarovke. Životnosť vlákna žiarovky, ktoré je v prevádzke žhavené na vysoké teploty, je výrazne obmedzená. Naopak LED dosahujú životnosť i niekoľko desiatok tisíc hodín. Napríklad ak by sme trvalo nechali svietiť LED so životnosťou 100 000 hodín, jej prevádzka by trvala viac než 11 rokov. Počas tejto doby by sme museli klasickú žiarovku vymeniť minimálne 40 krát.

Avšak aj LED technológia svetelných zdrojov v súčasnej dobe nie je dokonalá. Výrobcovia LED svetelných zdrojov sa musia vysporiadať s odvádzaním vznikajúceho tepla na čipe, ktorý je veľký len pár milimetrov štvorcových. Pri vysoko výkonných LED s výkonom nad 3 W už ide o značné teplo približujúce sa 70°C. Tieto tepelné straty je nutné ochladiť a preto kvalitné LED žiarovky obsahujú chladič, ktorý je viditeľný ako výrazné rebrovanie tela žiarovky. Tento prvok môže pri kúpe LED žiarovky napovedať, že ide o kvalitný výrobok. LED žiarovky bez patričnej konštrukcie chladenia, ako napríklad výlučne v sklenenom alebo plastovom prevedení, nemôžu dosahovať patričnú účinnosť a teda výkonnosť svetelného zdroja, prípadne pri vyššej výkonnosti by mali skrátenú životnosť.

Účinnosť súčasných kvalitných LED – High Power Led sa pohybuje približne na úrovni 80 Lumen/Watt a je len otázkou blízkej budúcnosti dosahovanie omnoho vyšších merných výkonov. Výrobcovia LED svetelných zdrojov už dnes pracujú s technológiami LED, ktoré dosahujú účinnosť na úrovni merného výkonu 150 Lumen/Watt. Technológia LED je stále žiadanejšia i napriek ešte stále výrazne vyššej prvotnej investícii oproti využitiu kompaktných úsporných žiariviek, čo spôsobuje aj fakt, že LED žiarovky prinášajú v porovnaní s úspornými žiarivkami celú radu výhod. Technológie LED sa stále viac začínajú využívať v podmienkach, kde ich vynikajúce vlastnosti prispievajú k efektívnemu využitiu svetla a stávajú sa alternatívou ku konvenčnému osvetľovaniu.