تکنولوژی ال ای دی ها ممکن است کوچک باشند ولی مدل های روشنایی جدید آنها مقدار قابل توجه نور از خود تولید میکنند.در ابتدا به عنوان لامپ های وضعیت و اندیکاتور یا راهنما استفاده میشدند و اخیرا در روشن سازی های زیر قفس های،روشن سازی سبک وکاربردهای اشاره هدایتی استفاده میشوند و ال ای دی ها با روشنایی زیاد هم هستند که ظرف شش سال گذشته پدیدار شده اند.ولی فقط این چند وقت اخیر به صورت جدی به عنوان گزینه ای امکان پذیر در اهداف روشن سازی عمومی مورد توجه قرار گرفته اند.
دیودهای منتشر کننده نور (LEDs) دستگاه هایی در وضعیت جامد هستند که انرژی الکتریکی را مستقیما به نور تک رنگ تبدیل میکند.چون آنها از تکنولوژی تولید نور سرد استفاده میکنند که در آن اکثر انرژی به طیف مرئی تبدیل میشود،ال ای دی ها انرژی را به شکل حرارت غیر تولید کننده نور هدر نمی دهند.برای مقایسه،اکثر انرژی در یک لامپ سیمابی به شکل مادون قرمز (یا غیر مرئی)در یک طیف است.در نتیجه،هم لامپ های فلوئروسنت و HID مقدار زیادی حرارت تولید میکنند
ویژگی های ال ای دی ها
- میتوانند از یک باتری قابل حمل و حتی آرایه (array) سلول های خورشیدی تغذیه شوند.
- میتوانند به یک سیستم کنترل اضافه شوند.
- اندازه آنها کوچک است و در مقابل شوک و لرزش مقاوم هستند.
- زمان روشن شدن آنها خیلی کوتاه است.(۶۰ نانو ثانیه در مقابل ۱۰ میلی ثانیه برای لامپ سیمابی)
- دارای رزولوشن رنگی بالایی هستند و خطر شوک پایینی دارند و یا اصلا ندارند.
قسمت مرکزی یک ال ای دی LED معمولی یک دیود است که به صورت یک تراشه در یک محفظه انعکاس دهنده قرار داده شده است و توسط یک فریم سرب فولاد ملایم که به یک جفت سیم برقی متصل است در جای خود نگه داشته شده است.
وقتی جریان در طول ناحیه اتصال دو ماده مختلف جاری میشود،نور از درون تراشه کریستال جامد تولید میشود.شکل و عرض پرتوی نور منتشر شده به وسیله فاکتورهای مختلفی هدایت میشود:
شکل جام انعکاس دهنده،اندازه تراشه ال ای دی،شکل عدسی epoxy و فاصله بین تراشه ال ای دی و عدسی epoxy.ترکیب مواد،طول موج ورنگ نور را تعیین میکند.ال ای دی ها علاوه بر طول موجهای مرئی در طول موجهای مادون قرمز از ۸۳۰ نانومتر تا ۹۴۰ نانومتر در دسترس هستند.
مفهوم “عمر” از یک صنعت تا صنعت دیگر متفاوت است.عمر مفید برای یک نیمه رسانا به عنوان زمان محاسبه شده تا رسیدن به ۵۰ درصد سطح روشنایی اولیه تعریف میشود.
عمر یک ال ای دی بستگی به وضعیت بسته بندی آن،هدایت جریان و محیطی که در آن در حال کار کردن است دارد.یک دمای بالا به مقدار زیادی عمر ال ای دی را کوتاه میکند.
به علاوه،در حال حاضر ال ای دی ها کل طیف نوری را پوشش میدهند که شامل رنگ های قرمز، نارنجی،زرد،سبز،آبی و سفید می شود.
هرچند نورهای رنگی برای نصبهای خلاقانه مفید هستند ولی نور سفید همچنان بشترین استفاده را در تکنولوژی ال ای دی دارد.تا زمانی که رنگ سفید واقعی در دسترس باشد.
تحول در ال ای دی ها
- خم کردن پرتوها.این تکنیک شامل ترکیب کردن نور از چندین دستگاه تک رنگ میشود.(معمولا قرمز،آبی و سبز).با تنظیم کردن پرتوها روی نقاط تسلیم شدت نسبی (relative intensity yields) برای رنگ دلخواه.
- یک روکش از فسفر فراهم کنید.وقتی فوتونهای انرژی داده شده از یک ال ای دی آبی یک روکش فسفری را مورد هدف و حمله قرار میدهند،نور را به عنوان یک تلفیق از طول موج ها برای تولید نور سفید منتشر میکنند.
- یک ساندویچ از نور ایجاد کنید.نور آبی از یک دستگاه ال ای دی نور نارنجی از یک لایه مجاور در یک ماده دیگر را استخراج میکند.رنگهای مکمل برای تولید نور سفید با هم ترکیب میشوند.در میان این سه روش،روش فسفر به نظر بهترین تکنولوژی می آید.
نقص های ال ای دی ها
دیگر نقص طرحهای ال ای دی های اولیه، خروجی نور بود،در نتیجه محققان در حال کار کردن روی چندین روش برای افزایش واحد نوری (lumen) به ازای هر وات هستند.یک تکنیک افزایش دهنده (doping) جدید، خروجی نور را چندین برابر نسبت به نسل های قدیمیتر ال ای دی افزایش میدهد.روش های دیگر که در حال تکمیل هستند عبارتند از:
- تولید نیمه رساناهای بزرگتر
- عبور دادن جریان بزرگتر با استخراج حرارتی بهتر
- طراحی یک شکل متفاوت برای دستگاه
- اصلاح تبدیل کارآمد نور
- بسته بندی چندین ال ای دی درون یک قبه epoxy واحد
ال ای دی ها در مسیر درستی برای تبدیل شدن به گزینه های روشن سازی قابل دوام قرار دارند.
