Diody elektroluminescencyjne (LED) składają się z warstw kryształów półprzewodnikowych, które w zależności od użytego materiału emitują światło o określonej długości fali, gdy przepływa przez nie prąd w kierunku transmisji (elektroluminescencja). Poszczególne diody emitują światło czerwone, zielone lub niebieskie; światło białe można z nich uzyskać na różne sposoby. W przeszłości diody elektroluminescencyjne służyły głównie jako kolorowe, ale słabo świecące lampy sygnalizacyjne. Po dziesięcioleciach badań i rozwoju, sterowane cyfrowo, energooszczędne żarówki rewolucjonizują obecnie oświetlenie, zastępując przestarzałe, nieefektywne żarówki.
Dioda elektroluminescencyjna: Struktura i funkcja
Półprzewodniki mają tę właściwość, że dobrze przewodzą prąd tylko w jednym z dwóch możliwych kierunków przepływu. Chip LED jest połączony z katodą (nadmiar elektronów, ujemny biegun ładunku) poprzez krystaliczną warstwę krzemu. Druga, cieńsza warstwa materiału półprzewodnikowego, która ma niedobór elektronów, leży na wierzchu warstwy krzemu. W obszarze przejściowym, tak zwanej warstwie złącza, nadmiar elektronów uderza w „dziury”, w których brakuje elektronów i zamyka je, emitując energię w postaci światła. Połączenie z anodą (biegunem ładunku dodatniego) odbywa się za pomocą bardzo cienkiego złotego drutu, który tylko w minimalnym stopniu zakłóca emisję światła. Ochronna warstwa z tworzywa sztucznego otacza chipy LED i poprawia emisję światła.
Typowa dioda elektroluminescencyjna ma rozmiar około jednego milimetra. Element oświetleniowy emituje światło w bardzo skupiony sposób, zamiast promieniować we wszystkich kierunkach jak żarówka. Poszczególne chipy LED można jednak łączyć przestrzennie w zależności od potrzeb, aby skierować emisję światła w pożądanych kierunkach. Inną pomocą w kierowaniu światła są obwódki, które służą jako odblaski.
