Τις τελευταίες δεκαετίες μια νέα (;) λέξη προστέθηκε στο λεξιλόγιο μας, LED. Τα γνωστά σε όλους μας μικρά φωτιστικά στοιχεία που τα συναντάμε στις ηλεκτρικές οικιακές μας συσκευές, στα επιτραπέζια ρολόγια μας, στις μεγάλες φωτεινές διαφημιστικές πινακίδες στους δρόμους, στα αυτοκίνητα μας και σε αναρίθμητες ακόμα ψυχαγωγικές, επιστημονικές η άλλου είδους συσκευές.

Τα LED (δίοδοι εκπομπής φωτός, στα ελληνικά) λειτουργούν τελείως διαφορετικά από τους γνωστούς σε όλους μας λαμπτήρες νήματος, τους λαμπτήρες εκκένωσης και τους λαμπτήρες φθορισμού.

Μπορεί οι περισσότεροι από εμάς να νομίζουμε ότι πρόκειται για μια εφεύρεση αιχμής των τελευταίων ετών , όμως, ως συνήθως , η ιστορία είναι λίγο διαφορετική.

Όλα ξεκίνησαν το 1907 όταν ο Henry Joseph Round παρατήρησε ότι αν διέλθει συνεχές ρεύμα σε ένα κομμάτι από ανθρακούχο πυρίτιο (SiC) εκπέμπεται φως. Το φαινόμενο ονομάζεται ηλεκτροφωτεινότητα. Δυστυχώς ,όμως ,το φως που εκπέμφθηκε ήταν τόσο πολύ αμυδρό για να έχει πρακτική εφαρμογή που η εφεύρεση έμεινε για πολλές δεκαετίες στο ράφι.

Σαράντα χρόνια αργότερα, κάπου στα μέσα του 1950 , Βρετανοί επιστήμονες επανέλαβαν τα πειράματα με χρήση ημιαγωγού από αρσενιούχο Γάλλιο, αυτά οδήγησαν στο πρώτο LED στις αρχές της δεκαετίας του 60. Τα πρώτα αυτά LED παρήγαγαν υπέρυθρο φως και χρησιμοποιούνταν σε αισθητήρες και φώτο-ηλεκτρικά κυκλώματα.

Η αρχή είχε γίνει και σύντομα (το 1962) εμφανίζονται τα πρώτα LED ορατού φωτός. Ήταν κόκκινα και όχι ιδιαίτερα αποτελεσματικά

Το 1970 παράγονται πράσινα LED και στην αγορά κάνει την εμφάνιση του το πρώτο ψηφιακό ρολόι, το "Pulsar Time Computer" ,το οποίο αντί για τους γνωστούς «δείκτες» στην οθόνη, είχε ενδείξεις με χρήση LED. Σύντομα ακολούθησαν και τα LED κίτρινου χρώματος. Το κίτρινο χρώμα επιτεύχθηκε αρχικώς με συνδυασμό κόκκινων και πράσινων LED τοποθετημένων δίπλα - δίπλα ώστε από το συνδυασμό τους να προκύπτει το κίτρινο.

Αργά αλλά σταθερά οι επιστήμονες πειραματίζονται με διάφορα ημιαγωγιμα υλικά και γύρω στα μέσα της δεκαετίας του 1980 με την χρήση ημιαγωγού από αρσενιούχο φωσφίδιο του γάλλιου και αλουμινίου,(GaAl/AsP) αυξάνουν κατά 50 περίπου φορές την εκπομπή του φωτός. Τα "λαμπρά" αυτά LED παράγονται στην αρχή σε χρώμα κόκκινο και μετά από λίγο σε κίτρινο και πράσινο.

Περαιτερω βελτίωση της απόδοσης επιτυγχάνεται με ημιαγωγούς από αρσενιούχο φωσφίδιο του Ίνδιου- γάλλιου και αλουμινίου,(InGaAl/AsP). Είναι τα πρώτα "υπέρλαμπρα" LED, ενώ κάνουν και την εμφάνιση τους τα πρώτα μπλε. Χρησιμοποιούσαν ανθρακούχο πυρίτιο αλλά η εκπομπή ήταν πολύ αμυδρή.

Η μεγάλη επανάσταση όμως στην ιστορία των LED θα γίνει στα μέσα τις δεκαετίας του 90.

Με χρήση ημιαγωγών από Αζωτούχο γάλλιο (GaN) δημιουργούνται τα υπέρλαμπρα μπλε LED. Αυτά οδήγησαν και στα λευκά LED, όπου το μπλε φως διερχόμενο από μια στρώση φωσφόρου απορροφάται και επανεκπέμπεται σαν λευκό φως.

Από τις αρχές της δεκαετίας του 2000 και μετά η εξέλιξη είναι ξέφρενη. Οι τεχνολογίες αναπτύσσονται γρηγορότερα ακόμα και από τις τεχνολογίες επεξεργαστών ηλεκτρονικών υπολογιστών. Η εκπομπή φωτός ανά LED αυξήθηκε κατά μέσο όρο περίπου 450 φορές.

Έτσι τα σημερινά LED έχουν τόση αποτελεσματικότητα και εκπομπή φωτός, ώστε να εξετάζεται η χρήση τους σε πολλές και διάφορες εφαρμογές ,όπως σηματοδότες και πινακίδες κυκλοφορίας, οθόνες video μεγάλης επιφάνειας και φωτισμός διακοπτών και οργάνων αυτοκινήτων , ενώ LED θα αντικαταστήσουν τους λαμπτήρες πυρακτώσεως (συμπεριλαμβανομένων και των μπροστινών φαναριών) στα αυτοκίνητα μέχρι το τέλος του 2010.

Τα LED χρησιμοποιούνται ήδη και για εφαρμογές γενικού και διακοσμητικού φωτισμού και θεωρείται δεδομένο ότι θα αντικαταστήσουν κάποιες συμβατικές πηγές φωτός στο κοντινό μέλλον.

Να μερικοί από τους σημαντικότερους λόγους

1.Εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας: Η απόδοση μιας πηγής φωτός τύπου LED ξεπερνάει την αντίστοιχη οποιουδήποτε άλλου παραδοσιακού τύπου φωτισμού. Συγκεκριμένα ένα σύστημα με φωτισμό τύπου LED εξοικονομεί 80% ηλεκτρικής ενέργειας, συγκρινόμενο με ένα λαμπτήρα πυρακτώσεως, 50% συγκρινόμενο με ένα συμπαγή λαμπτήρα φθορισμού, 60% συγκρινόμενο με ένα κοινό λαμπτήρα φθορισμού, 75% συγκρινόμενο με ένα λαμπτήρα αλογόνου, 80% συγκρινόμενο με ένα λαμπτήρα ατμών υδραργύρου και 65% συγκρινόμενο με ένα λαμπτήρα νατρίου υψηλής πίεσης. Αυτό μεταφράζεται σε χαμηλή εκπομπή διοξειδίου του άνθρακος το όποιο ως γνωστόν δημιουργεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου που σαν συνέπεια του έχουμε την υπερθέρμανση του πλανήτη μας. Περιττό βέβαια να προσθέσουμε ότι η χαμηλή κατανάλωση μειώνει και το κόστος λειτουργίας τους.

2.Χρήση λιγότερο ρυπογόνων υλικών: ο λαμπτήρας LED καλύπτει τις νόρμες EU RoHS και δεν περιέχει επικίνδυνα στερεά, υγρά ή αέρια όπως υδράργυρο, κάδμιο, μόλυβδο, χρώμιο ή αέριο ξένον.

3.Μεγάλη διάρκεια ζωής: Η διάρκεια ζωής για λαμπτήρες LED είναι πάνω από 20000 ώρες. Συγκρίνοντας με τη διάρκεια ζωής για άλλους λαμπτήρες έχουμε ότι ο λαμπτήρας πυρακτώσεως έχει 1000 ώρες, ο λαμπτήρας αλογόνου έχει 2000 ώρες, ο λαμπτήρας φθορισμού 2000 ώρες, ο συμπαγής λαμπτήρας φθορισμού έχει 6000 ώρες, ο λαμπτήρας ατμών υδραργύρου έχει 8000 ώρες και ο λαμπτήρας νατρίου υψηλής πίεσης έχει 12000 ώρες. Η μεγάλη διάρκεια ζωής προφανώς μειώνει το κόστος αντικατάστασης και συντήρησης,.

4.Καθόλου υπεριώδη (UV) και υπέρυθρη (IR) ακτινοβολία: Έτσι δεν καταστρέφονται ευαίσθητα φωτιζόμενα αντικείμενα όπως πίνακες ζωγραφικής, έργα τέχνης κλπ, δεν εκπέμπεται θερμότητα και δεν προκαλούνται στίγματα και σημάδια στις επιφάνειες τους.

5. Καθόλου ηλεκτρομαγνητικά κύματα (ΕΜ) και ραδιοσυχνότητες (RF): Όλοι σήμερα γνωρίζουμε ότι οι ακτινοβολίες αυτές πιθανώς να είναι ένοχες για ημικρανίες και ίσως και για βλάβες στον εγκέφαλο.

6. Μεγάλη δυνατότητα επιλογής θερμοκρασίας χρώματος: Κατασκευάζονται LED σε όλες τις θερμοκρασιακές διαβαθμίσεις του λευκού (από 2000Κ έως 10000Κ) καλύπτοντας τις ανάγκες διαφορετικών εφαρμογών. Η δυνατότητα πολυχρωμίας και ο σχετικά εύκολος έλεγχος RGB (μίκτης βασικών χρωμάτων) τα καθιστά ιδανικά για εφαρμογές πολύχρωμου και αισθησιακού φωτισμού.

7.Καλύτερη τιμή CRI (δείκτης χρωματικής απόδοσης): ο φωτισμός τύπου LED έχει καλύτερο CRI συγκρινόμενος με τον αντίστοιχο λαμπτήρων ατμών υδραργύρου, νάτριου υψηλής και χαμηλής πίεσης καθώς και λαμπτήρων HID.

Ο άνετος και ομοιόμορφος φωτισμός χωρίς "φωτεινή πίεση" και η άμεση ενεργοποίηση τους (ενεργοποιούνται σε 1 μSecond, χωρίς λάμψη), έχει θετική επίδραση στην υγεία και στη προστασία των ματιών και του εγκεφάλου.

8.Μέγιστη ασφάλεια: Καθώς λειτουργούν με συνεχές ρεύμα χαμηλής έντασης και τάσης.

9.Πολύ μικρός όγκος του LED και μεγάλη αντοχή στα χτυπήματα.

10.Αμεταβλητη φωτεινότητα σε χαμηλή θερμοκρασία (οι κοινοί και ο συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού έχουν υψηλότερη πτώση φωτεινότητας σε χαμηλές θερμοκρασίες).