LED (Light Emitting Diode), dioda elektroluminescencyjna, to półprzewodnikowe urządzenie półprzewodnikowe, które może przekształcać energię elektryczną w światło widzialne.Może bezpośrednio przekształcać energię elektryczną w światło.Sercem diody LED jest chip półprzewodnikowy, jeden koniec chipa jest przymocowany do wspornika, jeden koniec to biegun ujemny, a drugi koniec jest podłączony do dodatniego bieguna zasilacza, dzięki czemu cały chip jest zamknięty przez żywicę epoksydową.
Płytka półprzewodnikowa składa się z dwóch części, jedna część to półprzewodnik typu P, w którym dominują dziury, a drugi koniec to półprzewodnik typu N, tutaj znajdują się głównie elektrony.Ale kiedy te dwa półprzewodniki są połączone, powstaje między nimi złącze PN.Kiedy prąd działa na chip przez drut, elektrony zostaną wypchnięte do obszaru P, gdzie elektrony i dziury łączą się, a następnie emitują energię w postaci fotonów.Taka jest zasada emisji światła LED.Długość fali światła to kolor światła, który jest określony przez materiał tworzący złącze PN.
Dioda LED może bezpośrednio emitować światło czerwone, żółte, niebieskie, zielone, cyjanowe, pomarańczowe, fioletowe i białe.
Początkowo diody LED były używane jako źródła światła sygnalizacyjnego dla przyrządów i liczników.Później w sygnalizacji świetlnej i wielkopowierzchniowych ekranach powszechnie stosowano diody LED o różnych barwach światła, co przyniosło dobre korzyści ekonomiczne i społeczne.Weźmy jako przykład 12-calową czerwoną lampę sygnalizacyjną.W Stanach Zjednoczonych jako źródło światła pierwotnie stosowano 140-watową żarówkę o długiej żywotności i niskiej sprawności optycznej, która wytwarza 2000 lumenów białego światła.Po przejściu przez filtr czerwony utrata światła wynosi 90%, pozostawiając jedynie 200 lumenów światła czerwonego.W nowo zaprojektowanej lampie Lumileds wykorzystuje 18 czerwonych źródeł światła LED, które zużywają łącznie 14 W, włączając straty w obwodzie, aby uzyskać taki sam efekt świetlny.Samochodowe światła sygnalizacyjne są również ważnym obszarem zastosowań źródeł światła LED.
W przypadku oświetlenia ogólnego ludzie bardziej potrzebują źródeł białego światła.W 1998 roku pomyślnie opracowano białą diodę LED.Ta dioda LED jest wytwarzana poprzez hermetyzację chipa GaN i granatu itrowo-aluminiowego (YAG).Chip GaN emituje światło niebieskie (λp=465nm, Wd=30nm), a luminofor YAG zawierający Ce3+ powstały w wyniku spiekania w wysokiej temperaturze jest wzbudzany tym niebieskim światłem i emituje światło żółte ze szczytem lampy 550nLED m.Niebieskie podłoże LED jest instalowane we wnęce odblaskowej w kształcie misy, pokrytej cienką warstwą żywicy zmieszanej z YAG, około 200-500nm.Część światła niebieskiego emitowanego przez podłoże LED jest pochłaniana przez luminofor, a pozostała część światła niebieskiego jest mieszana ze światłem żółtym emitowanym przez luminofor w celu uzyskania światła białego.
W przypadku białych diod LED InGaN/YAG, zmieniając skład chemiczny luminoforu YAG i dostosowując grubość warstwy luminoforu, można uzyskać światło białe o różnych barwach i temperaturze barwowej 3500-10000K.Ta metoda uzyskiwania światła białego za pomocą niebieskich diod LED ma prostą konstrukcję, niski koszt i wysoką dojrzałość technologiczną, dlatego jest najczęściej stosowana.
