Led on energiatehokas ja kestävä valonlähde, joka soveltuu moneen käyttöön

2000-lukua voitaisiin kutsua ledivalon aikakaudeksi. Lediteknologia kehittyy kovaa vauhtia ja ledien käyttö laajenee uusille aloille ja uusiin käyttökohteisiin. Nykyaikaiset taskulamput, kattovalot, katuvalot sekä televisiot ja muut näytöt perustuvat ledeihin. Lasersäteen käyttö on yleistynyt leditekniikan kehityksen myötä, esimerkiksi CD- ja DVD-soittimien ja laserosoittimien laserit ovat laserledejä. Ledejä käytetään myös tiedonsiirrossa, kuten valokuiduissa ja kauko-ohjaimissa, sekä veden- ja ilmanpuhdistuksessa.

LED on valoa tuottava puolijohde

Led eli hohtodiodi (Light Emitting Diode) on puolijohde, joka muuttaa sähköä eli elektroneja suoraan valoksi eli fotoneiksi. Ledin toimintaperiaatetta kutsutaan elektroluminenssiksi. Sähköisiltä ominaisuuksiltaan ledit vastaavat tavallisia diodeja, jotka johtavat sähköä vain yhteen suuntaan ja joita käytetään esimerkiksi vaihtovirran muuttamiseen tasavirraksi. Led on jokseenkin täysin erilainen kuin hehkulamppu, jossa sähkö voi kulkea kumpaan tahansa suuntaan ja jonka valo syntyy kuumenneen hehkulangan hehkusta.

Ledin toimintaperiaate keksittiin jo vuonna 1907, mutta vasta vuonna 1962 kehitettin ensimmäinen käyttökelpoinen näkyvää valoa tuottava ledi. Sen valo oli punaista, ei siis kovin kaukana 1050-luvulla kehitettyjen infrapunaledien valosta. Ledien sisältämien puolijohteiden seosaineita vaihtamalla keksittiin vuonna 1967 oranssit, keltaiset ja vihreät ledit. Siniset ledit keksittiin vuonna 1972, mutta kaupallisia sovelluksia tuli markkinoille vasta vuonna 1989.

Datansiirtoa ja valaisua

Ledien valoteho on 1960-luvulta lähtien kymmenkertaistunut kolmen vuoden välein.Vuonna 1976 onnistuttiin kehittämään niin tehokas led, että sitä pystyyttiin käyttämään tiedonsiirrossa valokaapeleiden valonlähteenä. Ledin yksi tärkeä ominaisuus on, että se sammuu nanosekunneissa sähkövirran katkaisemisen jälkeen, jolloin sitä voidaan käyttää erittäin nopeaan ja tehokkaaseen datansiirtoon.

Ledejä käytettiin pitkään pääasiassa merkkivaloina erilaisissa elektronisissa laitteissa. Vuonna 1993 kehitettiin huipputehokkaat siniset ledit ja pian sen jälkeen fosforipinnoite, joka muuttaa ledin sinisen valon valkoiseksi. Tähän keksintöön perustuvat kaikki nykyiset ledilamput.

Kestävä, energiatehokas, pienikokoinen ja yksinkertainen valonlähde

Ledeillä on kaikkiin muihin valonlähteisiin verrattuna ylivertaisia ominaisuuksia. Ne ovat pienikokoisia ja mekaanisesti hyvin kestäviä. Niissä ei ole särkyvää lasia eikä katkeavaa hehkulankaa. Ne ovat myös hyvin pitkäikäisiä; vaihtoväli on tyypillisesti yli 10 000 ja parhaimmillaan 100 000 käyttötuntia. Ledivalot eivät tarvitse minkäänlaisia heijastimia, koska valo lähtee ledin pinnasta vain yhteen suuntaan eikä joka suuntaan, kuten hehkulampuilla. Ledin tärkein ominaisuus on tehokas energiankäyttö: siinä, missä hehkulamppu muuttaa käyttämästään sähköstä noin 98 prosenttia lämmöksi ja vain kaksi prosenttia valoksi, nykyaikainen ledilamppu muuttaa sähköstä noin 30 prosenttia valoksi ja 70 prosenttia lämmöksi.

Lämpö on ledien suurin ongelmakohta: ne kestävät korkeintaan 85 celciusasteen lämpötiloja, minkä vuoksi tehokkailla ledeillä on oltava myös tehokas jäähdytys. Lisäksi ledit tarvitsevat aina joko erillisen tai integroidun virtalähteen, joka pudottaa jännitteen sopivaksi ja rajoittaa ledin läpi kulkevaa virtaa.

Ledivalojen kehitys jatkuu

Noin 50 vuoden aikana ledit ovat kehittyneet pienistä punaisista merkkivaloista tehokkaiksi valkoisen valon lähteiksi, joita käytetään valaisimina esimerkiksi kodeissa, tehtaissa ja urheiluhalleissa, autojen ajo- ja lisävaloina sekä katuvaloissa. Lisäksi ledit ovat alkaneet korvata kameroiden salamavaloja ja projektoreiden halogeenilamppuja. Ledinäytöt ovat vallanneet nestekidenäyttöjen markkinat. Ledien tuotekehitys jatkuu kovaa vauhtia, joten tulevaisuudessa