تاریخچه

نور‌های رنگی و تولید آن‌ها محدود به چند دهه گذشته است. ابتدا این لامپ‌ها به صورت تک رنگ تولید می‌شد. در سال 1961 نور چراغ مادون قرمز اختراع شد و در سال 1962 nik holonyak jr موفق به ساخت نور LEDشد. این نور قابل مشاهده و به رنگ قرمز بود. اما سرانجام یک شرکت توانست با تولید سطوح نیمه رسانای مخصوص هزینه تولید ال ای دی را بسیار کاهش دهد.

تکنولوژی LED چیست؟

تکنولوژی LED نسل سوم تکنولوژی روشنایی محسوب می‌شود. LED مخفف عبارت Light Emitted Diode به معنی دیود ساطع کننده نور است و در زیر گروه نیمه‌هادی‌ها (دیود‌ها) قرار دارد.

قطعات LED

ال ای دی از قطعات زیادی روی چیپ تشکیل شده که مهمترین آن‌ها دیود و رزین اپوکسی تشکیل شده است. قطعه اصلی ال ای دی دیود می‌باشد بنابر این برای شناخت تکنولوژی LED باید اول با دیود (Diode) آشنا شویم.

دیود

دیود یک قطعه الکترونیکی نیمه‌هادی است که در بسیاری از مدار‌های الکتریکی استفاده می‌شود. دیود مانند یک کلید برای جریان عمل می‌کند، به آن اجازه می‌دهد تا در یک جهت مشخص انتشار یابد و همچنین جلوی جریان در جهت مخالف را می‌گیرد.
دیود در جنس‌های مختلف تولید می‌شود: 
•    مثل سیلیکون (Si) 
•    ژرمانیوم ( Ge) 
•    سلنیوم ( Se) 

کارکرد و ساختار دیود

انواع دیود بر پایه پیوند PN است. زمانی است که یک نیمه‌هادی از نوع P با یک نیمه‌هادی از نوع N اتصال داشته باشند پیوند PN تشکیل می‌شود.
رفتار بار‌های الکتریکی در نیمه‌هادی حالت معمولی و خنثی است، اما اگر ترکیب شوند رفتار متفاوتی بروز می‌دهند. کاتد پایه ای است که نیمه‌هادی N به آن متصل می‌باشد و آند پایه ای که به نیمه‌هادی P  به آن متصل است. اولین قطعه تولید شده با پایه نیمه‌هادی دیود نام دارد.
یک ویژگی که باعث می‌شود ال ای دی از سایر نیمه‌هادی‌ها متمایز باشد، زمانی است که جریان از آن عبور می‌کند که درصدی از انرژی به صورت نور از آن ساطع می‌شود.

رزین اپوکسی

نکته مهم در تکنولوژی LED این است که ال ای دی و دیود نور زیادی تولید نمی‌کنند بلکه یک ماده ای به نام رزین اپوکسی در بدنه آن وجود دارد که نور را بیشتر و زیباتر منتشر کند. این بدنه به گونه‌ای طراحی شده است که فوتون نور را به سمت بالای ال‌ای‌دی متمرکز می‌کند. عملکرد آن مانند یک لنز است و باعث تشدید شدن و پر رنگ تر دیده شدن نور می‌شود.

انواع تکنولوژی LED 

ال ای دی در مدل‌های مختلف طراحی و تولید می‌شود که هر کدام برای هدف و نیاز مشخص استفاده می‌شوند.
تکنولوژی LED بر حسب روش پیاده سازی، نصب چیپ و پکیج به سه گروه تقسیم می‌شود:
تکنولوژی LED از نوعSMD (Surface Mounted Device):
 در این مدل چیپ یا قطعه نصب شونده بر روی سطح از طریق اتصال بر روی PCB طراحی شده است. پکیج SMD می‌تواند 2، 4 یا 6 اتصال بر روی برد داشته باشد، همچنین به تعداد چیپ‌های داخل پکیج نیز بستگی دارد. 
در طراحی آن یک مدار جداگانه برای هر دیود قرار دارد. تنوع و کاربرد در SMD بسیار زیاد است و باعث توسعه دنیای ال ای دی‌ها شده است. هر پکیج سه چیپ بر روی آن قرار دارد. چیپ‌ها به رنگ سبز، آبی و قرمز هستند که از ترکیب آن‌ها همه رنگ‌ها دیده می‌شود.
می‌توان خروجی هر چیپ روی پکیج را تنظیم کرد تا نور‌های مختلفی به وجود بیاید. یعنی هر چیپ با یک پکیج قابل تنظیم می‌باشد.

تکنولوژی LED از نوع DIP (T-Type):

بیش از نیم قرن است که از این تکنولوژی استفاده می‌شود. در تکنولوژی LED از نوع DIP یک پکیج پلاستیکی که شبیه کپسول است استفاده می‌شود که چیپ ال ای دی در آن قرار دارد. از دو پایه بلند فلزی برای اتصال استفاده می‌شود. برخی از آن‌ها یک برجستگی پلاستیک مانندی دارند که مانند یک لنز ساده عمل می‌کند. پوشش اپوکسی رویه آن باعث تمرکز نور (لنز) می‌شود که نور حاصل از دیود را در یک قسمت متمرکز می‌کند. در ال ای دی از نوع DIP یک لبه صاف (بخش بیرونی) دارد که به عنوان پایه آن محسوب می‌شود.
دلایل استفاده و استقبال از تکنولوژی LED از نوع DIP:
•    قیمت ارزان
•    سهولت در نصب
•    درخشندگی بالا
•    قابل استفاده در تابلو‌ها
•    قابل استفاده در تجهیزات الکترونیکی
•    استفاده در نمایشگر‌های بزرگ و کوچک 
به این دلیل که جنس پوشش آن از پلاستیک است و نور کمی‌ را منعکس می‌کند از آن به عنوان روشنایی استفاده نمی‌کنند. 

تکنولوژی LED از نوع COB (Chips on Board):

در این نوع از تراشه‌ها (چیپ) بر روی برد نصب می‌شوند. در COB ال ای دی‌ها به صورت چیپ بر روی یک برد (شبیه به یک دیسک) نصب می‌شوند.
حداقل چیپ‌هایی که باید در این نوع استفاده شود 9 عدد است. اکثر چیپ‌های استفاده شده در ال ای دی‌ها دارای یک مدار و دو نقطه اتصال بر روی برد هستند.
این الگو باعث می‌شود که ال ای دی تغییر رنگ (تک رنگ) نداشته باشد. اما استفاده از یک مدار واحد که چیپ‌های بیشتری به آن متصل است می‌تواند نور بیشتر و همگن تری را خلق کند. از این نوع بیشتر برای مصارف خانگی استفاده می‌شود.
نوع دیگری از COB‌ها به صورت رشته ای (Filament) هستند. هر چه تعداد رشته‌های استفاده شده بیشتر باشد زاویه تابش نور نیز بیشتر می‌شود.
مزایای استفاده از تکنولوژی LED
مزایای استفاده از تکنولوژی LED به شرح زیر می‌باشد:
•    طول عمر مفید این لامپ‌ها بسیار زیاد است.
•    سه برابر لامپ‌های کم مصرف و 25 برابر لامپ‌های رشته ای معمولی طول عمر دارند.
•    باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می‌شود.
•    نسبت به ولتاژ برق و نوسانات شبکه حساس نیست.
•    نور آن به هیچ عنوان مضر نیست.
•    طیف وسیعی از رنگ‌ها را شامل می‌شود و می‌توان با یکدیگر ترکیب کرد.
•    نور ال ای دی پرتو‌های فراسرخ و فرابنفش ندارد.
•    استحکام مکانیکی بالایی دارند.
•    ولتاژ ورودی آن از 100 تا 240 ولت متغیر می‌‌باشد.

کاربرد تکنولوژی LED 

این تکنولوژی به دلیل مصرف کمتر برق بسیار مورد توجه قرار گرفته است که با توجه به کارکرد آن در انواع مختلف ارائه شده و در بخش‌های زیر کاربرد فراوانی دارد:
•    لوازم نمایشی برقی: تلوزیون‌ها، مانیتور‌ و کیبورد و...
•    تبلیغات: درون مغازه ها و تابلوهای نوری، تابلو‌ها‌ی برجسته استندها و...
•    دکوراسیون خارجی و داخلی: خانگی، اداری و ...