LED ใครๆ ก็พูดถึงแต่หลอด LED แล้ว LED คืออะไร? GATA MAGAZINE จะนำสมาชิกทุกท่านไปทำความรู้จักกับหลอด LED ที่กำลังเป็นกระแสมาแรงในตอนนี้กันค่ะ

          หลอด LED (Light-emitting diode) ก็คือไดโอดเปล่งแสง ซึ่งสามารถเปล่งแสงออกมา ประกอบด้วยคลื่นความถี่เดียวและเฟสต่อเนื่องกัน คำถามที่ตามมาก็คือ แล้วไดโอดคืออะไร? ไดโอด เป็นวัสดุสารกึ่งตัวนำที่สามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของมันได้ ซึ่งถ้าเราใส่สารเจือปนเข้าไป ก็จะสามารถควบคุมการนำไฟฟ้าให้มากหรือน้อยได้ แต่หากเราไม่คุมทิศทาง แสงที่กระจายออกมาจะวิ่งอย่างไม่เป็นระเบียบ ทำให้ความเข้มของแสงน้อยลง ดังนั้นในหลอด LED จะใช้พลาสติกหุ้ม และเอียงให้แสงสามารถสะท้อนออกไปยังตำแหน่งที่ต้องการได้

          หลักการทำงานของ LED ไม่มีการเผาไส้หลอด ดังนั้น จึงไม่เกิดความร้อน แสงสว่างเกิดขึ้นจากการเคลื่อนของอิเล็กตรอนภายในสารกึ่งตัวนำ และเพราะสาเหตุนี้จึงทำให้ LED มีอายุการใช้งานที่นานกว่า การใช้พลาสติกหุ้มช่วยให้มีความทนทาน และง่ายต่อการประกอบลงในแผ่นวงจรไฟฟ้า ข้อได้เปรียบสูงสุดของหลอด LED คือประสิทธิภาพ เพราะไม่มีการสูญเสียพลังงานจากการเผาไหม้ พลังงานส่วนใหญ่เปลี่ยนไปเป็นแสงทั้งหมด

          แม้จะมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนศึกษาและค้นพบการเปล่งแสงของสารกึ่งตัวนำชนิดต่างๆ แต่ผู้ที่นำเทคโนโลยีของหลอด LED มาใช้ในเชิงพาณิชย์ได้สำเร็จเป็นคนแรกคือ Nick Holonyak นักวิทยาศาสตร์ผู้ให้คำปรึกษาของ บริษัท General Electric company ในปี 2505 แต่ในตอนนั้นแสงที่เปล่งออกมายังมีน้อย ไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในการให้แสงสว่างได้ จึงเป็นเพียงหลอด LED ขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อแสดงสถานะการใช้งานเท่านั้น และแสงที่ได้ก็เป็นสีต่างๆ ที่ไม่ใช่สีขาวจึงยังไม่สามารถนำมาใช้แทนหลอดไฟชนิดเดิมได้ จนเมื่อหลอด LED ถูกพัฒนาขึ้นมาอีกขั้น โดย Shuji Nakamura บริษัท Chemical ของประเทศญี่ปุ่น ซึ่งได้พัฒนาหลอดไฟ LED สีน้ำเงินที่มีความสว่างจ้า ไปเคลือบด้วยสารเคลือบเรืองแสงสีเหลือง จึงได้แสงสีขาวออกมา และเริ่มมีวางตลาดในปี 2536 เป็นต้นมา นอกจากนี้ LED ยังนำมาใช้ประโยชน์ในเรื่องต่างๆ มากขึ้น เช่น สัญญาณจราจร ป้ายสัญญาณต่างๆ ไฟท้ายรถยนต์ จอภาพยนตร์ โทรศัพท์มือถือ ฯลฯ

          ข้อดีของหลอด LED : ถึงแม้หลอด LED จะให้ความสว่างน้อยกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ แต่การกระจายแสงของหลอดฟลูออเรสเซนต์ เป็นไปทุกทิศทุกท่างทำให้เราใช้ประโยชน์จากแสงที่กระจายออกมาไม่เต็มที่ ในขณะที่แสงจากหลอด LED จะส่องไปเฉพาะด้านหน้าเท่านั้น ประสิทธิภาพของหลอด LED ที่ระดับ 70 ลูเมน/วัตต์ จึงมีมากกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ระดับ 100 ลูเมน/วัตต์ มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่มีไอปรอทอยู่มาก และสามารถควบคุมคุณภาพของแสงได้ นอกจากนี้หลอด LED ยังปล่อยความร้อนออกมาในปริมาณที่น้อยมาก ทำให้ลดการสูญเสียพลังงานจากเครื่องปรับอากาศภายในอาคาร มีอายุการใช้งานที่นานถึง 100,000 ชั่วโมงหรือ 11 ปี เมื่อเทียบกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ ที่มีอายุการใช้งาน 8,000-10,000 ชั่วโมง หรือ หลอดไฟแบบขดลวด ที่อายุการใช้งานอยู่ที่ 1,000-2,000 ชั่วโมง หลอด LED มีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนเหมาะสำหรับติดตั้งในเครื่องบินหรือรถยนต์ และเหมาะกับหลอดไฟที่มีการปิดเปิดบ่อยครั้ง

อ้างอิง คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล,รายการกบนอกกะลา