Eine Leuchtdiode (LED) ist ein effizientes elektrisches Mittel zur Lichterzeugung. Unter Verwendung einer Halbleiterschaltung, die als Diode bezeichnet wird, erzeugt eine LED Licht in verschiedenen Farben, abhängig von den bei ihrer Herstellung verwendeten Materialien. LEDs sind kompakter, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Glühbirnen und verbrauchen nur einen Bruchteil der Energie. Erstmals in den 1970er Jahren eingesetzt, wurden LEDs im 21. Jahrhundert immer beliebter und allgegenwärtig. Die Leuchtdiode kann schließlich die Glühbirne ersetzen, da die Entwicklungstechnologie sie billiger und effizienter macht.
LEDs arbeiten mit der sogenannten Elektrolumineszenz, bei der einige Materialien Licht erzeugen, wenn sie mit elektrischem Strom aufgeladen werden. Der Effekt wurde erstmals 1907 dokumentiert und zwei Jahrzehnte später wurde die LED-Technologie von dem russischen Wissenschaftler Oleg Losev Pionierarbeit geleistet. Der hohe Materialaufwand führte dazu, dass erst in den 1960er Jahren praktische Anwendungen für die Leuchtdiode entwickelt wurden. In den 1970er Jahren wurden die kleinen roten Lichter in kleinen Geräten wie Uhren und Taschenrechnern sowie als Leistungsindikatoren für größere Geräte verwendet. Fortschritte in der Halbleitertechnologie gaben LEDs zu Beginn des 21. Jahrhunderts eine größere Vielfalt und Anwendungsmöglichkeiten.
Eine Diode ist eine Schaltung, die den Stromfluss mithilfe eines halbleitenden Materials wie Silizium steuert. Eine Leuchtdiode nutzt diese Eigenschaft, um Elektronen zu manipulieren, um Licht zu erzeugen. Dieser Prozess ist energieeffizienter als herkömmliche Glühbirnen, dh es wird wenig Strom verschwendet und die Diode kann viel länger halten als eine Glühbirne. Die ersten LEDs hatten einen begrenzten Farbbereich, hauptsächlich Rot, Blau und Gelb. Fortschritte in der Technologie haben die Helligkeit von LEDs erhöht und ihnen Farben im gesamten Spektrum verliehen.
LED-Leuchten sind in der Herstellung teurer als Glüh- oder Leuchtstofflampen, aber ihre lange Lebensdauer macht sie ideal für Orte, an denen der Austausch von Glühbirnen schwierig ist. Sie werden häufig als Innen- und Außenbeleuchtung für Autos, Boote und Flugzeuge verwendet. Viele Verkehrssignale, Straßenlaternen und Schilder verwenden auch eine Form einer Leuchtdiodenanordnung. LEDs bieten Hintergrundbeleuchtung, um die Bildschirme von Laptops, Telefonen und Mobilgeräten zu beleuchten. Bis Anfang der 2010er Jahre hatten sie eine breite Palette von dekorativen und praktischen Beleuchtungsanwendungen übernommen.
Die Leuchtdiode hat einige Nachteile. Bei hohen Leistungsstufen neigte es dazu, an Effizienz zu verlieren, eine Eigenschaft, die Elektroingenieure als Droop bezeichnen. Es kann empfindlich auf Änderungen von Temperatur, Spannung und Stromstärke reagieren. Die Erzeugung von weißem LED-Licht wurde aufgrund der Begrenzung des LED-Spektrums, einer Eigenschaft der Halbleitermaterialien, um viele Jahre verzögert. Da diese Einschränkungen durch die fortschreitende Technologie überwunden werden, wird erwartet, dass sich die LED-Technologie weltweit immer weiter verbreitet.