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Diode électroluminescente

La diode électroluminescente (LED : Light-Emitting en anglais) constitue l'élément de base des lampes à LED et le fondement du développement des technologies issues de l'électroluminescence.

Diode électroluminescente

Il s'agit d'un composant à la fois électronique et optique qui lorsqu'il est traversé par un champ électrique à la capacité d'émettre un rayonnement lumineux visible. D'autres technologies très proches dérivent des LED, on peut noter les OLED, AMOLED ou FOLED qui étendent le champ des possibles au point que les innovations issues de ces recherches sont incessantes et permettent des solutions d'éclairage mais bien sûr aussi d'écrans (flexibles, ultra fins, etc.) totalement révolutionnaires.

 

Si les propriétés lumineuses des semi-conducteurs furent découvertes au début du siècle dernier, ça n'est que dans les années 60 qu'on fabriqua les premières LED, dans quelques couleurs rudimentaires dans un premier temps. L'équipe de chercheurs japonais composée de Shuji Nakamura, Isamu Akasaki et Hiroshi Amano, tous lauréats du prix Nobel de physique en 2014 travaille dans les années 90 sur les LED et feront avancer ce domaine de recherche au point de voir les inventions exploser dans les années qui suivent : éclairage, écrans plats (TV, ordinateurs, téléphones, tablettes, etc.)

 

Depuis, les performances réalisées doublent tous les deux à trois ans tandis que les coûts de fabrication de ces LED ne cessent de baisser, ayant déjà été divisés d'un facteur 10 sur la dernière décennie !

Le très bon rendement lumineux des LED

Le rendement des LED blanches a d'ores surpasse d'ores et déjà celui des lampes fluorescentes ou à incandescence, avec valeurs dépassant les 100 lm/W et bien plus encore en laboratoire. Avec un maximum théorique situé à 250 lm/W, les progrès à venir sont très prometteurs. Ces performances dépendent de la fabrication de la LED et de la manière dont sa conception optimise le passage des photons vers  l'enveloppe du semi-conducteur sans que ses derniers soient perdus par absorption ou réflexion interne, jusqu'à ce que la lumière parvienne à la surface de la diode.

 

Si l'on parle de dôme pour se représenter ces petites diodes, il ne faut pas généraliser aux usages pour les lampes à LED qui se voient pourvue certes de diodes à extrémité cylindrique arrondie ou plate (d'une section de diamètre 3 à 10 mm) mais également de diodes plates comme les LED SMD, et les recherches dans ce domaine sont loin de livrer leurs dernières innovations (comme les filaments LED par exemple pour imiter au mieux les lampes à incandescence). Depuis l'avènement des LED de puissance dans les années 2000, ces dernières remplacent petit à petit toutes les autre technologies de lampes, même dans le secteur automobile où les platines de phares se voient dotés de lampes à LED pour les feus de position, clignotants, stop, recul, etc.

Informations complémentaires au sujet de l'électroluminescence :

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