נורות ה-LED הפכו זה מכבר לחלק בלתי נפרד מחיינו. הפוסט קצר מלהכיל את מגוון השימושים לנורות LED במאה ה21. הן נמצאות פחות או יותר בכל מקום, מתאורת החזית ברכב, דרך אורת רחוב, פנסים, איתותים, תאורת בית ועד לתאורה במסכי הטלוויזיה המתקדמים ביותר. הסיבה לכך היא שבהשוואה לנורת הלהט המסחרית שהומצאה בידי אדיסון בסוף המאה ה19, נורת ה-LED טובה בהרבה. היא יעילה פי 20 (בערך) מבחינה אנרגטית, ולכן גם פולטת מעט מאוד חום וצורכת מעט חשמל. היא קטנה מאוד, זולה לייצור ויכולה להחזיק שנים רבות.
נורת הלהט המסורתית עובדת על עיקרון שנקרא "קרינת גוף שחור". גופים מחוממים פולטים קרינה אלקטרומגנטית. אם תחממו אותם מספיק (מאות ואלפי מעלות צלסיוס) תקבלו אפילו אור בספקטרום שנראה לעין האנושית. דוגמא טובה ופשוטה לכך היא טוסטר אובן או כל תנור אחר שיש לכם בבית. הדליקו אותו וכוונו את הטמפרטורה ל300-350 מעלות. לאחר מספר דקות תוכלו להסתכל פנימה על סלילי החימום (לא לגעת) ולראות אותם אדומים. זו קרינת גוף שחור. כאשר אנו רואים אותה היא בד"כ מלווה עם עוד קרינה חזקה בתחום הIR- , קרינה שנבלעת בגופים ומחממת אותם.
נורת ה LED לעומתה עובדת על עיקרון שנקרא ELECTROLUMINESCENCE, כלומר פליטת אור כתוצאה מזרימת חשמל. השם המלא של ה-LED הוא LIGHT EMITTING DIODE. ה-LED הוא בעצם דיודה.
דיודה הינה רכיב חשמלי שמעביר זרם בכיוון אחד. הדיודה מורכבת ממוליכים למחצה. (לא נרחיב כאן תיאורטית אך רק נציין שברגע שמחברים את הדיודה למקור מתח היא תעביר זרם אך ורק בכיוון אחד). באותו כיוון יש צורך במתח מינימלי- "מתח סף" על מנת שיזרום בה זרם חשמלי. חישבו על זה כמעין משוכה לאלקטרונים שזורמים במעגל. כשיש מספיק אנרגיה לאלקטרונים לדלג מעל המשוכה הם "ידלגו" וימשיכו לזרום במעגל. הדילוג הזה גורם לפליטת אנרגיה בזמן מעבר האלקטרונים במעגל.
אבל מסתבר שהדיודה הקלאסית פולטת אור גם היא רק בתחום ה- IR שאינו נראה לעין האנושית. לדוגמא, מחישוב קצר ופשוט, דיודה העשויה מסיליקון תפלוט קרינה באורכי גל בסביבות ה-2000 נאנומטר. האור עם אורך הגל הכי קצר הנראה לעין הוא אדום ואורך הגל שלו באזור ה-700 נאנומטר. זוהי הסיבה שבגינה הדיודה היא סתם D ולא LED. היא פולטת אור, אך לא בתחום הנראה לעין האנושית.
במהלך המאה הקודמת מדענים רבים עסקו במחקר ופיתוח בתחום הדיודות ותוך כדי ניסיונות עם חומרים שונים מסיליקון וגרמניום נתקלו בתופעה שאור נראה נפלט מהדיודה בזמן שזורם בה זרם חשמלי.
פריצת הדרך הגדולה והמשמעותית ביותר נעשתה על ידי מדען יפני בשם נאקאמורה. הוא וחבריו זכו בפרס הנובל בפיסיקה לשנת 2014 בגין המצאת ה-LED הכחול. לא רק שהטכנולוגיה והידע מאחורי ההמצאה היו ראויים לציון, אלא בעיקר ההשלכות המעשיות של פריצת הדרך הזו. העין האנושית מזהה שילוב של אור אדום ירוק וכחול (RGB) בהתאמה כאור לבן. ברגע שהLED הכחול נכנס לקטלוג מוצרי המדף ניתן היה להשתמש בשילוב של השלושה ויותר ליצירת אורות בגוונים של לבן וכך בעצם להחליף את התאורה המסורתית ב-LED .
