எலக்ட்ரோலுமினெசென்ஸ் தொழில்நுட்பம் எவ்வாறு நம் வீடுகளையும் திரைகளையும் மாற்றியது?

எல்இடி (LED - Light Emitting Diode) அல்லது ஒளி உமிழ் இருமுனையி என்பது இன்றைய நவீன உலகின் மிக முக்கியமான அறிவியல் தொழில்நுட்பக் கண்டு பிடிப்புகளில் ஒன்றாகும். குண்டு விளக்குகள் (Incandescent bulbs) மற்றும் சிஎஃப்எல் (CFL) விளக்குகளைவிட இது எப்படி மிகக் குறைந்த மின்சாரத்தில் அதிக வெளிச்சத்தைத் தருகிறது என்பதன் பின்னணியில் உள்ள அறிவியல் இதோ:

​எல்இடி-யின் அடிப்படை அறிவியல் (How it Works)
​சாதாரண விளக்குகள் மின்சாரத்தால் ஒரு கம்பியை (Filament) வெப்பப்படுத்துவதன் மூலம் ஒளியைத் தருகின்றன. இதனால் அதிக மின்சாரமும் வெப்பமும் வீணாகிறது. ஆனால், எல்இடி என்பது குறைக்கடத்தி (Semiconductor) தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையில் இயங்குகிறது. இதில் இரண்டு வகையான குறைக்கடத்தி அடுக்குகள் (Layers) இருக்கும்.

​P-வகை (P-type): இதில் 'துளைகள்' (Holes - நேர்மறை மின்சுமை) அதிகமாக இருக்கும்.

​N-வகை (N-type): இதில் 'எலக்ட்ரான்கள்' (Electrons - எதிர்மறை மின்சுமை) அதிகமாக இருக்கும்.

​ஒளி உருவாகும் விதம் (Electroluminescence):
விளக்கிற்கு மின்சாரம் வழங்கப்படும்போது, N-வகையில் உள்ள எலக்ட்ரான்களும், P-வகையில் உள்ள துளைகளும் சந்திப்பை (P-N Junction) நோக்கி நகர்ந்து ஒன்றோடொன்று இணைகின்றன (Recombination). இந்த இணைப்பின்போது, எலக்ட்ரான்கள் தங்களின் ஆற்றலை 'ஃபோட்டான்கள்' (Photons) எனப்படும் ஒளித்துகள்களாக வெளிப் படுத்துகின்றன. இந்த அறிவியல் நிகழ்விற்கு 'எலக்ட்ரோலுமினெசென்ஸ்' என்று பெயர்.

2. வண்ணங்கள் உருவாவதன் தொழில்நுட்பம்:
​எல்இடி விளக்குகள் எப்படி வெவ்வேறு வண்ணங்களை உமிழ்கின்றன என்பது சுவாரசியமானது. குறைக்கடத்தி தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் வேதிப்பொருட்களின் (Chemical Compounds) தன்மையைப் பொறுத்தே அதன் வண்ணம் அமைகிறது:

​அலுமினியம் காலியம் ஆர்சனைடு (AlGaAs): சிவப்பு மற்றும் அகச்சிவப்பு (Infrared) ஒளியைத்தரும்.

​இண்டியம் காலியம் நைட்ரைடு (InGaN): நீலம் மற்றும் பச்சை ஒளியைத்தரும்.

​வெள்ளை நிறம் எப்படி கிடைக்கிறது?

இயற்கையிலேயே வெள்ளை நிற எல்இடி என்று எதுவும் கிடையாது. நீல நிற எல்இடி-யின் மேல் மஞ்சள் நிற பாஸ்பர் (Phosphor) பூசப்படுகிறது. நீல ஒளியும் மஞ்சள் பாஸ்பரும் இணையும் போது நமக்குக் பிரகாசமான வெள்ளை ஒளி கிடைக்கிறது. (இந்த நீல நிற எல்இடி-யைக் கண்டுபிடித்ததற்காகவே 2014-ஆம் ஆண்டு விஞ்ஞானிகளுக்கு நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது).

​3. எல்இடி-யின் தொழில்நுட்பக் கூறுகள் (Components)
​ஒரு எல்இடி பல்ப் (LED Bulb) முழுமையாக இயங்க பின்வரும் பாகங்கள் அவசியம்:

​எல்இடி சிப் (LED Chip): ஒளியை உமிழும் முதன்மைப் பகுதி.

​எல்இடி டிரைவர் (LED Driver): நம் வீடுகளில் வரும் மாறுதிசை மின்சாரத்தை (AC), எல்இடி-க்குத் தேவையான நேர்திசை மின்சாரமாக (DC) மற்றும் குறைந்த வோல்டேஜாக மாற்றும் சர்க்யூட் (Circuit).

​ஹீட் சிங்க் (Heat Sink): எல்இடி-யில் மிகக் குறைந்த அளவே வெப்பம் உருவானாலும், அந்த வெப்பத்தை உள்வாங்கி வெளியேற்றும் அலுமினியப்பகுதி. இது விளக்கின் ஆயுளை நீட்டிக்கிறது.

4. எல்இடி தொழில்நுட்பத்தின் நன்மைகள்
​உயர் ஆற்றல் திறன் (Energy Efficiency): சாதாரண விளக்குகளை விட 80% முதல் 90% வரை மின்சாரத்தைச் சேமிக்கிறது.
​நீடித்த ஆயுள்: ஒரு சாதாரண குண்டு விளக்கு 1,000 மணிநேரம் உழைத்தால், எல்இடி விளக்குகள் 25,000 முதல் 50,000 மணிநேரம் வரை உழைக்கும்.

​சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு: சிஎஃப்எல் (CFL) விளக்குகளைப் போல இதில் பாதரசம் (Mercury) போன்ற நச்சுப் பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.

உடனடி வெளிச்சம்: சுவிட்ச் போட்ட அடுத்த மைக்ரோ விநாடியில் முழு வெளிச்சத்தைத் தரும்.

​இன்று வீடுகள் மட்டுமின்றி ஸ்மார்ட்போன் திரைகள் (OLED / AMOLED), தொலைக்காட்சிகள், வாகனங்களின் முகப்பு விளக்குகள் (Headlights) என அனைத்துத் துறைகளிலும் இந்த எல்இடி அறிவியல் தொழில்நுட்பமே ஆதிக்கம் செலுத்தி வருகிறது.

இப்படி எல் இ டி லைட் பயன்பாடுகளைப் பற்றி முழுவதுமாக தெரிந்து வைத்துக் கொண்டால், அதை இதுவரை பயன்படுத்தாதவர்களும் பயன்படுத்த தொடங்குவார்கள் என்பது உறுதி.