Summarize

• LED-utvecklingen har varit långsam men accelererat under de senaste åren
• Nick Holonyak utvecklade den första LED-lampan för synligt ljus 1962
• Lysdiodernas historia sträcker sig mer än 100 år tillbaka i tiden, med början 1907
• På 1970-talet började massproduktionen och den bredare användningen av lysdioder
• Idag är lysdioder vanliga och utvecklas fortfarande

Har du någonsin hört uttrycket ”det finns alltid utrymme för förbättringar”? Detta gäller LED-utveckling mer än du tror. LED-lampornas historia och utveckling har ibland varit långsam, men på senare år har den varit mycket snabb. Läs vidare för att lära dig mer om LED-lampornas historia.

Lysdiodernas historia, kort kurs

På grund av deras ökade popularitet under 2000-talet antar de flesta att ljusemitterande dioder är en ny innovation. Men det är inte helt sant, tekniken har utvecklats under många år. Elektroluminescens, principen bakom lysdioder, upptäcktes först av Henry Joseph Round 1907. Men det var inte förrän 1962 som ingenjören Nick Holonyak använde vetenskapen för att skapa lysdioder som producerar synligt ljus som vi känner det. LED-lampor finns nu överallt, från gatubelysning och diskar till TV-fjärrkontroller och trafikljus. Vägen från kretskortet till taklampan i ditt hem är inte helt rak. Låt oss gå tillbaka till början av den ledda historien.

Vem uppfann LED-belysning?

Nick Holonyak uppfann LED-lampan, om nu bara en person ska nämnas i LED-historien.

Utvecklingen av lysdioder är bäst att betrakta som ett samarbete. Under de senaste två decennierna har tekniken utvecklats enormt och kommersiella språng har gjorts. Många människor har bidragit till vetenskapen bakom moderna LED-lampor. Historien om huvud Nick Holonyak. Nick var en teknikintresserad ung man som växte upp i en liten stad i USA. Han tillbringade sin barndom med sin fars Ford Model T. Nicks pappa uppmuntrade honom att satsa på en karriär inom elektroteknik. Så Nick tog sin kandidatexamen, magisterexamen och doktorsexamen vid University of Illinois. Efter examen 1957 arbetade Nick för General Electric, en tillverkare av fluorescerande lampor och halogenlampor. Holonyaks stora genombrott kom 1962, när han fick i uppdrag att skapa en infraröd laser. Under sitt experiment råkade Nick skapa en röd lysdiod. Andra forskare hade studerat elektroluminescens i flera år, men Nicks lysdiod var den första som sände ut ljus i det synliga ljusspektrumet. Med andra ord var det den första som producerade det ljus som människor såg. De tidigare var alla infrarött ljus som var osynligt för ögat. Inom ett år sålde General Electrics den uppfunna glödlampan för över 200 dollar per glödlampa. I en artikel i Chosen Fires från 1963 förutspådde han att lysdioderna snart skulle täcka hela ljusspektrumet och ersätta Edisons lampor. Det tog 50 år, men det ledde till att historien förutspåddes.

När uppfanns lysdioden?

Tack vare Nick Holonyak föddes den första LED-lampan för synligt ljus 1962. Men det var ingen slumpmässig uppfinning, så var kommer vetenskapen bakom lysdioder ifrån? Överraskande nog är lysdiodernas historia över 100 år gammal! 1907 upptäckte den brittiske forskaren Henry Joseph Round fenomenet elektroluminescens. Han upptäckte att när man applicerar 10 volt elektricitet på en kiselkarbidkristall så avger den ljus. Detta sker eftersom de positivt laddade elektronerna möter de negativt laddade elektronerna och orsakar en reaktion. Upptäckten var banbrytande, men tyvärr var det gula ljus som Henry skapade för svagt för att vara till någon verklig nytta. https://en.wikipedia.org/wiki/H._J._Round Forskare fortsatte att studera elektroluminescens under hela första halvan av 1900-talet. Termen myntades officiellt av George Destriau 1936. Först upptäckte den ryske forskaren Oleg Vladimirovich Losev potentialen hos elektroluminescens. Efter att ha observerat ljusutsläppen från zinkoxid och kiselkarbid publicerade Losev mellan 1924 och 1930 artiklar som introducerade LED-lampan och dess potentiella tillämpningar.

Losev skrev i sitt patent ”Light Relay” från 1927: https://en.wikipedia.org/wiki/Oleg_Losev”Den föreslagna uppfinningen utnyttjar det välkända fenomenet luminescens och användningen av en sådan detektor i ett optiskt relä för höghastighetstelegraf- och telefonkommunikation, överföring av bilder …” Losev var långt före sin tid, liksom många andra forskare.

Hur blev LED-lampor populära?

Detta väcker frågan. Om led-lampor uppfanns 1962, varför utvecklades de inte förrän i mitten av 2000-talet? Allt beror på pengarna. Det fanns en lång kreativ paus i lysdiodernas historia. När General Electrics började sälja röda LED-lampor 1963 kostade de över 200 dollar per lampa. Det var absurt jämfört med de 5-20 dollar som människor var vana vid att betala för glödlampor. Dessutom var Led-lampan inte vit. Nuförtiden kan man köpa LED-lampor för bara 2 euro i den lokala butiken… Den egentliga massproduktionen startade på 1970-talet.

På 1970-talet började det hända

1972 Herb Maruska och Wally Rhines uppfinner den blå lysdioden vid Stanford University. Tillsammans med sin professor David Stevenson vidareutvecklar de tekniken och har också fått grönt ljus. Denna magnesium-galliumnitridteknik är patenterad och ligger än idag till grund för tekniken för blå led-lampor. I mitten av 1970-talet hade Fairchild Optoelectronics masstillverkat lysdioden, men problemet med lysdioder var fortfarande deras låga ljusutbyte. Med tiden började stora företag som IBM och HP använda lysdioder i miniräknare och annan elektronik. LED-lampor började bli vanliga som små indikatorlampor. I takt med att efterfrågan ökade, ökade också produktionsvolymerna. Massproduktion gjorde det möjligt att använda lysdioder i nya produkter.

LED-lampornas historia från 1980-talet och framåt

På 1980-talet inleddes utvecklingen av lysdioder baserade på galliumaluminiumarsenid. De stora tillverkarna följde efter och i slutet av 1980-talet uppfann Theodorode Moustakas ett nytt enklare sätt att tillverka nya högintensiva (jämfört med tidigare) lysdioder. Uppfinningen patenterades 1991 Baserat på den tidigare uppfinningen utvecklade Shuji Nakamura (samtidigt Isamu Akasaki och Hiroshi Amano) den första blå lysdioden med hög ljusstyrka som använder galliumnitrid och dess applikationer, som också kunde utnyttjas kommersiellt. Dessa personer tilldelades senare 2014 års Nobelpris i fysik som uppfinnare av den moderna blå lysdioden.

Den moderna kiselbaserade led-kretsen utvecklades 2001-2002 och under 2000-talet utvecklade alla de stora: Osram, Cree, Philips led-kretsar i konkurrens. Historien om LED-lamporna håller fortfarande på att skriva sig själv.

Vitt ljus

Även om vitt ljus kan skapas med hjälp av enskilda röda, gröna och blå LED-lampor leder detta till dålig färgåtergivning eftersom endast tre smala våglängdsband av ljuset sänds ut separat. Utvecklingen av högeffektiva blå lysdioder följdes snabbt av utvecklingen av den första vita lysdioden. I denna anordning (som kallas ”YAG”) ger en fosforbeläggning som dopats med serum gult ljus genom fluorescens. Kombinationen av det gula och det återstående blå ljuset ser vitt ut för ögat.

https://en.wikipedia.org/wiki/Yttrium_aluminium_garnet De första vita lysdioderna var dyra och ineffektiva. Sedan dess har ljusflödet ökat exponentiellt. Utvecklingen har letts av bland andra Panasonic, Nichia och Samsung. I ett laboratorieexperiment 2014 lyckades man producera 303 lumen per watt och en LED-krets som teoretiskt sett håller i 100.000 timmar. För att genomföra detta i praktiken skulle det dock krävas en så massiv kylning att det inte är kommersiellt försvarbart. I dag ger LED-kretsar i en färdig armatur mellan 100 och 170 lumen per watt, beroende på användningsområde. Men Led är fortfarande under utveckling…

Nedan följer en sammanfattad tidslinje över utvecklingen av LED:

Sista ord

Det har tagit lång tid att utveckla, med många utvecklare över 100 år. Idag finns det LED-kretsar överallt. Enheten du läser detta på innehåller en LED-skärm, rummet du befinner dig i innehåller LED-lampor… Led är alltså inte längre historia utan nutid.