Led’in Tarihçesi adlı bu makalemizde ledler hakkında icatından günümüze kadarki serüveni hakkında bilgi vermiş olacağız. İyi okumalar

Bir bakışta LED’in Tarihçesi – geçmişi ve teknolojisi

LED ışık ilerlemede ve diğer ışık kaynaklarının ve aydınlatıcıların yerini almış bulunuyor. Ampulün icadından sonra, LED, muhtemelen aydınlatma pazarındaki en devrimci keşiftir. Ayrıca kapı zillerimizi , ev numaralarımızı ve çekici dış mekan ışıklarını aydınlatmak için gelişmiş ve enerji tasarruflu LED lambaları kullanıyoruz. Peki LED ışık gerçekte nasıl çalışıyor ve ne zaman icat edildi? Bu blog gönderisinde bu soruları takip etmek ve sizi LED’lerin geçmişi ve teknolojik temelleri hakkında bilgilendirmek istiyoruz. Çok uzun sürmesin diye, gerçekten sadece LED teknolojisinin taslağını çıkarıyoruz ve muhtemelen nasıl çalıştığına çok ayrı bir makale ayırıyoruz.

Işık nedir

LED ışığın geliştirilmesinde derinlemesine dalmadan önce, ışığın gerçekte ne olduğunu düşünmeliyiz. Işık, elektromanyetik radyasyondan başka bir şey değildir ve daha dar anlamda, elektromanyetik radyasyonun yalnızca küçük görünen kısmıdır. Frekans veya dalga boyu ve yoğunluğu ile tanımlanabilir. Her dalga boyu bir renk etkisi yaratır. Işık, hepimizin bildiği ve hayranlık uyandıran bir gökkuşağı şeklinde gökyüzünde hayranlık duymayı sevdiğimiz bir renk spektrumunda bizim için görülebilir. Işığın aksine, görünmez elektromanyetik radyasyon, örneğin gama radyasyonu, X-ışını radyasyonu, UV radyasyonu veya kızılötesi radyasyondur.

LED’in Tarihçesi – geçmişi

LED ışığın tarihi, yarı iletken prensibini keşfeden fizikçi Karl Ferdinand Braun ile 1876’da başlar. Elektrik iletirken kristallerin özel özelliklerini keşfetti. Bunun nedeni, elektriği yalnızca bir yönde özellikle iyi, diğerinde ise özellikle zayıf veya neredeyse hiç iletmemeleridir. Bu yarı iletken etkisini keşfettiği için bir Nobel Ödülü almadı, çünkü her zaman her iki yönde de olan elektrik iletkenlerinin özelliklerinin önceki görüşünde devrim yaratmasına rağmen, kristallerin bir gün modern LED teknolojisi için önemli olabileceğinden şüpheleniyordu. o zamanlar kimse yok. Ferdinand Braun, kablosuz telgrafın icadına yaptığı katkılardan dolayı yine de bir Nobel Ödülü aldı. Kablosuz telgraf, iletişim teknolojisinde devrim yarattı. Braun’un keşfettiği yarı iletkenler, yarım yüzyıl boyunca – fotovoltaikte, entegre devrelerde ve tabii ki LED şeklinde aydınlatma teknolojisinde devrim niteliğinde gelişmeler sağlayacak.

Henry Joseph Round tarafından ışık yayılımının keşfi

Sadece 30 yıl sonra, 1907’de, unutulan yarı iletken etkisi yeniden ilginç hale geldi. İngiliz Henry Joseph Round, inorganik maddelerin bir voltaj uygulandığında parlayabileceğini keşfetti. Ancak, esas olarak denizcilik için yeni bir radyo konum yöntemi üzerinde çalıştığı için bu olguyu daha fazla takip etmedi. Rus bilim adamı Oleg Vladimirovich Lossew, 1921’de Round Effect konusunu tekrar ele aldı ve araştırmaya devam etti. Amacı, mesaj iletmek için parlayan kristalleri bir şekilde kullanmaktı.

Ölümünden yedi yıl önce Lossew, araştırmasına Fransa’dan destek aldı. Georges Destriau, elektrolüminesans keşfi ile tanınır. 1935 yılında, tesadüfen, güçlü elektrik alanları uygulandığında ışığın gelişimini keşfetti. Aslında metal alaşımlarının iletkenliğini ölçmek istedi. Kullandığı çinko sülfit, bakırla kirlenmişti ve bu parıltıya yol açtı ve daha sonra Rus öncüsünün adını Lossew light olarak adlandırdı. Destriau, teknolojiyi daha da geliştirdi ve ilk elektrikli ışıldayan filmi pazarın olgunluğuna getirdi. Özellikle askeri uçaklarda kokpitlerin arka plan aydınlatması için kullanıldılar. Daha sonra sıvı kristal ekranlar ordu dışında da kullanıldı. Bu henüz gerçekten LED teknolojisi olmasa bile,

Mumdan modern LED ışığa geçiş

Piyasadaki ilk LED ışık – Led’in Tarihçesi

Yarı iletken teknolojisinde ve transistörlerin yapımında birkaç yıllık araştırma ve geliştirme ilkinden önce geçti, ardından kırmızı LED ışığı piyasaya çıktı. Yarı iletken teknolojisine dayalı iki kutuplu transistörün geliştirilmesi, araştırmaları ışık emisyonuna daha da yönlendirdi. Kısa süre sonra artık Lossew ve Destriau gibi çinko sülfitle değil, yarı iletkenler galyum fosfit (GaP) ve galyum arsenit (GaAs) ile deneyler yaptılar. Bu maddeler ışık emisyonunu kat kat arttırdı.

Amerikan Nick Holonyak, modern LED’lerin geliştirilmesinin temelini attı. 1962’de ilk kırmızı LED’i (ışık yayan diyot) piyasaya çıkardı. Işık yayan diyot, yarı iletkenler galyum fosfit ve galyum arsenit ile çalıştığı için GaAsP olarak adlandırıldı. Bir diyot 280 dolardan oldukça pahalıydı, ancak yeni LED ışığı hakkında gerçek bir heyecan uyandırdı. 1968’de Monsanto ve General Elektrik şirketi tarafından kırmızı LED’lerin endüstriyel seri üretimi başladı. Yedi bölümlü ekran ve ilk kırmızı LED’ler, parlayan lambaların yerini aldı ve uygulamalarını, kol saatlerinde çığlık atan kırmızı kadranlar (inanılmaz derecede pahalı, enerji tüketen, ancak son derecede şık) ve cep hesaplayıcılarla buldu. Ama bir ışık kaynağı olarak kullanım Bugün LED’i bilme şeklimiz o zamanlar düşünülemezdi. Işık çıkışı, bir ampulün gücünün yüzde biri olan watt başına 0.1 lümen idi.

LED ışık – kırmızıdan beyaz ışığa – Led’in Tarihçesi

Yıllar geçtikçe, geliştirilmiş yarı iletken malzemeler, kabul edilebilir bir şekilde sıkıcı kırmızıdan farklı renklerde LED ışığına da izin verdi.Ayrıca, ışık çıkışı sürekli olarak artırıldı. Bu, yarı iletken tabakaların sürekli gelişen kalitesiyle, örneğin şeffaf alt tabakalar aracılığıyla daha az kirlenme veya yarı iletken heteroyapıların kullanılmasıyla mümkün olmuştur (yarı iletken tabakalar arasındaki geçiş iyileştirilmiştir). Ancak, 1970’lerde ortaya çıkan yeni teknolojinin ampulün veya sodyum buharlı lambaların yerini alması ölçüsünde, odaları, yerleri ve nesneleri aydınlatmak için ışık kaynağını kullanmak için hala beyaz ışık eksikliği vardı.

Kırmızıdan beyaz LED ışığa giderken, kısa dalga radyasyon aralığını kapsayabilecek bir çözüm bulunmalıydı. Mavi, mor ve ultraviyole ışık galyum fosfit veya alüminyum galyum arsenit gibi mevcut yarı iletkenlerle üretilemezdi. 1980’lerde ilk mavi parlayan LED’in piyasaya sürülmesiyle silisyum karbür ile ilk atılım gerçekleştirildi. Ama özellikle verimli değildi. Yaklaşık yüzde 22’lik bir verimlilikle, sodyum buharlı lambayla karşılaştırılabilir. Daha sonraki deneyler daha sonra yarı iletken olarak galyum nitrür ve indiyum galyum nitrürü LED teknolojisine getirdi. GaN grubunun unsurları ile artık yeşilden ultraviyole’ye verimli kısa dalga ışığı üretmek mümkündü.

Karıştırarak beyaz LED ışığı

Japonlar, 1995’te beyaz LED ışığı üreten ilk kişilerdi. Kimyasal ve yarı iletken şirket Nichia’da, mavi LED ışığa sarı floresan malzeme eklenerek beyaz LED ışık elde edildi. Bu beyaz ışık üretme olasılığı ışık dönüşümüdür. 1997’de ilk beyaz LED mağazalardan satın alınabilir. Bir iPhone’unuz varsa, Nichia’dan LED ile donatıldığından oldukça emin olabilirsiniz. Beyaz ışık, size kesinlikle tanıdık gelen ve LED pazarındaki birçok rakibin – ışık karışımına güvendiği başka bir işlem tarafından üretilebilir ve üretilir.

Doğada beyaz ışık diye bir şey yoktur. Tüm renkleri eşit oranlarda karıştırırsanız, sadece akromatik görürüz, ancak henüz beyaz değil. Kırmızı, yeşil ve mavi renkleri karıştırılarak beyaz ışık oluşturulur. Muhtemelen bu RGB prensibine, ilk kullanıldığı eski tüplü televizyonlardan aşinasınızdır. RGB renk alanı, dijital fotoğrafçılıkta da kullanılır. GaN grubu ve mavi LED ışık üretme yeteneği sayesinde, ilke yayan ışık kaynaklarına da uygulanabilir. Önünde difüzör bulunan bir muhafaza içindeki üç renkli LED, beyaz ışık oluşturur.

Gelecekte LED ışık

Beyaz LED ışık ve ilk lüminesan diyota kıyasla onda üç kattan fazla verimlilik artışı ile, gelişmiş aydınlatma cihazında atılım sağlandı. Hayatımızın hemen hemen her alanında LED’ler buluyoruz. Trafik ışıkları, el fenerleri, akıllı telefonlar, araba farları – artık birçok uygulamayı LED ışıksız hayal edemiyoruz. Ancak görünür ışığın ötesinde LED uygulamaları da vardır. Tıp teknolojisinde dişler için plastik dolgular UV ışığı ile sertleştirilir. Doktor şimdi kızılötesi LED’leri kullanarak kandaki oksijen satürasyonunu ölçüyor.

Gelecekte zorluk, sıcak beyaz LED ışığı optimize etmek olacaktır. Mavi veya soğuk beyaz LED ile karşılaştırıldığında, bu hala önemli performans kayıplarına sahiptir. İyi ışık verimi ve homojen renk dağılımı, gelecek için anahtar kelimelerdir.

LED ışık – nasıl çalışır

Son olarak, LED’in nasıl çalıştığını kısaca özetlemek istiyoruz. Yayan bir diyot aşağıdaki gibi yapılır. Plastik bir muhafazaya giden iki tel, katot ve anot vardır. Gerçek LED çipinin bulunduğu yer burasıdır. Büyüleyici LED teknolojisi, minik yarı iletken elemanın içindedir. Öğrendiğimiz gibi, yarı iletkenler yalnızca tek yönde elektrik iletme özelliğine sahiptir. Işık yayan diyotlar artık bu yarı iletken malzemelerin iki katmanından oluşuyor. Birinde fazla elektron var. Yani negatif olarak ücretlendirilir. Bunun üzerinde elektron deliklerine sahip pozitif yüklü katman var. Aynı zamanda p katmanı olarak da adlandırılır. Şimdi akımı uygularsanız, elektronlar negatif yüklü katmandan (n katmanı) göç eder ve p katmanındaki delikleri doldurmak isterler. Bu işlem sırasında ışık ve ısı açığa çıkar. Çok ince, pozitif yüklü katman, ışık parlamaları ve parıltılarla nüfuz eder.