História LED žiaroviek

Svietili naše izby už od 70. rokov, ale aká je história LED žiaroviek a prečo sa stali tak populárnym svetlom na trhu?

žiarovka

Počiatočný vynález žiarovky LED siaha až do začiatku 19. storočia v roku 1907, keď britský inžinier menom kapitán Henry Joseph Round objavil elektroluminiscenciu.

Tento optický a elektrický jav funguje na výrobu svetla pomocou elektrických prúdov alebo polí.

Bolo to však viac ako pol storočia a niekoľko etáp neskôr, než sa tento vynález stal dostatočne nákladovo efektívny na to, aby sa LED žiarovky E27, E14, GU10 a ďalšie predávali komerčne.

Svetelná dióda (LED) je v súčasnosti energeticky najúčinnejšou technológiou osvetlenia, ktorá je k dispozícii na komerčné a obchodné účely, a je len prirodzené, že je tiež jednou z najrýchlejšie sa rozvíjajúcich technológií.

LED je druh polovodičového osvetlenia, pri ktorom polovodič premieňa elektrinu na svetlo (bez vytvárania tepla) obvykle v malom priestore asi 1 milimeter štvorcový alebo menej (dióda).

Takže v LED žiarovke je skutočne viac diód vyžarujúcich svetlo.

Vyprodukované svetlo je premietané v jednom smere, čo odstraňuje potrebu používať rozptyľovače a reflektory.

Prvá svetelná dióda s praktickým využitím

V roku 1961 Robert Biard a Gary Pittman vynašli infračervenú LED, keď pracovali pre Texas Instruments.

Toto svetlo však nemalo praktické využitie, pretože bolo pre ľudí neviditeľné.

Bol to náhodný vynález, pretože Biard a Pittman skutočne pracovali na laserovej dióde.

Experimentovanie s použitím polovodiča Gallium Arsenide, ktoré sa začalo v 50-tych rokoch, viedlo k praktickému použitiu úplne prvej LED.

V roku 1962, Nick Holonyak, Jr. vynašiel prvú LED, ktorá by mohla produkovať viditeľné červené svetlo.

Tieto červené diódy vynašiel, keď bol zamestnaný v spoločnosti General Electric.

Za svoj úspech získal Holonyak titul „Otec svetelnej diódy“.

Experimenty s typom polovodičov, ktoré by mohli produkovať efektívnejšie LED diódy, pokračovali počas 60. rokov.

reťaz žiaroviek

V prvých rokoch tohto desaťročia sa LED diódy vyrábali s použitím fosforečnanu arzenitého arzenitého na substráte Gallium arsenid.

Použitie fosforečnanu galnatého ako substrátu zvýšilo účinnosť svetiel a vznikli jasnejšie červené LED.

Čoskoro nato sa začali vyrábať oranžové LED.

V roku 1972 M. George Craford zo spoločnosti Monsanto použil na výrobu diód LED, ktoré vyžarovali svetlo žlté svetlo, dva čipy fosforu Gallium - jeden červený a jeden zelený.

Mimochodom, spoločnosť Monsanto je prvou spoločnosťou, ktorá vyrába LED svetlá vo veľkom meradle a pre hromadnú spotrebu.

Craford tiež vynašiel LED, ktorá vyžarovala asi desaťkrát jasnejšie svetlo ako verzia Holonyaku.

V polovici 70-tych rokov vedci začali používať iba fosforečnan bálnatý na výrobu diód LED, ktoré vyžarovali svetlo zelené svetlo.

Tieto experimenty viedli k zlepšeniu verzií diód LED do konca desaťročia.

Tieto LED diódy by mohli produkovať čisté zelené svetlo.

Používanie LED svetiel sa stalo populárnym počas tohto desaťročia, keď Fairchild Optoelectronics začala vyrábať nízkonákladové zariadenia.

Prvá generácia super-jasných LED

Neustále a intenzívne výskumné a vývojové práce v oblasti technológie LED viedli v prvých rokoch osemdesiatych rokov k vývoju prvej generácie super jasných červených, žltých a zelených LED.

Na začiatku 90-tych rokov vedci experimentovali s Indium Gallium Aluminium Phosphide ako polovodičovým materiálom na výrobu ultra-jasných oranžovo-červených, oranžových, zelených a žltých diód LED.

V roku 1994 spoločnosť Shuji Nakamura vynašla ultra-jasné modré LED diódy pomocou nitridu Gallium a hneď potom sa pomocou Indium Gallium Nitride vyvinuli modré a zelené LED s vysokou intenzitou.

Tieto ultra-jasné modré LED diódy viedli základ pre vývoj nákladovo efektívnych a dokonale funkčných bielych LED svetiel, ktoré sa teraz bežne inštalujú v obchodných a výrobných priestoroch, ako je to znázornené na obrázku nižšie.

Vedci zistili, že povlečením čipu vyžarujúceho modré svetlo fluoreskujúcimi fosformi sa dioda mohla vytvoriť tak, aby vyžarovala jasné biele svetlo.

dekoratívne žiarovky

Výsledky, ktoré dosiahli biele LED diódy, boli pôsobivé a americké ministerstvo energetiky povzbudilo vývoj technológie bielych LED diód pri zohľadnení potrieb majiteľov firiem osvetľovať svoje komerčné priestory nákladovo efektívnym riešením.

Výsledkom je, že dnešné LED diódy sú šesť až sedemkrát účinnejšie ako tradičné žiarovky.

Úsporné led žiarovky e27 spotrebujú pôsobivých 80 percent menej energie a vydržia 25-krát dlhšie ako ich žiarovky.

Sú tiež cenovo výhodné, keď sa inštalujú vo veľkom meradle.

Medzitým pokračuje výskum technológií LED.

Teraz existujú LED diódy, ktoré vyžarujú čisto fialové alebo dokonca ultrafialové „čierne“ svetlo.

Zvýšená energetická účinnosť LED svetiel podnietila majiteľov firiem, aby ich vo veľkej miere využívali vo svojich kanceláriách, v priemyselných prevádzkach a komerčnom rozvoji, čím priniesli ďalšie úspory nákladov.

Ako vznikla samotná žiarovka

Ako fungujú LED žiarovky

LED diódy vytvárajú svetlo elektroluminiscenciou v polovodičovom materiáli.

Elektroluminiscencia je jav svetla emitujúceho materiál, keď ním prechádza elektrický prúd alebo elektrické pole - k tomu dochádza, keď sú elektróny zasielané materiálom a vyplňujú elektrónové diery.

ako funguje led

Elektrónová diera existuje tam, kde atóm nemá elektróny (záporne nabitý), a preto má kladný náboj.

Polovodičové materiály ako germánium alebo kremík sa môžu „dotovať“ na vytvorenie a kontrolu počtu elektrónových otvorov.

Doping je pridávanie ďalších prvkov do polovodičového materiálu, aby sa zmenili jeho vlastnosti.

Dotovaním polovodiča môžete vytvoriť dva samostatné typy polovodičov v rovnakom kryštáli.

Hranica medzi týmito dvoma typmi sa nazýva križovatka p-n.

Križovatka umožňuje, aby cez ňu prešiel iba jeden prúd, a preto sa používajú ako diódy.

LED diódy sa vyrábajú pomocou spojení p-n.

Keď elektróny prechádzajú cez jeden kryštál k druhému, vyplňujú elektrónové diery.

Vyžarujú fotóny (svetlo).

Takto funguje aj polovodičový laser.

LED svetelná technológia

Rovnako ako mnoho iných oblastí technológie, LED svetlá sa vyvíjali s postupom času.

Tu v spoločnosti Evergreen Energy sú určite našou preferovanou možnosťou osvetlenia, v neposlednom rade pre ich udržateľnosť.

LED žiarovky spotrebujú veľmi málo energie a majú najdlhšiu životnosť akejkoľvek žiarovky na trhu, čo z nich robí ekologickejšiu alternatívu.

Najúžasnejšia vec, ktorá sa týka LED žiaroviek, nie je iba ich univerzálnosť, pretože sú vhodné pre väčšinu miestností v dome a poskytujú všetko od jasných svetiel v kúpeľniach a náladového osvetlenia na chodbách.

Ako sa technológia ďalej vyvíja, aj LED žiarovky.

Majú potenciál stať sa pre používateľov ešte udržateľnejšími, energeticky účinnejšími a nákladovo efektívnejšími.