تاریخچه ال ای دی ، از اولین LED تا تولید انبوه

ال ای دی (LED) مخفف عبارت دیود نورگسیل یا Light Emitting Diode است. این لامپ‌ها در ابتدا به عنوان نشانگر در صنعت الکترونیک استفاده می شد ولی با توجه به ویژگی‌های برتری که داشتند وارد دنیای روشنایی و نورپردازی شدند. در ادامه با بانورشاپ همراه باشید تا به بررسی تاریخچه ال ای دی، انواع و شیوه عملکرد این نوع لامپ بپردازیم.

تاریخچه ال ای دی: از کشف الکترولومینسانس تا نمایشگر‌های مدرن

بررسی تاریخچه لامپ‌های ال ای دی نشان میدهد این نوع لامپ اولین بار در دهه 50 میلادی به عنوان نشانگر در وسایل مختلف استفاده می شده است. تاریخچه این نوع روشنایی با کشف مفهوم الکترولومینسانس (ٍElectroluminescence) آغاز میشود. این مفهوم کاربردی قلب توسعه دیود‌های ساطع کننده نور (LED) است.

جوزف راند (Henry Joseph Round) برای اولین بار این پدیده را در سال 1907 در عنصر سیلیکون مشاهده کرد. البته در آن زمان نور ساطع شده زرد رنگ و بسیار کم بود. در آز زمان تحقیق بیشتری روی این ماده انجام نشد.

در سال 1920 بود که بار دیگر برنهارد گودن (Bernhard Gudden) و رابرت ویچارد پول (Robert Wichard Pohl) از سولفید روی با مس برای تکرار این پدیده استفاده کردند. البته مشاهده شد که نور ساطع شده بسیار ضعیف است. و برای کاربرد عملی مناسب نبود.

اولین دیود ساطع کننده نور با کاربرد عملی در تاریخچه ال ای دی

تحقیقات دوباره در مورد این پدیده باز هم متوقف شد. اصطلاح “الکترولومینسانس” توسط جورج دستریو (George Destriau) در سال 1936 برای اولین بار استفاده شد. دستریو هنگامی که روی پدیده تولید نور توسط پودر سولفید روی هنگام عبور جریان الکتریکی آزمایش میکرد. برای اولین بار از این کلمه استفاده کرد.

اولین ال ای دی تاریخ در سال 1961 توسط دو کارمند تگزاس اینسترومنتز (Texas Instruments) به نام‌های رابرت بیارد (Robert Biard) و گری پیتمن (Gary Pittman) اختراع شد. اما این نور چون برای انسان نامرئی بود، کاربرد عملی نداشت. این یک اختراع تصادفی بود زیرا بیارد و پیتمن در واقع روی یک دیود لیزر کار می کردند. و به این ترتیب اولین برگ از تاریخچه ال ای دی نوشته شد.

شاید بتوان از تحقیقات دهه 50 روی نیمه هادی گالیوم آرسناید به عنوان نقطه عطف طراحی و ساخت LED‌ها یاد کرد. در سال 1962، نیک هولونیاک جونیور (Nick Holonyak) اولین LED را اختراع کرد که می توانست نور قرمز مرئی تولید کند. او این دیودهای قرمز را در زمان استخدامش در جنرال الکتریک (General Electric) اختراع کرد. هولونیاک برای دستاورد خود عنوان “پدر دیود ساطع کننده نور” را کسب کرده است.

در دهه 1960 آزمایشات متعددی با انواع نیمه‌ هادی برای تولید دیود‌های کارآمد تر انجام شد. در سال های اولیه این دهه، LED ها با استفاده از فسفید آرسنید گالیم بر روی بستر آرسنید گالیم ساخته می شد. استفاده از فسفاید گالیم به عنوان بستر کارایی چراغ ها را افزایش میدهد و ال ای دی‌های قرمز روشن تری به وجود آمدند. استفاده از این ماده‌های شیمیایی قطعا نقطه عطفی در تاریخچه ال ای دی بوده است. بلافاصله پس از آن، LED های نارنجی رنگ شروع به تولید می کنند.

تولید انبوه LED در شرکت مونسانتو (Monsanto)

در سال 1972، جورج کرافورد (George Craford) از شرکت مونسانتو از دو تراشه فسفاید گالیم – یکی قرمز و دیگری سبز – برای ساخت LED هایی استفاده کرد که نور زرد کم رنگی را ساطع می کردند. اتفاقاً شرکت مونسانتو اولین شرکتی بود که چراغ های ال ای دی را در مقیاس بزرگ و مصرف انبوه تولید می‌کرد. کرافورد همچنین یک ال ای دی اختراع کرد که حدود ده برابر بیشتر از نسخه هولونیاک نور ساطع می کرد.

در اواسط دهه 1970، دانشمندان شروع به استفاده از فسفاید گالیم برای ساخت LED هایی کردند که نور سبز کم رنگی از خود ساطع می کرد. این آزمایش ها منجر به نسخه های بهبود یافته LED ها در پایان دهه شد. این LED ها می‌توانستند نور سبز خالص تولید کنند.

استفاده از چراغ های ال ای دی در این دهه از زمانی که Fairchild Optoelectronics شروع به تولید لامپ‌های ارزان قیمت کرد، رایج شد.

اولین نسل از LED های فوق روشن

تحقیق و توسعه مداوم در زمینه فناوری LED منجر به توسعه نسل اول ال ای دی‌های قرمز، زرد و سبز فوق العاده روشن در سال های اولیه دهه 1980 بود. در اوایل دهه 1990، دانشمندان با ایندیوم گالیوم آلومینیوم فسفید به عنوان ماده نیمه رسانا برای تولید LED های نارنجی، قرمز، نارنجی، سبز و زرد بسیار روشن تحقیقات مهمی را انجام دادند.

در سال 1994، شوجی ناکامورا (Shuji Nakamura) LED های آبی فوق روشن را با استفاده از نیترید گالیوم اختراع کرد. درست پس از آن، او ال ای دی‌های آبی و سبز با شدت بالا را با استفاده از ایندیوم گالیوم نیترید تولید کرد. این ال‌ای‌دی‌های آبی بسیار روشن، پایه و اساس توسعه چراغ‌های ال‌ای‌دی سفید مقرون‌به‌صرفه و فوق‌العاده کاربردی را که اکنون معمولاً در فضاهای تجاری و تولیدی نصب می‌شوند تشکیل میدهند. دانشمندان کشف کردند که با پوشاندن تراشه ساطع کننده نور آبی با فسفرهای فلورسنت، دیود می تواند نور سفید درخشان گسیل دهد و به این ترتیب تاریخچه ال ای دی ها به نقطه کنونی رسید.

ایالات متحده توسعه LED سفید را تشویق می کند

راندمان LED های سفید چشمگیر است. وزارت انرژی ایالات متحده با در نظر گرفتن نیازهای صاحبان مشاغل برای روشنایی فضاهای تجاری با لامپ‌های مقرون به صرفه، به توسعه فناوری LED علاقه زیادی دارد. در مقایسه با لامپ‌های رشته‌ای، لامپ های ال ای دی امروزی شش تا هفت برابر راندمان بهتری دارند. چراغ های LED نسبت به لامپ‌های رشته‌ای تا 80 درصد انرژی کمتری مصرف می کنند. آنها همچنین 25 برابر بیشتر عمر می کنند. چراغ های LED برای نصب در مقیاس بزرگ نیز مقرون به صرفه هستند.

در همین حال، تحقیقات در مورد فناوری ال ای دی ادامه دارد. در حال حاضر ال ای دی‌هایی وجود دارند که نور بنفش خالص و حتی ماوراء بنفش را ساطع می کنند. افزایش بهره وری انرژی چراغ های LED صاحبان مشاغل را بر آن داشته است تا از این چراغ ها در مقیاس وسیع در دفاتر، کارگاه‌های صنعتی و توسعه تجاری خود برای صرفه جویی بیشتر در هزینه ها استفاده کنند.

ممنون که تا انتهای بررسی تاریخچه ال ایدی با بانورشاپ همراه بودید. من احمد هستم از شرکت آبان نورپارس و باعث افتخار بود که این مقاله رو برای شما عزیزان گردآوری کردم. 

شما عزیزان میتونید برای خرید با کیفیت‌ترین ریسه ال ای دی تولید ایران که با استاندارد IP67 تولید میشود و 2 سال در هر شرایط آب و هوایی ضمانت دارد، از طریف این لینک اقدام نمایید.