„Világító dióda” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [nem ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
A megvilágítás szöge nem azonos a fénysóródással |
Kis tartalmi kiegészítés |
||
16. sor:
[[Kép:LED, 5mm, green (en).svg|bélyegkép|A LED-ek tokozása rendkívül sokféle, ugyanakkor a hetvenes évekre már kialakult az 5 mm átmérőjű hengeres műanyag kivitel, ami általánosnak tekinthető ]]
A félvezetők [[Elektrolumineszcencia|elektrolumineszcenciáját]] már [[1907]]-ben felfedezte a Marconi laboratóriumban dolgozó [[Henry Joseph Round]].<ref name="History01">{{cite web |url=http://www.historyoflighting.net/light-bulb-history/history-of-led/ |title=History of LEDs - Light Emitting Diodes |accessdate=2020-01-04 |publisher=History of Lighting |language=angol }}</ref> A jelenséget [[Oleg Vladimirovich Losev]] orosz tudós vizsgálta mélyrehatóan, és az eredményeit [[1927]]-ben publikálta. [[1939]]-ben [[Bay Zoltán]] és [[Szigeti_György_(fizikus)|Szigeti György]] magyar kutatók is végeztek kísérleteket ezzel a még kezdetleges SiC alapú fényforrással.<ref name="History03">{{cite web |url=https://www.iitk.ac.in/solarlighting/files/brief_history_of_LEDs.pdf |title=ALL THAT YOU WANT TO KNOW ABOUT THE LIGHT EMITTING DIODES OR LEDS |accessdate=2020-01-04 |language=angol }}</ref> A napjainkban ismert LED-ek története azonban inkább [[1955]]-ben kezdődött. Amikor [[Rubin Braunstein]], a [[Radio Corporation of America]] (RCA) mérnöke felfedezte a [[gallium-arzenid]] (GaAs) és egyéb vegyületfélvezetők infravörös emisszióját. Viszont az első fénykibocsátó dióda megalkotása a [[Texas Instruments]] kutatóihoz, [[James R. Biard]]hoz és [[Gary Pittman]]hez köthető, akik [[1961]]-ben – bár lézer dióda kifejlesztésén dolgoztak – felfedezték, hogy valójában infravörös tartományban működő fénykibocsátó diódát alkottak.<ref name="History02">{{cite web |url=https://www.thoughtco.com/led-light-emitting-diode-1992081 |title=LED - Light Emitting Diode |accessdate=2020-01-04 |last=Bellis |first=Mary |date=2019-06-26 |publisher=ThoughtCo. |language=angol }}</ref>. Tulajdonképpen ez volt az első áttörés, amely a mai modern LED-ek megszületése felé haladt, azaz a szilíciumot felváltották a vegyületfélvezetők – jelen esetben a gallium-arzenid –, illetve kidolgozásra került a dióda struktúra. A két feltaláló a Texas Instruments égiszén belül szabadalmaztatta a találmányát ({{US patent|3293513}}).
Annak ellenére, hogy ennek a LED-nek a működése nem esett a látható tartományába, a jelenség fizikája ismert volt. Az emittált fény hullámhossza a kiürített tiltott sáv szélességén, illetve az adalékolással beépített energiacsapdák szintjétől függ. Azaz innentől kezdve a látható tartományban működő, különféle színű LED-ek megjelenése csak „finomhangolás” kérdése volt. Ahogy ez várható volt, alig egy évre rá, [[1962]]-ben Ifj. Nick Holonyak ([[General Electric]]) ki is fejlesztette az első, gyakorlatban is használható, látható fényű LED-et (vörös). Nem sokkal ezután a sárga és a zöld LED is megjelent.
Azonban ezek még csak laboratóriumi kísérleti eszközöknek, vagy éppen kuriózumnak számítottak. A tömeges elterjedésüknek gátat vetett a rendkívül magas előállítási költségük, egészen addig, míg az [[1970]]-es években a [[Fairchild Semiconductors]] ki nem dolgozta a tömeggyártási technológiájukat.
Volt vörös LED, volt zöld LED, már csak a kék LED hiányzott, hogy lefedhető legyen a teljes spektrum. Azonban a GaAs tiltott sávja kicsi ahhoz, hogy olyan nagy energiájú fotont legyen képes emittálni, mint a kék fényé. Így egyértelmű volt, hogy új vegyületfélvezetőt kellett keresni. Különféle trükkökkel sikerült kisebb sikereket elérni, mint az [[1972]]-ben Jacques Pankove, az RCA Laboratories szakembere által elsőként megalkotott kék fényt kibocsátó LED-je. Azonban ezek a kísérleti példányok a gyakorlat számára nem voltak használhatóak. Az igazi áttörést az [[1994]]-ben Akaszaki Iszamu, Amano Hirosi és az 1990-es évek vége óta az Egyesült Államokban kutató amerikai állampolgár, Nakamura Súdzsi által feltalált gallium-nitrid alapú kék fénnyel világító LED-je hozta meg. Azonban az igazi áttörést nem a kék fény jelentette, bár az is egy nagyszerű dolog volt, hanem egy nem várt „mellékhatás” is jelentkezett. Az új LED sokkal nagyobb hatásfokkal működött, mint a korábbi társai. Ez a fényerő növekedés képezte az alapot a LED-ek világítási célú alkalmazásának. Így érthető, hogy Nakamura Súdzsi 2001-ben beperelte volt munkaadóját, a Nichia Corporationt, mert az alig 20 ezer jen prémiumot akart fizetni neki a kék LED kifejlesztéséért, azonban ő 20 milliárd jent követelt. A kiváló kutató végül megnyerte a pert, és a Nichia 840 millió jent fizetett.<ref>{{cite web |url=http://www.nyugatijelen.com/kronika/a_kek_led_felfedezeset_dijaztak_a_fizikai_nobel_dijjal.php |title=A kék LED felfedezését díjazták a fizikai Nobel-díjjal |accessdate=2020-01-04 |date=2014-10-07 |publisher=Nyugati Jelen |language=magyar }}</ref>
Most, hogy már elérhető mind a vörös, mind a zöld, mind pedig a kék LED, amivel kikeverhető a fehér fény, egy minőség-mennyiség háború vette kezdetét. Mivel a LED-ek egy nagyon szűk hullámhossz tartományban sugároznak, ezért a minőségi fehér fény kikeveréséhez sok különböző hullámhosszon sugárzó LED fényére van szükség. A sok LED sok áramot fogyaszt, így ennek a megoldásnak nem jó a hatásfoka (bár ezt a megoldást alkalmazzák ott, ahol minőségi megvilágításra van szükség – pl. színház). Viszont itt is alkalmazható egy trükk. Ha veszünk egy kék LED-et, és kombináljuk sárga fényporral, ami a kék fény egy részét sárga fénnyé alakítja, akkor az elektromos fogyasztás kisebb, mert csak egy LED-et táplálunk, azaz a hatásfok magasabb, és a kék és a sárga fény papíron fehér fényt kever ki. Ezek után már csak a csipek teljesítményét kellett olyan szintre növelni, hogy értelmes fényáram kibocsátására legyen alkalmas. [[1999]]-ben a Philips Lumileds cég meg is jelent a piacon az első folyamatos üzemű 1 wattos LED-el. Ezek a LED-ek már csak hűtőbordára szerelve voltak használhatóak, és ezzel kezdetét vette a LED fényforrások világítási célú felhasználása.
{| class="wikitable" style="min-width:50%; margin-left:auto; margin-right:auto;"
49 ⟶ 57 sor:
| ~500 nm
|-
| [[Szilícium-karbid]] (SiC){{forr}}
| kék
| 480 nm
58 ⟶ 66 sor:
|-
| Gallium-indium-nitrid (GaInN)
| fehér{{forr}}
| 450 nm
|-
| |||