De ontwikkeling van LED

De ontwikkeling van LED's is van laboratoriumontdekkingen uitgegroeid tot een wereldwijde revolutie op het gebied van verlichting. Met de snelle ontwikkeling van LED's worden LED's nu vooral toegepast in:
-Verlichting thuis:LED-lampen, plafondlampen, bureaulampen
-Commerciële verlichting:downlights, spots, paneelverlichting
-Industriële verlichting:mijnbouwlampen, hoge schuurlampen
-Buitenverlichting:straatverlichting, tuinverlichting, zwembadverlichting
-Autoverlichting:LED-koplampen, dagrijlichten, achterlichten
-Weergave-LED:reclamescherm, Mini LED TV
-Speciale verlichting:UV-uithardingslamp, plantengroeilamp

Tegenwoordig zien we de LED overal in ons leven. Dit is het resultaat van bijna een eeuw van inspanning. We kunnen de ontwikkeling van de LED eenvoudigweg in 4 fasen beschrijven:
1. Vroege verkenningen (begin 20e eeuw - jaren 60)
-Ontdekking van elektroluminescentie (1907)
De Britse ingenieur Henry Joseph Round observeerde als eerste elektroluminescentie op siliciumcarbide (SiC)-kristallen, maar bestudeerde dit niet uitgebreid.
In 1927 ging de Sovjetwetenschapper Oleg Losev verder met zijn onderzoek en publiceerde hij een artikel dat hij beschouwt als de ‘vader van de LED-theorie’. Het onderzoek werd echter onderbroken vanwege de Tweede Wereldoorlog.

-De eerste praktische LED werd geboren (1962)
Nick Holonyak Jr., ingenieur bij General Electric (GE) Vond de eerste zichtbare LED uit (rood licht, GaAsP-materiaal). Dit markeert de LED van het laboratorium tot aan de commercialisering, oorspronkelijk gebruikt voor instrumentindicatoren.

2. Doorbraak van kleuren-LED (jaren 70-90)
- Groene en gele leds werden geïntroduceerd (jaren 70)
1972: M. George Craford (een student van Holonyak) vindt de gele LED uit (10 keer helderder).
Jaren 80: De materialen aluminium, gallium en arseen (AlGaAs) zorgden voor een aanzienlijke verbetering van de efficiëntie van rode leds, die werden gebruikt in verkeerslichten en elektronische apparatuur.

-Blauwe LED-revolutie (jaren 90)
1993: De Japanse wetenschapper Shuji Nakamura (Shuji Nakamura) introduceert een doorbraak in de chemische industrie met een blauwe LED op basis van galliumnitride (GaN). Hij wint in 2014 de Nobelprijs voor natuurkunde. Dit betekent dat blauwe LED + fosfor = witte LED de basis legt voor moderne LED-verlichting.

3. Populariteit van witte LED-verlichting (jaren 2000-2010)
-Commercialisering van witte LED (jaren 2000)
Nichia Chemical, Cree, Osram en andere bedrijven brachten zeer efficiënte witte leds op de markt om geleidelijk gloeilampen en fluorescentielampen te vervangen.
2006: Het Amerikaanse bedrijf Cree bracht de eerste 100lm/W LED op de markt, wat de efficiëntie van fluorescentielampen overtrof.
(In 2006 begon Heguang Lighting met de productie van LED-onderwaterverlichting)

-LED in algemene verlichting (jaren 2010)
Jaren 2010: De kosten van LED-lampen zijn aanzienlijk gedaald en landen over de hele wereld hebben een verbod op wit ingevoerd (de EU heeft bijvoorbeeld in 2012 gloeilampen uitgefaseerd).
2014: Nobelprijs voor natuurkunde toegekend aan Isamu Akasaki, Hiroshi Amano en Shuji Nakamura voor bijdragen aan blauwe leds.

4. Moderne LED-technologie (jaren 2020 tot nu)
-Mini-LED en micro-LED
Mini LED: Gebruikt voor high-end tv's (zoals Apple Pro Display XDR), esports-schermen, verfijndere achtergrondverlichting.
Micro LED: zelflichtgevende pixels, zal naar verwachting OLED vervangen (Samsung en SONY hebben prototypeproducten op de markt gebracht).

- Intelligente verlichting en Li-Fi
Smart LED: instelbare kleurtemperatuur, netwerkbediening (zoals Philips Hue).
Li-Fi: het gebruik van LED-licht om gegevens te verzenden, sneller dan Wi-Fi (in het laboratorium is 224 Gbps bereikt).

- UV LED en speciale toepassingen
UV-C LED: Gebruikt voor sterilisatie (zoals UV-desinfectieapparatuur tijdens de epidemie).
LED-lampen voor plantengroei: aangepast spectrum om de efficiëntie in de landbouw te verbeteren.

Van "indicatielampje" naar "mainstream verlichting": de efficiëntie neemt met een factor 1000 toe en de kosten dalen met 99%. De wereldwijde popularisering van leds vermindert jaarlijks honderden miljoenen tonnen CO₂-uitstoot. Leds veranderen de wereld! In de toekomst zouden leds wel eens een revolutie teweeg kunnen brengen in de display-, communicatie-, medische en vele andere sectoren! We zullen zien!