Avez-vous déjà entendu l'expression "on peut toujours s'améliorer" ? Eh bien, cela s'applique au développement des DEL plus que vous ne le pensez. L'histoire et l'évolution des DEL ont parfois été lentes, mais ces dernières années, elles ont été très rapides. Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur l'histoire des diodes électroluminescentes.
Histoire des diodes électroluminescentes, cours de courte durée
En raison de leur popularité croissante au 21e siècle, la plupart des gens pensent que les diodes électroluminescentes sont une innovation récente. Mais ce n'est pas tout à fait vrai, la technologie a été développée pendant de nombreuses années.
L'électroluminescence, principe à la base des DEL, a été découverte pour la première fois par Henry Joseph Round en 1907. Mais ce n'est qu'en 1962 que l'ingénieur Nick Holonyak a utilisé cette science pour créer des DEL qui produisent la lumière visible telle que nous la connaissons.
Les diodes électroluminescentes (DEL) sont désormais omniprésentes, qu'il s'agisse de l'éclairage public, des guichets, des télécommandes ou des feux de signalisation. Le passage du PCB au plafonnier n'est pas tout à fait simple.
Revenons au début de l'histoire de la led.
Qui a inventé l'éclairage LED ?
Nick Holonyak a inventé la LED, si tant est qu'une seule personne doive être nommée dans l'histoire des LED.
Le développement des diodes électroluminescentes (DEL) est considéré comme un effort de collaboration. Au cours des deux dernières décennies, la technologie s'est considérablement développée et des avancées commerciales ont été réalisées.
De nombreuses personnes ont contribué à la science qui sous-tend les lampes LED modernes. Historiquement, la plus importante est Nick Holonyak.
Nick est un jeune homme doué pour la technologie qui grandit dans une petite ville des États-Unis. Il a passé son enfance avec la Ford Model T de son père. Le père de Nick l'a encouragé à poursuivre une carrière dans l'ingénierie électrique. Nick a donc obtenu une licence, une maîtrise et un doctorat à l'université de l'Illinois.
Après avoir obtenu son diplôme en 1957, Nick a travaillé pour General Electric, un fabricant de lampes fluorescentes et halogènes. La grande percée de Holonyak a eu lieu en 1962, lorsqu'il a été chargé de créer un laser infrarouge. Au cours de ses expériences, Nick a accidentellement créé une diode électroluminescente rouge.
Alors que d'autres scientifiques étudiaient l'électroluminescence depuis des années, la DEL de Nick a été la première à émettre de la lumière dans le spectre visible. En d'autres termes, elle a été la première à produire de la lumière visible. Les LED précédentes émettaient toutes de la lumière infrarouge, invisible à l'œil.
En l'espace d'un an, General Electrics vendait l'ampoule inventée à plus de 200 dollars l'unité. Dans un article paru en 1963 dans Selected Fires, il prédit que, bientôt, les DEL couvriront tout le spectre lumineux et remplaceront les ampoules d'Edison. Il a fallu 50 ans, mais la trajectoire des LED était prévue.
Quand la LED a-t-elle été inventée ?
Grâce à Nick Holonyak, la première diode électroluminescente à lumière visible est née en 1962. Mais cette invention n'est pas le fruit du hasard. D'où vient la science qui sous-tend les LED ?
Étonnamment, l'histoire des LED remonte à plus de 100 ans !
En 1907, le scientifique britannique Henry Joseph Round a découvert le phénomène de l'électroluminescence. Il a découvert que lorsque vous appliquez un courant électrique de 10 volts à un cristal de carbure de silicium, celui-ci émet de la lumière. Ce phénomène est dû à la rencontre d'électrons chargés positivement et d'électrons chargés négativement, ce qui provoque une réaction.
Cette découverte est révolutionnaire, mais la lumière jaune créée par Henry est malheureusement trop faible pour être réellement utile.
https://en.wikipedia.org/wiki/H._J._Round
Les scientifiques ont continué à étudier l'électroluminescence tout au long de la première moitié du XXe siècle. Le terme a été officiellement inventé par George Destriau en 1936.
C'est d'abord le scientifique russe Oleg Vladimirovich Losev qui a remarqué le potentiel de l'électroluminescence. Après avoir observé l'émission de lumière par l'oxyde de zinc et le carbure de silicium, Losev a publié, entre 1924 et 1930, des articles présentant la DEL et ses applications potentielles.
Losev a écrit dans son brevet de 1927 "Light Relay" :
https://en.wikipedia.org/wiki/Oleg_Losev
"L'invention proposée exploite le phénomène bien connu de la luminescence et l'utilisation d'un tel détecteur dans un relais optique pour les communications télégraphiques et téléphoniques à grande vitesse, la transmission d'images..."
Comme beaucoup de scientifiques, Losev était très en avance sur son temps.
Comment la lumière LED est-elle devenue populaire ?
Cela soulève une question. Si les lampes à Led ont été inventées en 1962, pourquoi n'ont-elles pas évolué jusqu'au milieu des années 2000 ? Tout dépend de l'argent. Il y a eu une longue pause créative dans l'histoire des LED.
Lorsque General Electrics a commencé à vendre des LED rouges en 1963, elles étaient vendues à plus de 200 dollars l'unité. C'était absolument absurde par rapport aux 5 à 20 dollars que les gens avaient l'habitude de payer pour des ampoules à incandescence. En outre, les LED n'étaient pas disponibles en blanc. Aujourd'hui, les ampoules à Led sont disponibles pour seulement quelques euros dans les magasins de proximité... La production de masse proprement dite a commencé dans les années 1970.
Dans les années 1970, les choses ont commencé à bouger
1972 Herb Maruska et Wally Rhines inventent la LED bleue à l'université de Stanford. Avec leur professeur David Stevenson, ils poursuivent le développement de la technologie et obtiennent également la lumière verte. Cette technologie du nitrure de magnésium et de gallium est brevetée et constitue aujourd'hui encore la base de la technologie des DEL bleues.
Au milieu des années 1970, Fairchild Optoelectronics a produit la LED en masse, mais le problème des LED reste leur faible efficacité lumineuse.
Au fil du temps, de grandes entreprises telles qu'IBM et HP ont commencé à utiliser des LED dans des calculatrices et d'autres appareils électroniques. Les diodes électroluminescentes ont commencé à se répandre en tant que petits voyants lumineux.
L'augmentation de la demande s'est accompagnée d'une augmentation des volumes de production. La production de masse a permis d'utiliser les DEL dans de nouveaux produits.
L'histoire des diodes électroluminescentes depuis les années 1980
Dans les années 1980, le développement de diodes électroluminescentes à base d'arséniure de gallium et d'aluminium a commencé. De grands fabricants se sont joints à eux et, à la fin des années 1980, Theodorode Moustakas a inventé une nouvelle méthode plus simple pour produire de nouvelles diodes électroluminescentes de haute intensité (par rapport aux diodes précédentes). Cette invention a été brevetée en 1991.
S'appuyant sur l'invention précédente, Shuji Nakamura (en même temps qu'Isamu Akasaki et Hiroshi Amano) développe la première LED bleue à haute luminosité utilisant le nitrure de gallium et ses applications, qui pourraient également être exploitées commercialement. Ces personnes ont reçu le prix Nobel de physique 2014 en tant qu'inventeurs de la LED bleue moderne.
Le circuit LED moderne à base de silicium a été développé en 2001-2002 et dans les années 2000, tous les grands noms : Osram, Cree, Philips développent des circuits LED en concurrence. L'histoire des diodes électroluminescentes est encore en train de s'écrire.
Lumière blanche
Bien qu'il soit possible de créer de la lumière blanche en utilisant des LED rouges, vertes et bleues, le rendu des couleurs est médiocre car seules trois bandes de longueurs d'onde étroites sont émises séparément. L'avènement des LED bleues efficaces a été rapidement suivi par le développement de la première LED blanche.
Dans ce dispositif (connu sous le nom de "YAG"), un revêtement phosphorescent dopé au sérum produit une lumière jaune par fluorescence. La combinaison de cette lumière jaune et de la lumière bleue restante semble blanche à l'œil.
https://en.wikipedia.org/wiki/Yttrium_aluminium_garnet
Les premières LED blanches étaient coûteuses et inefficaces. Depuis, le rendement lumineux a augmenté de manière exponentielle. Les développements ont été menés par des entreprises telles que Panasonic, Nichia et Samsung.
En 2014, une expérience en laboratoire a permis de produire 303 lumens par watt et un circuit LED qui dure théoriquement 100 000 heures. Toutefois, la mise en pratique de cette technique nécessiterait un refroidissement si important qu'elle n'aurait aucun sens d'un point de vue commercial. Aujourd'hui, les circuits LED d'un luminaire fini produisent entre 100 et 170 lumens par watt, en fonction de l'application.
Mais Led évolue encore .
Vous trouverez ci-dessous une chronologie résumée de l'histoire du développement des diodes électroluminescentes :
Derniers mots
Son développement a pris beaucoup de temps, avec de nombreux développeurs depuis plus de 100 ans.
Aujourd'hui, il y a des circuits LED partout. L'appareil sur lequel vous lisez ces lignes contient un écran LED, la pièce dans laquelle vous vous trouvez contient des lumières LED... Les LED ne font donc plus partie de l'histoire, mais du présent.
1. Mistä LED-tekniikka sai alkunsa?
Les origines de la technologie des diodes électroluminescentes remontent au début des années 1900, lorsque les principes de base de la physique des semi-conducteurs ont commencé à être étudiés. La première diode électroluminescente réelle a été inventée dans les années 1960, lorsqu'une diode électroluminescente rouge a prouvé le bien-fondé du concept. Depuis lors, la recherche et le développement de différents matériaux semi-conducteurs ont permis d'élargir la gamme de couleurs des diodes électroluminescentes et d'améliorer leurs performances.
2. Miksi ensisijaisesti käytettiin punaisia LEDejä?
Les LED rouges ont été les premières à être techniquement et économiquement réalisables, car la production du matériau semi-conducteur nécessaire était relativement simple. Au début, la DEL rouge était principalement utilisée comme lampe de signalisation et comme indicateur pour l'électronique, car son intensité lumineuse n'était pas suffisante pour un bon éclairage général.
3. Miten sinisen LEDin keksiminen vaikutti LEDien kehitykseen?
L'invention de la LED bleue au début des années 1990 a constitué une avancée majeure qui a rendu possible la production de lumière LED blanche. En combinant une LED bleue avec du phosphore, il a été possible de produire presque toutes les nuances de couleur, ce qui a ouvert la voie à l'utilisation généralisée de l'éclairage LED blanc. Cela a directement contribué à la généralisation de l'utilisation des LED pour l'éclairage des maisons, des lieux de travail et des espaces extérieurs.
4. Milloin LED-valaisimet alkoivat yleistyä yleisvalaistuksessa?
L'éclairage par LED a commencé à se généraliser à la fin des années 2000, lorsque la technologie des LED blanches est devenue suffisamment efficace et rentable pour remplacer les ampoules traditionnelles. Les économies d'énergie et les objectifs environnementaux ont également encouragé l'utilisation des LED, et les progrès réalisés dans la conception des luminaires ont permis d'élaborer des solutions plus polyvalentes et mieux conçues.
5. Miten LEDien kehitys on vaikuttanut nykyaikaiseen valaistukseen?
La popularité croissante des diodes électroluminescentes (DEL) a considérablement modifié l'industrie de l'éclairage. Elles sont économes en énergie, durables et offrent une large gamme d'options de température de couleur et de contrôle intelligent. Cela a conduit à une large gamme de produits pour les applications intérieures et extérieures. De nombreux modèles de luminaires traditionnels ont été remplacés par des versions à LED, ce qui améliore la qualité de l'éclairage et réduit la consommation d'énergie.
