¿Has oído alguna vez la frase "siempre se puede mejorar"? Pues bien, esto se aplica al desarrollo de los LED más de lo que crees. La historia de los LED y su evolución ha sido a veces lenta, pero en los últimos años ha sido realmente rápida. Sigue leyendo para saber más sobre la historia de los LED.
Historia de los LED, curso breve
Debido a su creciente popularidad en el siglo XXI, la mayoría de la gente asume que los diodos emisores de luz son una innovación nueva. Pero esto no es del todo cierto, la tecnología se ha desarrollado a lo largo de muchos años.
La electroluminiscencia, el principio en el que se basan los LED, fue descubierta por primera vez por Henry Joseph Round en 1907. Pero no fue hasta 1962 cuando el ingeniero Nick Holonyak utilizó la ciencia para crear los LED que producen la luz visible que conocemos.
Los LED están ahora en todas partes, desde las farolas y los mostradores hasta los mandos a distancia de la TV y los semáforos. El camino desde la placa de circuito impreso hasta la lámpara de techo doméstica no es del todo sencillo.
Volvamos al principio de la historia del led.
¿Quién inventó la iluminación LED?
Nick Holonyak inventó el LED, si es que hay que nombrar a una sola persona en la historia del LED.
La mejor forma de concebir el desarrollo de los LED es como un esfuerzo de colaboración. En las dos últimas décadas, la tecnología se ha desarrollado enormemente y se han dado saltos comerciales.
Muchas personas han contribuido a la ciencia que hay detrás de las luces LED modernas. Históricamente, el más importante es Nick Holonyak.
Nick era un joven experto en tecnología que crecía en una pequeña ciudad de EEUU. Pasó su infancia con el Ford Modelo T de su padre. El padre de Nick le animó a seguir la carrera de ingeniería eléctrica. Así que Nick obtuvo su licenciatura, máster y doctorado en la Universidad de Illinois.
Tras licenciarse en 1957, Nick trabajó para General Electric, fabricante de lámparas fluorescentes y halógenas. El gran avance de Holonyak se produjo en 1962, cuando recibió el encargo de crear un láser infrarrojo. Durante sus experimentos, Nick creó accidentalmente un LED rojo.
Aunque otros científicos llevaban años estudiando la electroluminiscencia, el LED de Nick fue el primero en emitir luz en el espectro de luz visible. En otras palabras, fue el primero en producir luz que la gente pudiera ver. Los que le precedieron eran todos de luz infrarroja, que es invisible al ojo.
Al cabo de un año, General Electrics vendía la bombilla inventada a más de 200 $ por bombilla. En un artículo de 1963 de Selected Fires, predijo que pronto, con el tiempo, los LED cubrirían todo el espectro de la luz y sustituirían a las bombillas de Edison. Tardó 50 años, pero se predijo la trayectoria de los LED.
¿Cuándo se inventó el LED?
Gracias a Nick Holonyak, en 1962 nació el primer LED de luz visible. Pero no fue un invento accidental, así que ¿de dónde procede la ciencia que hay detrás de los LED?
Sorprendentemente, ¡la historia de los LED tiene más de 100 años!
En 1907, el científico británico Henry Joseph Round descubrió el fenómeno de la electroluminiscencia. Descubrió que al aplicar una corriente eléctrica de 10 voltios a un cristal de carburo de silicio, éste emite luz. Esto ocurre porque electrones cargados positivamente se encuentran con electrones cargados negativamente y provocan una reacción.
El descubrimiento fue revolucionario, pero por desgracia la luz amarilla que creó Henry era demasiado tenue para ser realmente útil.
https://en.wikipedia.org/wiki/H._J._Round
Los científicos siguieron estudiando la electroluminiscencia a lo largo de la primera mitad del siglo XX. El término fue acuñado oficialmente por George Destriau en 1936.
En primer lugar, el científico ruso Oleg Vladimirovich Losev se percató del potencial de la electroluminiscencia. Tras observar las emisiones luminosas del óxido de zinc y el carburo de silicio, Losev publicó entre 1924 y 1930 artículos que presentaban el LED y sus posibles aplicaciones.
Losev escribió en su patente de 1927 "Relé de luz":
https://en.wikipedia.org/wiki/Oleg_Losev
"La invención propuesta explota el conocido fenómeno de la luminiscencia y el uso de dicho detector en un relé óptico para la comunicación telegráfica y telefónica de alta velocidad, la transmisión de imágenes..."
Como muchos científicos, Losev se adelantó mucho a su tiempo.
¿Cómo se popularizó la luz LED?
Esto plantea la pregunta. Si las luces Led se inventaron en 1962, ¿por qué no evolucionaron hasta mediados de la década de 2000? Todo depende del dinero. Hubo un largo paréntesis creativo en la historia de los LED.
Cuando General Electrics empezó a vender LED rojos en 1963, se vendían a más de 200 $ por bombilla. Esto era absurdo comparado con los 5-20 $ que la gente estaba acostumbrada a pagar por las bombillas incandescentes. Además, la luz led no estaba disponible en blanco. Hoy en día, las luces led se pueden adquirir por unos pocos euros en las tiendas... La producción en serie real comenzó en los años 70.
En los años 70 empezó a suceder
1972 Herb Maruska y Wally Rhines inventan el LED azul en la Universidad de Stanford. Con su profesor David Stevenson, siguieron desarrollando la tecnología y también consiguieron la luz verde. Esta tecnología de nitruro de magnesio-galio está patentada y hasta hoy es la base de la tecnología de luz LED azul.
A mediados de la década de 1970, Fairchild Optoelectronics había fabricado el LED en serie, pero el problema de los LED seguía siendo su baja eficacia luminosa.
Con el tiempo, grandes empresas como IBM y HP empezaron a utilizar LED en calculadoras y otros aparatos electrónicos. Los LED empezaron a hacerse más comunes como pequeñas luces indicadoras.
A medida que crecía la demanda, aumentaban los volúmenes de producción. La producción en masa permitió utilizar los LED en nuevos productos.
La historia de los LED a partir de los años 80
En la década de 1980 comenzó el desarrollo de los LED basados en el arseniuro de galio y aluminio. Los principales fabricantes se sumaron a la iniciativa y, a finales de los 80, Theodorode Moustakas inventó una nueva forma más sencilla de producir nuevos diodos emisores de luz de alta intensidad (en comparación con los anteriores). Este invento se patentó en 1991.
Basándose en el invento anterior, Shuji Nakamura (al mismo tiempo que Isamu Akasaki e Hiroshi Amano) desarrolla el primer LED azul de alto brillo utilizando nitruro de galio y sus aplicaciones, que también podrían explotarse comercialmente. Estas personas fueron galardonadas posteriormente con el Premio Nobel de Física de 2014 como inventores del LED azul moderno.
El circuito Led moderno basado en silicio se desarrolló en 2001-2002 y en la década de 2000 todos los grandes: Osram, Cree, Philips están desarrollando circuitos Led en competencia. La historia de los LED sigue escribiéndose sola.
Luz blanca
Aunque se puede crear luz blanca utilizando LED rojos, verdes y azules por separado, esto da lugar a una mala reproducción cromática porque sólo se emiten por separado tres estrechas bandas de longitud de onda de luz. La aparición de LED azules eficientes fue seguida rápidamente por el desarrollo del primer LED blanco.
En este dispositivo (conocido como "YAG"), un recubrimiento de fósforo dopado con suero produce luz amarilla por fluorescencia. La combinación de esa luz amarilla y la luz azul restante parece blanca al ojo.
https://en.wikipedia.org/wiki/Yttrium_aluminium_garnet
Los primeros LED blancos eran caros e ineficaces. Desde entonces, la potencia luminosa ha aumentado exponencialmente. Los avances han sido liderados por empresas como Panasonic, Nichia y Samsung.
Un experimento de laboratorio realizado en 2014 consiguió producir 303 lúmenes por vatio y un circuito LED que teóricamente dura 100.000 horas. Sin embargo, poner esto en práctica requeriría una refrigeración tan masiva que no tiene sentido comercial. Hoy en día, los circuitos LED en una luminaria acabada producen entre 100 y 170 lúmenes por vatio, según la aplicación.
Pero Led sigue evolucionando..
A continuación se presenta una cronología resumida de la historia del desarrollo de los LED:
Últimas palabras
Ha tardado mucho tiempo en desarrollarse, con numerosos promotores de más de 100 años.
Hoy en día, hay circuitos LED por todas partes. El aparato en el que estás leyendo esto contiene una pantalla LED, la habitación en la que estás contiene luces LED... Así que los LED ya no son historia, son el presente.
1. Mistä LED-tekniikka sai alkunsa?
Las raíces de la tecnología LED se remontan a principios del siglo XX, cuando se empezaron a estudiar los principios básicos de la física de los semiconductores. El primer diodo emisor de luz real se inventó en la década de 1960, cuando un LED emisor de luz roja demostró el concepto. Desde entonces, la investigación y el desarrollo de distintos materiales semiconductores han permitido ampliar la gama cromática de los LED y mejorar sus prestaciones.
2. Miksi ensisijaisesti käytettiin punaisia LEDejä?
Los LED rojos fueron los primeros en ser técnica y económicamente viables, ya que la producción del material semiconductor necesario era relativamente sencilla. En los primeros años, el LED rojo se utilizó principalmente como luz de señalización y como indicador para la electrónica, ya que su intensidad luminosa no era suficiente para una iluminación general adecuada.
3. Miten sinisen LEDin keksiminen vaikutti LEDien kehitykseen?
La invención del LED azul a principios de la década de 1990 supuso un gran avance que hizo posible producir luz LED blanca. Combinando un LED azul con fósforo, se podía producir casi cualquier tono de color, lo que abrió el camino al uso generalizado de la iluminación LED blanca. Esto contribuyó directamente al uso generalizado de los LED para la iluminación del hogar, el lugar de trabajo y el exterior.
4. Milloin LED-valaisimet alkoivat yleistyä yleisvalaistuksessa?
La iluminación LED empezó a generalizarse a finales de la década de 2000, cuando la tecnología LED blanca se hizo lo bastante eficiente y rentable como para sustituir a las bombillas tradicionales. El ahorro energético y los objetivos medioambientales también fomentaron el uso de LED, y los avances en el diseño de luminarias permitieron soluciones más versátiles y mejor diseñadas.
5. Miten LEDien kehitys on vaikuttanut nykyaikaiseen valaistukseen?
La creciente popularidad de los LED ha cambiado significativamente el sector de la iluminación. Son eficientes energéticamente, duraderos y ofrecen una amplia gama de opciones de temperatura de color y opciones de control inteligente. Esto ha dado lugar a una amplia gama de diseños de productos para aplicaciones de interior y exterior. Muchos modelos de luminarias tradicionales se han actualizado a versiones LED, mejorando la calidad de la iluminación y reduciendo el consumo de energía.
