Die Entwicklung der LED

Die LED-Entwicklung reicht von Laborentdeckungen bis hin zu einer weltweiten Beleuchtungsrevolution. Mit der rasanten Entwicklung der LED werden LEDs heute hauptsächlich für folgende Zwecke eingesetzt:
-Beleuchtung für Zuhause:LED-Lampen, Deckenleuchten, Schreibtischlampen
-Gewerbliche Beleuchtung:Downlights, Strahler, Flächenleuchten
-Industrielle Beleuchtung:Bergbauleuchten, Hochschuppenleuchten
-Außenbeleuchtung:Straßenlaternen, Landschaftsbeleuchtung, Poolbeleuchtung
-Automobilbeleuchtung:LED-Scheinwerfer, Tagfahrlicht, Rücklichter
-Anzeige-LED:Werbebildschirm, Mini-LED-TV
-Spezielle Beleuchtung:UV-Härtungslampe, Pflanzenwachstumslampe

Heutzutage sind LEDs in unserem Leben allgegenwärtig. Dies ist das Ergebnis von fast einem Jahrhundert harter Arbeit. Die Entwicklung der LED lässt sich in vier Phasen unterteilen:
1. Frühe Erkundungen (Anfang des 20. Jahrhunderts – 1960er Jahre)
-Entdeckung der Elektrolumineszenz (1907)
Der britische Ingenieur Henry Joseph Round beobachtete als Erster die Elektrolumineszenz an Siliziumkarbidkristallen (SiC), untersuchte sie jedoch nicht eingehend.
Im Jahr 1927 führte der sowjetische Wissenschaftler Oleg Losev weitere Untersuchungen durch und veröffentlichte eine Arbeit, die als „Vater der LED-Theorie“ gilt. Die Forschung wurde jedoch aufgrund des Zweiten Weltkriegs unterbrochen.

-Die erste praktische LED wurde geboren (1962)
Nick Holonyak Jr., Ingenieur bei General Electric (GE), erfand die erste LED mit sichtbarem Licht (rotes Licht, GaAsP-Material). Dies markiert den Weg der LED vom Labor bis zur Marktreife und wurde ursprünglich für Instrumentenanzeigen verwendet.

2. Durchbruch der Farb-LED (1970er-1990er Jahre)
-Grüne und gelbe LEDs wurden eingeführt (1970er Jahre)
1972: M. George Craford (Holonyaks Schüler) erfindet die gelbe LED (10-mal heller).
1980er Jahre: Materialien aus Aluminium, Gallium und Arsen (AlGaAs) verbesserten die Effizienz roter LEDs, die in Ampeln und elektronischen Geräten verwendet wurden, erheblich.

-Blaue LED-Revolution (1990er Jahre)
1993: Der japanische Wissenschaftler Shuji Nakamura (Shuji Nakamura) erzielte mit der Entwicklung einer blauen LED auf Galliumnitridbasis (GaN) bei Nichia Chemical (Nichia) einen Durchbruch und erhielt dafür 2014 den Nobelpreis für Physik. Damit wurde der Grundstein für die moderne LED-Beleuchtung gelegt: Blaue LED + Phosphor = weiße LED.

3. Popularität von weißen LEDs und Beleuchtung (2000er-2010er Jahre)
- Kommerzialisierung weißer LEDs (2000er Jahre)
Nichia Chemical, Cree, Osram und andere Unternehmen haben hocheffiziente weiße LEDs auf den Markt gebracht, um Glüh- und Leuchtstofflampen schrittweise zu ersetzen.
2006: Das amerikanische Unternehmen Cree brachte die erste 100 lm/W-LED auf den Markt und übertraf damit die Effizienz von Leuchtstofflampen.
(2006 begann Heguang Lighting mit der Produktion von LED-Unterwasserlichtern)

-LED in der Allgemeinbeleuchtung (2010er Jahre)
2010er Jahre: Die Kosten für LEDs sind deutlich gesunken und Länder auf der ganzen Welt haben das „Weißverbot“ umgesetzt (die EU hat beispielsweise 2012 die Glühlampen schrittweise abgeschafft).
2014: Nobelpreis für Physik an Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura für Beiträge zu blauen LEDs.

4. Moderne LED-Technologie (2020er Jahre bis heute)
-Mini-LED und Mikro-LED
Mini-LED: Wird für High-End-Fernseher (wie Apple Pro Display XDR), E-Sport-Bildschirme und eine verfeinerte Hintergrundbeleuchtung verwendet.
Micro-LED: selbstleuchtende Pixel, werden voraussichtlich OLED ersetzen (Samsung und SONY haben Prototypprodukte auf den Markt gebracht).

Intelligente Beleuchtung und Li-Fi
Smart LED: einstellbare Farbtemperatur, Netzwerksteuerung (z. B. Philips Hue).
Li-Fi: Die Verwendung von LED-Licht zur Datenübertragung, schneller als Wi-Fi (im Labor wurden 224 Gbit/s erreicht).

- UV-LED und Spezialanwendungen
UV-C-LED: Wird zur Sterilisation verwendet (z. B. als UV-Desinfektionsgerät während einer Epidemie).
LED für Pflanzenwachstum: Angepasstes Spektrum zur Verbesserung der landwirtschaftlichen Effizienz.

Von der Kontrollleuchte zur Mainstream-Beleuchtung: Die Effizienz wird um das Tausendfache gesteigert und die Kosten um 99 % gesenkt. Die weltweite Verbreitung von LEDs reduziert jährlich Hunderte Millionen Tonnen CO₂-Emissionen. LEDs verändern die Welt! In Zukunft könnten LEDs die Display-, Kommunikations-, Medizin- und viele andere Branchen revolutionieren! Wir werden sehen!