Historie a první výrobce LED žárovky

LED žárovky jsou bezesporu nejefektivnějším řešením pro osvětlení, a to jak v domácnosti, tak v kancelářích nebo provozovnách. Zdroje vykazují mnohonásobnou úsporu, vynikají nízkou spotřebou energie, navíc přidávají i vyšší odolnost a delší životnost. Jaká byla jejich cesta z laboratoří do obchodů a proč trvala víc než 100 let?

Konkurence žárovek? Ještě dlouho ne!

Za klasickou žárovkou stojí objevený princip přeměny elektřiny na světlo, jenže žárovka navíc produkuje i velké množství tepla. LED světelné zdroje tento nežádoucí efekt eliminují. Malé diody generují světlo bez tepla a promítají jej v jednom směru. „Elektroluminiscenci“ takto pozoroval již v roce 1907 Henry Joseph Round, jenže dál se bohužel nedostal.

Intenzita žlutého světla vydávaná jeho diodami byla ještě příliš malá na to, aby dovolovala praktické využití. Objev v něčem posunul ostatní vědce, ale nevypadal perspektivně pro výrobce, a tak se práce na něm odložila. Ostatně v běhu dalších let se tak stalo ještě několikrát.

Elektroluminiscencí se navázali v desítku let později pánové Bernhard Gudden a Robert Wichard Pohl. Základní chybou prvních experimentů bylo použití špatného typu polovodiče. Opět přišly odklady a jen malé kroky vpřed. Průlomový byl až rok 1961.

Velký objev omylem?

Robert Biard a Gary Pittman začátkem šedesátých let pracovali na novém typu laseru, použitím nového typu polovodiče však nechtěně postoupili kupředu ve zcela jiném objevu. Vyrobili první infračervenou LED.

Na jejich práci navázal už záměrně další vědec, který rozpoznal obrovský potenciál projektu. O rok později Nick Holonyak pod záštitou General Electric slavnostně představil diodu, která vyzařovala konečně lidskému oku viditelné červené světlo. Odstartoval obrovský zájem a začal s experimentováním s různými typy polovodičů, které by mohly produkovat účinnější, intenzivnější světlo a také hledal další barevné odstíny.

LED diody začaly použitím fosfidu gallium arsenidu na substrátu arsenidu galia. Použití fosfidu gália jako substrátu zvýšilo účinnost světel a vznikly jasnější červené LED. Brzy poté se začaly vyrábět oranžové LED. V roce 1972 použil M. George Craford ze společnosti Monsanto Company dva čipy z fosfidu galium – jeden červený a jeden zelený – k výrobě LED diod vyzařujících světle žluté světlo.

A byla to právě společnost Monsanto, která začala jako první vyrábět LED světla v měřítku pro širokou spotřebu. Další experimenty přinesly vylepšené verze LED diod o čistě zelené světlo. Stále se jednalo o malé diody, ale již zcela funkční, odolné a spolehlivé.

LED zdroje a Nobela cena

V 80. letech už bylo možné relativně běžně zakoupit super jasné červené, žluté a zelené LED diody.

Byl to však až rok 1994, který otevřel cestu LED zdrojům do běžných domácností a stal se základem běžného komfortního osvětlení.  Shuji Nakamura použil další prvky a vytvořil diody s ultra-jasně modrým zářením, a také zintenzivnil základní modrou a zelenou. Tyto ultra-jasně modré LED diody jsou základem pro vývoj nákladově efektivních a vysoce funkčních bílých LED světel, které se nyní běžně používají. Stačilo relativně málo, potažením modrého čipu emitujícího světlo fluorescenčními fosfory, dioda přejde k vyzařování jasného bílého světla. Odměnou byla vynálezci právem Nobelova cena, celý svět pak denně výsledky jeho práce používá. LED žárovky a světelné zdroje – velmi malý komponent dokáže vydávat oku viditelné světlo, navíc v odstínu velmi blízkém přirozenému dennímu světlu. Diody mají minimální spotřebu energie, nezahřívají se a překvapují životností. To, co je pro nás nyní běžné, bylo ještě před 100 lety naprostou pohádkou.