Historia y desarrollo de los LED


diodo-led

La historia del LED y su desarrollo posterior ha transcurrido en paralelo al siglo XX. Ya en 1907, Henry Joseph Round, especialista en las comunicaciones por radio, descubre el efecto físico de la electroluminiscencia. Durante muchos años, su hallazgo pasó desapercibido por la comunidad científica. El primer diodo LED fue diseñado por Oleg Vladimirovich Losev (quien fabricó un LED de óxido de cinc y carburo de silicio). Losev publicó los detalles de su trabajo en 1927, en una revista científica rusa, y abrió el camino a los posteriores descubrimientos.

El primer led comercialmente utilizable fue desarrollado en el año 1962, combinando Galio, Arsénico y Fósforo (GaAsP) con lo cual se consiguió un led rojo con una frecuencia de emisión de unos 650 nm con una intensidad relativamente baja, aproximadamente 10 milicandelas. El siguiente desarrollo se basó en el uso del Galio en combinación con el Fósforo (GaP) con lo cual se consiguió una frecuencia de emisión del orden de los 700nm. Esta frecuencia estaba muy cerca del infrarrojo, por lo que el Led parecía tener bajo brillo (el ojo no es muy sensible en esta zona) a pesar que se conseguía más eficiencia. Los siguientes desarrollos, ya entrada la década del 70, introdujeron nuevos colores al espectro. Distinta proporción de materiales produjo distintos colores. Así se consiguieron colores verde y rojo utilizando GaP y ámbar, naranja y rojo de 630nm (el cual es muy visible) utilizando GaAsP. También se desarrollaron leds infrarrojos, los cuales se hicieron rápidamente populares por ejemplo en los controles remotos de los televisores.

chips En la década del 80 se empieza a utilizar un nuevo material, el GaAlAs Galio, Aluminio y Arsénico. Su brillo era aproximadamente 10 veces superior y además se podía utilizar a elevadas corrientes lo que permitía utilizarlas en circuitos multiplexados con lo que se los podía utilizar en display y letreros. Pero este material tenía algunas limitaciones, como que se conseguían solamente frecuencias del orden de los 660nm (rojo) y que se degrada más rápidamente en el tiempo que los otros materiales, ante elevadas temperaturas y humedades.

LED En los 90 se empieza a utilizar el AlInGaP Aluminio, Indio, Galio y Fósforo, con el que se podía conseguir una gama de colores desde el rojo al amarillo cambiando la proporción de los materiales que lo componen y de vida útil mayor, a la de sus predecesores, (más de 100.000 horas aun en ambientes de elevada temperatura y humedad). A mediados de los 90, gracias a las tareas de investigación de Shuji Nakamura, investigador de Nichia, una empresa fabricante de Leds de origen japonés, se llegó al desarrollo del Led azul de elevado brillo. El compuesto GaN, inventado por Nakamura es actualmente el más utilizado. Dado que el azul es un color primario, junto con el verde y el rojo, tenemos hoy en día la posibilidad de formar blanco combinando los tres, y toda la gama del espectro.

SMD-LED La tecnología de montaje superficial (SMD)fue desarrollada por los años '60 y se volvió ampliamente utilizada a fines de los '80. La labor principal en el desarrollo de esta tecnología fue gracias a IBM y Siemens. La estructura de los componentes fue rediseñada para que tuvieran pequeños contactos metálicos que permitiese el montaje directo sobre la superficie del circuito impreso. De esta manera, los componentes se volvieron mucho más pequeños y la integración en ambas caras de una placa se volvió algo más común que con componentes through hole. Usualmente, los componentes sólo están asegurados a la placa a través de las soldaduras en los contactos, aunque es común que tengan también una pequeña gota de adhesivo en la parte inferior. Es por esto, que los componentes SMD se construyen pequeños y livianos. Esta tecnología permite altos grados de automatización, reduciendo costos e incrementando la producción. Los componentes SMD pueden tener entre un cuarto y una décima del peso, y costar entre un cuarto y la mitad que los componentes through hole.
SMD-LED Los LEDs de luz blanca son uno de los desarrollos más recientes y se pueden considerar como un intento para sustituir las bombillas actuales por dispositivos mucho más ventajosos. En la actualidad se dispone de tecnología que consume un 92% menos que las bombillas incandescentes de uso doméstico común y un 30% menos que la mayoría de los sistemas de iluminación fluorescentes; además, estos LED pueden durar hasta 20 años y suponer un 200% menos de costes totales si se comparan con las bombillas o tubos fluorescentes.

COB-LED Los avances tecnológicos en la fabricación de LEDs para el sector de la iluminación no paran de sucederse y las empresas del sector incrementan día a día las prestaciones de los diodos LED. Y es la eficiencia la característica principal sobre la que basculan todos los demás parámetros, una mayor eficacia luminosa hará de los LED una fuente de luz más duradera con menor consumo, que incrementará aún más el reemplazo de fuentes de luz tradicionales por fuentes de luz LED. Cada nuevo desarrollo mejora las prestaciones de modelos anteriores y se aleja de las lámparas convencionales, superándolas en todas sus características.

COB-LED Muy lejos están ya los 80 lm/W de los fluorescentes y por supuesto los 20 lm/W de las bombillas halógenas. Mayo de 2011. La empresa norteamericana mas reconocida en calidad de LED, CREE , anunció un nuevo record de 231 lumen para LED de 1 watt. Con un CT (color temperature) de 4500 K y probados a 350mA a temperatura ambiente se llegó a obtener una luminosidad de 231 Lumen/watt. En 2010, el valor teórico de eficiencia alcanzable para la industria LED era estimado para 200 Lumen/watt, pero CREE ha demostrado que su capacidad va mas alla de la teoria.
Hoy en día la tecnología SMD es ampliamente utilizada en la industria electrónica, esto es debido al incremento de tecnologías que permiten reducir cada día más el tamaño y peso de los componentes electrónicos. La evolución del mercado y la inclinación de los consumidores hacia productos de menor tamaño y peso, hizo que este tipo de industria creciera y se expandiera; hoy en día componentes tan pequeños en su dimensión como 0.5 milímetros son montados por medio de este tipo de tecnología. En la actualidad casi todos los equipos electrónicos de última generación están constituidos por este tipo de tecnología. LCD TV's, DVD, reproductores portátiles, teléfonos móviles, laptop's, por mencionar algunos.

OLED El comienzo del siglo XXI ha visto aparecer los diodos OLED (diodos LED orgánicos), fabricados con materiales polímeros orgánicos semiconductores. Aunque la eficiencia lograda con estos dispositivos está lejos de la de los diodos inorgánicos, su fabricación promete ser considerablemente más barata que la de aquéllos, siendo además posible depositar gran cantidad de diodos sobre cualquier superficie empleando técnicas de pintado para crear pantallas a color.