Çok uzun zaman önce insanlar, yalnız gün ışığından istifade edebilmişler. Ateşin keşfi ile birlikte gündüzlerin dışında yapay ışıkla aydınlatmayı da öğrendiler. Daha sonra yapay ışık olarak meşaleler ve yağ lambaları ile aydınlandılar. Yağ lambası, meşale ve mum 19. yy ortalarına kadar gözde ışık kaynakları oldu.

1870’lerde Edison’un flamanlı lambayı geliştirmesiyle aydınlatmada yeni bir çığır açılmış oldu. 20. yüzyılda floresan lambalar, deşarj esaslı lambalar hayatımıza girdi. Geçtiğimiz asrın sonunda katı halde ve yarı iletken yapıda LED lambalar aydınlatmada yapay ışık kaynağı olarak yerini almaya başlayacağının sinyalini verdi.

YAPAY IŞIK ÜRETİMİ

Temel olarak elektrik enerjisini ışığa çevirmek için 3 yöntem kullanılır. Isıtma yöntemi, düşük ve yüksek basınçlı metal buharlı ortamda deşarj yöntemi ve uyarılma ile ışık verme (luminescence) yöntemleri.

1.Isıtma Yöntemi: Bir flaman yapısı üzerinden elektrik akımı geçirilerek flamanın ısınması sağlanır ve akkor hale gelen flamanın yaydığı görülebilir ışık kullanımımıza sunulur. Örnek, akkor lambalar ve halojen lambalar.

2.Gaz Deşarjı: Havası boşaltılmış ve metal buharı ilave edilmiş bir tüp içerisinde iki elektrot vasıtasıyla bir gerilim uygulanarak, metal buharı üzerinden geçen akımın meydana getirdiği arkın yaydığı görülebilir ışık aydınlatmada kullanılır. Örnek, cıva buharlı lambalar, metal halide lambalar, sodyum buharlı lambalar.

3.Uyarma İle Işıma Yöntemi (Luminescence) : Alçak basınçlı cıva buharlı lambalarda elde edilen gözle görülemeyen UV ışık ile bir fosfor tabakası uyarılarak görülebilen ışığa çevrilir. Örnek, floresan lambalar, kompakt floresan lambalar.

4.Elektrik enerjisini doğrudan ışığa çeviren bir yöntem olarak katı bir yapı içerisinde elektronların uyarımı ile görülebilen ışık elde edilebilir (electroluminescense). Örnek, LED lambalar.

IŞIK YAYAN DİYOTLAR

LED, İngilizcede Light Emitting Diodes kelimelerinin kısaltılarak, bu ürünün jenerik adı haline gelmiş söylenişidir. Bir LED yongası yapı itibarı ile N ve P tipi yarı iletken katmanlar arasına sandviç edilmiş aktif katman tabakasından ve bunların elektriksel bağlantılarından oluşan opto elektronik bir elemandır. LED’den doğru yönde bir akım geçirildiğinde elektronlar aktif katmanı uyarır ve aktif katmanda ışık üretilir. Üretilen ışık doğrudan veya reflektörden yansıma ile pencere katmanından yayılır.

LED’ler aktif katmanın materyal yapısına bağlı olarak görülebilir ışık tayfının belirli bir bölümünde ışık yayarlar. Başka bir deyişle tek renk ışık üretilir ve aktif katmanda kullanılan materyal LED ışığının rengini belirler. Yüksek seviyede ışık veren renkli LED’lerde aktif katman olarak farklı materyaller kullanılır (GaAs, Gap, GaN, AlInGaP ve InGaN). LED’lerle beyaz ışık üretmek iki yöntemle mümkündür. Bunlardan birincisi; kırmızı, yeşil ve mavi üç adet LED yongasını bir kılıf içerisinde kullanarak beyaz ışığı elde etmektir. İkinci yöntem ise mavi LED yongasında üretilen ışığın bir fosfor tabakasını uyararak beyaz ışık üretilmesidir.

Şekil olarak çeşitli ebatlarda, radyal biçim başta olmak üzere çok çeşitli yapılarda kılıflandırılırlar. Normal baskı devreler için pin ayaklı üretildikleri gibi, SMT (yüzey montaj teknolojisi) ve doğrudan baskı devre üzerine montajlı (on board) biçimlerde üretimleri ticari olarak piyasaya sürülmektedir.

1972’de Siemens Semiconductor Division tarafından (Bugün Osram Optosemiconductor olarak faliyetini sürdürüyor) ilk radyal kılıf LED üretildi.

80’lerin sonu, 90’ların başında iki büyük aşama kaydedildi;

• Kırmızı LED’e ilave olarak sarı, yeşil, mavi ve beyaz LED’ler geliştirildi.
• Işık verimlilikleri arttırıldı.

1994’de önce kırmızı ve sarı ardından yeşil renkler trafik ışıklarında kullanılmaya başlandı. VW başta olmak üzere otomobil endüstrisinde kullanılmaya başlandı. Araçlarda 3. fren lambası olarak kullanılmaya başlandı.

Yeni milenyum ile birlikte titreşimlerden etkilenmeme özelliğinden dolayı araç tasarımcıları gösterge aydınlatması, stop lambası, fren lambaları, sinyal lambaları olarak LED dizinlerini kullandılar. Birkaç firma far lambası prototipleri geliştirdi.

Bugün LED’ler aşağıdaki uygulamalarda sıkça kullanılmakta;

• Bir otomobilde 300 den fazla LED kullanılmakta (konsol, radyo, CD çalar, navigasyon sistemi, göstergeler ve butonlar içinde).
• Cep telefonları gösterge ve tuş aydınlatması için 12 adet LED kullanılmakta (fotoğraf çeken modellerde flaş olarak).
• 100.000 LED’den fazlası büyük ölçekli göstergelerde kullanılmakta. Örneğin futbol sahaları, dış mekân görüntü cihazları, büyük trafik bilgilendirme göstergeleri.
• Dekoratif aydınlatmalarda ışık kaynağı olarak.
• Reklam panolarında neon lambalara alternatif olarak.

Yarın aydınlatma dâhil o kadar çok geniş alanda kullanılacak ki, bunları sayarak kullanım alanlarını sınırlamayalım. Sonuç olarak LED ışık tasarımcısının vazgeçemeyeceği bir konudur. Büyüleyen ışığı, verimliliği, faydaları ile ışıkla uğraşan herkesin ilgi odağıdır. Işığın geleceği LED ile kesişmiştir. Bize düşen konuya uzak kalmayıp gelişmeleri takip etmektir…