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1907-2017,一文读懂百余年LED风云历程

 马王爷有三只眼 2017-10-12


 导 读 

关于LED发展历程,查阅了很多资料,发现有多种版本,在关键时间点和关键人物的描述上都有差异。于是加大了搜索范围和数量,考证了相关人物的资料(包括生平事迹(LED相关)各时间节点),最后将被引用次数比较多的几个版本进行比对,重新整合出下面这份资料。


 1907年 


英国马可尼(Marconi)实验室的科学家Henry Joseph Round 第一次在一块碳化硅里观察到“电致发光”现象,第一次推论半导体PN结在一定的条件下可以发出光。但是由于其发出的黄光太暗,不适合实际应用,并且受限于当时的实验条件,研究被摒弃了。(这一点是公认的)


 1927年前后 


德国科学家Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光,但也因发光太过暗淡没有实用价值而停止研究。


还有种说法,早在20年代俄国科学家奥列弗拉基洛谢夫(Oleg VladimirovichLosev)就独立制作出了世界上第一颗LED,并且他的研究成果先后在俄国、德国和英国的科学杂志上发表过,可惜当时没被关注。后来在1942年,年仅39岁的洛谢夫因列宁格勒城被德军封锁饿死了,这段历史也就被尘封了。


 1936年 


GeorgeDestiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识,最终出现了“电致发光”这个术语。


 1955年 


美国无线电公司(RadioCorporationof America)33岁的物理学家鲁宾·布朗石泰(Rubin Braunstein)首次发现了砷化镓(GaAs)及其他半导体合金的红外放射作用,并在物理上实现了二极管的发光,可惜发出的光不是可见光而是红外线。


 1961年 


德州仪器公司(TI)的科学家鲍勃·布莱德(BobBiard)和加里·皮特曼(Gary Pittman)发现砷化镓在施加电子流时会释放红外光辐射。他们率先生产出了用于商业用途的红外LED并获得了砷化镓红外二极管的发明专利。不久,红外LED就被广泛应用于传感及光电设备当中。现在广泛使用的电视机遥控器就是用红外LED来实现遥控功能。


 1962年 


美国通用电气公司(GE)一名34岁的普通研究人员尼克·何伦亚克(Nick Holonyak Jr.)发明了可以发出红色可见光的LED。何伦亚克也因这项发明,被称为“发光二极管之父”,并获得了很多奖项。(当时的LED还只能手工制造,而且每只的售价需要10美元。1963年,何伦亚克离开通用电气公司,出任其母校美国伊利诺大学电机工程系教授)

 

 1972年 


何伦亚克的学生乔治·克劳福德(M. GeorgeCraford)在前辈们的研究成果的基础上,发明了第一颗橙黄光LED,其亮度是先前红光LED的10倍,这标志着LED向着提高发光效率方向迈出的第一步(克劳福德现在任职飞利浦Lumileds公司技术总监)。在这一时期,俄国科学家利用金刚砂也制造出发出黄光的LED,尽管它不如欧洲的LED高效。

 

 20世纪70年代末期 


LED已经出现了红、橙、黄、绿、翠绿等颜色,但依然没有蓝色和白色光的LED。只有发明出蓝光LED才可能实现全彩色LED显示,所以蓝光LED的市场价值巨大,但在当时这是世界性难题,科学家们的重点更多的放在了提高LED的发光效率上面。

 

 80年代早期到中期 


对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度LED诞生,先是红色,接着是黄色,最后是绿色。


 20世纪90年代早期 


采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期,它再一次利用了金钢砂(俄国科学家早期的研究成果)制造而成。依当今的技术标准去衡量,它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。


 1993年 


在日本日亚化工(NichiaCorporation)工作的39岁的中村修二(Shuji Nakamura)发明了基于氮化镓和铟氮化镓的具有商业应用价值的蓝光LED。凭借此项发明,他荣获2006年千禧科技奖(中村修二现任美国加州大学教授,因为和日亚化工在专利权问题上打官司赚了不少钱,现在算是名利双收了)。


 90年代中末期 


出现了超亮度的氮化镓LED,随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。 超亮度蓝光芯片是制造白光LED的核心,在蓝光芯片上涂抹荧光磷,荧光磷受蓝光激发可产生白光。


 21世纪 


在白光实现技术的基础上,LED已经可以发出任何可见光谱颜色的光(还包括有红外线和紫外线),并且发光效率已经可以达到100流明/瓦以上。


从1907年发现“电致发光”现象到LED光源应用随处可见的今天,LED光源的发展整整经历了一个世纪。


文章来源 | LED知与识

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