LED照明知識(shí)之LED的發(fā)展史

在19世紀(jì)愛迪生發(fā)明電燈之前，人類實(shí)現(xiàn)照明的方式非常簡(jiǎn)單，那就是直接借助各種火源的直射光，例如蠟燭、油燈等等。這些發(fā)光設(shè)備雖然在人類的歷史長(zhǎng)河中點(diǎn)燃了漫漫歲月，卻因?yàn)闃O低的發(fā)光效率和發(fā)光質(zhì)量，只能塵封在歷史的博物館中，進(jìn)入20世紀(jì)后，隨著人類新工業(yè)革命的爆發(fā)，以愛迪生發(fā)明的新式白熾燈為代表的照明設(shè)備，正式成為人類生產(chǎn)生活中的主流發(fā)光設(shè)備。

在白熾燈出現(xiàn)之后，人類社會(huì)的電力照明設(shè)備大致經(jīng)過了三個(gè)重要的發(fā)展階段，這三個(gè)階段中的代表性光源分別為熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈和LED光源。其中高強(qiáng)度氣體放電燈由于對(duì)使用環(huán)境要求嚴(yán)格，成本較高，目前還不是民用領(lǐng)域的主流照明設(shè)備，所以，和我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的光源設(shè)備，也就只有白熾燈、熒光燈和led光源這三大類。

在這三大類光源中，LED照明技術(shù)是出現(xiàn)時(shí)間最晚，優(yōu)點(diǎn)最多的一種照明技術(shù)，因此，自從20世紀(jì)60年代出現(xiàn)以來，伴隨著近代半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，得到了大量的普及應(yīng)用，特別是進(jìn)入21世紀(jì)之后，由LED照明技術(shù)衍生而出的LED顯示技術(shù)和LED輔助顯示技術(shù)，已經(jīng)顯露越來越強(qiáng)烈的發(fā)展勢(shì)頭。

除了在日常電力照明領(lǐng)域正在普及的LED光源，目前在顯示領(lǐng)域和LED有關(guān)的設(shè)備主要有兩種：一是直接使用LED成像的LED顯示屏，另一種就是利用LED的優(yōu)良發(fā)光特性，把LED作為電視背光源使用的新型液晶電視。另一種曝光率較高的OLED顯示技術(shù)，雖然只比LED多了一個(gè)字母，但是由于技術(shù)層面較大的差距，可以看成一類全新的顯示技術(shù)，因此并不在本文的探討范圍之內(nèi)。

以下就是LED的發(fā)展史：

1907年Henry Joseph Round 第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象。由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實(shí)際應(yīng)用；更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應(yīng)，研究被摒棄了。二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德國(guó)使用從鋅硫化物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光。再一次因發(fā)光暗淡而停止。

1936年,George Destiau出版了一個(gè)關(guān)于硫化鋅粉末發(fā)射光的報(bào)告。隨著電流的應(yīng)用和廣泛的認(rèn)識(shí)，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。 二十世紀(jì)50年代，英國(guó)科學(xué)家在電致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)中使用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)明了第一個(gè)具有現(xiàn)代意義的LED,并于60年代面世。據(jù)說在早期的試驗(yàn)中，LED需要放置在液化氮里，更需要進(jìn)一步的操作與突破以便能高效率的在室溫下工作。第一個(gè)商用LED僅僅只能發(fā)出不可視的紅外光，但迅速應(yīng)用于感應(yīng)與光電領(lǐng)域。 60年代末，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個(gè)可見的紅光LED。磷化鎵的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。

到70年代中期，磷化鎵被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。LED采用雙層磷化鎵蕊片（一個(gè)紅色另一個(gè)是綠色）能夠發(fā)出黃色光。就在此時(shí)，俄國(guó)科學(xué)家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的LED。盡管它不如歐洲的LED高效。但在70年代末，它能發(fā)出純綠色的光。
80年代早期到中期對(duì)砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的LED的誕生，先是紅色，接著就是黃色，最后為綠色。到20世紀(jì)90年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn)出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。 第一個(gè)有歷史意義的藍(lán)光LED也出現(xiàn)在90年代早期，再一次利用金鋼砂—早期的半導(dǎo)體光源的障礙物。依當(dāng)今的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)去衡量，它與俄國(guó)以前的黃光LED一樣光源暗淡。

90年代中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵LED，隨即又制造出能產(chǎn)生高強(qiáng)度的綠光和藍(lán)光銦氮鎵Led。 超亮度藍(lán)光蕊片是白光LED的核心，在這個(gè)發(fā)光蕊片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過吸收來自蕊片上的藍(lán)色光源再轉(zhuǎn)化為白光。就是利用這種技術(shù)制造出任何可見顏色的光。今天在LED市場(chǎng)上就能看到生產(chǎn)出來的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。 有科學(xué)思想的讀者到現(xiàn)在可能會(huì)意識(shí)到LED的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)而曲折的歷史過程。事實(shí)上，最近開發(fā)的LED不僅能發(fā)射出純紫外光而且能發(fā)射出真實(shí)的“黑色”紫外光。那么LED發(fā)展史到低能走多遠(yuǎn)，不得而知。也許某天就能開發(fā)出能發(fā)X射線LED。早期的LED只能應(yīng)用于指示燈、早期的計(jì)算器顯示屏和數(shù)碼手表。而現(xiàn)在開始出現(xiàn)在超亮度的領(lǐng)域。將會(huì)在接下的一段時(shí)間繼續(xù)下去。