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上帝說要有光 ——人類的電氣照明時代
2017-05-15 來源:互聯網 閱讀:829

1907年,英國馬可尼(Marconi)實驗室的科學家Henry Round第一次推論半導體PN結在一定的條件下可以發出光。這個發現奠定了LED被發明的物理基礎。


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1927年,俄羅斯科學家奧列弗拉基洛謝夫(Oleg Vladimirovich Losev)獨立制作了世界上第一顆LED,其研究成果曾先后在俄國、德國和英國的科學雜志上發表,可惜當時并沒有人理睬他。

1955年,美國無線電公司(RadioCorporation of America)33歲的物理學家魯賓·布朗石泰(Rubin Braunstein)首次發現了砷化鎵(GaAs)及其他半導體合金的紅外放射作用并在物理上實現了二極管的發光,可惜發出的光不是可見光而是紅外線,但這個貢獻也很大了。


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1961年,德州儀器公司(TI)的科學家鮑勃·布萊德(Bob Biard)和加里·皮特曼(Gary Pittman)發現砷化鎵在施加電子流時會釋放紅外光輻射。他們率先生產出了用于商業用途的紅外LED并獲得了砷化鎵紅外二極管的發明專利。不久,紅外LED就被廣泛應用于傳感及光電設備當中。


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1962年,美國通用電氣公司(GE)一名34歲的普通研究人員尼克·何倫亞克(Nick Holonyak Jr.)發明了可以發出紅色可見光的LED,被稱為“發光二極管之父”,后來也獲得了N多獎項。當時的LED還只能手工制造,而且每只的售價需要10美元。1963年,他離開通用電氣公司,出任其母校美國伊利諾大學電機工程系教授,培養自己的接班人。


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1972年,何倫亞克的學生喬治·克勞福德(M. George Craford)踏著前輩們的腳步發明了第一顆橙黃光LED,其亮度是先前紅光LED的10倍,這標志著LED向著提高發光效率方向邁出的第一步。

20世紀70年代末期,LED已經出現了紅、橙、黃、綠、翠綠等顏色,但依然沒有藍色和白色光的LED。因為只有發明出藍光LED才可能實現全彩色LED顯示,市場價值巨大,也是當時世界性的攻關難題。科學家們轉而將重點放在了提高LED的發光效率上面。


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20世紀70年代中期,LED可產生綠、黃、橙色光時,發光效為1流明/瓦,到了20世紀80年代中期對砷化鎵和磷化鋁的使用使得第一代高亮度紅、黃、綠色光LED誕生,發光效率已達到10流明/瓦。

1993年,中村修二在日本日亞化學工業株式 會社(Nichia Corporation)就職期間,利用半導體材料氮化鎵(GaN)和銦氮化稼(InGaN)發明了藍光LED,在藍光LED出現之前,由于無法通過RGB系統合成白光,LED的光效、亮度也不高,LED無法應用于照明領域。因此在1995年中村修二采用銦氮化稼又發明了綠光LED,在1998年利用紅、綠、藍三種LED制成白光LED,從此綠光與白光LED研制成功,標志著LED正式進入照明領域,是LED照明發展最關鍵的里程碑。中村修二被稱為“藍光、綠光、白光LED之父”


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1996年,日亞化學公司在日本最早申報的白光LED的發明專利就是在藍光LED芯片上涂覆YAG黃色熒光粉,通過芯片發出的藍光與熒光粉被激活后發出的黃光互補而形成白光。藍色和白色光LED的出現拓寬了LED的應用領域,使全彩色LED顯示、LED照明等應用成為可能。

21世紀初,LED已經可以發出任何可見光譜顏色的光(還包括有紅外線和紫外線)。其發光效率已經達到100流明/瓦以上。

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