LED技術(shù)發(fā)展歷史全回顧

【導(dǎo)讀】LED(全稱：Light-Emitting Diode，發(fā)光二極管) 是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時至今日能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛取?

隨著技術(shù)的不斷進步，LED已被廣泛的應(yīng)用于顯示器、電視機采光裝飾和照明等領(lǐng)域。在市場需求與技術(shù)進步的推動之下，LED經(jīng)歷了一段輝煌的歷史。與您共同回顧LED發(fā)展歷程。

 

 

1907年，Henry Joseph Round發(fā)現(xiàn)作為研磨劑的碳化硅晶體(SiC)通電后可以發(fā)光的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)之后，人們就對SiC和Ⅱ-Ⅳ族化合物半導(dǎo)體的礦物質(zhì)發(fā)光現(xiàn)象展開研究。

1936年，George Destiau出版了一個關(guān)于硫化鋅粉未來發(fā)光的報告。隨著研究的深入，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個術(shù)語。

1952年，人工合成的Ge、Si 晶體的pn結(jié)發(fā)光誕生。1954年，開始制作、研究GaP單晶和GaAs單晶的性能。

1955年，美國無線電公司(Radio Corporation of America)的魯賓 布朗石泰(Rubin Braunstein)首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎵(GaAs)及其他半導(dǎo)體合金的紅外放射作用。

1962年，GE、Monsanto、IBM 的聯(lián)合實驗室開發(fā)出了發(fā)紅光的磷砷化鎵(GaAsP)半導(dǎo)體化合物，從此可見發(fā)光二極管步入了商業(yè)化的發(fā)展歷程。

1965年，全球第一款商業(yè)化發(fā)光二級管誕生，它是用鍺材料做成的可發(fā)出紅外光的LED，當(dāng)時的單價約為45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsp材料制作的商業(yè)化紅色LED。這種LED的效率大約為0.1 lm/w，比一般的60-100w白織燈的15 lm/w要低100多倍。

1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進展，利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達到了1 lm/w，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃光。1971，業(yè)界又推出了具有相同效率的GaP綠色芯片LED。

1993年，在日本日亞化工(Nichia)工作的中村修二成功把氮滲入，發(fā)明了基于寬禁帶半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)和銦氮化稼(InGaN)的具有商業(yè)應(yīng)用價值的藍光LED，這類LED在1990年代后期得到廣泛應(yīng)用。

1997年，Schlotter和Nakamura等人先后發(fā)明了用藍光管芯加黃光熒光粉封裝成白光LED的技術(shù)。

 

 

繼氮化鎵LED之后，科學(xué)界隨即又制造出能產(chǎn)生高強度綠光和藍光的銦氮鎵LED。超亮度藍光芯片是白光LED的核心，在這個發(fā)光芯片上抹上熒光粉，然后熒光粉通過吸收來自芯片的藍色光源再轉(zhuǎn)化為白光。利用這種技術(shù)能制造出任何可見顏色的光。
【導(dǎo)讀】LED(全稱：Light-Emitting Diode，發(fā)光二極管) 是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時至今日能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛取?

隨著技術(shù)的不斷進步，LED已被廣泛的應(yīng)用于顯示器、電視機采光裝飾和照明等領(lǐng)域。在市場需求與技術(shù)進步的推動之下，LED經(jīng)歷了一段輝煌的歷史。與您共同回顧LED發(fā)展歷程。

 

 

1907年，Henry Joseph Round發(fā)現(xiàn)作為研磨劑的碳化硅晶體(SiC)通電后可以發(fā)光的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)之后，人們就對SiC和Ⅱ-Ⅳ族化合物半導(dǎo)體的礦物質(zhì)發(fā)光現(xiàn)象展開研究。

1936年，George Destiau出版了一個關(guān)于硫化鋅粉未來發(fā)光的報告。隨著研究的深入，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個術(shù)語。

1952年，人工合成的Ge、Si 晶體的pn結(jié)發(fā)光誕生。1954年，開始制作、研究GaP單晶和GaAs單晶的性能。

1955年，美國無線電公司(Radio Corporation of America)的魯賓 布朗石泰(Rubin Braunstein)首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎵(GaAs)及其他半導(dǎo)體合金的紅外放射作用。

1962年，GE、Monsanto、IBM 的聯(lián)合實驗室開發(fā)出了發(fā)紅光的磷砷化鎵(GaAsP)半導(dǎo)體化合物，從此可見發(fā)光二極管步入了商業(yè)化的發(fā)展歷程。

1965年，全球第一款商業(yè)化發(fā)光二級管誕生，它是用鍺材料做成的可發(fā)出紅外光的LED，當(dāng)時的單價約為45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsp材料制作的商業(yè)化紅色LED。這種LED的效率大約為0.1 lm/w，比一般的60-100w白織燈的15 lm/w要低100多倍。

1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進展，利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達到了1 lm/w，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃光。1971，業(yè)界又推出了具有相同效率的GaP綠色芯片LED。

1993年，在日本日亞化工(Nichia)工作的中村修二成功把氮滲入，發(fā)明了基于寬禁帶半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)和銦氮化稼(InGaN)的具有商業(yè)應(yīng)用價值的藍光LED，這類LED在1990年代后期得到廣泛應(yīng)用。

1997年，Schlotter和Nakamura等人先后發(fā)明了用藍光管芯加黃光熒光粉封裝成白光LED的技術(shù)。

 

 

繼氮化鎵LED之后，科學(xué)界隨即又制造出能產(chǎn)生高強度綠光和藍光的銦氮鎵LED。超亮度藍光芯片是白光LED的核心，在這個發(fā)光芯片上抹上熒光粉，然后熒光粉通過吸收來自芯片的藍色光源再轉(zhuǎn)化為白光。利用這種技術(shù)能制造出任何可見顏色的光。
【導(dǎo)讀】LED(全稱：Light-Emitting Diode，發(fā)光二極管) 是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時至今日能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛取?

2001年，Kafmann等人用UV LED激發(fā)三基色熒光粉得到白光LED。[!--empirenews.page--]

2002年，在市場上開始有5W的LED的出現(xiàn)，而其效率大約是每瓦18至22流明。

2003年9月，Cree, Inc.公司展示了其新款的藍光LED，在20mW下效率達35%。他們亦制造了一款達65 lm/W(流明每瓦)的白光LED商品，這是當(dāng)時市場上最亮的白光LED。2005年他們展示了一款白光LED原型，在350mW下，創(chuàng)下了每瓦70 lm 的記錄性效率。

2006年，Cree公司宣布推出一款新的冷白光LED——“XP.G”，發(fā)光效率和亮度都創(chuàng)下新的紀錄，其在驅(qū)動電流為350mA時，光通量達139 lm，發(fā)光效率為132 lm/W，亮度和光效分別比Cree公司最亮的XR-E LED提高37%和53%，被稱為“業(yè)界最亮且具有最高效率的照明級LED”。

2007年，美國的Cree公司在SiC襯底上生長雙異質(zhì)結(jié)，SiC襯底可以把GaN基LED的金屬電極制造在襯底的底部，電流能夠通過低阻導(dǎo)電襯底的垂直流動，也為發(fā)展其他光電子器件奠定了基礎(chǔ)。

同年，日亞化學(xué)公司發(fā)布了下一代高功率白光LED， 350mA電流輸入時光通量為145 lm，發(fā)光效率為134 lm/W。實現(xiàn)白色LED高效化的原因是實現(xiàn)了所用的藍色LED芯片的高效化。該藍色LED在350mA驅(qū)動時的光功率為65lm/W，波長為444nm，外部量子效率為66.5%。

2009年2月，日亞化工(Nichia)發(fā)表了效率高達249 lm/W的LED，此乃實驗室數(shù)據(jù)。

 

 

2010年2月、Philips Lumileds造一白色LED，在受控的實驗室環(huán)境內(nèi)，以標準測試條件及350mA電流推動下得出208lm/W，但由于該公司無透露當(dāng)時的偏壓電壓，所未能得知其功率。

2011年，科銳(CREE)宣布獲得231 lm/W的LED production光效，CREE的每瓦231流明每瓦的LED是在4500K色溫350毫安電流的標準下測試初來的結(jié)果。

2012年4月、美國發(fā)光二極管大廠科銳(Cree)推出254 lm/W光效再度刷新功率。

2013年2月，LED照明領(lǐng)域的市場領(lǐng)先者科銳公司宣布，其白光功率型LED光效再度刷新行業(yè)最高紀錄，達到276 lm/W。

LED發(fā)展歷史已經(jīng)幾十年，隨著人們對半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入，LED制造工藝的不斷進步和新材料的開發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進展。無論是發(fā)光效率還是產(chǎn)品質(zhì)量都有了質(zhì)的提高，LED的應(yīng)用市場也越來越廣泛。隨著全球LED市場需求的進一步加大，未來LED發(fā)展面臨巨大機遇，其產(chǎn)業(yè)正向著并將繼續(xù)向著更多種類、更高亮度、更大應(yīng)用范圍和更低成本方向發(fā)展。

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