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LED进化史
作者: admin    文章来源: 五六电子    点击:3420    更新时间:2015-01-15

   大家好,我是杜洋。经过一年多的学习与实践,我又有了新的知识和经验要与各位朋友分享了。欣悉《无线电》杂志牛年一开年就“挂了彩”,可喜可贺,特此拙文一篇,聊表心意。读者朋友如果有什么疑问或需要我帮助的地方,请通过编辑部与我联系,相信我们会成为志同道合的好朋友。

 

    LED发展史:一个世纪的等待

    LED(Light Emitting Diode),中文名为发光二极管,它同时具备两种性能:一是二极管的单向导电性,二是正向导通时会发光。现代电子产品中随处可见它的光芒,它在你的电脑前面板上闪烁,它在你的右手下方为你的光电鼠标指明了方向,它是黑暗中新型手电里的一束光,它们中的一群组成了广场中央的电视墙。现在就让我们走进它的世界,了解它的历史,应用它的力量。

    话要从头说起,作为一名电子爱好者不只是学习技术上的知识,同时也应该了解电子行业的历史和发展,必竟我们属于这个群体,我们不应该忘记前辈们的努力。我花了九牛二虎之力,找到并整理了LED发展的历史资料,希望大家从中能概括了解LED在一个世纪中的演变。

    1907年,英国马可尼(Marconi)实验室的科学家Henry Round第一次推论半导体PN结在一定的条件下可以发出光。这个发现奠定了LED被发明的物理基础。

    1927年前后,俄国科学家奥列弗拉基洛谢夫(Oleg Vladimirovich Losev)独立制作了世界上第一颗LED,其研究成果曾先后在俄国、德国和英国的科学杂志上发表,可惜当时并没有人理睬他。天意弄人,1942年,39岁的洛谢夫在列宁格勒城被德军封锁时因饥饿而死。后来这段故事淡出了历史舞台,并把LED的“发明权”让位给了美国人尼克·何伦亚克。

    1955年,美国无线电公司(RadioCorporation of 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,但这个贡献也很大了。1961年,德州仪器公司(TI)的科学家鲍勃·布莱德(Bob Biard)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。现在我们家里的电视机遥控器就是用红外LED来实现遥控的。

    1 9 6 2 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,他的名字也随LED的红光一起红了起来。因为何伦亚克的发明后来得到了广泛的应用,所以一般称他为“发光二极管之父”,后来也获得了N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,他离开通用电气公司,出任其母校美国伊利诺大学电机工程系教授,培养自己的接班人去了。

    果然名师出高徒,1972年,何伦亚克的学生乔治·克劳福德(M. GeorgeCraford)踏着前辈们的脚步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,算是功成名就见好就收了,把更多的机会留给了下一代儿童。

    到了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。因为只有发明出蓝光LED才可能实现全彩色LED显示,蓝光LED的市场价值巨大,也是当时世界性的攻关难题。科学家们转而将重点放在了提高LED的发光效率上面。20世纪70年代中期,LED可产生绿、黄、橙色光时,发光效为1流明/瓦,到了20世纪80年代中期对砷化镓和磷化铝的使用使得第一代高亮度红、黄、绿色光LED诞生,发光效率已达到10流明/瓦。

    1993年,在日本日亚化工(NichiaCorporation)工作的、39岁的中村修二(Shuji Nakamura)终于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,这相当于科技界的诺贝尔呀!不久后,人们在蓝光LED的基础上加入黄色荧光粉,就可以得到白色光LED,利用这种荧光粉技术可以制造出任何颜色光的LED(如紫色光和粉红色光)。蓝色和白色光LED的出现拓宽了LED的应用领域,使全彩色LED显示、LED照明等应用成为可能。中村修二现在任职美国加州大学教授,因为和日亚化工在专利权问题上打官司赚了一大笔钱,现在算是名利双收了。看来有重大发明的人,后来的下场都很不错,除了可惜的洛谢夫。

    21世纪初,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)。其发光效率已经达到100流明/瓦以上。也许正在你阅读这篇文章的时候,就有一款更高性能的LED产品问世。从1907年半导体PN结发光理论的提出,到今天LED技术的无处不在,期间经历了整整一个世纪。在这个LED的世纪里,有不计其数的研究人员为LED的发展付出了心力,LED所带来的经济效益和科技发展是无比巨大的。当我们有幸在电子市场可以花几毛钱买到一款LED的时候,请别忘记前辈们的卓越贡献。

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