详细的led显示技术发展历史
发布时间:2018-05-04 点击次数:
LED的历史从二十世纪初开始。1907年,英国探险家亨利·罗恩(Henry Round)提出了基于LED的技术。他发现工作探测器触点周围发出光芒。在英国马可尼

实验室首次在世界历史上记录了碳化硅的发光。后来在1923年,俄罗斯科学家奥列格·弗拉基米罗维奇·洛谢夫发现了这种现象的联系。在下诺夫哥罗德实验室,

他在研究辐射复合现象时观察了碳化硅晶体的发光。洛赛夫是第一个证明半导体电致发光的,即电流流动时发光的。这是创造LED的第一步,但几十年来这个发现没有实际应用。


碳化硅晶体在电流流动中的发光
碳化硅晶体在电流流动中的发光
 
半导体灯的工业开发始于1951年,在美国建立了“半导体灯”发展中心,以“洛塞夫效应”为基础运行,该中心由物理学家兼发明家库尔特·莱多维茨(Kurt Legovets)领导。

1955年,美国无线电公司的鲁宾·布劳恩斯坦(Rubin Braunstein)讲述了砷化镓(GaAs)的红外辐射与其他半导体合金的结合。Braunstein在室温下观察到基于锑化镓

(GaSb),砷化镓,磷化铟(InP)和硅锗合金(SiGe)的简单二极管结构产生的红外发射。

在二十世纪六十年代,第一批来自GaP的LED被制造出来,发出红色和黄绿色的光。这些装置发射的波长在人眼感知的上限(500-600nm)内,因此为了指示目的,这种黄绿色

的荧光是足够的。LED的发光效率约为1-2流明/瓦。1962年 - 由Nick Holonyak领导的美国伊利诺斯大学创建了第一批基于GaAsP / GaP结构的工业规模的LED。Nick Holonyak被

认为是现代LED的“父亲”。
红色LED显示
红色LED显示
 
1968年 - 孟山都指示器的第一个LED灯被创建。同年在美国惠普公司生产并发布了全球首个LED广告屏。这是一个光通量非常弱的显示器,只有红色的信息才显示出来。

直到70年代初期,可见光和红外LED都非常昂贵 - 高达200美元,因此实际应用很少。1968年,孟山都公司建立了第一批可见光LED的连续生产,使用砷化镓磷化物生产

适用于指示器的红色LED。

二十世纪七十年代,这个行业的快速发展开始了。同时在两个方向改进LED:扩大辐射范围和增加通量。另外,在俄罗斯科学家Jaures Ivanovich Alferov领导的多通道双

异质结构研制中,由于其活性重组区域有限,增加了外量子效率。首先基于GaAs和AlGaAs型固溶体,然后基于其他半导体化合物,红光部分增加到15%(发光效率高达10 lm / W)

,并提供了实际的异质结构,和红外线达30%以上。然而,这一发现的重要性只有在2000年才得到认可。贾维斯·伊万诺维奇·阿尔费罗夫赢得了诺贝尔奖。同样在美国IBM

实验室的70年代,基于外延GaN制造了蓝色二极管。但是这些LED当时的生命周期非常短暂。

 
带塑料外壳的LED
带塑料外壳的LED

 
1976年 - 惠普公司开发并发布了基于磷化铝镓的LED,其颜色为红橙色,黄色和黄绿色。它们的发光效率高达30流明/瓦(这比白炽灯泡更高),外部量子效率达到55%,但是那时led显示屏价格还是比较便宜。

稍后,在80年代初,来自莫斯科罗蒙诺索夫州立大学的科学家Michail Vasilievich Chukichev和Gennady Vasilievich Saparin的科学家发现了GaN样品部件的明亮的发光,

当暴露于电子束时掺杂有锌。那时科学家没有成功地理解这种现象的原因。

自1985年以来,由LED发射的光通量增加到10lm,并开始用作独立的光元件。在蓝色范围内发射器件的问题很长一段时间没有找到解决办法。仅在1991年3月28日 - 日本的

日亚化学公司生产的蓝色发光的LED。这一天可以被认为是蓝色LED的“生日”。本发明的母体是日本科学家Nakamura博士(Shuji Nakamyra)。他设法通过使用基于氮化铟

镓InGaN的异质结构来解决这个问题。由于本发明,“RGB圆”被关闭。此外,还可以将三色LED中的蓝色,黄色和红色晶体连接起来。本发明使得可以产生任何颜色的辐射。

 
蓝色LED
蓝色LED
 
在90年代初,LED的光输出达到30流明。1997年 - 弗雷德•舒伯特(Fred Schubert)制作了世界上第一个LED发白光。而在1998年的时候,在俄罗斯的隐蔽灯公司推出了

新一代LED的生产。到二十世纪末,全球领先的LED生产企业(“丰田合成”,“惠普”,“日亚化学”,“Cree”)每月生产数千万颗蓝色和绿色LED。LED光输出达到60流明/瓦。

从那时起,LED成为白炽灯的替代品。俄罗斯生产的LED总数达到每年1亿片,全球达到数百亿片。
 
自2000年以来,“日亚化学”和“欧司朗”公司开始批量生产LED。同年,“LumiLeds / Phillips”,“Osram / Cree”和“GELcore / Uniroyal / GE”三家公司共投入7000多万美元用于

研发与应用可能性及生产LED。随着LED的出现,世界广告业迅速开始发展。
 
到2006年中在美国电子广告“广告牌”的数量相当于200件,一年后,这个数字翻了一番。由于这样的广告,所有的生产和销售领域都有了飞跃。
 
到2006年底,LED已经成为现代市场不可或缺的一部分,其应用范围已经显着扩大。LED已经被广泛用于生产移动设备,各种电路板,屏幕和显示器,汽车照明。
 
2008年 - 土耳其Bilkent大学报道,在单晶LED的可见光区域实现了300流明的亮度光效。
 
2009年 - 来自剑桥大学的研究人员报告了用于生长硅基LED的镓氮化(GaN)生长工艺的启动。使用6英寸硅晶片代替2英寸蓝宝石晶片时,生产成本可以减少90%。
 
日亚化学株式会社(Nichia Corporation)日前宣布开发实验型LED,由于设计和材料方面的多项改进,在提高光源效率方面取得了重大进展。在5mA电流下开发的LED之一

显示出了创纪录的效率--265 lm / W,这与日本科学家估计的白光LED的理论极限非常接近,为260-300流明每瓦。为了比较:传统的白炽灯产生13-17lm / W,荧光灯 - 60-90。

日本方面声称,实验将继续,提高效率的机会依然存在。虽然目前的LED记录样品对于大规模生产来说过于昂贵,但未来的价格应该会下降 - Nichia的研究人员承诺。
 
在2010年,LED作为普通照明的替代品的应用不超过5%,约为2亿美元。但到2011年,这一数字已经上升到近10亿美元,分析师预测这个数字每年都会增加。

21世纪的LED照明是小型能源领域最有前途的方向之一。工业企业,仓库,购物中心,办公中心,城市道路照明网络,高速公路和各家庭的LED灯和灯具的应用,大大提高了

能源效率。今天,LED照明当然需要投入大量的资金,但可以肯定地说,电力节约达到90%,很快就能支付全部费用。
 
LED照明不再是奢侈品,而是提高舒适度和生活质量的节能方式!

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