在19世纪爱迪生发明电灯之前,人类实现照明的方式非常简单,那就是直接借助各种火源的直射光,
例如蜡烛、油灯等等。这些发光设备虽然在人类的历史长河中点燃了漫漫岁月,却因为极低的发光效率和发光质量,
只能尘封在历史的博物馆中,进入20世纪后,随着人类新工业革命的爆发,以爱迪生发明的新式白炽灯为代表的照明设备,
正式成为人类生产生活中的主流发光设备。
在白炽灯出现之后,人类社会的电力照明设备大致经过了三个重要的发展阶段,这三个阶段中的代表性光源分别为荧光灯、
高强度气体放电灯和LED光源。其中高强度气体放电灯由于对使用环境要求严格,成本较高,
目前还不是民用领域的主流照明设备,所以,和我们日常生活息息相关的光源设备,也就只有白炽灯、
荧光灯和led光源这三大类。
在这三大类光源中,LED照明技术是出现时间最晚,优点最多的一种照明技术,
因此,自从20世纪60年代出现以来,伴随着近代半导体技术的发展,得到了大量的普及应用,
特别是进入21世纪之后,由LED照明技术衍生而出的LED显示技术和LED辅助显示技术,
已经显露越来越强烈的发展势头。
除了在日常电力照明领域正在普及的LED光源,目前在显示领域和LED有关的设备主要有两种:
一是直接使用LED成像的LED显示屏,另一种就是利用LED的优良发光特性,把LED作为电视背光源使用的新型液晶电视。
另一种曝光率较高的OLED显示技术,虽然只比LED多了一个字母,但是由于技术层面较大的差距,
可以看成一类全新的显示技术,因此并不在本文的探讨范围之内。
1907年Henry Joseph Round 第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于其发出的黄光太暗,
不适合实际应用;更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应,研究被摒弃了。
二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。
再一次因发光暗淡而停止。
1936年,George Destiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识,
最终出现了“电致发光”这个术语。 二十世纪50年代,英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓
发明了第一个具有现代意义的LED,并于60年代面世。据说在早期的试验中,LED需要放置在液化氮里,
更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光,
但迅速应用于感应与光电领域。 60年代末,在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED。
磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮,甚至产生出橙色的光。
到70年代中期,磷化镓被使用作为发光光源,随后就发出灰白绿光。LED采用双层磷化镓蕊片
(一个红色另一个是绿色)能够发出黄色光。就在此时,俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED。
尽管它不如欧洲的LED高效。但在70年代末,它能发出纯绿色的光。
80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED的诞生,先是红色,接着就是黄色,
最后为绿色。到20世纪90年代早期,采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。
第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期,再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。
依当今的技术标准去衡量,它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。
90年代中期,出现了超亮度的氮化镓LED,随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。
超亮度蓝光蕊片是白光LED的核心,在这个发光蕊片上抹上荧光磷,然后荧光磷通过吸收来自蕊片上的蓝
色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在LED市场上就能看到生产出来
的新奇颜色,如浅绿色和粉红色。 有科学思想的读者到现在可能会意识到LED的发展经历了一个漫长而曲折
的历史过程。事实上,最近开发的LED不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光。
那么LED发展史到低能走多远,不得而知。也许某天就能开发出能发X射线LED。早期的LED只能应用于指示灯、
早期的计算器显示屏和数码手表。而现在开始出现在超亮度的领域。将会在接下的一段时间继续下去。