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  LED即發(fā)光二極管,是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光,其英文為 Light Emitting Diode,習慣上用英文首字母LED來表示該器件的名稱。它誕生于20世紀60年代初,其內(nèi)在特征決定了它是目前最理想的光源,在光電系統(tǒng)中應(yīng)用極為普遍,。與其他光源相比,LED具有節(jié)能,、環(huán)保、安全,、壽命長,、能耗低、發(fā)熱少亮度高,、防水,、防振,、易調(diào)光、光束集中,、維護方便等諸多獨特的優(yōu)點,。
  IED的發(fā)展經(jīng)歷了一個漫長而曲折的過程。
  1907年, Henry Joseph Round第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象,由于其發(fā)出的黃光太暗,不適合實際應(yīng)用,研究被摒棄了,。20世紀20年代晚期, Bemhard Gudden和Robert Wichard在德國使用從鋅硫化物與銅中提煉的黃磷發(fā)光,再一次因發(fā)光暗淡而停止,。
  1936年, George Destiau發(fā)表了一個關(guān)于硫化鋅粉末發(fā)射光的報告。隨著電流的應(yīng)用和廣泛的認識,最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個術(shù)語,。
  20世紀50年代,英國科學(xué)家在電致發(fā)光的實驗中使用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)明了第一個具有現(xiàn)代意義的LED,并于20世紀60年代面世,。據(jù)說在早期的試驗中,LED需要放置在液化氮里,更需要進一步的操作與突破以便能在室溫下高效率地工作。第一個商用LED僅僅只能發(fā)出不可視的紅外光,但迅速應(yīng)用于感應(yīng)與光電領(lǐng)域20世紀60年代末,在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個可見的紅光LED磷化鎵的改變使得LED更高效,發(fā)出的紅光更亮,甚至產(chǎn)生出橙色的光,。
  20世紀70年代中期,磷化鎵被使用作為發(fā)光光源,隨后就發(fā)出灰白綠光,。LED采用雙層磷化鎵芯片(一個紅色,另一個是綠色),能夠發(fā)出黃色光。就在此時,前蘇聯(lián)科學(xué)家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的LED,。盡管它不如歐洲的LED高效,。但在20世紀70年代末它能發(fā)出純綠色的光。
  20世紀80年代早期到中期,對砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的LED誕生,先是紅色,接著就是黃色,最后為綠色,。到20世紀90年代早期,采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn)出了橘紅,、橙、黃和綠光的LED,。
  第一個有歷史意義的藍光LED也出現(xiàn)在20世紀90年代早期,再一次利用的是金剛砂—早期的半導(dǎo)體光源的障礙物,。依當今的技術(shù)標準去衡量,它與前蘇聯(lián)以前的黃光LED樣光源暗淡。20世紀90年代中期,出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵LED,隨即又制造出能產(chǎn)生高強度的綠光和藍光銦氮鎵LED,。
  藍光LED的出現(xiàn)使人們能利用倒行轉(zhuǎn)換的磷光材料將較高能量的藍光部分地轉(zhuǎn)換成其他顏色,。將藍光與轉(zhuǎn)換磷的黃光整合在一起就能得到白光,而整合適當數(shù)量的藍光與紅橙磷則可以產(chǎn)生略帶桃色或紫色的色彩。現(xiàn)在僅用LED光源就能完全覆蓋CIE色度曲線中的所有飽和顏色,并且各種顏色LED與磷的有機整合幾乎能夠毫無限制地產(chǎn)生任何顏色,。今天在LED市場上就能看到生產(chǎn)出來的新奇顏色,如淺綠色和粉紅色,。
  最近開發(fā)的LED不僅能發(fā)射出純紫外光,而且能發(fā)射出真實的“黑色”紫外光。那么LED發(fā)展到底能走多遠,不得而知,。也許某天就能開發(fā)出能發(fā)出X射線的LED。
  LED的發(fā)展不單純是它的顏色還有它的亮度,像計算機一樣,遵守摩爾定律的發(fā)展,。每隔18個月它的亮度就會增加一倍,。早期的LED只能應(yīng)用于指示燈、早期的計算器顯示屏和數(shù)碼手表,。而現(xiàn)在LED則開始出現(xiàn)在超亮度的領(lǐng)域,將會在接下來的一段時間繼續(xù)發(fā)展下去,。
  20世紀90年代后期,研制出通過藍光激發(fā)YAG熒光粉產(chǎn)生白光的LED燈,但色澤不均勻,使用壽命短,價格高。隨著技術(shù)的不斷進步,近年來白光LED節(jié)能燈的發(fā)展相當迅速,白光LED節(jié)能燈的發(fā)光效率已經(jīng)達到38m/W,實驗室研究成果可以達到70lm/W,大大超過白熾燈,向熒光燈逼近,。在可靠性方面,LED的半衰期(即光輸出量減少到最初值一半的時間)大概是1萬-10萬h,。相反,小型指示型白熾燈的半衰期(此處的半衰期指的是有一半數(shù)量的燈失效的時間)典型值是10萬到數(shù)千小時不等,具體時間取決于燈的額定工作電流,。
  三原色(RGB)LED的改進,顯著改善了白色及彩色LED字幕。紅綠藍(RGB)LED把紅,、綠,、藍三種顏色的芯片封裝在一起,能夠發(fā)出不同顏色的光。以前, RGB LED發(fā)出的混色光非常不穩(wěn)定,而高功率LED驅(qū)動器成功解決了這一技術(shù)難題,。最近高功率的RCBLED,比如Lumex公司的 AstraleD,使得白色光和彩色光都非常穩(wěn)定,、柔和。