咱别火了蓝光LED,就冷落了红、绿光LED这俩哥们
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。
凭借着能源转换效率高、单位耗电低、寿命长等诸多优势,LED照明刮起一阵"绿色旋风",不仅在全世界掀起替代传统白炽灯的"照明革命",而且成为全球最具有发展前景的技术领域之一。
蓝光LED的发明照亮了21世纪
尽管此前红光LED和绿光LED已经存在了很长一段时间,并被应用于机器仪器的显示光源,但由于光的三原色包含红、绿、蓝,蓝色光源的缺失,令照明的白色光源始终无法创建。无论是在科学界还是工业界,如何造出蓝光LED曾困扰了人们数十年。
1973年,当时在松下电器公司东京研究所的赤崎勇最早开始了蓝光LED的研究。1986年,Amano等人利用MOCVD磊晶低温AlN缓冲层,成功长出透明的、没有表面裂纹的GaN薄膜,开启了蓝光LED的发展历程。后来,赤崎勇和天野浩在名古屋大学合作进行了蓝光LED的基础性研发,1989年首次研发成功了蓝光LED。而中村修二当时任职于日亚化学工业公司,他的实用化研究让该公司于1993年首次推出LED照明成品,从而引发了照明技术革新。1992年,中村修二博士使用热退火技术成功活化磊晶在低温缓冲层的GaN薄膜,并于1995年研制出高亮度GaN蓝光与绿光LED。次年,中村修二博士又提出利用InGaN蓝光LED激发黄色荧光粉生产白光LED的方法。到2007年,蓝光LED的实验室光效已经超过100lm/w.2012年4月,美国Cree公司宣布,已经成功研发出254lm/w的白光LED(250--260lm/w的光效意味着80%的电能转化为光能,仅20%转化为热能),创历史记录,这将使其LED户外路灯的批发价降至不到200美元。
在蓝光LED芯片出现之前,由于无法通过RGB合成白光,LED的光效、亮度也不高,LED无法应用于照明领域。因此,1995年高亮度蓝光与绿光LED研制成功,标志着LED正式进入照明领域,是LED照明发展最关键的里程碑。
LED灯高效节能且寿命长久,能持续照亮约10万小时,而白炽灯和荧光灯的寿命仅为1000小时和1万小时。这种灯诞生以来也一直在不断提高发光效率,最新纪录达到了每瓦功率产生300流明的亮度,相当于白炽灯的15倍。
诺贝尔奖评选委员会在关于获奖成就的声明中指出:"白炽灯照亮了20世纪,那么21世纪将是被LED灯照亮的。"
编者语:
从1907年至今年,跨越一个多世纪的LED技术的发展,照明技术经历一场前所未有的变革,也就是从灯泡和荧光灯到LED的变革,LED的发展经历了一个漫长而曲折的历史过程。在不久的将来,三色LED可能会取代蓝光LED和荧光磷的组合用于高亮度照明,这一技术将使得我们可以对颜色组成进行动态控制,LED照明到底能走多远我们无法猜测,但我们可以想象到未来的LED世界在红绿蓝三原色的搭配下,将创出多彩多样的照明世界!
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