LED灯发明历史

trafalgar (90)in STEEM CN/中文 • 6 months ago

LED（发光二极管）的发明并非一蹴而就，而是在数十年间，基于对半导体物理不断深入的理解，通过一系列发现逐步完成的。

以下是LED灯发明和发展关键里程碑的时间线。

1907年： 英国马可尼公司的实验员H.J. Round首次观测到这一基础现象。他在对碳化硅晶体施加电压时，注意到它会发出微弱的黄光。他发表了这一发现，但未进行深入研究。
20世纪20-30年代： 这一现象在俄罗斯被Oleg Losev独立重新发现，并进行了广泛研究。他发表了16篇关于他称之为“发光的碳化硅检测器”的论文，并正确 theorized 该发光与新生的量子力学科学有关，类似于爱因斯坦的光电效应。不幸的是，他于1942年在列宁格勒围城战中去世，他的工作在此后数十年里基本被遗忘。

实用LED的出现有赖于二战后半导体研究的蓬勃发展。

1961年： 德州仪器公司的James R. Biard和Gary Pittman在研究半导体激光器时，发现他们的砷化镓结型二极管在通电时会发出红外光。他们为“半导体辐射二极管”申请了专利（美国专利 3,293,513），这是第一个实用LED。然而，它发出的是人眼不可见的红外光。德州仪器于1962年开始将其商业化。
1962年： 在通用电气研究实验室工作的Nick Holonyak Jr.取得了关键突破。通过使用磷砷化镓代替纯砷化镓，他制造出了第一个可见光谱LED。它发出的是红光。作为约翰·巴丁（晶体管发明者之一）的学生，Holonyak正确地预测他的发明将有一天取代白炽灯。因此，他被公认为 “LED之父”。

在接下来的几十年里，LED仅限于红、黄、绿光。缺失的颜色——高效的蓝光——是圣杯一样的目标，因为蓝光对于创造白光至关重要。

1972年： Holonyak的学生M. George Craford发明了第一个黄色LED，并将红光和红橙光LED的亮度提高了十倍。他当时在孟山都公司工作，该公司成为第一家大规模生产可见光LED的企业。
20世纪90年代：蓝光LED的突破。 多年来，科学家们知道氮化镓是产生蓝光的关键，但制备高质量的氮化镓晶体极其困难。
- 在日亚化学工业株式会社工作的中村修二，通过多年潜心研究，成功克服了难题。他在1993年研发出了高亮度的氮化镓蓝光LED。
- 这是一项里程碑式的成就。因发明高效蓝光LED，赤崎勇、天野浩和中村修二共同获得了2014年诺贝尔物理学奖。

有了红、绿、蓝光LED，就可以混合出任何颜色，包括白光。主要有两种方法：

RGB系统： 将红、绿、蓝三色LED发出的光混合。这种方法常用于显示器和变色灯。
荧光粉转换（最常见的方法）： 使用蓝光LED激发荧光粉涂层，荧光粉随后发出黄光。蓝光和黄光的混合在我们看来就是白光。目前大多数白色LED灯泡就是这样工作的。

高效蓝光LED的发明引发了当今我们所见的照明革命，使得制造节能、长寿且多功能的白色光源成为可能。

发明者	年份	贡献	意义
H.J. Round	1907年	在碳化硅中观察到电致发光现象	首次记录该现象。
Oleg Losev	20-30年代	研究并理论化了碳化硅的发光	首次严肃的科学研究；其工作曾被埋没。
Biard & Pittman	1961年	发明了砷化镓红外LED	第一个实用LED，但光不可见。
Nick Holonyak Jr.	1962年	发明了第一个可见光（红）磷砷化镓LED	“LED之父”；开启了可见光LED时代。
M. George Craford	1972年	发明了第一个黄色LED	扩展了LED的色域和亮度。
赤崎勇、天野浩、中村修二	1993年	发明了高亮度氮化镓蓝光LED	获得2014年诺贝尔奖；为白光LED和现代照明革命奠定了基础。