1.1 LED發展簡史

LED是繼白熾燈、熒光燈和高強度放電燈之后的第四代新光源——固態冷光源，它具有結構緊湊、重量輕、體積小、耗能少、響應速度快、抗震性能好、使用方便等優點，是很有前景的一種電光源。

LED的發展主要經歷了以下三個階段：

1.指示應用階段（20世紀80年代前）

1907年，Henry Joseph Round 第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發光現象。由于其發出的黃光太暗，不適合實際應用，所以研究被摒棄了。隨后，Bernhard Gudden和Robert Wichard使用從鋅硫化物與銅中提煉的黃磷發光，再一次因發光暗淡而停止。

1936年，George Destiau出版了一個關于硫化鋅粉末發射光的報告。隨著電流的應用和廣泛的認識，最終出現了“電致發光”這個術語。20世紀50年代，英國科學家在電致發光的實驗中使用半導體砷化鎵發明了第一個具有現代意義的LED，并于20世紀60年代面世。第一個商用LED僅能發出不可視的紅外光，但迅速應用于感應與光電探測領域。

1968年，在砷化鎵基體上使用磷化物摻雜，具有商業價值的發紅光LED面世。磷摻雜工藝使得LED發光效率更高、發出的紅光更亮，甚至產生出橙色和黃色的光。當時所用的材料是GaAsP，發紅光（λp=650nm），在驅動電流為20mA時，光通量只有千分之幾個流明，相應的發光效率約0.1lm/W，比白熾燈低100倍。

20世紀70年代中期，磷化鎵被使用作為發光光源，并引入元素In和N，使LED產生綠光（λp=555nm），黃光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到 1lm/W。這一時期的LED開始應用于文字點陣顯示器、背景圖案用的燈柵和條紋圖陣列，但主要應用還是電子產品的指示燈。

2.信號與顯示階段（80年代）

20世紀80年代早期到中期，人們開始用AlGaAs（鋁鎵砷）材料制造LED，使紅光LED光效提高了近十倍，光效達到10lm /W的量級，人們將其應用于室外運動信息發布系統、條形碼系統、光電傳導系統和醫療器件等領域。

從20世紀80年代后期到90年代初，隨著金屬有機化學氣相沉積（MOVCD）外延技術的成熟，用AlInGaP（鋁銦鎵磷）材料制造出橙黃、黃色、綠色和紅色等LED。產品除用于室外顯示，還在交通信號燈和汽車信號燈等領域得到應用。

3.全彩應用及普遍照明階段

1994年，日本科學家中村秀二利用GaN基底研制出藍光LED。從此，紅、綠、藍全彩動態大屏幕顯示技術的應用迅速發展，也為白光LED的研制奠定基礎。

白光是一種復合光，并不是單一波長的光。白光LED的好處之一是可以應用于多波長領域。1997年，日本日亞公司研制出第一只白光LED，使用GaN藍色發光二極管激發黃光熒光粉得到白光LED，雖然效率不足10lm/W，但也意味著LED由此進入普通照明時代。隨后幾年內，白光LED得到了迅速的發展。2000年，日亞報道了15lm/W白光LED；2003年，日亞報道的光效達到60lm/W；2006年3月，其光效達到100lm/W；2006年7月，Cree公司報道了130lm/W白光LED；2006年11月，日亞報道的光效達到150lm/W，其效率已經超過節能燈，實現了真正意義上的照明；2007 年3月，美國 CREE 公司光效達到 157lm/W；在2012年，市場上已經出現175lm/W的LED光源產品。今后，LED的光效將進一步提高。

白光LED的最大應用亮點是作為手機、個人數字助理（PDA）和數碼相機等便攜式電子產品的小尺寸彩色 LCD 顯示屏的背光源，并在汽車、景觀裝飾，以及普通照明等領域獲得了日益廣泛的應用。

最近開發的 LED不僅能發射出純紫外光而且能發射出真實的“黑色”紫外光。LED的發展不單純是它的顏色，還有它的亮度，像計算機一樣，遵守摩爾定律的發展。每隔 18 個月它的亮度就會增加一倍，而價格會相應下降。早期的LED只能應用于指示燈、早期的計算器顯示屏和數碼手表，而現在開始出現在超亮度的領域，將會在接下來的一段時間繼續下去。不久，LED將會照亮我們的家、辦公室甚至街道。2012年4月，中國計量科學研究院專家預言，隨著LED的發展，“流明”可能會成為衡量下一代照明度量的標準。