Historia diod LED

Zjawisko etektroluminescencji po raz pierwszy zaobserwował w krysztale węglika krzemu (SiC) w roku 1907 Henry Joseph Round, ale wielkość światłości była bardzo mała. Dalsze eksperymenty prowadziła w Niemczech para naukowców Bernard Gudden i Robert Wichard Pohl, wykorzystując siarczan cynku zmieszany z miedzią (ZnS:Cu), rezultaty nadal jednak nie były zadowalające. Termin "etektroluminescencja" pojawił się po raz pierwszy w roku 1936 w publikacji George'a Destriau opisującej emisję światła z proszku siarczanu cynku pod wpływem prądu elektrycznego.

Otrzymaniem pierwszych nowoczesnych" LED-ów zaowocowały dopiero brytyjskie badania nad elektroluminescencją z zastosowaniem półprzewodników galowo-arsenowych prowadzone pod kierownictwem H. Walkę r a w latach 50. minionego wieku. LED-y te nie były przystosowane do pracy w temperaturze pokojowej i musiały być zanurzone w ciekłym azocie.

Pierwsze „komercyjne" diody elektroluminescencyjne emitowały tylko w podczerwieni, mimo to szybko znaleziono dla nich zastosowanie w czujnikach fotoelektrycznych. Diody emitujące promieniowanie w zakresie widzialnym o barwie czerwonej opracował zespół Nicka Holonyaka J r. z General Electronics pod koniec lat 60. Zastosował połączenie potrójnego związku galu, arsenu i fosforu (GaAsP) z arsenkiem galu [GaAs). Później arsenek galu zastąpiono jego fosforkiem (GaP). co pozwoliło na zwiększenie sprawności LED-ów i uzyskanie barwy pomarańczowej.

Od połowy lat 70. jako materiał emitera wykorzystywano fosforek galu (GaP), dzięki czemu zaczęto produkować diody w kolorze zielonym, kolor żółty zaś uzyskiwano z połączenia emiterów czerwonego i zielonego. Zastosowanie nowych związków czteroskładnikowych (GaAlAsPI) w potowie lat 80. doprowadziło do powstania pierwszej generacji diod „superjasnych", początkowo świecących na czerwono, potem na żółto i zielono.

Na początku lat 90. pojawiła się kolejna, jeszcze wydajniejsza generacja. Uzyskano kolory pomarańczowoczerwony, pomarańczowy, żółty oraz zielony. W tym samym czasie po raz pierwszy udało się otrzymać diody świecące na niebiesko. Ponownie zastosowano w nich węglik krzemu [SiC],

Dużo większą sprawność, a przede wszystkim zmniejszenie kosztów wytwarzania, osiągnięto kilka lat później, stosując azotek galu (GaN). Stało się to dzięki wieloletnim pracom Isamu Akasakiego z uniwersytetu Nagoja oraz zespołu Shuji Nakamury. Uzyskana wówczas światłość pojedynczej diody niebieskiej przekraczała stokrotnie uzyskiwaną wcześniej. Wkrótce potem domieszka indu (lnGaN) spowodowała dalszy wzrost skuteczności świetlnej niebieskich emiterów, a podstawą produkcji białych LED-ów stało się pokrywanie niebieskiego chipa fluorescencyjnym fosforem - absorbuje on promieniowanie niebieskie i powoduje reemisję światła w barwie białej. Podobne techniki są stosowane w produkcji LED-ów świecących we wszystkich innych barwach, na przykład różowej czy morskiego błękitu.