

红绿蓝三种颜色的发光二极管(LED),为了集齐这三种颜色,人类花费了32年的研发时间,而蓝色LED的发明者还因此获得了2014年的诺贝尔物理学奖。现在LED已经是随处可见了,从你的手机、电脑到一切能发亮的电子产品,几乎都离不开LED。在LED诞生前,最早家庭用的是拉绳开关的白炽灯,也叫钨丝灯,再之后是教室常用的荧光灯,后来才慢慢用上LED。
白炽灯是19世纪最伟大的发明之一,但它是用电流烧热了钨丝,激发出光,所以在使用过程中只有10%的电能转化成了光,其他大量的电能以热量的形式被损耗掉,而且钨丝的寿命很短,大概只有1000小时,这就是白炽灯泡“憋了”的原因。而荧光灯是用高电压先将灯管里面的水银蒸气电离,激发出紫外光,紫外光再激发涂抹在灯管内壁上的荧光粉,发出白光的可见光。这种发光方式比白炽灯效率提高了大约3倍。但荧光灯含有有毒的汞,而且频繁开关会显著老化,时间久了荧光灯管的两端会出现黑色印记,而且还会闪烁。所以它们在效率和使用寿命上都不是很理想的照明工具。于是在20世纪下半叶,人类就执着于解决照明的三个问题:亮度、能耗以及光源的耐用性。
LED的发展
1961年美国得克萨斯州仪器公司的两名员工,加里·皮特曼和詹姆斯·比亚德在尝试制造激光二极管时,意外做出了发光二极管。这种特殊的半导体被称作LED。第一批LED发出的光是人眼不可见的红外光,但这项技术在遥控领域却发挥了重要作用,现在家里的电视、空调的遥控器,还在用红外LED。

1962年美国通用电气公司的研究员尼克·霍伦亚克改进了红外二极管,LED终于能发出可见的红光了。因为红光很显眼,省电且经久耐用,寿命长达10万小时。于是这项技术立刻成就了当时几乎所有电器里都有的指示灯,也包括大量电子产品的显示屏幕,比如收音机、计算器、电子表等等。刚开始的红色LED灯很昂贵,每个灯泡大概要200美元,在随后的十多年,橙色、黄色、绿色的LED也被相继发明,价格也随之降低。但唯独一个颜色始终没有出现,那就是蓝色LED。
为什么蓝色那么重要呢?因为只有将红绿蓝三原色集齐,才能发出最重要的颜色——白光。白光的重要性不言而喻,人眼最习惯的光照是太阳光,而太阳光本身就是一种几乎全光谱的白光,可以被分成七种颜色的可见光,所以颜色越接近太阳光,人眼对颜色的感觉就越自然。
有了白光LED,就有了LED照明灯,LED背光液晶显示器,LED全色显示点阵等等,让LED从红绿色的小指示灯和数码显像管走向了真正意义上的通用光源。




