2014年，三位日籍(裔)工程學家赤崎勇、天野浩和中村修二因發(fā)明“高效藍色發(fā)光二極管”(亦即藍光LED)而獲得諾貝爾物理學獎。這在照明界引起了巨大的轟動，在非照明界卻也激起了不少質疑的聲音，更有無知者揚言：那么費勁干什么?直接在白色LED上套個藍色燈罩不就好了?

　　這種本末倒置的言論不足掛齒，但單從光色去看，LED的歷史也可以說是一部“集齊多色以召喚白色‘神龍’”的勵志劇。

　　電致發(fā)光

　　1907年，英國工程師Henry Joseph Round首次在實驗中發(fā)現(xiàn)了“電致發(fā)光”現(xiàn)象——在施加電流時，碳化硅(SiC)晶體中出現(xiàn)了發(fā)光現(xiàn)象。1927年，當時的蘇聯(lián)科學家Oleg Losev再次注意到這一現(xiàn)象，并在蘇聯(lián)、德國以及英國的科學期刊上發(fā)表了自己的發(fā)現(xiàn)和研究成果。然而，受材料制備、器件工藝技術的限制，這些發(fā)現(xiàn)并沒有被進一步應用起來。

　　20世紀50年代初，半導體物理學的發(fā)展為電致發(fā)光現(xiàn)象提供了理論基礎，而半導體工業(yè)為LED研究提供了純凈、摻雜可控的半導體晶片。1955年，美國無線電公司的Rubin Braunstein在絕對溫標77的室溫環(huán)境下給砷化鎵(GaAs)等半導體電子二極管通上電，由此發(fā)現(xiàn)了紅外發(fā)光現(xiàn)象。1961年9月，美國電子工程師James R. Biard與Gary Pittman在以砷化鎵(GaAs)為材料的二極管中發(fā)現(xiàn)了900nm的近紅外光……

　　“血色浪漫”

　　1962年，當時還是GE公司的一名普通研究人員的Nick Holonyak Jr.與S. F. Bevacqua合作，使用磷砷化鎵(GaAsp)材料制成了紅色發(fā)光二極管。這是第一顆可見光LED，被視為現(xiàn)代LED之祖，Nick Holonyak Jr.也因此被尊為“LED之父”。

　　然而早期磷砷化鎵LED的光效只有白熾燈的1/100，后來氮摻砷化鎵LED也只有白熾燈的1/10，無法應用在照明上。但其穩(wěn)定性和可靠性很高，可用作設備的指示燈，甚至數(shù)字和文字的顯示。但這種紅色LED當時還非常昂貴，單個價格竟然高達200美元。直到美國孟山都公司(Monsanto Company)投資批量生產(chǎn)LED，并將其應用到信號指示燈領域，紅色LED才得以商業(yè)化。

　　到了70年代，仙童半導體公司(Fairchild Optoelectronics)利用Jean Hoerni的半導體平面處理技術(planar process)，配合復合半導體芯片和新的封裝方式，開發(fā)出更為平價的LED設備。另一方面，科學的嘗試沒有止步，磷化鎵(GaP)和碳化硅(SiC)等新材料的引入不僅提高了LED的發(fā)光效率，并將LED的發(fā)光光譜擴展到橙光、黃光和綠光。

　　1972年，美國電子工程學家M. George Craford發(fā)明了第一個黃色LED，并大大提高了紅色及紅橙色LED的亮度。在一片“血色浪漫”之中，更多的色彩開始鋪開。到20世紀70年代末，LED已經(jīng)出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、翠綠等顏色，但依然沒有藍光LED。

　　從紅光到白光的距離

　　1973年，松下電器公司東京研究所的赤崎勇開始了藍光LED的研究。后來，他和弟子天野浩在名古屋大學合作進行了藍光LED的基礎性研發(fā)，經(jīng)過反復實驗，他們成功制成了氮化鎵結晶，并于1989年首次發(fā)明了藍色LED。

　　1993年，在日本日亞化學工業(yè)公司(Nichia)當技術員的中村修二經(jīng)過數(shù)百次的實驗，用短短四年時間克服了兩個重大材料制備工藝難題：高質量氮化鎵薄膜的生長和氮化鎵空穴導電的調控，獨立研發(fā)出了大量生產(chǎn)氮化鎵晶體的技術，并成功制成了高亮度藍色LED。后來人們在藍光LED的基礎上加入黃色熒光粉，由此得到白色光LED。利用這種熒光粉技術，就可以制造出任何光色的LED。從紅光到白光，只差一個“諾貝爾”的距離。

　　另一方面，各大巨頭都加緊了對提高LED光效的研究。2006年，白光LED的光效已經(jīng)達到130lm/W左右，成為僅次于氣體放電燈的高效率電光源。如今，各種色彩的LED已經(jīng)在我們看得見或看不見的地方影響和改變著我們的生活。

　　幾年前，Nick Holonyak Jr.在接受采訪時感嘆：“那就是當時發(fā)生的事情，但我感覺這件事情發(fā)生的時間像遠沒有50年那么久。”其實，要把LED的發(fā)明前科學家們所做的探索也算進去，那么，LED的歷史也差不多可以跨進100年了，不算長，但卻是從顏色，到光效、壽命等全方位的進化史。