藍(lan)(lan)色發(fa)(fa)光(guang)二極(ji)管(guan),即藍(lan)(lan)光(guang)LED,是(shi)能發(fa)(fa)出(chu)藍(lan)(lan)光(guang)的(de)(de)發(fa)(fa)光(guang)二極(ji)管(guan),其(qi)發(fa)(fa)明(ming)(ming)獲譽為“愛迪生之后的(de)(de)第二次照明(ming)(ming)革(ge)命”。藍(lan)(lan)光(guang)LED的(de)(de)發(fa)(fa)明(ming)(ming),使得人(ren)類湊(cou)齊能發(fa)(fa)出(chu)三原色光(guang)的(de)(de)LED,得以用(yong)LED湊(cou)出(chu)足(zu)夠亮的(de)(de)白光(guang)。白光(guang)LED燈的(de)(de)發(fa)(fa)明(ming)(ming),大幅提高了人(ren)類的(de)(de)照明(ming)(ming)效率。
2014年,日本名古屋大(da)學(xue)和(he)名城(cheng)大(da)學(xue)教(jiao)授(shou)(shou)赤崎(qi)勇、名古屋大(da)學(xue)教(jiao)授(shou)(shou)天野浩和(he)美國加利(li)福尼亞大(da)學(xue)教(jiao)授(shou)(shou)中村修(xiu)二(er)(er)因“發(fa)明(ming)高亮(liang)度藍色發(fa)光二(er)(er)極管,帶來了節(jie)能明(ming)亮(liang)的白色光源”共同獲得當年的諾貝爾物理(li)學(xue)獎(jiang)。
1971年,雅(ya)克·彭哥芬(Jacques Pankove)和(he)艾德(de)·米勒(le)(Ed Miller)兩人論證了用(yong)摻(chan)鋅(Zn)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)鎵(jia)(jia)(jia)(GaN)制(zhi)造(zao)出藍(lan)(lan)光(guang)(guang)LED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能性——盡管隨后他們(men)造(zao)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第一(yi)個用(yong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)鎵(jia)(jia)(jia)制(zhi)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)LED是(shi)發(fa)(fa)綠光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。1972年,斯(si)(si)坦福(fu)大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)赫伯(bo)·馬洛斯(si)(si)卡(Herb Maruska)與(yu)威利·懷恩斯(si)(si)(Wally Rhines),以及該校的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)科學(xue)與(yu)工程學(xue)博士研(yan)究(jiu)(jiu)生們(men)研(yan)發(fa)(fa)出了第一(yi)種能發(fa)(fa)出藍(lan)(lan)紫光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)LED。這(zhe)(zhe)種LED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)為摻(chan)鎂(Mg)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)鎵(jia)(jia)(jia)。。1974年,美國專利局將上述成果的(de)(de)(de)(de)(de)(de)專利權授(shou)予(yu)了Maruska,Rhines和(he)斯(si)(si)坦福(fu)大學(xue)教(jiao)授(shou)大衛(wei)·史蒂文森。直到(dao)今天,摻(chan)鎂(Mg)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)鎵(jia)(jia)(jia)都仍然是(shi)所有(you)商(shang)用(yong)藍(lan)(lan)光(guang)(guang)LED和(he)激(ji)光(guang)(guang)二極管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)材(cai)料(liao)。但(dan)是(shi),用(yong)摻(chan)鎂(Mg)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)鎵(jia)(jia)(jia)制(zhi)造(zao)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)藍(lan)(lan)光(guang)(guang)二極管發(fa)(fa)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)太弱,不(bu)(bu)足(zu)以投入實際使用(yong)。而(er)(er)且,隨后關于氮(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)鎵(jia)(jia)(jia)元件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)也遲(chi)(chi)遲(chi)(chi)未能獲得突破。1989年8月,Cree公司推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第一(yi)款商(shang)用(yong)藍(lan)(lan)光(guang)(guang)LED使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)就(jiu)不(bu)(bu)是(shi)氮(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)鎵(jia)(jia)(jia),而(er)(er)是(shi)一(yi)種間接帶隙半(ban)導體碳化(hua)硅(SiC)。這(zhe)(zhe)種藍(lan)(lan)光(guang)(guang)LED效率(lv)極低,甚(shen)至(zhi)不(bu)(bu)能達(da)到(dao)0.03%。
1980年(nian)(nian)代初,在日本(ben)名古(gu)屋大學,已是年(nian)(nian)過(guo)五(wu)旬的(de)赤(chi)(chi)崎(qi)(qi)勇(yong)帶著(zhu)學生天(tian)野(ye)浩重啟了(le)(le)有關氮(dan)化鎵的(de)研(yan)(yan)究。1986年(nian)(nian),他(ta)們(men)成功制出(chu)了(le)(le)以前被認為(wei)不可(ke)能(neng)制造(zao)出(chu)的(de)氮(dan)化鎵晶體。1989年(nian)(nian),他(ta)們(men)發現(xian)這將電流(liu)通入晶體的(de)話,后(hou)者(zhe)的(de)發光可(ke)以得(de)到增強(qiang)。隨后(hou),日亞化學工(gong)業的(de)員工(gong)中村修二(er)注意到了(le)(le)赤(chi)(chi)崎(qi)(qi)勇(yong)師徒(tu)的(de)研(yan)(yan)究成果(guo)。他(ta)順著(zhu)師徒(tu)的(de)研(yan)(yan)究方向,最(zui)終在1993年(nian)(nian)制出(chu)了(le)(le)高亮度的(de)藍光LED。2014年(nian)(nian),藍光LED的(de)發明人中村修二(er)與天(tian)野(ye)浩與赤(chi)(chi)崎(qi)(qi)勇(yong)獲得(de)了(le)(le)該年(nian)(nian)度的(de)諾貝爾(er)物理學獎(jiang)。
1980年代后期的兩項(xiang)突破為藍光(guang)LED的發(fa)明奠(dian)定的基礎(chu)——一(yi)項(xiang)是(shi)氮(dan)化鎵(jia)外(wai)(wai)延技術的發(fa)展,另外(wai)(wai)一(yi)項(xiang)是(shi)P型半導體的摻入。藍光(guang)LED包含數種不同(tong)的氮(dan)化鎵(jia)(GaN)層。中(zhong)(zhong)村修(xiu)二在(zai)其中(zhong)(zhong)摻入了銦(In)和鋁(Al),使得(de)其照明效率(lv)大(da)幅提(ti)高。
藍光(guang)LED的(de)發明,使得人類得以用(yong)LED湊出足夠亮(liang)的(de)白光(guang)。而(er)發白光(guang)LED的(de)效率比白熾(chi)燈要高上不少(shao)。白光(guang)LED促(cu)成了(le)各種(zhong)LED顯示屏的(de)發明,也(ye)促(cu)進了(le)照(zhao)明效率的(de)提高。特(te)別是,后者(zhe)使得人類降低碳排放、對抗氣候(hou)變遷成為可能。
但(dan)是,也有(you)人擔心藍光LED發出的藍光可能(neng)對人眼造成危害。因為藍光可能(neng)導致黃(huang)斑(ban)變性。
赤崎(qi)勇(yong)在名古(gu)屋大學擔(dan)任教(jiao)(jiao)授時將研究(jiu)成果申請了專(zhuan)利,為名古(gu)屋大學帶來了大約14億(yi)日(ri)元以上的專(zhuan)利收入。2006年,名古(gu)屋大學為了表彰赤崎(qi)勇(yong)教(jiao)(jiao)授的研究(jiu)成就,在校內(nei)建(jian)造了赤崎(qi)紀念研究(jiu)館,用于各項研究(jiu)工作。
藍光LED的發(fa)明人(ren)中村修(xiu)(xiu)二(er)的專利權曾一(yi)度(du)被(bei)日(ri)(ri)(ri)(ri)亞(ya)化(hua)學工業剝奪。而他得到(dao)的獎金僅有2萬(wan)日(ri)(ri)(ri)(ri)元。無奈的中村修(xiu)(xiu)二(er)只得把日(ri)(ri)(ri)(ri)亞(ya)化(hua)學告上(shang)法庭。最終,法院(yuan)裁決日(ri)(ri)(ri)(ri)亞(ya)化(hua)學應賠(pei)償中村修(xiu)(xiu)二(er)200億日(ri)(ri)(ri)(ri)元。這一(yi)結果曾一(yi)度(du)震驚日(ri)(ri)(ri)(ri)本社(she)會。但(dan)是,日(ri)(ri)(ri)(ri)亞(ya)化(hua)學卻不服判決,提(ti)出上(shang)訴(su)。在數年的拉鋸戰后,法院(yuan)最終裁定日(ri)(ri)(ri)(ri)亞(ya)化(hua)學賠(pei)償中村修(xiu)(xiu)二(er)8.4億日(ri)(ri)(ri)(ri)元。中村修(xiu)(xiu)二(er)最終也(ye)只得接受這一(yi)判決結果。