從指示燈到照明:LED技術(shù)50年歷史回顧
據國外媒體報道,在50多年前向通用電氣的高管展示他的發(fā)明成果時(shí),LED(發(fā)光二極管)的發(fā)明者尼克奧隆尼亞克(NickHolonyak)就堅信LED將會(huì )取代白熾燈泡。雖然現在白熾燈泡仍然是家庭照明中的主流產(chǎn)品,但LED已經(jīng)在很多方面改變了照明應用。從發(fā)出微弱紅光的開(kāi)關(guān)指示燈到各大城市的街道上使用的高亮度街燈,LED已經(jīng)被全世界所接受。
無(wú)處不在的紅光LED
第一款LED燈是發(fā)紅光的。這并非出于美學(xué)考慮。LED是通過(guò)在硅片上建立多層半導體晶片的方式制成的。隨著(zhù)越來(lái)越多的半導體晶片層被添加上去,人們開(kāi)始利用各種添加物來(lái)決定LED燈的顏色。將細小的硅片浸入熔化的液體之中,隨后再添加金屬觸點(diǎn)和導線(xiàn)。第一款LED燈使用的磷砷化鎵溶液會(huì )LED燈產(chǎn)生一種自然的紅光。因此,用作指示燈的LED燈的默認顏色是紅色。
利用新工藝制作的LED燈也可以發(fā)出其他顏色的光,從而極大地拓展了LED燈的應用范圍。但是在LED燈問(wèn)世后的前10年里,這種燈發(fā)出的光一直是紅色的。
第一款便攜式計算器
當價(jià)格相對低廉、低功率的LED燈開(kāi)始取代各種電子產(chǎn)品中的白熾燈泡時(shí),那些電子產(chǎn)品的價(jià)格也隨之下跌,降到了一個(gè)更容易被消費者所接受的水平。
BusicomLE-120A是世界上第一款在顯示屏中采用了LED發(fā)光體的便攜式計算器。它的顯示屏中包括了7個(gè)獨立的LED燈。這款便攜式計算器于1971年1月上市,售價(jià)為400美元。結果在那一年的情人節之前,該產(chǎn)品已經(jīng)成為備受技術(shù)迷們追捧的時(shí)髦產(chǎn)品。
第一款LED手表
1972年,已經(jīng)存在長(cháng)達一個(gè)世紀的鐘表工藝也開(kāi)始接受LED燈。Pulsar在那一年推出了世界上的第一款LED手表:TimeComputer。據說(shuō)那款手表的精確度極高,每年運行誤差不會(huì )超過(guò)60秒。它是第一款配備LED燈的手表,而且具備電子報時(shí)功能,它當時(shí)的售價(jià)為2100美元。
不幸的是,這種新技術(shù)的耗電量很高,因此佩戴這種手表的人需要按下某個(gè)按鍵才能看時(shí)間。
Pulsar在1975年推出了一款計算器手表,也就是從那時(shí)開(kāi)始,數學(xué)老師開(kāi)始讓學(xué)生們在考試前將手表都交上去。
從指示燈到照明燈
1993年,日本日亞化學(xué)工業(yè)的中村修二(ShujiNakamura)偶然地找到了一種能讓LED燈發(fā)出藍色光的方法。這進(jìn)一步擴大了LED燈的應用范圍,讓LED燈開(kāi)始從指示燈走向照明燈。
隨著(zhù)LED燈所能發(fā)出的光變的越來(lái)越強,手電筒行業(yè)也開(kāi)始用LED燈替換白熾燈。手電筒使用的電能相對較小,燈泡基本上不用更換?,F在已經(jīng)很難找到不使用LED燈的手電筒了。
讓鞋子也能發(fā)光
LAGear在1992年推出了一款能夠發(fā)光的鞋子。這種鞋子一開(kāi)始是面向兒童推出的,當鞋跟受力時(shí),安裝在鞋子上的LED燈就會(huì )發(fā)出紅光。這是一種非常有趣的創(chuàng )意,給LAGear的發(fā)展注入了一股新的活力。
LGGear堅信這種能夠發(fā)光的鞋子擁有廣闊的發(fā)展前景,它后來(lái)又推出了一款名為L(cháng)ightGear的成人版新鞋。小羅伯特唐尼(RobertDowneyJr.)和《蝙蝠俠》影片中的角色都穿過(guò)這種鞋子。
光學(xué)鼠標
光學(xué)鼠標是在上個(gè)世紀八十年代被發(fā)明出來(lái)的。但是直到1999年,微軟才推出它的光學(xué)鼠標IntelliMouseOptical;現在,光學(xué)鼠標已經(jīng)被普遍推廣開(kāi)來(lái)。這種新鼠標已經(jīng)完全替代了以前的滾球鼠標。
光學(xué)鼠標配備了一組與LED燈連接在一起的圖像感應器,可以跟蹤鼠標在任何平面上的運動(dòng)軌跡。光學(xué)鼠標問(wèn)世的同時(shí),也宣告了鼠標墊產(chǎn)品壽命的終結。
從LED背光到OLED
在過(guò)去的15年里,高清電視行業(yè)一直保持著(zhù)飛速的發(fā)展。CRT已經(jīng)退出歷史舞臺,高清電視統一了市場(chǎng)。推動(dòng)這一發(fā)展趨勢的一個(gè)重要組件是LED。LED背光技術(shù)替代了CCFL背光技術(shù),LED背光技術(shù)可以提供更高的對比度和更廣的色域。而且,LED背光技術(shù)還幫助電視機降低了能耗。
全球首款采用LED背光技術(shù)的電視機是索尼的SonyQualiia005,這款46寸的電視機在2004年推出市場(chǎng),售價(jià)為1萬(wàn)美元。Qualiia005改變了整個(gè)電視機行業(yè)?,F在,采用LED背光技術(shù)的60寸高清電視的售價(jià)只有1500美元到2000美元。
然而,LED技術(shù)對高清電視的滲透并沒(méi)有停止在背光技術(shù)上。LG在2012年的CES消費電子展上展出了一款55寸超薄型OLED高清電視。OLED中使用的有機碳組件可以在電流經(jīng)過(guò)時(shí)發(fā)光,這樣就不用再另外配置背光組件了。因此,那款OLED電視機的厚度只有4毫米,重量只有16磅。與液晶電視機相比,OLED電視機使用的電能更少,支持的觀(guān)看角度更寬,生成的色彩更加豐富和艷麗,對比度更高。
照亮道路
以前,改變汽車(chē)照明燈是一件困難的事情,因為當時(shí)的條件還不太成熟。
奧迪在2010年推出的A8L系列車(chē)型用LED燈換下了所有的白熾燈。那些LED照明燈的使用壽命可能比汽車(chē)本身的使用壽命還要長(cháng)。隨后,德國的另一家汽車(chē)廠(chǎng)商也這么做了。極長(cháng)的使用壽命和更低的耗電量讓LED燈成為最理想的汽車(chē)照明燈。除了實(shí)用性方面的考慮之外,LED照明燈的外形也比白熾燈更酷更炫一些。
照明燈泡
CFL照明燈可以讓你的家中出現一種令人愉快的氛圍。雖然白熾燈的離場(chǎng)是不可避免的,但是在家庭中使用哪種新照明技術(shù)卻是個(gè)未知數。CFL照明燈在幾年前就已經(jīng)上市了,但它不能象傳統的白熾燈那樣給人溫暖的感覺(jué)。
LED燈可以用更少的耗電量重現那種溫暖的感覺(jué),但是它們很容易過(guò)熱。另外,與CFL照明燈一樣,LED照明燈的價(jià)格也比較高。但那并沒(méi)有讓飛利浦和通用電氣那樣的大牌公司停止推出新的LED照明燈。
除了大品牌的照明燈廠(chǎng)商之外,照明行業(yè)的初創(chuàng )企業(yè)Switch也在努力推廣其LED照明燈。
城市規劃
預計舊金山和奧克蘭之間的海灣大橋(BayBridge)的新建部分將于2013年9月開(kāi)放。大橋開(kāi)放的時(shí)候,橋上將采用照明焦點(diǎn)各自獨立的LED燈,這樣就不會(huì )象標準街燈那樣讓汽車(chē)擋風(fēng)玻璃發(fā)出耀眼的反光。
將LED燈用于道路照明并非什么新舉措。洛杉磯市現在正在用LED燈替換以前的路燈,以降低道路照明的耗電成本。海灣大橋上的LED燈是第一次為了減少汽車(chē)擋風(fēng)玻璃的反光而使用這種新技術(shù)。
另外,海灣大橋上的那些路燈至少在20年內是不用更換的。
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