诺奖得主中村修二演讲：蓝光LED发明与固态光源未来

　　新浪科技讯 北京时间9月26日消息，2018“绿色发展科技创新大会”在四川遂宁开幕。大会由中国科学技术协会、生态环境部、住建部、四川省人民政府主办，主题为“清洁能源为绿色发展注入新动力”，以“绿色+”为主题由“会”“展”“赛”“服”4大板块组成。其中，“会”主要包括“3+5+1”，“3”是指开幕式、高端峰会、闭幕式；“5”是指清洁能源与储能论坛、新能源汽车论坛、绿色金融论坛、“一带一路”绿色城市合作论坛（包括圆桌会）、乡村振兴与创新发展论坛5个专业论坛；大会将持续至27日。

　　在此论坛上，2014年诺贝尔物理学奖获得者、“蓝光之父”、美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授中村修二先生作主旨报告。他的报告主题是《蓝光LED的发明与固态光源的未来》。

　　以下是演讲全文：

　　今天我要给大家讲的题目是关于蓝光LED的发明以及未来的应用，首先来介绍下这是日本的地图，日本由四大岛组成，最小的岛是德岛，我是在德岛出生的，我在那里上小学，中学，读完了大学。我高中成绩不太好，我只能去到非常小的大学，德岛大学，这是当地的大学，日本的顶尖大学，东京大学，这些都是顶尖大学，德岛大学是低等级的三流大学，当时我的专业是工程。那么在这个大学毕业之后，我加入了当地一家非常小的公司，叫二亚化学公司，这个非常小的公司是位于阿南市，我在这家公司工作了20年。所以在那段时间当中，我发明了蓝光LED还有白光的LED，这是一个非常激动人心的故事。讲到我过去前面工作过的公司，和日本很多大学进行合作，这些大学从不使用来自政府的资金，这家公司完全是按照一种独立的方式来研发蓝光的LED。所以这个故事就变得更加令人向往了，这是在加入公司第一天的照片，我在当中，大家可以看到这个照片上面。

　　左边的是公司的创始人，当时这家公司是非常小的，只有180人，那个时候我加入了公司当中研发的团队，我们可以看到我做了十年关于蓝光的研发，当时没有什么结果，但是它始终给我支持，我们看到LED发光二极管演进的情况，还有蓝光，绿光，白光。我们可以看到，那个时候上世纪60年代发明了红光还有绿光，我们需要三元色才能来形成白色，也就是绿色，红色和蓝色，那个时候有很多科学家试图来研究这样一个蓝光的LED。在之前，有很多科学家已经发明了红光和绿光的LED，但是当时并没有科学家能够有很好的研发非常成功的蓝光LED。那个时候在我的大学当中，我们也有这样的一个计划来研发蓝光的LED，特别是后来我去到了这个绿亚化学之后，那家公司拿出了研发的项目来研发蓝光的LED，那个时候我觉得非常有意思，我就加入了。

　　这里我们可以看到，从1995年开始以后，我们可以看到，有更多颜色的LED的光出来了，自从那个时候，我们有了三色，白光的LED，为什么95年后有白光，正是我发明了蓝光LED之后，这个三元色才能合成白光的LED，我在1979年加入了绿亚化学这家公司。在过去数十年当中，我一直致力于研究蓝光的LED。

　　后来那个时候是一个化学公司，不想像这样的技术，后来我就自己开发这些技术，我发现真的很难，也没有什么大的成就。走到了88年的时候，我那个时候问我们公司的创始人以及董事会主席，我说能不能资助我，他说可以，就给了我资金的支持。我一开始没有资金，我是问他们要的，我说要500万，我从来没有去过国外，我说我想去美国，能去一年吗？他说可以。所以到了80年代末一直到90年代，到了89年，我就回到日本，那个时候已经读完书了，那个时候我研究绿色LED，用了三年时间就研发出来了绿色LED，就花了三年的时间研究，我就获得了诺贝尔奖，真的很容易，这是我的故事。

　　这是我们在绿色的LED，不同的LED的一些应用，不过有一点很有意思的应用是用在农业方面，这是现在很热门的话题，在美国硅谷很多人在探讨这个话题。我知道，这也是我们照明的应用，传统的应用，传统的照明灵敏是比较低的，我们LED能效是很高的，传统的是非常低的，我们跟之前的白炽灯和荧光灯都多了很多，是300灵敏对700，这个显示的是不同的英文的使用的白色LED，全球带来了多少能源的节约，到2020年，两三年后，在中国能节约多少能源呢？大概是10%，到2020年的时候，能实现17%，到时候很多核能电厂大家就不使用了，到时候大家使用了LED的灯。

　　现在来讲，这个百分比还是很小的，很有意思的一点，就是在农业上的应用，像很多农业的作物的种植，很多人担心，我们将来食物不够，那因为全球变暖，我们就必须要有农业，在楼宇当中就可以种庄稼，就可以种植物，我们就可以使用灯光。对于农业来讲，作物长出来是绿色的，我们使用不同颜色的LED灯照射，比如说用红色的照射，这是一个例子，这是我们实验的，LED有123，这个有蓝色的，红色的和绿色的，三盏灯。这是一种植物，这是罗乐，WF是在阳光之下的照射，它的生长的情况，LED123分别代表红色，蓝色，绿色的，这是太阳光照射的，太阳光照射的是最好的。但问题是现在也有很多很多的人，他们是在室内养，从一早上到晚上，根本不暴露在阳光下，在室内种庄稼和作物怎么办呢？你又不到外面去，那这是很大的一个问题。我们就需要有光，并且这个室内的光尽可能要模仿太阳光，太阳光是最原始的，我们第一的光源，很多人一天到晚都在房间里，从早上，白天，一直到晚上都需要有光。你种庄稼的话，太阳光是多色的，所以不只是白色的，那么白天有光，晚上是黑夜，晚上大家要睡眠这是人生长需要的，我不需要有太多的光，比如说蓝光，这是对身体有害的，白光是怎么样呢？我们可以用不同的颜色兑换出来，用红蓝绿三色可以把它能够混合出白光，这是高质量的白光。这也是一个问题，你可以看到蓝色的光，那么它的光谱是比较低的，用白色的光很强，黄色的不是那么强，用蓝色和黄色放一起就是白色。如果晚上的时候，某种光用错了会影响你的睡眠和健康，所以晚上睡觉的时候也要注意，室内的光不能用错。

　　从2016年9月11号的时候，当时就发现了蓝光对身体是有害的，因为像蓝光，它虽然在白光生成过程当中，你像手机当中是有蓝光的，它会影响身体激素的分泌，所以它是有危险的。你要是晚上用手机，用电子产品的时候要特别小心。还有美国医疗协会也有份报告进一步确定了，LED对身体带来的影响。尤其是这几个方面，比如说像白色的LED对身体是有影响的，这是一个新的研究，这个可以看到，晚上我们的卫星的一些图片，白色的这个地方，他是使用了白色的LED灯，黄色的地方不用白色的LED，也就是路灯不是LED的路灯，所以可以看到这个研究显示，包括了有4千名的研究对象，20岁到80岁之间，在11个西班牙地区进行了研究。

　　这是我们公司的历程，我后来去了美国，后来又回来了，学习完了之后，我又到了美国之后，又加入了两家公司，这个是一个LED公司，我们使用的这个氮化甲的技术把它应用到灯上去，可以看到能源转化率比原来的更高了。原因是使用了氮化甲，它的技术的提高，它的病源就更低了。这个可以显示什么不同，蓝色，黄色，绿色的，这些不是来源于LED，这是最重要的一个，大家一定要小心，因为在白天的时候，白天因为使用的日光，日光是不同的颜色混合在一起的，这个跟我们LED的光束是不同的，大家可以看到，这个里面任何颜色都可以看到，是全光谱，这是非常安全的光源和照明。将绿色和蓝色的地方，没有白色的LED，在全世界，我们使用LED灯的时候，我们也是要尽可能的来模仿太阳能光，这是可见的光谱。上面一个是SORAA，他们做得是非常像太阳光的，是跟太阳光一样的，对人体是友好的，我可以说这是最好的一个照明了，这是从安全角度来看。

　　这个是一个比较的图，左手边用蓝色LED的，这种标准的LED，中间这个是一个睡眠的模式等等，右手边是这个SORAA，大家可以看到它的颜色不同。这里面，它的颜色，SORAA它是对用户是友好的，晚上也不会影响到人的健康和睡眠。这是一些上海的高中生，已经有很多的学生都戴眼镜，在中国，中学生，高中生大家都戴眼镜是因为大家都近视，因为像考大学竞争压力太大了，从小孩开始就好好学习了，没有多少时间去外面运动和锻炼，其他国家也是一样的，中学生学习压力都比较大。但总是在室内的话，那么他学习那么用功，所以就很节日近视了，在室内光线跟外面是不一样的，所以他们就得了近视。

　　这是BYDr.K教授研究的，在室内没自然光，所以他们就会得近视。之前还有一个新的研究发现，在室内，有一些颜色，因为不是自然光，所以也会有越来越多的眼病的病变。这是激光的照明，这是未来的方向，我们讲到有蓝色的LED和不同颜色的LED，蓝色LED这是它的密度，LED现在它的密度可以称之为0，相对于这个激光照明。

　　这是另外一个，这是我们称之为激光电视的，在中国有很多的电影院里面都使用激光的泛影剂，因为它非常明亮，这是将来汽车身上的照明，它的二极管非常小，到时候它的使用会更安全。激光照明尺寸非常小，你可以做投影，做电影的泛影剂，因为它的体积非常小，在电影院里面，放电影的这个，它的芯片是非常小的，有了LED的话，用激光的照明就能够做到更好。这是另外一个这个有红外线，有不同的光源，它这个光束的比较，它光束的大小可以看到，像红外线非常粗，但蓝光就比较小了，它的光束的尺寸比较小。对于蓝光也有一个好处。

　　这是我们可以看到很多关于激光照明的应用，可以用激光的切割，到目前为止，很多都用的是红外的切割。现在我们可以看到用了激光照明来切割，这样光斑的尺寸就非常小，意味着使用激光切割，它的精确性能极大的提高，这是另外一个应用，也就是讲的激光的射击的游戏，大家可以看到，这个激光束是非常强的，这种应用跟前面比较起来不说很好，我们还有激光雷达，我们现在可以看到激光雷达用得非常广，它可以生成三维的图片。在汽车领域，激光的应用是越来越广泛了，这样可以让无人驾驶汽车看得非常清楚，现在用的是红外的照明，但是红外照明有个缺点，光斑非常大，未来应用激光雷达，光斑会非常小，所以会更加精准。还有光保针的应用，它主要是用于可见光的通讯方面，比如说3G，4G，未来还有5G到来，我们可以看到，有了蓝光之后，我们就可以来做到所谓叫光保针，这样光照度也是更加强烈，同时它整个光谱的范围更加宽广，同时它可以达到更加快速的转换，同时它没有其他的干扰，安全度也是非常度的，成本也非常低。

　　这里我们可以看到，更多的关于光保针用于可见光通讯方面的应用，我们可以看到，未来5G会使用到更多的LIFI，左边的就是讲的LIFI的网络，目前4G和5G，未来如果真的要使用这个LIFI可能还不够，未来在更高的通讯技术上面才能应用LIFI这个技术，谢谢大家。