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LED 燈小歷史:如何取代霓虹燈夜景舊日繁華

LED 燈小歷史:如何取代霓虹燈夜景舊日繁華
                                       

LED 照明是一種新型的照明技術,它有著高亮度、低功耗、長壽命又安全等優點,正在逐漸取代傳統的照明方式,甚至就連香港充滿代表性的霓虹燈招牌也逐漸的被換上的 LED 招牌取代了。那麼今天我們就要來聊聊,這具有廣闊的應用前景,在未來的照明市場中佔據主導地位的 LED 燈究竟是什麼?又為什麼可以這麼普遍?

LED 是什麼

一開始我們就來聊聊 LED 是什麼? LED 是「發光二極體(Light Emitting Diode)」的簡稱,是一種利用半導體材料在電流作用下發光的電子元件。

LED 的歷史可以追朔到 1961 年,一開始是由美國公司德州儀器的 Robert Biard 與 Gary Pittman 首次發現了砷化鎵及其他半導體合金可以發出紅外光,證明了半導體材料可以發光。

到了 1962 年,美國奇異公司 (GE) 的科學家尼克·霍洛揚(Nick Holonyak)發明了藍色 LED,讓 LED 的發展有了重大突破。因為藍色 LED 的發明也將 LED 帶進「發出不同顏色光」的領域,讓 LED 的效率再提高了許多。

所以接著一路到 1970 年代,LED 的發光效率得到了大幅提升,像是 1972 年,美國通用汽車公司在汽車的尾燈上首次使用了 LED。1973 年,日本三菱電機公司開發了一種紅色 LED 指示燈,並開始批量生產。1975 年,日本日亞化學公司開發了一種藍色 LED,這是世界上第一種藍色 LED。

在 1970 年代之前,LED 的光譜控制能力很差,只能發出紅、黃、綠等幾種基本顏色。到了 1970 年代後,LED 的光譜控制能力得到了大幅提升,可以發出多種顏色的光。因此也讓 LED 在一些需要彩色光的電子產品上開始得到應用,例如顯示器、照明等。

[三顆不同顏色的LED]

還有一個也是影響 LED 應用很關鍵的因素就是 LED 的成本。在 1970 年代之前,LED 的成本很高,所以很難以被大規模應用。到了 1970 年代,隨著半導體技術的發展與對 LED 的需求提升帶來的規模經濟效應,讓 LED 成本開始大幅下降,這也讓一些電子產品上的應用更具可能性。

於是 LED 的應用範圍就逐漸的更加廣泛,開始被應用在汽車、交通號誌、霓虹燈等,到了 2000 年代,LED 開始取代傳統的白熾燈泡,成為照明的主流。

 

那在沒有 LED 以前是用什麼照明

在 LED 發明前我們會用白熾燈泡

白熾燈泡就是愛迪生發明的那個玻璃燈泡,中間有鎢製成的燈絲,下面底座有兩個電極來導電。當電流通過燈絲時,燈絲會產生熱量,燈絲溫度升高,到了 2700 攝氏度以上時,燈絲會發出白光。白熾燈泡有著成本低、光色柔和的優點,不過缺點是效率低、壽命短、耗電量大。所以隨著 LED 燈的發明,也就越來越少人使用白熾燈泡了。

[LED 燈泡]

除了最普遍的白熾燈泡,還有一種就是霓虹燈。講到霓虹燈,最經典的就是香港街道上那大大小小,充滿各種色彩與造型的霓虹燈招牌了。霓虹燈是一種使用氣體來發光的燈泡。製作師傅會先因應製成品顏色,有需要時選用適當螢光粉塗在玻璃管內,再將玻璃管加熱,屈曲成客人訂製的圖案或文字,最後再封好玻璃管的兩端,抽走空氣及加入不同氣體(氦、氖、氬、氪或氙),來讓它發出紅色、橙色、黃色、綠色、藍色等顏色的光線。雖然霓虹燈的亮度很高、使用壽命很長、又能變幻出許多顏色,不過很可惜的是霓虹燈的燈管較粗,因此重量、體積也都會會比較大,因此近來許多店家也逐漸將霓虹燈招牌換成了 LED 燈使用。


[圖片來源:Pexels]

LED 有哪些優點

所以我們可以發現,近來成為主流的 LED 燈,有著能夠節省能源的效率高、比鎢絲白熾燈泡的壽命來得長,還有很重要的就是因為 LED 燈跟鎢絲燈泡、霓虹燈等透過高溫產生汞蒸氣的發光原理不同,是利用半導體材料在電流作用下發光,所以這種工作原理就不會產生汞,也不會污染環境!

當然,剛剛提到 LED 燈有著體積小、效率高、還有可以調整光線等這麼多功能,所以除了最常用的照明燈以外,還可以用在電視螢幕、手錶螢幕、製作光纖通信設備、工業設備、機械,甚至還有些衣服、鞋子也都加入了 LED 燈應用來做出華麗的設計感呢!

所以最後,如果你是個發明家,你會把 LED 應用在哪裡呢?

 

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一個喜歡簡簡單單生活、相信著科技是我們的好幫手、追尋著科技與溫度平衡點的數位科技編輯

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