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新闻动态
  • 蓝光LED获诺贝尔奖
  • 2014-10-09

    2014诺贝尔物理学奖得主揭晓,由日本学者赤崎勇(Isamu Akasaki)、天野浩(Hiroshi Amano)、中村修二(Shuji Nakamura)等三位共同获奖。他们的成就为发明高效能又环保的蓝色发光二极管(Light-Emitting Diodes,LED),进而延伸出更明亮节能的白光照明。三位学者造福世人的贡献,获诺贝尔委员会肯定。


  图片来源: Nobelprize.org


  红光LED与绿光LED的出现已长达半世纪,但因受限于三原色中的蓝光技术不佳之故,一直无法达成革命性的白光照明。曾有不少科学家与产业人士尝试制造蓝光LED,但30年来从未有人成功。


  直到1990年代初期,开发氮化镓(Gallium Nitride,GaN)结晶化技术的赤崎勇,与同在名古屋大学的天野浩、以及当年任职于日亚化学(Nichia Corporation)的中村修二共同合作,成功自半导体材料中研发高亮度蓝光LED技术,为世人带来更长效节能的白光照明,取代传统含有害物质的照明灯具。


  赤崎勇现任名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授,天野浩现任名古屋大学教授;而有「蓝光之父」之称的中村修二,现任美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授。三位诺贝尔奖得主将共享殊荣,共获800万瑞典克朗(约3,390万新台币)奖金。


  日本的诺贝尔物理奖得奖数是亚洲异数


  这次的物理奖结果,也让世人对日本这些年来在研发上的投资与发展感到佩服。日本是亚洲获得最多物理奖的国家(亚洲有四位华裔获得物理奖,其中,朱棣文是美国华裔物理学家,祖籍江苏太仓,生于美国圣路易斯,但没有中国国籍;高锟拥有英国与美国国籍,拥有香港居民身分。杨振宁、李政道则是拥有中华民国国籍,同样持有美国国籍),在日本历年来共 22 位诺贝尔奖得主中,就有 10 位获得物理奖,可说是与物理奖得主较多的欧美并驾齐驱。


  而日本的物理奖产生器中,就有两大名校。一是京都大学物理系,另一则是名古屋大学,也是本次以 LED 发明获奖的三人中,赤崎勇与天野浩所任职的学校。


  同时,以 LED 发明来说,从 1994 年诞生到真正可行且商业化的时间非常短。这次诺贝尔物理奖颁给 LED 发展中相当重要的三位科学家,离中村修二开发出蓝光LED的时间,仅为短短的 20 年。


  赤崎勇现已高龄 85 岁,终于也等到了诺贝尔奖,而他的后学天野浩现才 54 岁,与之合作的中村修二今年刚好60岁,在学术领域还有很多可发展的空间。


  1949年,日本第一位荣获诺贝尔物理奖的得主是汤川秀树(Hideki Yukawa),由于当时的日本所得税法会针对奖金课税,于是日本舆论对日本政府恐对汤川秀树课征诺贝尔奖金所得税一事大表反对。因此,日本政府在同年年底修改了所得税法,凡是从学术、技艺、慈善与其他文化与社会方面,产生贡献而获得表彰奖金的得主,皆得以免税,此后奖金不必再遭课征所得税,算是立下了良风。


中村修二教授于2011年受邀参加LEDforum演讲



  中村修二与日亚化诉讼的故事


  无独有偶,日本另一次因科学研究而重大改变产业的事件,正好与本次荣获诺贝尔物理奖的中村修二先生有关。


  中村修二毕业于日本四国的德岛工业大学,而当年开发出蓝光 LED 时,也同样是在位于四国德岛地区的日亚化学公司任职。中村修二本身也是四国人,出生地是爱媛县。


  当年中村修二是以辞职明志,要求主管给予经费和资源做他确信可以成功的蓝光 LED,也就是氮化镓材料方面的配方与制程。当蓝光 LED 成功于 1994 年制成之后,来年也做出可商业化的绿光 LED,1999 年又打造出蓝紫半导体雷射(Laser Diode,LD)。中村修二离开日亚化后,2000 年受邀至美国加州大学圣塔芭芭拉分校担任教授。


  日亚化学因为有中村修二与其他优秀科学家之故,以坐拥 LED 关键专利之姿,在全球贩卖许多高质量 LED 产品,同时透过专利诉讼打击竞争对手。而中村修二震惊日本产业界的事件,就是 2001 年对日亚化公司提出发明报酬金诉讼。中村修二认为,当年开发 LED 产品时,尽管使用的是日亚化学所提供的资源,但他才是专利发明者,应该要取得相对或一定的酬劳,因而提出诉讼。


  当年,这个事件引起轩然大波。东京地方法院推定日亚化学因蓝光 LED 的所获利益高达 1,200 亿日圆,若将中村修二的贡献度以 50 % 计算,应获得 604 亿日圆的对价。不过,又因中村修二仅要求 200 亿日圆报酬金,因此法院判决日亚化学应支付 200 亿日圆全额报酬金予中村修二。然而,日亚化学不服一审判决而提出上诉。缠讼多年的过程中,最后终于在2005年1月11日,双方以 8.44 亿日圆达成和解,也成为一具话题性的的产业工作者专利诉讼教材。


 图片来源: Nobelprize.org


  当年中村修二开发出 LED 的时候,其实业界有许多厂商都傻了眼,因为他们 LED 的耐用性与信赖度,远远不及日亚化学所提供的 LED。其他厂商一直到好几年后,才有办法追上日亚化学在白光 LED、蓝光 LED 的成就。


  直至今日,无论是苹果(Apple) iPad 与 iPhone 系列产品,还是高阶 Android 手机面板屏幕所使用的 LED 背光芯片,日亚化学的 LED 仍是供应炼首选,论尺寸大小、亮度、发光效率与稳定性,日亚化学的 LED 背光产品质量比起一般厂商仍然较佳。

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