1955年,在男爵物理学家肯诺·威廉斯(Kenahiro Takeushi)的实验中,他发现用高于一定电压值的氮化镓(GaN)晶体时可以产生一个黄铜色闪烁,这是由电子通过GaN结构的能带产生的。这是历史上首次用固体材料制造出可见光-emitting diode(LED)。
但是,很长一段时间内,制造出稳定的蓝色LED一直是一个难题,直到1990年由日本的中村修二(Shuji Nakamura)和他的团队在发明了高效蓝色发光二极管,他的研究成果使得白色LED厂商可以在制造白光LED时使用三种基本颜色的LED:蓝、绿和红。
LED的制造需要使用具有特定电学特性的半导体材料。半导体只能在某些情况下导电,相反,在其它情况下,半导体又具有很好的绝缘性,使它们非常适合用作电学元件。
而对于蓝色LED来说,其材料GaInN是一个杂质多的固溶体,包括杂质的数量和大小都会影响材料的电性。由于GaInN十分复杂,因此加工和制造这种LED比其它颜色的LED要难得多。
在过去,科学家们了解半导体材料的深入程度受到了起始材料、加工方法、气氛和操作程序等诸多因素的制约。这导致的结果是很长一段时间内,很难找到合适的半导体材料来制造可靠的蓝色LED。
但是,发现半导体材料的表面电子学行为,可以帮助科学家们研究材料的性质,并且可以制造更可靠而且高效的LED。并且,这种技术的使用也促进了新的技术和制造技术的发展。
作为一种可见光波长,蓝光非常重要。这是因为蓝色光在光谱中位于紫色和绿色之间,因此为了产生白光,必须制造出蓝色LED。
人类的眼睛中有许多种不同的感受器,它们是原始的锥体和杆体。锥体负责检测光的颜色,而杆体是负责检测低光强度的,如夜晚。
因为锥体的数目有限,所以我们对于绿色和黄色的敏感性非常高,并且对于蓝色的敏感性相对较低。这也是为什么人类视网膜上的“黄斑”会看上去更亮黄色。