LED技術(shù)讓服裝自主發(fā)光

馮憲

2014年諾貝爾物理獎(jiǎng)授予因發(fā)明“高亮度藍(lán)色發(fā)光二極管（LED）”的日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二，以鼓勵(lì)這一為人類(lèi)帶來(lái)新的“光明”的發(fā)明。從柴堆、油燈、蠟燭、煤油汽燈，到白熾燈、熒光燈，再到LED照明，人類(lèi)驅(qū)逐黑暗的方式變得越來(lái)越安全、節(jié)能、環(huán)保和智能化。

LED是英文單詞Light Emitting Diode的縮寫(xiě)，中文的意思為發(fā)光二極管，它是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，通過(guò)采用電場(chǎng)發(fā)光的方式可以把電能直接轉(zhuǎn)化為光能，是一種利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改變?nèi)斯す庠窗l(fā)生的新產(chǎn)物。LED的特點(diǎn)非常明顯，表現(xiàn)出壽命長(zhǎng)、光效高、輻射低與功耗低等優(yōu)點(diǎn)。LED的核心部分是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，它由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，這種半導(dǎo)體中空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。當(dāng)這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)從N區(qū)被推向P區(qū)，電子在P區(qū)里跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。

LED技術(shù)的商業(yè)化發(fā)展始于1962年，當(dāng)時(shí)，GE、Monsanto、IBM等公司的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出了發(fā)紅光的磷砷化鎵（GaAsP）半導(dǎo)體化合物，從此可見(jiàn)光發(fā)光二極管步入商業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。1965年，全球第一款商用化發(fā)光二極管誕生，它是用鍺材料做成的可發(fā)出紅外光的LED，其后不久，Monsanto公司和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化紅色LED。到20世紀(jì)70年代，LED技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的家庭與辦公設(shè)備中大量應(yīng)用，主打市場(chǎng)是數(shù)字與文字顯示技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。效率最高的LED是用透明襯底AlInGaP材料做的，材料技術(shù)、芯片尺寸和外形方面的進(jìn)一步發(fā)展使商用化LED的光通量提高了將近30倍。1996年，日本Nichia公司（日亞）成功開(kāi)發(fā)出白色LED產(chǎn)品，發(fā)光效率已經(jīng)達(dá)到38lm/W，實(shí)驗(yàn)室研究成果可以達(dá)到70lm/W，大大超過(guò)白熾燈，向熒光燈逼近，加大了民用化的進(jìn)程。近幾年來(lái)，隨著人們對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入，LED制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率提高了近1000倍，色度方面已實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出現(xiàn)，使LED應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場(chǎng)成為可能。

按發(fā)光管出光面特征分，LED可分為圓燈、方燈、矩形、平面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。而平面發(fā)光管、表面安裝用微型管的研發(fā)成功，為L(zhǎng)ED與服裝產(chǎn)品的結(jié)合創(chuàng)造了契機(jī)，從而導(dǎo)致了發(fā)光服裝這一新產(chǎn)品的誕生。所謂發(fā)光服裝是指某種款式的服裝在局部或整體可以自主發(fā)光，從而適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)工作與生活的需要。在發(fā)光服裝未出現(xiàn)之前，某些特種服裝是依靠加裝反光材料來(lái)實(shí)現(xiàn)光透視的，如夜間執(zhí)勤警察的警服、道路交通管理人員制服以及環(huán)保清潔工服裝等，這些服裝通常會(huì)在人的背部、胸部加裝反光帶，增加警示作用，但前提條件是必須有比較強(qiáng)烈的燈光照射，才能發(fā)揮出反射效應(yīng)，起到保護(hù)穿著者人身安全的作用。而采用LED技術(shù)制作的服裝則會(huì)自主發(fā)光，其安全保護(hù)作用、標(biāo)識(shí)作用會(huì)更加直接與顯著。雖然目前在這些領(lǐng)域，LED發(fā)光服裝尚未普及，但其安全、低耗和主動(dòng)發(fā)光的優(yōu)勢(shì)表明，普及只是遲早的事。

另外，LED發(fā)光服裝在美化生活方面的作用也是十分明顯的。

英國(guó)服裝設(shè)計(jì)師侯賽因·沙拉揚(yáng)被公認(rèn)是此類(lèi)服裝的創(chuàng)始人，他曾兩次榮獲“年度最佳英國(guó)設(shè)計(jì)師”的美稱(chēng)。2008年，侯賽因·沙拉楊把他精致的發(fā)光二極管服裝帶到東京的T型臺(tái)上。這種影像服裝利用嵌入布料的1.5萬(wàn)個(gè)發(fā)光二極管所制造的一系列顏色和光，展示了延時(shí)拍攝的玫瑰花從開(kāi)放到凋謝的圖像，很好地演繹了照明技術(shù)與時(shí)尚設(shè)計(jì)的完美結(jié)合。2009年他在倫敦博物館舉辦個(gè)人作品展示會(huì)，其中的一件作品是由水晶和LED制成的服裝，可以產(chǎn)生艷麗的光影閃爍效果，還有兩件帶LED液晶顯示屏的衣服，上面顯示的是靈動(dòng)的水底世界?？ɡ瓝P(yáng)認(rèn)為，將LED科技融入時(shí)裝是“創(chuàng)新的唯一途徑”。飛利浦設(shè)計(jì)中心也曾利用LED發(fā)光技術(shù)設(shè)計(jì)出一種可隨人的心情變化變換光的色彩的發(fā)光服裝。

2013年，一組被稱(chēng)作“盧姆”（Lüme）的服裝在瑞士蘇黎世舉行的可穿戴計(jì)算機(jī)國(guó)際會(huì)議上做了展示，它包括一件短夾克、一件寬松的長(zhǎng)外衣和一條后背裸露的裙子。這些衣服都裝有可控制的LED，由智能手機(jī)應(yīng)用程序控制。LED嵌在纖維中，不會(huì)接觸皮膚，而且光線(xiàn)透過(guò)幾層織物，顯得比較柔和。這組采用LED技術(shù)的新產(chǎn)品是由英國(guó)時(shí)裝設(shè)計(jì)師伊麗莎白·比格設(shè)計(jì)的，她聲稱(chēng)穿著者可以“控制光線(xiàn)的圖案以便跟他們著裝的其他因素相協(xié)調(diào)，對(duì)傳感數(shù)據(jù)作出反應(yīng)，甚至呼應(yīng)周?chē)h(huán)境”?！氨R姆”也可以隨著音樂(lè)節(jié)拍改變顏色。比格說(shuō)，這種應(yīng)用程序很容易根據(jù)天氣或穿著者的情緒加以調(diào)整，改變衣服的顏色。

2014年3月，“2014 / 2015中國(guó)纖維流行趨勢(shì)”發(fā)布會(huì)暨盛虹·中國(guó)纖維（逸綿）創(chuàng)意時(shí)尚匯在上海世博館1號(hào)會(huì)議室隆重開(kāi)幕。展覽期間展示的“會(huì)發(fā)光”的婚禮服吸引了眾多參觀者的眼球，這其實(shí)也是LED發(fā)光技術(shù)在服裝上成功運(yùn)用的范在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的歷史的進(jìn)程中，服裝的出現(xiàn)遠(yuǎn)比LED技術(shù)的誕生要早得多，但是要想更加貼近現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技、文化的進(jìn)步，適應(yīng)市場(chǎng)和消費(fèi)者需求，讓服裝能增添新的功能，穿出新意，符合時(shí)尚潮流，努力去做好與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的嫁接，恐怕是服裝設(shè)計(jì)者最好的選擇。LED與服裝的結(jié)合誕生了自主發(fā)光服裝就是一個(gè)很好的證明。