LED技术让服装自主发光

冯宪

2014年诺贝尔物理奖授予因发明“高亮度蓝色发光二极管（LED）”的日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以鼓励这一为人类带来新的“光明”的发明。从柴堆、油灯、蜡烛、煤油汽灯，到白炽灯、荧光灯，再到LED照明，人类驱逐黑暗的方式变得越来越安全、节能、环保和智能化。

LED是英文单词Light Emitting Diode的缩写，中文的意思为发光二极管，它是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，通过采用电场发光的方式可以把电能直接转化为光能，是一种利用现代科学技术改变人工光源发生的新产物。LED的特点非常明显，表现出寿命长、光效高、辐射低与功耗低等优点。LED的核心部分是一个半导体的晶片，它由两部分组成，一部分是P型半导体，这种半导体中空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。当这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会从N区被推向P区，电子在P区里跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。

LED技术的商业化发展始于1962年，当时，GE、Monsanto、IBM等公司的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓（GaAsP）半导体化合物，从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料做成的可发出红外光的LED，其后不久，Monsanto公司和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。到20世纪70年代，LED技术在发达国家和地区的家庭与办公设备中大量应用，主打市场是数字与文字显示技术应用领域。效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的，材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。1996年，日本Nichia公司（日亚）成功开发出白色LED产品，发光效率已经达到38lm/W，实验室研究成果可以达到70lm/W，大大超过白炽灯，向荧光灯逼近，加大了民用化的进程。近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率提高了近1000倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出现，使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。

按发光管出光面特征分，LED可分为圆灯、方灯、矩形、平面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。而平面发光管、表面安装用微型管的研发成功，为LED与服装产品的结合创造了契机，从而导致了发光服装这一新产品的诞生。所谓发光服装是指某种款式的服装在局部或整体可以自主发光，从而适应现代社会工作与生活的需要。在发光服装未出现之前，某些特种服装是依靠加装反光材料来实现光透视的，如夜间执勤警察的警服、道路交通管理人员制服以及环保清洁工服装等，这些服装通常会在人的背部、胸部加装反光带，增加警示作用，但前提条件是必须有比较强烈的灯光照射，才能发挥出反射效应，起到保护穿着者人身安全的作用。而采用LED技术制作的服装则会自主发光，其安全保护作用、标识作用会更加直接与显著。虽然目前在这些领域，LED发光服装尚未普及，但其安全、低耗和主动发光的优势表明，普及只是迟早的事。

另外，LED发光服装在美化生活方面的作用也是十分明显的。

英国服装设计师侯赛因·沙拉扬被公认是此类服装的创始人，他曾两次荣获“年度最佳英国设计师”的美称。2008年，侯赛因·沙拉杨把他精致的发光二极管服装带到东京的T型台上。这种影像服装利用嵌入布料的1.5万个发光二极管所制造的一系列颜色和光，展示了延时拍摄的玫瑰花从开放到凋谢的图像，很好地演绎了照明技术与时尚设计的完美结合。2009年他在伦敦博物馆举办个人作品展示会，其中的一件作品是由水晶和LED制成的服装，可以产生艳丽的光影闪烁效果，还有两件带LED液晶显示屏的衣服，上面显示的是灵动的水底世界。卡拉扬认为，将LED科技融入时装是“创新的唯一途径”。飞利浦设计中心也曾利用LED发光技术设计出一种可随人的心情变化变换光的色彩的发光服装。

2013年，一组被称作“卢姆”（Lüme）的服装在瑞士苏黎世举行的可穿戴计算机国际会议上做了展示，它包括一件短夹克、一件宽松的长外衣和一条后背裸露的裙子。这些衣服都装有可控制的LED，由智能手机应用程序控制。LED嵌在纤维中，不会接触皮肤，而且光线透过几层织物，显得比较柔和。这组采用LED技术的新产品是由英国时装设计师伊丽莎白·比格设计的，她声称穿着者可以“控制光线的图案以便跟他们着装的其他因素相协调，对传感数据作出反应，甚至呼应周围环境”。“卢姆”也可以随着音乐节拍改变颜色。比格说，这种应用程序很容易根据天气或穿着者的情绪加以调整，改变衣服的颜色。

2014年3月，“2014 / 2015中国纤维流行趋势”发布会暨盛虹·中国纤维（逸绵）创意时尚汇在上海世博馆1号会议室隆重开幕。展览期间展示的“会发光”的婚礼服吸引了众多参观者的眼球，这其实也是LED发光技术在服装上成功运用的范在人类社会发展的历史的进程中，服装的出现远比LED技术的诞生要早得多，但是要想更加贴近现代社会经济、科技、文化的进步，适应市场和消费者需求，让服装能增添新的功能，穿出新意，符合时尚潮流，努力去做好与现代科学技术的嫁接，恐怕是服装设计者最好的选择。LED与服装的结合诞生了自主发光服装就是一个很好的证明。