Proč právě modrá trvala tak dlouho

Červené LED diody existovaly už od šedesátých let a zelené se objevily krátce poté. Vývoj modré LED byl ale mnohem náročnější. Vyžadoval totiž polovodič s širokým zakázaným pásem, konkrétně nitrid galia (GaN). Ten však představoval řadu technologických problémů. Krystaly se pěstovaly na safírovém substrátu, s jehož krystalovou mřížkou nebyly dobře sladěné, takže ve výsledných vrstvách vznikalo velké množství defektů. Ještě zásadnější překážkou bylo vytvoření polovodiče typu p. Hořčíkové příměsi, které k tomu byly potřeba, totiž zneaktivňoval vodík.

Mnoho velkých společností, například Sony, Toshiba nebo IBM, se proto raději zaměřilo na selenid zinečnatý, který tehdy vypadal jako slibnější cesta. Nakamura se vydal opačným směrem. Ve společnosti Nichia upravil zařízení pro chemickou depozici z plynné fáze, vyvinul vlastní metodu označovanou jako Two-Flow MOCVD a ukázal, že polovodič typu p z nitridu galia lze aktivovat tepelným žíháním. Nebylo tak nutné používat složitější ozařování elektronovým svazkem. Podle Nobelova výboru by se podobný návrh na výzkum materiálu, který byl v oboru považován za slepou uličku, ve velké korporaci nejspíš vůbec neprosadil.

Od modré k bílé, a ke všemu kolem nás

Samotná modrá LED by měla jen omezené praktické využití. Zásadní krok přišel v roce 1996, kdy Nichia zkombinovala modrý čip se žlutým luminoforem a vyrobila první bílou LED. Tím se otevřela cesta k postupnému nahrazování klasických žárovek, halogenových žárovek i zářivek.

Dnes bílé LED osvětlují domácnosti, podsvěcují displeje telefonů, monitorů i televizorů a slouží také jako blesky fotoaparátů. Modré LED čipy jsou navíc základem mnoha technologií pro zobrazování barev, včetně plnobarevných LED obrazovek. Podle průzkumu IKEA a společnosti Kantar z roku 2020 používalo LED žárovky 82 % českých domácností. Evropská komise odhaduje, že do roku 2030 bude LED technologií vybaveno více než 96 % domácích svítidel v EU. Ve veřejném osvětlení je situace odlišná: podle materiálu Ministerstva pro místní rozvoj stále využívá sodíkové výbojky více než 80 % českého veřejného osvětlení, přestože stát přechod na LED aktivně podporuje.

Čtyři tisíce korun za vynález za miliardy

Nakamura opustil Nichii v roce 1999 a nastoupil na Kalifornskou univerzitu v Santa Barbaře. V roce 2001 zažaloval svého bývalého zaměstnavatele. Domáhal se přiměřené odměny za zaměstnanecký vynález podle japonského patentového práva.

Čísla ze soudního řízení jsou výmluvná. Tokijský soud v lednu 2004 vycházel z odhadu, že patentové portfolio spojené s modrou LED přinese Nichii do roku 2010 tržby kolem 1,2 bilionu jenů. Hodnotu patentového monopolu vyčíslil na 120,8 miliardy jenů. Nakamurův podíl na přínosu stanovil na 50 % a přiznal mu rekordních 20 miliard jenů, což tehdy odpovídalo více než třem miliardám korun.

Nichia se proti rozsudku odvolala. Odvolací soud snížil podíl připadající vynálezci na 5 % a zohlednil také investiční riziko, které firma nesla, i existenci křížových licencí. V lednu 2005 pak obě strany uzavřely mimosoudní vyrovnání. Nakamura měl dostat 608,57 milionu jenů jako odměnu a dalších 235,34 milionu jenů na úrocích. Celkem tedy přibližně 844 milionů jenů, v tehdejším přepočtu asi 150 milionů korun. Vyrovnání se přitom netýkalo pouze slavného patentu na modrou LED, ale širšího souboru duševního vlastnictví: 191 registrovaných patentů, čtyř užitných vzorů, 112 patentových přihlášek a souvisejícího know-how.

Kdo měl pravdu, vynálezce, nebo firma?

Obě strany měly své argumenty. Soud první instance zdůraznil, že Nakamura dosáhl „vzácného světového vynálezu“ v omezených výzkumných podmínkách malé firmy a s velkou mírou samostatnosti. Odvolací soud naopak připomněl, že Nichia nesla podnikatelské riziko, financovala výzkum a vybudovala výrobní kapacity potřebné k uvedení technologie na trh.

Nakamura později uvedl, že většinu peněz z vyrovnání pohltily daně a náklady na právníky. Za významnější ocenění své práce považoval Nobelovu cenu za fyziku, kterou v roce 2014 získal společně s Isamuem Akasakim a Hirošim Amanem. V autorském textu pro Time přitom veřejně poděkoval Nichii a jejímu zakladateli za to, že mu dali příležitost věnovat se výzkumu. Jeho vztah k bývalému zaměstnavateli tedy nebyl zdaleka jednoznačný.

Případ je poučný i pro české vynálezce. Podle § 9 zákona č. 527/1990 Sb. přechází právo na patent u zaměstnaneckého vynálezu na zaměstnavatele, původce však má nárok na přiměřenou odměnu. Pokud se později ukáže, že vyplacená částka je ve zjevném nepoměru k přínosu vynálezu, může se domáhat dodatečného vypořádání. Pravidla odměňování je proto lepší dohodnout předem, nikoli až ve chvíli, kdy se z vynálezu stane komerční úspěch.

Nakamurova modrá LED dnes stojí v pozadí řady technologií, které používáme každý den – od moderních žárovek přes chytré telefony až po LED displeje. Za svůj průlomový výzkum původně dostal od zaměstnavatele odměnu odpovídající zhruba čtyřem tisícům korun. Nobelovu cenu za fyziku už mu ale nikdo nevezme.