紫色LED優(yōu)勢明顯 將取代藍光LED?

　　“使用藍色LED的白色LED早晚會(huì )消失。”中村修二在7月24日舉行的“GaN掀起能源革命”研討會(huì )上發(fā)表演講時(shí)說(shuō)出的這番言論，震驚業(yè)內外。中村修二當初因開(kāi)發(fā)出高效藍色LED而獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎，如今竟一舉“推翻”這一成果，是藍色LED本身缺陷明顯，還是其出于對新公司Soraa主推紫色LED的宣傳?未來(lái)藍色LED是否會(huì )退出歷史舞臺?

　　中村言論出于參股公司利益?

　　LEDs是基于半導體元件的窄帶光源，發(fā)光波長(cháng)范圍從紅外到紫外。第一個(gè)LEDs的發(fā)光波長(cháng)為紅外到綠光不等。藍光LEDs則需要研究高質(zhì)量晶體的生長(cháng)技術(shù)、寬帶隙半導體的p型摻雜控制技術(shù)，而這些技術(shù)只有在1980s末期在GaN體系上得以實(shí)現。另外，高效藍光LED的研發(fā)也需要制備出具有不同組成的GaN基合金，并需要將之集成為異質(zhì)結和量子阱類(lèi)的多層結構。

　　熒光材料受藍光LED照射激發(fā)，會(huì )發(fā)出綠、紅譜段的光，它們與藍光合并后看起來(lái)就是白光。另外，具有不同互補色(紅/綠/藍)的幾個(gè)LEDs一起用也可以形成白光。以上兩種技術(shù)被用在當今的高效電致發(fā)光白光光源中，實(shí)現了顯著(zhù)的節能效果。

　　但中村修二如今指出，一方面，由藍色LED芯片和黃色熒光體組合而成白色LED，發(fā)光的波長(cháng)不均衡，并且存在藍色光的峰值強度較高、容易引起睡眠障礙的問(wèn)題，即“藍光問(wèn)題”。

　　另一方面，普通的由藍色LED和熒光材料組成的白色LED不含紫外線(xiàn)。因此，與含有陽(yáng)光和紫外線(xiàn)的其他光源相比，呈現出的色彩有時(shí)會(huì )存在差別。

　　由此，中村修二宣判“使用藍色LED的白色LED早晚會(huì )消失”，并指出“美國Soraa公司銷(xiāo)售的白色LED是解決對策。”

　　而據了解，Soraa是中村作為共同創(chuàng )始人(co-founder)設立的LED風(fēng)險企業(yè)，主要銷(xiāo)售在紫色LED芯片上組合使用紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)熒光體的白色LED。這不禁令人聯(lián)想到，他的這番言論會(huì )是出于其參股公司自身利益?

　　對此，大部分LED行業(yè)專(zhuān)家表示可能性較高。

　　WhichLEDs從在商言商的角度上看，認為中村是有為其參股公司做宣傳的可能。“自己發(fā)明出來(lái)的東西被自己看衰，其實(shí)也是挺有趣的。從二戰中傷亡人數來(lái)看，如諾貝爾先生健在，也應該非常恨自己發(fā)明了TNT炸藥吧。”

　　中國照明電器協(xié)會(huì )副理事長(cháng)、南京工業(yè)大學(xué)電光源材料研究所所長(cháng)王海波同樣表示此并不奇怪，“中村說(shuō)這段話(huà)的背景情況，很自然讓人想到是為了商業(yè)目的。”

　　“應該反過(guò)來(lái)看，因為他看到紫色LED的前景，才會(huì )投入這樣一家以紫色LED研發(fā)為主的公司。對于這番言論是否出于公司利益就不得而知了。”中國稀土學(xué)會(huì )專(zhuān)家組專(zhuān)家、中國稀土協(xié)會(huì )光功能材料分會(huì )秘書(shū)長(cháng)、上海市照明學(xué)會(huì )理事吳虹建議用逆反思維看待此事。

　　江蘇博睿光電有限公司副總經(jīng)理梁超則認為中村修二并不是出于公司利益，“作為一名獲得諾貝爾獎的科學(xué)家，應該是具有很高的道德水準和職業(yè)操守，對于其看衰藍光LED的觀(guān)點(diǎn)，是有理論支撐的，當然也具有合理性。”

　　晶能光電副總裁陳振亦認同此觀(guān)點(diǎn)，“我相信他做出的判斷應該是基于他的理解和出發(fā)點(diǎn)。”

　　紫色LED優(yōu)勢明顯?

　　中村修二的言論是否真的出于公司利益，我們無(wú)法做出定論，但其現今所推崇的紫色LED是否真的會(huì )將藍色LED取而代之，可客觀(guān)分析看看。

　　吳虹對于紫色LED的發(fā)展前景持以肯定態(tài)度，“紫色光轉換白光效率更高，光譜分布均衡，顯色指數相對較好，對于節能減排、提高光品質(zhì)有重要的意義。雖然目前受價(jià)格高企影響，還未能普及，但優(yōu)勢明顯。”

　　具體來(lái)看，通過(guò)紫色LED得到的白色LED有何優(yōu)勢?

　　1、顯色指數高。

　　這種白色LED是通過(guò)紫色LED激發(fā)熒光體來(lái)獲得藍色光，藍色光的峰值強度不太高。而且，還能輸出可見(jiàn)光波長(cháng)范圍內所有的光，因此顯色指數比較高，可實(shí)現像太陽(yáng)光一樣的理想白色。而且它的紅色顯色指數“R9”尤其高，平均顯色指數“Ra”也高達95。

　　2、發(fā)光效率高。

　　(1)因為紫色LED采用GaN基板制造，是在GaN基板上層疊GaN類(lèi)半導體制作了紫色LED芯片，屬于“GaN on GaN”型LED，GaN類(lèi)半導體層的結晶品質(zhì)比較高，所以紫色LED發(fā)光效率高，而且效率的提高速度快。

　　(2)紫色LED芯片為三角形，普通LED芯片的形狀為四角形，與之相比，三角形LED芯片的發(fā)光層發(fā)出的光線(xiàn)射到芯片外的效率(光提取效率)更高。

　　由于紫色LED的晶體品質(zhì)及光提取效率都很高，因此光輸出除以投入電力所得到的“WPE(wall-plug efficiency，電光轉換效率)”可達到84%。而普通藍色LED的WPE僅為50～60%。

　　(3)普通的藍色LED芯片是在藍寶石基板上制作的。由于GaN類(lèi)半導體與藍寶石的晶格常數等不同，因此容易出現稱(chēng)為“位錯”的結晶缺陷。

　　而采用GaN基板幾乎不存在晶格常數的差異，因此很難出現結晶缺陷。與采用藍寶石基板的產(chǎn)品相比，位錯密度可降至約1/1000。

　　(4)紫色LED芯片的另一特點(diǎn)是不易出現“光效下降(droop)”問(wèn)題。光效下降是為了提高發(fā)光強度而增加驅動(dòng)電流密度時(shí)，引起的發(fā)光效率下降的現象，也是提高亮度時(shí)存在的一大課題。

　　而GaN on GaN型產(chǎn)品的晶體品質(zhì)較高，與藍寶石基板型產(chǎn)品相比，不易發(fā)生光效下降問(wèn)題。因此，與藍寶石基板型產(chǎn)品相比，GaN基板型產(chǎn)品可使電流密度提高至5～10倍。

　　藍色LED將被擠出歷史舞臺?

　　利用紫光或紫外LED激發(fā)RGB三色熒光粉，獲得高顯色白光LED技術(shù)，在當前芯片效率已經(jīng)提高到一個(gè)新的量級情況下，獲得業(yè)內越來(lái)越多的青睞。

　　那么，藍色LED會(huì )否最終退出歷史舞臺?