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紫色LED優(yōu)勢明顯 將取代藍光LED?

作者: 時(shí)間:2015-08-14 來(lái)源:阿拉丁照明網(wǎng) 收藏

  “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主推的宣傳?未來(lái)藍色LED是否會(huì )退出歷史舞臺?

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/278745.htm

  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?


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