技術(shù)是推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力,也是企業(yè)闊步登上世界舞臺(tái)的底氣和硬氣。在國(guó)際經(jīng)濟(jì)不景氣的背景之下,LED行業(yè)只有不斷研發(fā)出新技術(shù),才能突破行業(yè)的瓶頸,才能保證行業(yè)得到長(zhǎng)久發(fā)展。
回顧2016年,LED行業(yè)諸多技術(shù)取得了突破性發(fā)展。本文盤點(diǎn)了全球各地的一些LED相關(guān)的新技術(shù)及新應(yīng)用信息,期望大家能夠從中吸取應(yīng)用創(chuàng)意養(yǎng)分，以創(chuàng)造出更多優(yōu)秀的產(chǎn)品。
愛爾蘭研究員設(shè)計(jì)金字塔形量子點(diǎn)LED
日前,愛爾蘭廷德爾國(guó)家研究所(Tyndall National Institute)的研究人員采用可擴(kuò)展且兼容于代工廠的微影技術(shù)工藝,設(shè)計(jì)出金字塔形的量子點(diǎn)發(fā)光二極管(LED),可望為量子運(yùn)算產(chǎn)生作用與狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的糾纏光子。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Emanuele Pelucchi博士表示,這項(xiàng)研究未來將可能用于量子計(jì)算的研究,以加速量子技術(shù)的應(yīng)用。
二維材料結(jié)合制作“量子LED”
劍橋大學(xué)的研究者在《自然·通信》(Nature Communications)發(fā)文稱,作為有光學(xué)活性的半導(dǎo)體,二硒化鎢和二硫化鎢可以用于制作量子光發(fā)生器。
過渡金屬硫族化合物薄層提供了一個(gè)電子填充空穴的二維緊密受限區(qū)域。當(dāng)電子移動(dòng)到處于較低能級(jí)的空穴中時(shí),能級(jí)差會(huì)產(chǎn)生一個(gè)光子。在英國(guó)研究者制作的量子LED中,電壓推動(dòng)電子通過器件并填充空穴,產(chǎn)生單光子。研究者們相信,這個(gè)完全電控的超薄平臺(tái)將使量子通信中的片上單光子發(fā)射更接近現(xiàn)實(shí)。
這項(xiàng)研究表明二硒化鎢可以作為電控量子發(fā)射器。然而研究者也表明二硫化鎢是一種全新的可以全電控產(chǎn)生可見光波段單光子的量子發(fā)射器。
CSP LED結(jié)合量子點(diǎn)技術(shù)解決LED微縮技術(shù)瓶頸
現(xiàn)階段小間距LED顯示屏應(yīng)用在室內(nèi)100寸~150寸已經(jīng)漸趨成熟。但以目前技術(shù)來說,PLCC的LED封裝體的縮小尺寸極限約在0505(mm)。若想要進(jìn)一步做到100寸以下的小間距LED顯示屏,LED微縮就面臨了成本與波長(zhǎng)均一度的挑戰(zhàn)。目前一般藍(lán)光波長(zhǎng)均勻性的量產(chǎn)水準(zhǔn)是5~12nm,而小間距LED的波長(zhǎng)均一度目標(biāo)是3~4nm。另外,當(dāng)LED封裝體的尺寸持續(xù)縮小時(shí),為了避免打線造成體積增加,紅光LED需從垂直(Vertical)改成覆晶(flip chip)形式,成本甚至超過藍(lán)光LED和綠光LED在小間距顯示屏的成本總和達(dá)一倍之多。
LED磊晶大廠晶電(Epistar)突破限制的做法,便是結(jié)合CSP和量子點(diǎn)(QD)技術(shù),透過量子點(diǎn)光轉(zhuǎn)換,解決藍(lán)綠光LED波長(zhǎng)均勻性不佳,以及紅光LED覆晶昂貴的問題。晶電的量子點(diǎn)小間距LED,封裝體尺寸可做到0303甚至0202(mm),點(diǎn)距(pitch)達(dá)到0.5mm以下。以解析度的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)而言,這樣的LED封裝體,甚至可做到60寸以下的小顯示器,可望大幅打開小間距LED顯示屏的應(yīng)用范圍。
沸石可使LED照明更便宜與高效
來自魯汶大學(xué),斯特拉斯堡大學(xué)和法國(guó)國(guó)家科研中心的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的熒光粉,可使下一代的熒光燈和LED照明更便宜和更有效。該小組利用了高發(fā)光的銀原子簇和沸石類礦物的多孔構(gòu)架。
銀簇由少量的銀原子組成,具有顯著的光學(xué)性質(zhì)。然而目前的應(yīng)用很有限,因?yàn)殂y簇往往聚集成較大的顆粒,從而失去了令人關(guān)注的光學(xué)性能。教授霍夫肯和他的團(tuán)隊(duì)從分子成像和光電單元中發(fā)現(xiàn)了一種方法能讓銀簇分開插入到沸石的多孔結(jié)構(gòu)中。研究結(jié)果表明,穩(wěn)定的銀簇能保持其獨(dú)特的光學(xué)性能。
沸石類礦物可在自然界中發(fā)現(xiàn),也可工業(yè)合成。這種礦物有非常明晰的構(gòu)架。它們通常用于家用和工業(yè)應(yīng)用,如洗衣粉和水處理。Maarten Roeffaers教授從表面化學(xué)和催化作用的角度解釋說:“沸石含有鈉或鉀離子。我們用離子交換來取代這些離子和銀離子。為了獲得我們想要的簇,我們用銀離子加熱沸石,使銀離子自動(dòng)成簇。
新型LED散熱裝置技術(shù)
新型LED散熱裝置專利技術(shù)采用全新的散熱理念,使LED燈的體積和重量比節(jié)能燈(熒光燈)小、輕,但燈的功率不受任何限制。同時(shí),該項(xiàng)目關(guān)于功率因數(shù)校正的兩項(xiàng)專利打破了相關(guān)技術(shù)被國(guó)外壟斷的局面,并且減少了一個(gè)開關(guān)管和一些配套的電阻電容。這不僅簡(jiǎn)化了電路,還避免了開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的功率損耗和電磁騷擾。
科技部火炬中心研究員何志明對(duì)該技術(shù)給予了充分肯定,同時(shí)建議加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,盡快形成完整的LED照明產(chǎn)品,并取得數(shù)據(jù)支撐,以便更好地完成產(chǎn)業(yè)化及市場(chǎng)推廣。
南工大研制最高效鈣鈦礦LED
9月26日,筆者從南京工業(yè)大學(xué)獲悉,江蘇省柔性電子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃維院士、王建浦教授團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦發(fā)光二極管(LED)研究領(lǐng)域取得重大突破,他們創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)并制備了一種具有多量子阱結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦LED,其器件效率和穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)際同行報(bào)道的其他鈣鈦礦LED。這一突破性進(jìn)展發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》(Nature Photonics)上。
據(jù)了解,黃維院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地采用溶液加工方法將無機(jī)LED中用于提高器件發(fā)光效率的量子阱結(jié)構(gòu)引入到鈣鈦礦LED中,開發(fā)了具有多量子阱結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光材料,兼具二維鈣鈦礦材料成膜質(zhì)量高和三維鈣鈦礦材料發(fā)光效率高的優(yōu)點(diǎn)。利用這種維度可調(diào)的多量子阱鈣鈦礦材料,創(chuàng)造了目前鈣鈦礦LED能量轉(zhuǎn)換效率的世界最高紀(jì)錄。此次研究開拓了新的研究方向,有望在進(jìn)一步深入研究的基礎(chǔ)上,在未來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
新型交流LED照明技術(shù)
針對(duì)LED直接被交流電驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)光頻閃這一世界難題,長(zhǎng)春應(yīng)化所與四川新力光源股份有限公司于2008年開始合作,開展新型交流LED照明技術(shù)的研發(fā)。經(jīng)過6年多的不懈探索和開拓,科研人員研發(fā)出了一種以發(fā)光材料為核心的全新交流LED技術(shù),該技術(shù)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平,使我國(guó)成為了世界唯一能夠利用發(fā)光材料生產(chǎn)低頻閃交流LED產(chǎn)品的國(guó)家,有力推動(dòng)了我國(guó)LED照明技術(shù)水平。
目前,該項(xiàng)成果已成功在四川新力光源股份有限公司和中科光電(長(zhǎng)春)股份有限公司實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,產(chǎn)品具有電路簡(jiǎn)單、成本低、散熱好、能效高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),已通過我國(guó)的相關(guān)認(rèn)證,以及美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室、歐洲統(tǒng)一等機(jī)構(gòu)的認(rèn)證,并銷往美國(guó)、加拿大、墨西哥、西班牙、巴西等多個(gè)國(guó)家,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
美研究人員或可讓LED達(dá)到零光衰
伊利諾大學(xué)香檳分校研究人員發(fā)展出一種新的方法,提升綠光LED亮度并且提高其效率。使用產(chǎn)業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體長(zhǎng)晶技術(shù),研究人員在硅基板上制造氮化鎵(GaN)晶體,這種晶體能夠產(chǎn)生高功率的綠光,應(yīng)用于固態(tài)照明。
伊利諾大學(xué)的電氣與計(jì)算機(jī)工程系助理教授Can Bayram表示:“這是一個(gè)具有突破性的制程,研究人員成功在可調(diào)式的CMOS硅制程上生產(chǎn)新的原料,也就是方形氮化鎵(cubic GaN),這種原料主要用于綠色波長(zhǎng)射極。”
將半導(dǎo)體用于感測(cè)以及通訊能夠打開可見光通訊的應(yīng)用,而光通訊正是徹底改變光應(yīng)用的技術(shù)。支援CMOS制程的LED能夠達(dá)到快速、高效率、低功率且多重應(yīng)用的綠光LED同時(shí)能夠省下許多制程裝置的費(fèi)用。
攻克未解難題 Saphlux研發(fā)出更亮的LED
隨著第一代以c面氮化鎵為基礎(chǔ)的固體照明材料遇到瓶頸,半極性氮化鎵材料成為全球光學(xué)材料研究熱點(diǎn)之一,但卻一直無法解決批量生產(chǎn)的問題,價(jià)格居高不下。成立于2014年的初創(chuàng)公司Saphlux,研發(fā)了一種新技術(shù),可以在標(biāo)準(zhǔn)的大尺寸藍(lán)寶石襯底上直接生長(zhǎng)半極性氮化鎵,解決了量產(chǎn)難題。
Saphlux通過多次試驗(yàn),終于在今年初找到了解決方法(涉及商業(yè)機(jī)密贊不方便對(duì)外透露),打破了原有的半極性氮化鎵材料生長(zhǎng)模式,不僅可以在標(biāo)準(zhǔn)的大尺寸藍(lán)寶石襯底上直接生長(zhǎng)半極性氮化鎵,還能直接控制晶體生長(zhǎng)的方向和形狀。
這一底層技術(shù)的突破,意味著有望突破第一代材料量子效率下降和綠光光隙的瓶頸,制成下一代大功率、高光效的LED和激光產(chǎn)品,尤其是對(duì)醫(yī)療、戶外等對(duì)照明要求高的領(lǐng)域意義重大。
臺(tái)學(xué)者研發(fā)出世界首個(gè)全彩LED
近日,華人科學(xué)家陳志佳及葉亞川研發(fā)出世界第一個(gè)全彩LED。他們使用氮化鎵材料研發(fā)出三種特殊的量子結(jié)構(gòu),可以發(fā)出三種不同顏色的光,可以獨(dú)立射出也可以混合發(fā)射。由于LED有省電和壽命長(zhǎng)的特性,采用全彩LED制成的全LED顯示器,將可能取代目前使用的液晶技術(shù)(LCD),甚至超越有機(jī)發(fā)光二極體(OLED)。
該項(xiàng)計(jì)劃主持人陳志佳博士說,用氮化鎵材料制成藍(lán)光或綠光LED已是成熟技術(shù),但制成紅光LED則非常困難,他們不但是世界少數(shù)能達(dá)到此一目標(biāo)的團(tuán)隊(duì),且是唯一能夠?qū)⑷饧性谝粋�(gè)小器件上,并能隨意取用其中任一顏色,如果加上電路的適當(dāng)調(diào)配,更可以混合出無數(shù)多種顏色光,畫面品質(zhì)將更加漂亮。
日本研發(fā)出不使用稀有元素的紅光LED
日本東京工業(yè)大學(xué)與京都大學(xué)的研究小組發(fā)布消息稱,已研發(fā)出不使用高價(jià)稀有元素的紅色發(fā)光半導(dǎo)體。據(jù)悉,今后有望利用地球上蘊(yùn)藏量豐富的氮制成的氮化物,以低廉的成本運(yùn)用于紅色發(fā)光二極管(LED)與太陽能電池。研究小組就半導(dǎo)體候補(bǔ)物質(zhì)將含鋅氮化物設(shè)定為瞄準(zhǔn)對(duì)象,列出了583個(gè)種類名單,通過超級(jí)計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)結(jié)晶結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性等,從中篩選出21種。
研究人員在其中選出一個(gè)適合用于紅色LED的物質(zhì),在1200度、約5萬氣壓的條件下合成。該物質(zhì)在光照下發(fā)出預(yù)期中的紅光,被發(fā)現(xiàn)有望成為紅色LED的材料。使用低價(jià)氮化物的LED已成功實(shí)現(xiàn)藍(lán)色與綠色,但紅色始終未得到實(shí)際運(yùn)用,存在必須使用稀有元素及難廢棄原材料的問題。
東京工業(yè)大學(xué)計(jì)算材料科學(xué)教授大場(chǎng)史康表示:“該物質(zhì)僅需鈣、鋅和氮等蘊(yùn)藏量豐富的元素即可制成。今后想研究更為簡(jiǎn)單的合成方式,推動(dòng)實(shí)際運(yùn)用。”
新型石墨烯復(fù)合材料可降溫延長(zhǎng)LED產(chǎn)品使用壽命
臺(tái)灣研究人員已經(jīng)制備出新型石墨烯復(fù)合材料,可有效降低LED溫度,從而大幅度提高LED的使用壽命。研究人員使用鈦酸酯偶聯(lián)劑(TCA)作為還原氧化石墨烯和聚酰胺的橋分子,制成的致密納米復(fù)合材料比單獨(dú)使用聚合物的導(dǎo)熱性提升了53%。他們測(cè)試了兩種不同組分的材料(一種里面僅僅有聚酰胺,另一種是聚酰胺/鈦酸酯-石墨烯的復(fù)合材料),將這兩種材料都應(yīng)用到LED當(dāng)中,并用熱成像和熱電偶進(jìn)行分析。
聚酰胺/鈦酸酯-石墨烯材料有著更高的平衡溫度,這表明該材料比聚酰胺材料的熱傳遞速率更快。研究人員測(cè)試了該復(fù)合材料的耐久性,結(jié)果表明持續(xù)使用過程中,連接處的高溫會(huì)使得LED的性能下降。結(jié)果表明,復(fù)合材料保留了其光強(qiáng)的95%,而聚酰胺單組份材料只保留了69%。
事實(shí)上,該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研究出了一種熱塑性材料,該材料與更昂貴的石墨烯的熱性能相當(dāng),并可以采用注塑工藝成型,制品形狀易于控制。該材料有助于制備低成本、重量輕、柔性的LED散熱片,還提高了LED的使用壽命。該研究成果已在Carbon中發(fā)表。
韓國(guó)研發(fā)出無熒光粉白色LED
韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(KAIST)物理學(xué)教授研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出制造無熒光粉白色LED的技術(shù),可望運(yùn)用在次世代照明及顯示器上。KAIST研究團(tuán)隊(duì)以半導(dǎo)體芯片取代熒光粉。頂部為同心圓模樣的金字塔結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)成復(fù)合結(jié)構(gòu)體。制造出的3D結(jié)構(gòu)體各個(gè)面以不同條件形成量子井(Quantum Wells),各發(fā)出不同的顏色。
研究團(tuán)隊(duì)說明,調(diào)整制造3D結(jié)構(gòu)體的時(shí)間和條件,以改變各結(jié)晶面面積的方法,制造出多元混色的LED。研究團(tuán)隊(duì)也找到了可使用高倍數(shù)顯微鏡測(cè)量3D結(jié)構(gòu)體內(nèi)部電流注入程度的方法。只要研發(fā)出可有效注入電流的方法,就可調(diào)整LED元件效率和色彩重現(xiàn)度。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示,未來可透過3D半導(dǎo)體制程研發(fā)改善效率,催生不使用熒光粉的低價(jià)、色彩重現(xiàn)度高的單一芯片白色光源。相關(guān)研究成果刊登在自然雜志Light:Science & Applications在線版。
臺(tái)灣大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)創(chuàng)新白光LED技術(shù)
前要制作白光LED,若不是采用白色磷光體(phosphor)材料涂布包覆于單色LED之外,就是將紅光、綠光與藍(lán)光LED混合在一起;臺(tái)灣大學(xué)(National Taiwan University,NTU)的研究人員正在開發(fā)一種技術(shù),能從單一分層柱狀(tiered-column)LED產(chǎn)生單一像素(pix)的白光。
上述技術(shù)是由臺(tái)灣大學(xué)光電工程學(xué)研究所(Institute of Photonicsand Optoelectronics)教授楊志忠所率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行的研究;其基本概念是將量子阱(quantumwells)嵌入在同一基板上生長(zhǎng)、排列非常緊密的氮化鎵(GaN)與氮化銦鎵(InGaN)奈米柱(nano-rods)。楊志忠指出,那些LED陣列是以有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)脈沖生長(zhǎng)方法制作,能達(dá)到比采用傳統(tǒng)制程技術(shù)更佳的發(fā)光性能。
“我們能生長(zhǎng)出不同截面尺寸的多節(jié)(multi-section)奈米柱,相較于單節(jié)奈米柱能展現(xiàn)更寬廣的發(fā)射頻譜;”楊志忠在接受EETimes美國(guó)版編輯獨(dú)家專訪時(shí)表示:“我們開發(fā)這種多節(jié)奈米柱LED的目標(biāo),是能發(fā)射出免磷光體的白光。”
楊志忠表示,這種側(cè)壁發(fā)光(sidewallemission)可能更有效率,因?yàn)闀?huì)有更大的表面區(qū)域;透過垂直擴(kuò)展不同直徑的金字塔,甚至在每個(gè)奈米柱內(nèi)能發(fā)出更多光。結(jié)合適當(dāng)平衡的紅綠藍(lán)(RGB)光源,這種方法應(yīng)該也能產(chǎn)生各種冷暖色調(diào)的白光。
松下研發(fā)出光擴(kuò)散型塑料 可廣泛用于商業(yè)照明領(lǐng)域
日本大阪松下公司宣布已研發(fā)出了光擴(kuò)散型聚丙烯樹脂(PP)模塑料,名為“FULLBRIGHT”PP。該公司稱該光擴(kuò)散型聚丙烯樹脂(PP)模塑料可延長(zhǎng)LEDs的使用壽命。松下稱,該材料適用于注拉吹塑成型,其面世使復(fù)雜形狀的成型加工成為可能,而且有助于賦予客戶更大的產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度。
松下研發(fā)的聚丙烯脂材料能夠加工0.5毫米薄壁成型產(chǎn)品,這在之前是無法實(shí)現(xiàn)的;松下稱,該材料能實(shí)現(xiàn)小于10%的加工厚度精度。松下表示,公司之前使用的材料在產(chǎn)品被吹塑至0.5毫米厚度時(shí)產(chǎn)生一個(gè)孔洞。
光擴(kuò)散聚丙烯樹脂模塑料克服了傳統(tǒng)PP樹脂模塑料的耐光性弱點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的耐化學(xué)性,有助于延長(zhǎng)LED照明的使用壽命。光擴(kuò)散聚丙烯樹脂模塑料的耐光性:在90°C400W汞燈30厘米近的條件下,暴露90天后(約2000小時(shí))褪色。ΔE:2.0以下,相當(dāng)于戶外環(huán)境中10年,人們才會(huì)注意到材料褪色;公司之前的材料ΔE為:17。
材料的低比重特性有助于實(shí)現(xiàn)LED照明設(shè)備的輕量化設(shè)計(jì)。該材料有著廣泛的應(yīng)用,可用于商店照明、戶外廣告牌、數(shù)字看板,水景照明和汽車車內(nèi)照明燈。
UV LED技術(shù)太陽能充電凈水裝置
隆德大學(xué)水資源工程教授肯尼斯?佩爾松指出:“目前全球有7.5億人無法獲得清潔用水,提供安全飲用水一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn),也是人類最重要的目標(biāo)之一。”鑒于此,他與一名工程師于2013年聯(lián)合成立的環(huán)保公司W(wǎng)atersprint,并開發(fā)出一種采用太陽能充電和UVLED技術(shù)的凈水設(shè)備,該設(shè)備提供的凈水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過智能電網(wǎng)所能覆蓋的區(qū)域。
據(jù)了解,該技術(shù)是通過UV LED技術(shù)與智能軟件和Wi-Fi結(jié)合來凈化水質(zhì)。其12伏系統(tǒng)非常有效,并且可以在單個(gè)太陽能電池板中運(yùn)行。太陽能電池也能夠進(jìn)行自身充電,因此該便攜式設(shè)備在農(nóng)村無電區(qū)也能使用。這款小巧便攜的太陽能電池站已經(jīng)被安置在孟加拉國(guó)農(nóng)村地區(qū)。去年10月已經(jīng)安裝首臺(tái)凈水裝置,目前還有9臺(tái)凈水裝置已經(jīng)交付給孟加拉國(guó)項(xiàng)目。
紫外LED自由曲面配光技術(shù)應(yīng)用取得新進(jìn)展
在重慶市科技計(jì)劃項(xiàng)目支持下,中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院集成光電技術(shù)研究中心在紫外LED自由曲面配光技術(shù)的應(yīng)用研究中取得重要進(jìn)展,成功將紫外LED光源用于曝光機(jī)領(lǐng)域,產(chǎn)品已在PCB、液晶面板、觸摸屏等行業(yè)獲得應(yīng)用。相關(guān)成果已獲得國(guó)家專利授權(quán)(專利號(hào):用于紫外LED準(zhǔn)直的透鏡201320875490.0、高均勻度的紫外LED曝光頭201420651432.4)。
傳統(tǒng)的平行光曝光機(jī)采用高壓汞燈作為光源,其壽命只有1000小時(shí),耗電高,且有污染。采用UVLED替換汞燈光源,壽命可達(dá)汞燈的50倍,耗電量可減少90%,大幅降低企業(yè)生產(chǎn)成本,環(huán)保無污染。
目前,重慶研究院已突破LED多自由曲面精確配光、適用于紫外波段的無機(jī)光學(xué)元件加工等關(guān)鍵技術(shù),首次研發(fā)出基于紫外LED的平行光曝光頭,平行半角可控制在±2°以內(nèi),照明不均勻性小于3%,照明強(qiáng)度高達(dá)40mW/cm2。
綠光LED新材料能解決“綠色鴻溝”難題
英國(guó)劍橋大學(xué)(University of Cambridge)與2家半導(dǎo)體公司日前合作利用立方氮化鎵(cubic GaN;或稱3C GaN)材料,做為綠光LED發(fā)光材料,希望能解決綠光部分材料因轉(zhuǎn)換效率不佳而出現(xiàn)的綠色鴻溝(greengap)問題。
Wallis還指出,使用立方GaN另一益處則是綠光LED能隙比六邊GaN還低200mV,因此可節(jié)省銦的使用,但也有其缺點(diǎn)。因?yàn)樵贕aN,3C結(jié)晶晶格在熱力學(xué)上較不穩(wěn)定,因此在達(dá)到可成長(zhǎng)磊晶的溫度時(shí),只有六邊結(jié)晶可形成,除非能量平衡可透過人工加以調(diào)整,所幸Anvil半導(dǎo)體目前已研發(fā)出方法。采用該公司發(fā)明的成長(zhǎng)立方碳化硅(cubic silicon carbide)方法,其晶格常數(shù)已與立方GaN相當(dāng)接近,讓立方結(jié)晶可以順利成長(zhǎng)。
Wallis透露,劍橋大學(xué)已成功成長(zhǎng)立方結(jié)構(gòu)低于99%的GaN并在材料上成長(zhǎng)量子井,未來該校將繼續(xù)在量子井附近成長(zhǎng)N與P型層,以便形成可透過偏壓將電子轉(zhuǎn)換成光子的二極管。
研究發(fā)現(xiàn)混合奈米晶體LED設(shè)計(jì)可抑制效率下降
南京大學(xué)(NJU)的研究人員們采用一種混合奈米晶體的途徑,在氮化銦鎵(InGaN)/氮化鎵(GaN)藍(lán)光LED結(jié)構(gòu)的奈米孔洞中填充奈米晶體,據(jù)稱可大幅提高白光LED的效率。
他們?cè)诎l(fā)布于《應(yīng)用物理快報(bào)》(Applied Physics Letters)的研究中指出,提高色彩轉(zhuǎn)換效率(CCE)的關(guān)鍵取決于有效的非輻射諧振能量轉(zhuǎn)移,而不是在結(jié)合藍(lán)光InGaN/GaN LED與向下轉(zhuǎn)換材料(如磷或甚至半導(dǎo)體奈米晶體(NC)等)時(shí)經(jīng)常發(fā)生的輻射泵。
溫大教授發(fā)明材料讓白光LED燈壽命更長(zhǎng)
溫州大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院甌江特聘教授向衛(wèi)東,發(fā)明了新材料,能讓LED燈壽命延長(zhǎng)10年左右,并能長(zhǎng)時(shí)間照射,讓LED燈更廣泛地用于高檔汽車、高鐵、飛機(jī)、潛艇等照明上。
向衛(wèi)東教授花費(fèi)多年精力,研究出了黃光單晶材料,該種材料是在2000℃高溫的環(huán)境下生產(chǎn)制備而成,只要在每個(gè)LED藍(lán)光芯片上放一片相匹配(例如24瓦單顆光源可用5.5mm×5.5mm單晶匹配)的黃光單晶材料,就能發(fā)出穩(wěn)定的白光。因該晶體耐高溫、導(dǎo)熱性好等特性,可以讓LED燈更加耐用,使用壽命更長(zhǎng),尤其可以讓燈泡不會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間照射產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致?lián)p害,因此非常適合運(yùn)用于高檔汽車的車燈、高鐵、飛機(jī)或是潛艇等照明上。
瓦克推出新款LED封裝用硅橡膠
慕尼黑的瓦克化學(xué)集團(tuán)成功開發(fā)出兩種新的LED封裝用材料。這兩種名為L(zhǎng)UMISIL740和LUMISIL770的有機(jī)硅封裝材料可固化成高透明的有機(jī)硅彈性體,并能夠承受極高的工作溫度和強(qiáng)烈的光線輻射,而不黃變或脆化,尤其適用于對(duì)高效LED進(jìn)行封裝。
LUMISIL740和LUMISIL770這兩種新的LED封裝材料均為雙組分配方,可在室溫條件下通過鉑催化加成反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián),其硫化膠能夠達(dá)到聚二甲基硅氧烷典型的1.41的折射率,屬“正常折射系數(shù)類”封裝材料(Normal Refractive Index Encapsulant)。它們能夠有效地保護(hù)LED敏感的半導(dǎo)體芯片不受環(huán)境影響,也可用作熒光染料的載體,有針對(duì)性地改變LED光線的顏色。
