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紫色LED优势明显将取代蓝光LED

发布时间:2020-07-01 02:02:37 阅读: 来源:吊带厂家

“使用蓝色LED的白色LED早晚会消失。”中村修二在7月24日举行的“GaN掀起能源革命”研讨会上发表演讲时说出的这番言论,震惊业内外。中村修二当初因开发出高效蓝色LED而获得2014年诺贝尔物理学奖,如今竟一举“推翻”这一成果,是蓝色LED本身缺陷明显,还是其出于对新公司Soraa主推紫色LED的宣传?未来蓝色LED是否会退出历史舞台?

本文引用地址:中村言论出于参股公司利益?

LEDs是基于半导体元件的窄带光源,发光波长范围从红外到紫外。第一个LEDs的发光波长为红外到绿光不等。蓝光LEDs则需要研究高质量晶体的生长技术、宽带隙半导体的p型掺杂控制技术,而这些技术只有在1980s末期在GaN体系上得以实现。另外,高效蓝光LED的研发也需要制备出具有不同组成的GaN基合金,并需要将之集成为异质结和量子阱类的多层结构。

荧光材料受蓝光LED照射激发,会发出绿、红谱段的光,它们与蓝光合并后看起来就是白光。另外,具有不同互补色(红/绿/蓝)的几个LEDs一起用也可以形成白光。以上两种技术被用在当今的高效电致发光白光光源中,实现了显著的节能效果。

但中村修二如今指出,一方面,由蓝色LED芯片和黄色荧光体组合而成白色LED,发光的波长不均衡,并且存在蓝色光的峰值强度较高、容易引起睡眠障碍的问题,即“蓝光问题”。

另一方面,普通的由蓝色LED和荧光材料组成的白色LED不含紫外线。因此,与含有阳光和紫外线的其他光源相比,呈现出的色彩有时会存在差别。

由此,中村修二宣判“使用蓝色LED的白色LED早晚会消失”,并指出“美国Soraa公司销售的白色LED是解决对策。”

而据了解,Soraa是中村作为共同创始人(co-founder)设立的LED风险企业,主要销售在紫色LED芯片上组合使用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)荧光体的白色LED。这不禁令人联想到,他的这番言论会是出于其参股公司自身利益?

对此,大部分LED行业专家表示可能性较高。

WhichLEDs从在商言商的角度上看,认为中村是有为其参股公司做宣传的可能。“自己发明出来的东西被自己看衰,其实也是挺有趣的。从二战中伤亡人数来看,如诺贝尔先生健在,也应该非常恨自己发明了TNT炸药吧。”

中国照明电器协会副理事长、南京工业大学电光源材料研究所所长王海波同样表示此并不奇怪,“中村说这段话的背景情况,很自然让人想到是为了商业目的。”

“应该反过来看,因为他看到紫色LED的前景,才会投入这样一家以紫色LED研发为主的公司。对于这番言论是否出于公司利益就不得而知了。”中国稀土学会专家组专家、中国稀土协会光功能材料分会秘书长、上海市照明学会理事吴虹建议用逆反思维看待此事。

江苏博睿光电有限公司副总经理梁超则认为中村修二并不是出于公司利益,“作为一名获得诺贝尔奖的科学家,应该是具有很高的道德水准和职业操守,对于其看衰蓝光LED的观点,是有理论支撑的,当然也具有合理性。”

晶能光电副总裁陈振亦认同此观点,“我相信他做出的判断应该是基于他的理解和出发点。”

紫色LED优势明显?

中村修二的言论是否真的出于公司利益,我们无法做出定论,但其现今所推崇的紫色LED是否真的会将蓝色LED取而代之,可客观分析看看。

吴虹对于紫色LED的发展前景持以肯定态度,“紫色光转换白光效率更高,光谱分布均衡,显色指数相对较好,对于节能减排、提高光品质有重要的意义。虽然目前受价格高企影响,还未能普及,但优势明显。”

具体来看,通过紫色LED得到的白色LED有何优势?

1、显色指数高。

这种白色LED是通过紫色LED激发荧光体来获得蓝色光,蓝色光的峰值强度不太高。而且,还能输出可见光波长范围内所有的光,因此显色指数比较高,可实现像太阳光一样的理想白色。而且它的红色显色指数“R9”尤其高,平均显色指数“Ra”也高达95。

2、发光效率高。

(1)因为紫色LED采用GaN基板制造,是在GaN基板上层叠GaN类半导体制作了紫色LED芯片,属于“GaN on GaN”型LED,GaN类半导体层的结晶品质比较高,所以紫色LED发光效率高,而且效率的提高速度快。

(2)紫色LED芯片为三角形,普通LED芯片的形状为四角形,与之相比,三角形LED芯片的发光层发出的光线射到芯片外的效率(光提取效率)更高。

由于紫色LED的晶体品质及光提取效率都很高,因此光输出除以投入电力所得到的“WPE(wall-plug efficiency,电光转换效率)”可达到84%。而普通蓝色LED的WPE仅为50~60%。

(3)普通的蓝色LED芯片是在蓝宝石基板上制作的。由于GaN类半导体与蓝宝石的晶格常数等不同,因此容易出现称为“位错”的结晶缺陷。

而采用GaN基板几乎不存在晶格常数的差异,因此很难出现结晶缺陷。与采用蓝宝石基板的产品相比,位错密度可降至约1/1000。

(4)紫色LED芯片的另一特点是不易出现“光效下降(droop)”问题。光效下降是为了提高发光强度而增加驱动电流密度时,引起的发光效率下降的现象,也是提高亮度时存在的一大课题。

而GaN on GaN型产品的晶体品质较高,与蓝宝石基板型产品相比,不易发生光效下降问题。因此,与蓝宝石基板型产品相比,GaN基板型产品可使电流密度提高至5~10倍。

蓝色LED将被挤出历史舞台?

利用紫光或紫外LED激发RGB三色荧光粉,获得高显色白光LED技术,在当前芯片效率已经提高到一个新的量级情况下,获得业内越来越多的青睐。

那么,蓝色LED会否最终退出历史舞台?

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