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绿色LED获得打破,使用基板大幅减少成本(www.hkin.com.cn 易库存中国)
2014-07-29 00:00:00
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     公司的技能还存在“疑团”。该公司2014年3月发布了发光功率为303lm/W的白色LED,这个功率超过了以往的白色LED技能的发光功率理论极限。对此许多观念以为,“应选用了与蓝色LED和黄色荧光资料的组合不一样的技能”(某LED技能人员)。
     实际上,假如选用结构与以往的白色LED不一样的技能,发光功率的理论极限要高得多。若不运用荧光资料,而是组合以赤色(R)、绿色(G)和蓝色(B)别离发光的LED来构成白色光,还有望完成409lm/W的超高发光功率。
绿色LED发光功率低
     运用多色LED构成白色光的主意曾经就有。但输给了日亚化学工业的技能。主要有两点原因。榜首,多色办法要想保持白色,需要依据各色LED发光状况的时刻改变来操控各LED的驱动电流。
     第二,与赤色和蓝色LED比较,绿色LED的发光功率太低。绿色LED是在GaN中添加铟(In),添加发光波长完成的。但成长晶体时非常难操控In的构成比,无法制作高品质晶体调色功用成为LED照明的轴心
     不过,近呈现了从头挑战这种多色LED办法的公司,这就是荷兰皇家飞利浦。该公司选用多色LED办法,于2013年4月开发出了发光功率为200lm/W的直管型LED灯“TLED”。
对于存在课题的绿色发光改进了办法,保证了所需的发光功率。这是经过组合蓝色LED与自立开发的高功率绿色荧光资料完成的。
     别的,飞利浦还导入了依据各色LED发光状况的时刻改变来操控各LED驱动电流的机制,从而能一向保持白色状况。运用该机制,还完成了可挑选不一样颜色的调色功用。
     飞利浦把这种基于多色LED的调色功用与运用通讯功用长途操控照明器具的智能照明功用组合在一起,作为LED照明的重要附加值供给。估计这是计划从头构筑LED照明产品群的战略。2012年10月,该公司上市了可显现1677万色的LED灯泡“hue”。别的还推出了有10多种颜色的LED封装。
绿色LED获得打破
     对于多色LED办法,还有的研讨人员不依赖荧光资料,而是全力开发具有高发光功率的绿色LED。比方名古屋大学研讨生院工学系研讨科教授天野浩的研讨室。近来,该研讨室已有端倪完成外部量子功率(EQE)高达约60%的绿色LED。而在此之前,EQE最高只要20%摆布。
     此前,许多研讨人员和公司都放弃了进步绿色LED的InGaN晶体品质。因为,只要晶体成长时的温度稍有偏差,就会呈现In过剩或许缺乏的状况。
     天野研讨室采取的是实时、具体地调查晶体成长的办法。在晶体成长时边照耀3种波长的激光,边调查晶体状况,依据状况调整温度等成长条件。天野介绍说,“接下来要对成果进行具体分析和评测”,经过与高功率赤色LED和蓝色LED等组合,“应该能完成挨近300lm/W的功率”(天野)。
新基板蕴藏着无穷的可能性
     在对白色LED的要求中,(2)制作本钱、(3)高亮度化以及(4)逾越显色指数和眩光极限的技能大多都与新基板有关。这些技能不运用蓝宝石基板,而是在其他基板上成长GaN晶体制作LED。能够挑选SiC基板、Si基板以及GaN基板等。
     这些基板尽管各有各的课题,但长处是都蕴藏着能大幅逾越以往白色LED技能的冲击力,有望开辟LED照明的新用途。
     此外,也有想运用蓝宝石基板进步发光功率和支撑大电流密度的研讨开发(图8(b~d))。这些开发大多都是在基板上略微施加一些特别加工,当前还没构成干流技能,不过为处理存在的课题,正在加快开发。新基板将在与蓝宝石基板的竞争中,加快进步功能。
运用Si基板大幅减少本钱
       在新基板技能中,有望(2)大幅下降制作本钱的,是在Si基板上成长GaN晶体的“GaN on Si”技能。该技能近来俄然开端遭到重视。
     GaN on Si技能的最大特点是,制作设备可运用一般的半导体用设备。这样就有望大幅减少包含封装工序在内的制作本钱。也在推动GaN on Si技能研制的名古屋大学的天野预测,“选用GaN on Si技能可将LED封装价格降至1/4”。
     GaN on Si技能还有其他长处。比方经过选用半导体制作技能,可进步加工功率,能与其他电路集成等,有望催生新的附加值。
     别的,GaN on Si并不是新技能。该技能尽管备受等待,但直到近来才开端推动实用化,这是因为一向未能处理技能课题。例如,因为GaN与Si的晶格常数之差和热膨胀系数之差较大,不容易在Si基板上成长高品质GaN晶体。因为热膨胀系数不一样,存在晶体破损和硅晶圆曲翘的课题。制作的LED发光功率也比较低,很难追上功能抢先的蓝宝石基板白色LED。别的还存在作为LED基板来说最丧命的课题,即Si会吸收可见光。


 
 
 
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