近期九大LED技術創新盤點

    LED正在打破各種障礙，起初它只是開關面板上微小的紅色指示燈，如今到處都有它的身影，從屏幕到墻壁、天花板再到可穿戴設備。LED正高速前進，不斷產生新的突破和創新。下面就簡要介紹LED技術的一些進展，這些有望讓我們的世界變得更加美好。

    1、全球首款全彩色氮化鎵基LED

    南加利福尼亞州Ostendo EpiLab實驗室研發了全球首款RGB LED。這款LED基于GaN技術，采用三種特定材料組成量子結構，可以發出不同顏色的光，彩色LED可以單獨發光或混合發光。傳統的LED通常是單色的，并且只能發射單個波長。要實現多彩的RGB照明效果，需要使用多個LED來混合實現所需的顏色。

    顏色是由LED的磷光體涂層或基底材料決定。只有少數研究人員嘗試制造出能夠發射全范圍RGB顏色的單一LED芯片。

    2、GaN讓綠光LED更亮

    伊利諾伊大學香檳分校的電子和計算機工程科學家開發了一種新方法，可以制造更亮、更高效的綠光LED。采用業界標準的半導體生長方法，在硅襯底上生長氮化鎵（GaN）立方晶體，為固態照明產生強大的綠光。

    通常，GaN形成兩種晶體結構之一：六方晶體或立方晶體。六方形GaN在熱力學上是穩定的，并且是在半導體應用中使用的常規形式。但是，六方型GaN較容易出現偏振現象，內部的電場將負電子與正電子分開，防止它們結合，從而降低光輸出效率。

    3、使用新材料制造高效的白光LED

    臺灣清華大學的研究人員最近在科學雜志ACS Nano上發表了一篇論文，他們成功地使用新材料而不是稀土金屬來制成白光LED產品。這個LED基本上由堿金屬鍶制成，結合了金屬有機框架（MOF），在MOF的上下層分別結合了石墨烯和其它材料，制成了白光LED。由新材料制成的LED可以發出與自然光相似質量的光束，并且不會發出強烈的藍光。流明效率顯著提高，因為它不必過濾掉其他顏色。

    4、日本研發沒有稀有元素的紅光LED

    東京工業大學和京都大學共同宣布已研發出不使用昂貴稀有元素的紅色發光半導體。

    研究人員正在轉向使用地球上豐富的元素作為替代方案，例如使用氮和鋅成分作為篩選方法的標準。 低成本的材料可以降低紅光LED和太陽能電池的生產成本。

    5、混合納米晶體LED抑制效率下降

    南京大學的研究人員發現了混合納米晶體的一種新應用，可用于填充InGaN或GaN LED結構的洞孔，以顯著提高白光LED的流明效率。

    這些研究發表在《應用物理快報》上，指出提高色彩轉換效率（CCE）的關鍵是由有效的非輻射共振能量轉移決定的，而不是結合藍光InGaN/GaN LED，或向下轉換材料（如磷或甚至半導體奈米晶體）。

    6、UV LED自由曲面配光技術的進步

    中國科學院重慶綠色智能技術研究院集成光電技術研究中心在紫外LED自由曲面配光技術的應用研究中取得重要進展，成功將紫外LED光源用于曝光機領域，產品已在PCB、液晶面板、觸摸屏等行業獲得應用。傳統的平行光曝光機采用高壓汞燈作為光源，其壽命只有1000小時，耗電高，且有污染。采用UV LED替換汞燈光源，壽命可達汞燈的50倍，耗電量可減少90%，大幅降低企業生產成本，環保無污染。

    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光學元件加工等關鍵技術，首次研發出基于紫外LED的平行光曝光頭，平行半角可控制在±2°以內，照明不均勻性小于3%，照明強度高達40mW/cm2。

    7、LED散熱裝置的新突破

    中國輕工業聯合會高級工程師李寬安介紹了一種具有自主知識產權的創新LED散熱技術。這些公司能夠成功地消除所有障礙，并使用線材形式及風扇強制方式散熱，并獲得良好的散熱效果。發明人張逸興指出，該設計解決了散熱問題，滿足了“高效、高可靠、低成本”的LED驅動電源需求，從根本上解決了LED發展的兩大難題。

    8、新材料為白光LED提供更長的壽命

    溫州大學化學與材料工程學院教授向衛東發明了創新材料，使LED燈具的使用壽命延長了近10年。長時間照明使得這種材料可以更廣泛地應用于豪華汽車、高速鐵路、飛機、地鐵和其他照明應用。

    向衛東花了很多年的時間在一個可以在2000℃高溫下合成的單個LED芯片上發黃光。如果一個藍光LED芯片與一個5.5mm×5.5mm的24W光源在單個芯片上配對，黃光單晶材料可以穩定地發出白光。由于芯片耐熱阻，導電率高，LED燈具的彈性會更大，壽命更長。LED燈泡在長時間照明后不易被高溫損壞，非常適合豪華車、汽車燈、高速鐵路、飛機和潛艇的照明應用

    9、奔馳推出獨立控制的LED頭燈

    奔馳推出帶有84顆LED光源的多光束LED前大燈，從而實現更高的光輸出分辨率。這樣可以使其他道路使用者更好地防止眩目，同時改善駕駛員前方道路的照明。

    由于光分布完全可自由配置，因此可以首次以完全數字模式實現智能照明系統的所有高光束和低光束功能，而無需任何機械作動器。這將使大量新的自適應照明功能成為可能，將使夜間駕駛更安全。

    這項技術正在快速發展：很快，每個LED芯片上有1024個可單獨控制的像素，將進一步改善夜間能見度，從而進一步提高安全性。 英飛凌、歐司朗、Fraunhofer Gesellschaft IZM、Hella和戴姆勒等合作伙伴在“μAFS”研究項目中取得了突破，這種新型LED芯片結構非常精細。單片結構的像素LED半導體層建立在硅襯底上，通過集成電路，每個LED芯片允許選擇性地控制1024個單獨可尋址的像素。

責編：小瀞