2017-01-03 16:35:26

  2016年即将画上句号,回顾LED行业一整年的发展,在诸多技术难题上获得了喜人的突破。据在线君不完全统计,2016年到目前为止,LED行业获得了十余项突破性LED相关技术。

  美研究人员放大招,或可让LED达到零光衰?

  伊利诺大学香槟分校研究人员发展出一种新的方法,提升绿光LED亮度并且提高其效率。使用产业内标准的半导体长晶技术,研究人员在硅基板上制造氮化镓(GaN)晶体,这种晶体能够产生高功率的绿光,应用于固态照明。

  伊利诺大学的电气与计算机工程系助理教授Can Bayram表示:“这是一个具有突破性的制程,研究人员成功在可调式的CMOS硅制程上生产新的原料,也就是方形氮化镓 (cubic GaN),这种原料主要用于绿色波长射极。”

  通常GaN形成一至两种晶体结构,六方形或立方体。六方形GaN为热稳定,且是传统半导体的应用。不过,六角形GaN较容易出现偏振现象,内部的电场将负电子与正电子分开,防止他们结合,因此而造成光输出效率下降。

  Bayram和Liu相信他们的方形GaN晶体可能可以成功让LED达到零光衰(droop)。对绿色、蓝色或UV LED而言,这些LED的发光效率都会随着通过电流的输入而逐渐衰退,也就是所谓的光衰。

  业界首个单晶全彩LED问世

  南加州Ostendo TechInc.所属磊晶实验室(Ostendo EpiLab.)研发出世界第一个全彩LED。他们使用氮化镓材料研发出三种特殊的量子结构,可以发出三种不同颜色的光,可以独立射出也可以混合发射。由于LED有省电和寿命长的特性,采用全彩LED制成的全LED显示器,将可能取代目前使用的液晶技术(LCD),甚至超越有机发光二极体(OLED)。

  紫外LED自由曲面配光技术应用取得新进展

  在重庆市科技计划项目支持下,中国科学院重庆绿色智能技术研究院集成光电技术研究中心在紫外LED自由曲面配光技术的应用研究中取得重要进展,成功将紫外LED光源用于曝光机领域,产品已在PCB、液晶面板、触摸屏等行业获得应用。相关成果已获得国家专利授权(专利号:用于紫外LED准直的透镜201320875490.0、高均匀度的紫外LED曝光头201420651432.4)。

  传统的平行光曝光机采用高压汞灯作为光源,其寿命只有1000小时,耗电高,且有污染。采用UVLED替换汞灯光源,寿命可达汞灯的50倍,耗电量可减少90%,大幅降低企业生产成本,环保无污染。

  目前,重庆研究院已突破LED多自由曲面精确配光、适用于紫外波段的无机光学元件加工等关键技术,首次研发出基于紫外LED的平行光曝光头,平行半角可控制在±2°以内,照明不均匀性小于3%,照明强度高达40mW/cm2。

  Saphlux研发新技术 攻克中村修二未解难题

  2014年成立的Saphlux通过多次试验,终于在今年初找到了解决方法(涉及商业机密赞不方便对外透露),打破了原有的半极性氮化镓材料生长模式,不仅可以在标准的大尺寸蓝宝石衬底上直接生长半极性氮化镓,还能直接控制晶体生长的方向和形状。

  这一底层技术的突破,意味着有望突破第一代材料量子效率下降和绿光光隙的瓶颈,制成下一代大功率、高光效的LED和激光产品,尤其是对医疗、户外等对照明要求高的领域意义重大。

  使用新材料制作白光LED 发光率大幅提升

  最近,台湾清华大学的研究者在《ACS Nano》上发表了一篇文章,其中指出研究者使用稀土元素以外的材料制作出了可以发白光的LED产品。这个LED以碱金属锶为基础,搭建了金属有机框架(MOF),在MOF的上下分别结合了石墨烯等材料,构成了可以直接发出白光的LED。新材料发射出的光线与自然光非常贴近,不会有强烈的蓝色光出现。由于不用遮挡其他颜色光,发光效率得以大大提升。

  日本研发出不使用稀有元素的红光LED

  据日本共同社报道,日本东京工业大学与京都大学的研究小组21日发布消息称,已研发出不使用高价稀有元素的红色发光半导体。据悉,今后有望利用地球上蕴藏量丰富的氮制成的氮化物,以低廉的成本运用于红色发光二极管(LED)与太阳能电池。

  研究发现混合奈米晶体LED设计可抑制效率下降

  南京大学(NJU)的研究人员们采用一种混合奈米晶体的途径,在氮化铟镓(InGaN)/氮化镓(GaN)蓝光LED结构的奈米孔洞中填充奈米晶体,据称可大幅提高白光LED的效率。

  他们在发布于《应用物理快报》(Applied Physics Letters)的研究中指出,提高色彩转换效率(CCE)的关键取决于有效的非辐射谐振能量转移,而不是在结合蓝光InGaN/GaN LED与向下转换材料(如磷或甚至半导体奈米晶体(NC)等)时经常发生的辐射泵。

  南工大科研团队成功研制最高效钙钛矿LED

  从南京工业大学获悉,江苏省柔性电子重点实验室黄维院士、王建浦教授团队在钙钛矿发光二极管(LED)研究领域取得重大突破,他们创新性地设计并制备了一种具有多量子阱结构的钙钛矿LED,其器件效率和稳定性远超国际同行报道的其他钙钛矿LED。

  据介绍,该工作为钙钛矿材料及其在发光领域的研究开拓了新的研究方向,有望在进一步深入研究的基础上,在未来实现产业化。

  瓦克推出新款LED封装用硅橡胶

  慕尼黑的瓦克化学集团成功开发出两种新的LED封装用材料。这两种名为LUMISIL740和LUMISIL770的有机硅封装材料可固化成高透明的有机硅弹性体,并能够承受极高的工作温度和强烈的光线辐射,而不黄变或脆化,尤其适用于对高效LED进行封装。LUMISIL740和LUMISIL770这两种新的LED封装材料均为双组分配方,可在室温条件下通过铂催化加成反应进行交联,其硫化胶能够达到聚二甲基硅氧烷典型的1.41的折射率,属“正常折射系数类”封装材料(Normal RefracTIve Index Encapsulant)。它们能够有效地保护LED敏感的半导体芯片不受环境影响,也可用作荧光染料的载体,有针对性地改变LED光线的颜色。

  台研究人员开发出新型材料 助力提升LED寿命

  目前,台湾研究人员已经开发出了一种可以真正代替厚重、坚硬的铝制散热片。该研究团队声称使用聚酰胺(PA)和还原氧化石墨烯(rGO)制备的散热片,能够使LED灯内部更有效地散热。

  同时,该研究团队已经研究出了一种热塑性材料,该材料与更昂贵的石墨烯的热性能相当,并可以采用注塑工艺成型,制品形状易于控制。该材料有助于制备低成本、重量轻、柔性的LED散热片,还提高了LED的使用寿命。

  LED散热装置技术获得新突破

  近期,中国轻工业联合会教授级高级工程师李宽安介绍,一种具有自主知识产权的自主创新技术成果——LED的散热装置技术,找准了照明产品目前存在问题的关键结点,成功消除障碍,采用线材形式及风扇强制方式进行散热,达到了较好的散热效果。该项成果发明人、高级工程师张逸兴表示,其不仅解决了散热问题,而且还做出了完全符合“高效、高可靠、低成本”要求的LED驱动电源,从根本上解决了制约LED发展的两个难题。

  温大教授发明材料让白光LED灯寿命更长

  温州大学化学与材料工程学院瓯江特聘教授向卫东,发明了新材料,能让LED灯寿命延长10年左右,并能长时间照射,让LED灯更广泛地用于高档汽车、高铁、飞机、潜艇等照明上。

  向卫东教授花费多年精力,研究出了黄光单晶材料,该种材料是在2000℃高温的环境下生产制备而成,只要在每个LED蓝光芯片上放一片相匹配(例如24瓦单颗光源可用5.5mm&TImes;5.5mm单晶匹配)的黄光单晶材料,就能发出稳定的白光。因该晶体耐高温、导热性好等特性,可以让LED灯更加耐用,使用寿命更长,尤其可以让灯泡不会因长时间照射产生的高温导致损害,因此非常适合运用于高档汽车的车灯、高铁、飞机或是潜艇等照明上。



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