中村修二稱(chēng)使用藍(lán)色LED的白色LED早晚會(huì)消失

文章來(lái)源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-07-30

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　　“使用藍(lán)色LED的白色LED早晚會(huì)消失。”

　　據(jù)日經(jīng)技術(shù)在線報(bào)道，說(shuō)出這句話(huà)的，是因開(kāi)發(fā)出藍(lán)色LED而獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校（UCSB）教授中村修二。這是中村在2015年7月24日舉行的研討會(huì)“GaN掀起能源革命”上發(fā)表演講時(shí)說(shuō)的。

　　液晶屏背照燈及照明等使用的白色LED，國(guó)際資訊，主要是由藍(lán)色LED芯片和黃色熒光體組合而成的。中村指出，這種類(lèi)型的白色LED“存在藍(lán)色光的峰值強(qiáng)度較高、容易引起睡眠障礙的問(wèn)題”，也就是所謂的“藍(lán)光問(wèn)題”。中村介紹的解決對(duì)策是美國(guó)Soraa公司銷(xiāo)售的白色LED。

　　Soraa是中村作為共同創(chuàng)始人（co-founder）設(shè)立的LED風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)，LED射燈，主要銷(xiāo)售在紫色LED芯片上組合使用紅色（R）、綠色（G）、藍(lán)色（B）熒光體的白色LED。中村介紹，店鋪照明，這種白色LED“通過(guò)紫色LED激發(fā)熒光體來(lái)獲得藍(lán)色光，家用照明，因此藍(lán)色光的峰值強(qiáng)度不太高”。而且，還能輸出可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)所有的光，因此可實(shí)現(xiàn)像太陽(yáng)光一樣的理想白色。

　　效率提高約50％

　　紫色LED芯片本身就有很多優(yōu)點(diǎn)。比如，紫色LED芯片是在GaN基板上層疊GaN類(lèi)半導(dǎo)體來(lái)制作的，屬于“GaN on GaN”型LED。因此，GaN類(lèi)半導(dǎo)體層的晶體品質(zhì)很高�；�板與GaN類(lèi)半導(dǎo)體層的晶格常數(shù)等基本上沒(méi)有差異，因此很難出現(xiàn)被稱(chēng)為“位錯(cuò)”的晶體缺陷。

　　而普通的藍(lán)色LED芯片是在藍(lán)寶石基板上制作的。GaN類(lèi)半導(dǎo)體與藍(lán)寶石的晶格常數(shù)等不同，因此容易出現(xiàn)位錯(cuò)。

　　紫色LED芯片的形狀也十分獨(dú)特，為三角形。普通LED芯片的形狀為四角形，與之相比，三角形LED芯片的發(fā)光層發(fā)出的光線射到芯片外的效率（光提取效率）更高。

　　據(jù)中村介紹，由于紫色LED的晶體品質(zhì)及光提取效率都很高，因此光輸出除以投入電力所得到的“WPE（wall-plug efficiency，口碑，電光轉(zhuǎn)換效率）”可達(dá)到84％。而普通藍(lán)色LED的WPE僅為50～60％。

　　紫色LED芯片的另一特點(diǎn)是不易出現(xiàn)“光效下降（droop）”問(wèn)題。光效下降是為了提高發(fā)光強(qiáng)度而增加驅(qū)動(dòng)電流密度時(shí)，引起的發(fā)光效率下降的現(xiàn)象，也是提高亮度時(shí)存在的一大課題。而GaN on GaN型產(chǎn)品的晶體品質(zhì)較高，質(zhì)量，恒光，與藍(lán)寶石基板型產(chǎn)品相比，綠色照明，不易發(fā)生光效下降問(wèn)題。因此，與藍(lán)寶石基板型產(chǎn)品相比，GaN基板型產(chǎn)品可使電流密度提高至5～10倍。

　　不過(guò)，LED燈管，GaN基板型產(chǎn)品也不能完美解決光效下降問(wèn)題，電流密度的提高存在界限。

　　激光照明為第三代產(chǎn)品

　　因此，中村一直在大力研究使用半導(dǎo)體激光器的照明。如果將藍(lán)寶石基板型產(chǎn)品視為第一代SSL（solid state lighting：固體照明）的話(huà)，那么GaN基板型產(chǎn)品就是第二代，而激光器照明就是第三代產(chǎn)品。

　　中村介紹，使用半導(dǎo)體激光器的話(huà)，即便將電流密度提高至LED的近1000倍，也基本上不會(huì)對(duì)發(fā)光效率產(chǎn)生影響。

　　因此，獲得相同亮度所需要的芯片面積就能大幅縮小。比如，CCC認(rèn)證，要獲得60W的白色光，建筑照明，藍(lán)寶石基板型LED需要28平方毫米的面積，店鋪照明，而使用半導(dǎo)體激光器的話(huà)，CE認(rèn)證，只需要0.3平方毫米。

　　目前，藍(lán)色半導(dǎo)體激光器存在成本和效率問(wèn)題。中村表示，綠色照明，“成本是藍(lán)色LED的10倍，而效率（WPE）卻只有30％，恒光電器,照亮您的生活，僅為藍(lán)色LED的一半左右。因此，必須將成本降低到1/10，效率提高到兩倍”。他對(duì)解決這些問(wèn)題充滿(mǎn)信心。

　　在著名投資者的建議下創(chuàng)業(yè)

　　演講時(shí)，中村還提到了創(chuàng)辦Soraa的原因。該公司是由包括中村在內(nèi)的三名UCSB教授于2008年成立的。為此提供契機(jī)的是美國(guó)著名風(fēng)險(xiǎn)投資人維諾德·科斯拉（Vinod Khosla）�？扑估�看到中村的研究小組發(fā)表的2006年的研究成果后，便勸說(shuō)中村創(chuàng)業(yè)。

　　Soraa從2012年開(kāi)始在美國(guó)銷(xiāo)售LED燈，2013年開(kāi)始在日本等美國(guó)以外的國(guó)家銷(xiāo)售。2014年的銷(xiāo)售額達(dá)到約40億日元，實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)。

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