LED照明的崛起(一)：看日企如何将LED技术发挥到极致

2014-07-22 00:04

　　飞利浦把这种基于多色LED的调色功能与利用通信功能远程控制照明器具的智能照明功能组合在一起，作为LED照明的重要附加值提供。估计这是打算重新构筑LED照明产品群的战略。2012年10月，该公司上市了可显示1677万色的LED灯泡“hue”。另外还推出了有10多种颜色的LED封装。

　　绿色LED取得突破

　　针对多色LED方式，还有的研究人员不依赖荧光材料，而是全力开发具备高发光效率的绿色LED。比如名古屋大学研究生院工学系研究科教授天野浩的研究室（图7）。最近，该研究室已有眉目实现外部量子效率（EQE）高达约60％的绿色LED。而在此之前，EQE最高只有20％左右。

　　图7：将实现超高效率绿色发光LED

　　名古屋大学天野研究室等开发的高效率绿色LED的概要。绿色LED采用In含量较多的InGaN晶体，需要对温度等晶体生长条件进行绝妙的控制。天野研究室通过用激光监控晶体状态来随时保持最佳生长条件，制作了高效率绿色LED。

　　此前，很多研究人员和企业都放弃了提高绿色LED的InGaN晶体品质。因为，只要晶体生长时的温度稍有偏差，就会出现In过剩或者不足的情况。

　　天野研究室采取的是实时、详细地观察晶体生长的方法。在晶体生长时边照射3种波长的激光，边观察晶体状态，根据情况调整温度等生长条件。天野介绍说，“接下来要对结果进行详细分析和评测”，通过与高效率红色LED和蓝色LED等组合，“应该能实现接近300lm/W的效率”（天野）。

　　新基板蕴藏着巨大的可能性

　　在对白色LED的要求中，（2）制造成本、（3）高亮度化以及（4）超越显色指数和眩光极限的技术大多都与新基板有关。这些技术不使用蓝宝石基板，而是在其他基板上生长GaN晶体制作LED（图8）。可以选择SiC基板、Si基板以及GaN基板等。

　　图8：利用不同的基板推进开发

　　生长LED用GaN晶体的不同基板种类以及各自的优点和课题。Si基板作为大幅降低LED成本的撒手锏受到期待，GaN基板在需要大电流密度的用途备受关注（a）。蓝宝石基板方面也有人在尝试采取一些措施，以兼顾发光效率和大电流密度（b～e）。（图片由各公司和大学提供）

　　这些基板虽然各有各的课题，但优点是都蕴藏着能大幅超越以往白色LED技术的冲击力，有望开拓LED照明的新用途。

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