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从LED芯片技术进展看半导体照明发展趋势

2019-05-21 10:15
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在第十一届中国中部投资贸易博览会电子信息产业发展论坛上,南昌大学副校长江风益发表了《从LED芯片技术进展,看半导体照明发展趋势》的演讲。江风益指出,在黄光效率提升的情况下,传统LED+荧光粉的发光照明方式将逐渐被替代。纯LED照明的时代正在到来。

江风益表示,传统上所采用的LED+荧光粉的发光照明方式有其局限性。由于黄光LED发光效率长期很低,蓝光发光效率很高,目前最高的蓝光LED发光效率甚至可达80%左右。因此,在以前的LED照明解决方案中大量采用蓝光LED加荧光粉的方式,产生白光照明。然而,实验表明,长期富蓝光照射对人体生理是有一定危害的。

传统上,黄光LED的发光效率是很低的。1965年,贝尔实验室最初研究黄光LED,1971年孟山都公司做到发光功率效率万分之一,此后经过不断发展和技术的革新,东芝公司曾经报道发光功率效率达到9.4%的黄光LED,此后未见新进展。

在这种情况下,我国的研发团队在2016年取得了重要突破,实现了20%的发光功率效率。最新的进展是已经做到了26.8%,约为国外研究水平三倍,达到160-230lm/W@20-2A/cm2。目前GaN/Si基黄光超过了其他路线黄光!这样的发光效率已经可以在不用荧光粉的情况下作为光源进行照明。

江风益介绍,之所以能取得这样的技术突破,一方面要掌握整个技术链条,上中下游整个都要掌握。另一方面,是要将装备与工艺结合起来。如果只是买现成的装备,只停留在使用进口装备的阶段,突破黄光是非常的难。将自主装备与硅衬底这个核心技术掌握,并将两者结合起来,才能在黄光LED上取得关键突破。

江风益还介绍了纯LED照明的优点,包括兼顾显指与效率,解决富蓝光危害问题,满足低色温需求,节省稀土资源,解决色飘和光衰问题,突破效率极限,实现智能情景照明,兼顾可见光通信技术等。健康光源应该是可以保护眼睛,维护正常生物节律,符合人类长期养成“日出而作、日落而息”习惯的光源。

最后,江风益指出,可见光LED光效还有进一步提升的空间,我国从事LED和LED照明的业者应该有更大的理想。

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