中村修二稱使用藍(lán)色LED的白色LED早晚會消失

文章來源: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早晚會消失�,！�

　　據(jù)日經(jīng)技術(shù)在線報(bào)道,，說出這句話的，是因開發(fā)出藍(lán)色LED而獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎的美國加州大學(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“GaN掀起能源革命”上發(fā)表演講時(shí)說的,。

　　液晶屏背照燈及照明等使用的白色LED，國際資訊,，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題”,，也就是所謂的“藍(lán)光問題”。中村介紹的解決對策是美國Soraa公司銷售的白色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“通過紫色LED激發(fā)熒光體來獲得藍(lán)色光，家用照明,，因此藍(lán)色光的峰值強(qiáng)度不太高”,。而且，還能輸出可見光波長范圍內(nèi)所有的光,，因此可實(shí)現(xiàn)像太陽光一樣的理想白色,。

　　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類半導(dǎo)體來制作的,，屬于“GaN on GaN”型LED。因此,，GaN類半導(dǎo)體層的晶體品質(zhì)很高,。基板與GaN類半導(dǎo)體層的晶格常數(shù)等基本上沒有差異,，因此很難出現(xiàn)被稱為“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）”問題,。光效下降是為了提高發(fā)光強(qiáng)度而增加驅(qū)動電流密度時(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，LED燈管,，GaN基板型產(chǎn)品也不能完美解決光效下降問題,，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，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,，即便將電流密度提高至LED的近1000倍,，也基本上不會對發(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,，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”。他對解決這些問題充滿信心,。

　　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)的是美國著名風(fēng)險(xiǎn)投資人維諾德·科斯拉（Vinod Khosla）,。科斯拉看到中村的研究小組發(fā)表的2006年的研究成果后,，便勸說中村創(chuàng)業(yè),。

　　Soraa從2012年開始在美國銷售LED燈，2013年開始在日本等美國以外的國家銷售,。2014年的銷售額達(dá)到約40億日元,，實(shí)現(xiàn)了快速增長。

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