“LED是一種把電能直接轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體元器件。1962年，通用電氣的Holonyak發(fā)明了紅光LED，經(jīng)過54年的發(fā)展，如今紅橙黃綠青藍紫七彩LED光全都實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和商品化，人工已經(jīng)可以造就五彩繽紛的新視覺。”在日前召開的第十五屆全國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)研討會暨2016全國LED顯示應(yīng)用技術(shù)交流及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會上，南昌大學(xué)副校長江風(fēng)益提出，多基色LED合成照明產(chǎn)業(yè)時代即將來臨。

江風(fēng)益表示，正如Holonyak在4年前所說，LED尚處在嬰兒期?，F(xiàn)有的LED照明技術(shù)方案是采用藍光+熒光粉的方式來實現(xiàn)的，光效和品質(zhì)難以協(xié)調(diào)，流明效率較高，已經(jīng)達到150lm/W，但是藍光占比過大，青光缺失，紅光不足。

江風(fēng)益認為，LED照明技術(shù)還有很大的發(fā)展空間。新一代LED照明技術(shù)將采用多基色LED合成的解決方案，用紅、黃、綠、青、藍光直接合成白光，無需熒光粉。具體來看，當(dāng)藍、青、綠、黃、紅光的光效分別達到70%、55%、45%、25%、55%時，即可達到顯色指數(shù)97.8、色溫3000K、光效136lm/W的令人滿意的結(jié)果。

從2015年的數(shù)據(jù)來看，可見光LED的功率效率分別為：藍光65%、綠光35%、黃光10%、紅光52%。由此可見，多基色LED合成的難點主要在于黃光效率的提升，而造成“黃光鴻溝”的難題是AlGaInN和AlGaInP的黃光光效都很低。近年來，國內(nèi)外的科研力量一直在積極探索如何提高黃光的光效，南昌大學(xué)也從2015年開始用自制MOCVD設(shè)備研發(fā)黃光LED生長技術(shù)。

據(jù)江風(fēng)益介紹，南昌大學(xué)的硅襯底LED技術(shù)獲得了2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎，是除了美國碳化硅技術(shù)、日本藍寶石技術(shù)的第三條藍光LED技術(shù)路線。運用該技術(shù)路線，南昌大學(xué)通過外延工藝控制V坑結(jié)構(gòu)，將位錯密度高的缺點變成優(yōu)點，獲得良好的器件性能。

實際上，如果將硅襯底LED制作成傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，會因硅襯底吸光和電極擋光而使LED出光效率很低。但是通過襯底轉(zhuǎn)移技術(shù)和互補電極結(jié)構(gòu)，使N電極正下方?jīng)]有電流通過而迫使該區(qū)域不發(fā)光，解決了電極擋光的問題;設(shè)計了反射鏡，解決了襯底吸光問題。同時，硅襯底LED為單面出光，光線更容易管控。

江風(fēng)益說，經(jīng)過一系列努力，南昌大學(xué)已經(jīng)實現(xiàn)了22.7%的黃光LED發(fā)光效率。未來5年，將繼續(xù)努力實現(xiàn)25%的目標(biāo)。隨著“黃光鴻溝”的顯著緩解，多基色LED合成照明產(chǎn)業(yè)即將來臨，將在高品質(zhì)照明、智能照明和可見光通訊等方面獲得良好的發(fā)展前景。

來源：中國電子報

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