產業發展形勢變化飛速,產業、技術進展如何,又將走向何方?在近期由北京市順義區人民政府、第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA)和國家半導體照明工程研發及產業聯盟(CSA)主辦的第十四屆中國國際半導體照明論壇暨 2017 國際第三代半導體論壇閉幕式上,南昌大學副校長江風益帶來了最新的高光效黃光LED技術進展分享,備受關注。
待發展的高效黃光LED技術
紅光LED發明之后,經過半個世紀的發展,從紅光到藍光,多種顏色的可見光LED均已經實現了產業化,它們之間的組合帶來五彩繽紛的新世界新視覺。不同顏色LED的光轉換效率發展不平衡,效率高低不同。其中,藍光LED、紅光LED、綠光LED的效率還不錯,但黃光LED的效率不高,因此,照明用LED大部分是藍光激發熒光粉的方式。
實際上,如果黃光LED的效率夠高,熒光粉環節可以省掉。無論是以GaP還是以GaN為基礎的黃光LED的效率都不高,從整個可見光范圍,有一種光的顏色效率太低不能不說是一個遺憾,也應該發展該技術。
LED照明為節能減排做出了重要貢獻。從發展的角度,當前LED照明主要是藍光LED激發熒光粉的方式,離不開熒光粉,還不是百分百LED照明,既存在電子發光還存在光致發光,如果實現全部為電子發光,就是百分百的LED照明。
藍光LED加熒光粉的方式,具有效率等有點,但也存在藍光含量多少的控制、顯色指數與效率兼顧等問題。如果用多種顏色LED來實現白光,可以減少藍光激發熒光粉過程中的能量損失,從本質上來看,不用熒光粉做照明效率是最高的。多基色LED合成白光LED是全光譜式概念,國內已經有相關的項目立項,也取得了很好的進展。從黃光LED的發展歷史來看,國內外的研究都在進行,經過50多年的發展,黃光從無到有,再到效率不斷提升,不同時期用的是不同材料,不同襯底,器件結構也不一樣。國內相關也有不錯的進展。

南昌大學InGaN 黃光 LED研究進展
高效黃光LED技術進展
目前,南昌大學研究小組研發的InGaN基硅襯底黃光LED,在20A/cm2電流密度下,插座效率達到21.7%,流明效率為130lm/W。效率峰值為30%,180lm/W。自主設計制造的專用MOCVD和硅襯底張應力特性被歸于提升黃光LED效率的重要因素。InGaN材料在黃光波段的表現已經超過AlGaInP。基于硅襯底黃光LED,實現了121lm/W,顯指97.5,色溫2941K的多基色無熒光粉暖白光LED以及138lm/W,顯指92.9,色溫4856K的多基色無熒光粉冷白光LED。



江風益表示,無熒光粉固態照明技術將為半導體照明產業注入新的活力,期望在智能照明、可見光通訊等領域發揮重要作用。黃光的突破拉開了沒有熒光粉LED照明技術的序幕產業的序幕,今后的發展隨著黃光效率的進一步提升,應用范圍會越來越廣。
(內容根據現場資料整理,如有出入敬請諒解)