LED正在打破各種障礙，起初它只是開關(guān)面板上微小的紅色指示燈，如今到處都有它的身影，從屏幕到墻壁、天花板再到可穿戴設(shè)備。LED正高速前進(jìn)，不斷產(chǎn)生新的突破和創(chuàng)新。下面就簡要介紹LED技術(shù)的一些進(jìn)展，這些有望讓我們的世界變得更加美好。

1. 全球首款全彩色氮化鎵基LED

南加利福尼亞州Ostendo EpiLab實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了全球首款RGB LED。這款LED基于GaN技術(shù)，采用三種特定材料組成量子結(jié)構(gòu)，可以發(fā)出不同顏色的光，彩色LED可以單獨(dú)發(fā)光或混合發(fā)光。傳統(tǒng)的LED通常是單色的，并且只能發(fā)射單個(gè)波長。要實(shí)現(xiàn)多彩的RGB照明效果，需要使用多個(gè)LED來混合實(shí)現(xiàn)所需的顏色。

顏色是由LED的磷光體涂層或基底材料決定。只有少數(shù)研究人員嘗試制造出能夠發(fā)射全范圍RGB顏色的單一LED芯片。

 2. GaN讓綠光LED更亮

伊利諾伊大學(xué)香檳分校的電子和計(jì)算機(jī)工程科學(xué)家開發(fā)了一種新方法，可以制造更亮、更高效的綠光LED。采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體生長方法，在硅襯底上生長氮化鎵（GaN）立方晶體，為固態(tài)照明產(chǎn)生強(qiáng)大的綠光。

通常，GaN形成兩種晶體結(jié)構(gòu)之一：六方晶體或立方晶體。六方形GaN在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，并且是在半導(dǎo)體應(yīng)用中使用的常規(guī)形式。但是，六方型GaN較容易出現(xiàn)偏振現(xiàn)象，內(nèi)部的電場將負(fù)電子與正電子分開，防止它們結(jié)合，從而降低光輸出效率。

 3. 使用新材料制造高效的白光LED

臺(tái)灣清華大學(xué)的研究人員最近在科學(xué)雜志ACS Nano上發(fā)表了一篇論文，他們成功地使用新材料而不是稀土金屬來制成白光LED產(chǎn)品。這個(gè)LED基本上由堿金屬鍶制成，結(jié)合了金屬有機(jī)框架（MOF），在MOF的上下層分別結(jié)合了石墨烯和其它材料，制成了白光LED。由新材料制成的LED可以發(fā)出與自然光相似質(zhì)量的光束，并且不會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的藍(lán)光。流明效率顯著提高，因?yàn)樗槐剡^濾掉其他顏色。

 4. 日本研發(fā)沒有稀有元素的紅光LED

東京工業(yè)大學(xué)和京都大學(xué)共同宣布已研發(fā)出不使用昂貴稀有元素的紅色發(fā)光半導(dǎo)體。

研究人員正在轉(zhuǎn)向使用地球上豐富的元素作為替代方案，例如使用氮和鋅成分作為篩選方法的標(biāo)準(zhǔn)。 低成本的材料可以降低紅光LED和太陽能電池的生產(chǎn)成本。

 5. 混合納米晶體LED抑制效率下降

南京大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了混合納米晶體的一種新應(yīng)用，可用于填充InGaN或GaN LED結(jié)構(gòu)的洞孔，以顯著提高白光LED的流明效率。

這些研究發(fā)表在《應(yīng)用物理快報(bào)》上，指出提高色彩轉(zhuǎn)換效率（CCE）的關(guān)鍵是由有效的非輻射共振能量轉(zhuǎn)移決定的，而不是結(jié)合藍(lán)光InGaN/GaN LED，或向下轉(zhuǎn)換材料（如磷或甚至半導(dǎo)體奈米晶體）。

 6. UV LED自由曲面配光技術(shù)的進(jìn)步

中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院集成光電技術(shù)研究中心在紫外LED自由曲面配光技術(shù)的應(yīng)用研究中取得重要進(jìn)展，成功將紫外LED光源用于曝光機(jī)領(lǐng)域，產(chǎn)品已在PCB、液晶面板、觸摸屏等行業(yè)獲得應(yīng)用。傳統(tǒng)的平行光曝光機(jī)采用高壓汞燈作為光源，其壽命只有1000小時(shí)，耗電高，且有污染。采用UV LED替換汞燈光源，壽命可達(dá)汞燈的50倍，耗電量可減少90%，大幅降低企業(yè)生產(chǎn)成本，環(huán)保無污染。

目前，重慶研究院已突破LED多自由曲面精確配光、適用于紫外波段的無機(jī)光學(xué)元件加工等關(guān)鍵技術(shù)，首次研發(fā)出基于紫外LED的平行光曝光頭，平行半角可控制在±2°以內(nèi)，照明不均勻性小于3%，照明強(qiáng)度高達(dá)40mW/cm2。

 7. LED散熱裝置的新突破

中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)高級(jí)工程師李寬安介紹了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新LED散熱技術(shù)。這些公司能夠成功地消除所有障礙，并使用線材形式及風(fēng)扇強(qiáng)制方式散熱，并獲得良好的散熱效果。發(fā)明人張逸興指出，該設(shè)計(jì)解決了散熱問題，滿足了“高效、高可靠、低成本”的LED驅(qū)動(dòng)電源需求，從根本上解決了LED發(fā)展的兩大難題。

 8. 新材料為白光LED提供更長的壽命

溫州大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院教授向衛(wèi)東發(fā)明了創(chuàng)新材料，使LED燈具的使用壽命延長了近10年。長時(shí)間照明使得這種材料可以更廣泛地應(yīng)用于豪華汽車、高速鐵路、飛機(jī)、地鐵和其他照明應(yīng)用。向衛(wèi)東花了很多年的時(shí)間在一個(gè)可以在2000℃高溫下合成的單個(gè)LED芯片上發(fā)黃光。如果一個(gè)藍(lán)光LED芯片與一個(gè)5.5mm×5.5mm的24W光源在單個(gè)芯片上配對(duì)，黃光單晶材料可以穩(wěn)定地發(fā)出白光。由于芯片耐熱阻，導(dǎo)電率高，LED燈具的彈性會(huì)更大，壽命更長。LED燈泡在長時(shí)間照明后不易被高溫?fù)p壞，非常適合豪華車、汽車燈、高速鐵路、飛機(jī)和潛艇的照明應(yīng)用。

9. 奔馳推出獨(dú)立控制的LED頭燈

奔馳推出帶有84顆LED光源的多光束LED前大燈，從而實(shí)現(xiàn)更高的光輸出分辨率。這樣可以使其他道路使用者更好地防止眩目，同時(shí)改善駕駛員前方道路的照明。

由于光分布完全可自由配置，因此可以首次以完全數(shù)字模式實(shí)現(xiàn)智能照明系統(tǒng)的所有高光束和低光束功能，而無需任何機(jī)械作動(dòng)器。這將使大量新的自適應(yīng)照明功能成為可能，將使夜間駕駛更安全。

這項(xiàng)技術(shù)正在快速發(fā)展：很快，每個(gè)LED芯片上有1024個(gè)可單獨(dú)控制的像素，將進(jìn)一步改善夜間能見度，從而進(jìn)一步提高安全性。 英飛凌、歐司朗、Fraunhofer Gesellschaft IZM、Hella和戴姆勒等合作伙伴在“μAFS”研究項(xiàng)目中取得了突破，這種新型LED芯片結(jié)構(gòu)非常精細(xì)。單片結(jié)構(gòu)的像素LED半導(dǎo)體層建立在硅襯底上，通過集成電路，每個(gè)LED芯片允許選擇性地控制1024個(gè)單獨(dú)可尋址的像素。

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