产业要闻

南昌大学副校长江风益: 黄光效率提升,纯LED照明的时代到来

作者:陈炳欣来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2019-05-21 09:27我要评论

由南昌市人民政府主办,南昌国家高新技术产业开发区管理委员会、南昌市工业和信息化局、南昌市投资促进局承办,中国电子报社、南昌高新区企业家联合会协办,中国半导体照明/LED产业与应用联盟与中国传感器与物联网产业联盟科技成果转化专业委员会支持的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于5月19日在江西南昌召开。本次活动以“打造智能终端产业链,培育产业发展新动能”为主题,致力于推进电子信息产业的集聚与发展。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。

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蓝光LED加荧光粉将逐渐被替代

现在为止,LED无论是在通用照明还是显示屏方面都已经有了很广的应用。以照明为例,LED节能上优势十分突出,相比传统光源可以节能50%以上,相对白炽灯节能率可以达到90%。我国现在LED产业在上中下游产业链都得到很快发展,产业规模超过6千亿元。我们国家已经成为LED半导体照明的最大生产国、出口国和消费国。

不过,江风益也指出,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。

1976年,就有专家对比不同波长的光对猴子视网膜的损伤研究,得出结论:波长越短,对视网膜造成的损伤越大。2012年,欧盟新兴及新鉴定健康风险科学委员会发布报告《人造光源对健康的影响》,系统性评估了各种人造光源对健康的影响,阐述了不健康的光源导致的眼损伤、生物钟紊乱以及各种疾病。2014年,国际能源组织发布报告《固态照明附录:固态照明的潜在健康问题》,指出了固态照明的存在的炫光、蓝光危害、频闪、非视觉光效应以及影响生物钟等问题,针对蓝光危害制定了相关灯具标准和分级制度。

核心技术加装备自主是突破黄光效率的关键

因此,随着近年来技术的改善,黄光LED发光效率逐渐提升,采用纯LED发光的时代正在到来,在部分市场正逐渐替代现有的主流技术。

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。


责任编辑:赵强
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