紫色LED優(yōu)勢明顯 將取代藍光LED?

　　“使用藍色LED的白色LED早晚會消失。”中村修二在7月24日舉行的“GaN掀起能源革命”研討會上發(fā)表演講時說出的這番言論，震驚業(yè)內(nèi)外。中村修二當初因開發(fā)出高效藍色LED而獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎，如今竟一舉“推翻”這一成果，是藍色LED本身缺陷明顯，還是其出于對新公司Soraa主推紫色LED的宣傳?未來藍色LED是否會退出歷史舞臺?

　　中村言論出于參股公司利益?

　　LEDs是基于半導(dǎo)體元件的窄帶光源，發(fā)光波長范圍從紅外到紫外。第一個LEDs的發(fā)光波長為紅外到綠光不等。藍光LEDs則需要研究高質(zhì)量晶體的生長技術(shù)、寬帶隙半導(dǎo)體的p型摻雜控制技術(shù)，而這些技術(shù)只有在1980s末期在GaN體系上得以實現(xiàn)。另外，高效藍光LED的研發(fā)也需要制備出具有不同組成的GaN基合金，并需要將之集成為異質(zhì)結(jié)和量子阱類的多層結(jié)構(gòu)。

　　熒光材料受藍光LED照射激發(fā)，會發(fā)出綠、紅譜段的光，它們與藍光合并后看起來就是白光。另外，具有不同互補色(紅/綠/藍)的幾個LEDs一起用也可以形成白光。以上兩種技術(shù)被用在當今的高效電致發(fā)光白光光源中，實現(xiàn)了顯著的節(jié)能效果。

　　但中村修二如今指出，一方面，由藍色LED芯片和黃色熒光體組合而成白色LED，發(fā)光的波長不均衡，并且存在藍色光的峰值強度較高、容易引起睡眠障礙的問題，即“藍光問題”。

　　另一方面，普通的由藍色LED和熒光材料組成的白色LED不含紫外線。因此，與含有陽光和紫外線的其他光源相比，呈現(xiàn)出的色彩有時會存在差別。

　　由此，中村修二宣判“使用藍色LED的白色LED早晚會消失”，并指出“美國Soraa公司銷售的白色LED是解決對策。”

　　而據(jù)了解，Soraa是中村作為共同創(chuàng)始人(co-founder)設(shè)立的LED風(fēng)險企業(yè)，主要銷售在紫色LED芯片上組合使用紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)熒光體的白色LED。這不禁令人聯(lián)想到，他的這番言論會是出于其參股公司自身利益?

　　對此，大部分LED行業(yè)專家表示可能性較高。

　　WhichLEDs從在商言商的角度上看，認為中村是有為其參股公司做宣傳的可能。“自己發(fā)明出來的東西被自己看衰，其實也是挺有趣的。從二戰(zhàn)中傷亡人數(shù)來看，如諾貝爾先生健在，也應(yīng)該非常恨自己發(fā)明了TNT炸藥吧。”

　　中國照明電器協(xié)會副理事長、南京工業(yè)大學(xué)電光源材料研究所所長王海波同樣表示此并不奇怪，“中村說這段話的背景情況，很自然讓人想到是為了商業(yè)目的。”

　　“應(yīng)該反過來看，因為他看到紫色LED的前景，才會投入這樣一家以紫色LED研發(fā)為主的公司。對于這番言論是否出于公司利益就不得而知了。”中國稀土學(xué)會專家組專家、中國稀土協(xié)會光功能材料分會秘書長、上海市照明學(xué)會理事吳虹建議用逆反思維看待此事。

　　江蘇博睿光電有限公司副總經(jīng)理梁超則認為中村修二并不是出于公司利益，“作為一名獲得諾貝爾獎的科學(xué)家，應(yīng)該是具有很高的道德水準和職業(yè)操守，對于其看衰藍光LED的觀點，是有理論支撐的，當然也具有合理性。”

　　晶能光電副總裁陳振亦認同此觀點，“我相信他做出的判斷應(yīng)該是基于他的理解和出發(fā)點。”

　　紫色LED優(yōu)勢明顯?

　　中村修二的言論是否真的出于公司利益，我們無法做出定論，但其現(xiàn)今所推崇的紫色LED是否真的會將藍色LED取而代之，可客觀分析看看。

　　吳虹對于紫色LED的發(fā)展前景持以肯定態(tài)度，“紫色光轉(zhuǎn)換白光效率更高，光譜分布均衡，顯色指數(shù)相對較好，對于節(jié)能減排、提高光品質(zhì)有重要的意義。雖然目前受價格高企影響，還未能普及，但優(yōu)勢明顯。”

　　具體來看，通過紫色LED得到的白色LED有何優(yōu)勢?

　　1、顯色指數(shù)高。

　　這種白色LED是通過紫色LED激發(fā)熒光體來獲得藍色光，藍色光的峰值強度不太高。而且，還能輸出可見光波長范圍內(nèi)所有的光，因此顯色指數(shù)比較高，可實現(xiàn)像太陽光一樣的理想白色。而且它的紅色顯色指數(shù)“R9”尤其高，平均顯色指數(shù)“Ra”也高達95。

　　2、發(fā)光效率高。

　　(1)因為紫色LED采用GaN基板制造，是在GaN基板上層疊GaN類半導(dǎo)體制作了紫色LED芯片，屬于“GaN on GaN”型LED，GaN類半導(dǎo)體層的結(jié)晶品質(zhì)比較高，所以紫色LED發(fā)光效率高，而且效率的提高速度快。

　　(2)紫色LED芯片為三角形，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。

　　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，電光轉(zhuǎn)換效率)”可達到84%。而普通藍色LED的WPE僅為50～60%。

　　(3)普通的藍色LED芯片是在藍寶石基板上制作的。由于GaN類半導(dǎo)體與藍寶石的晶格常數(shù)等不同，因此容易出現(xiàn)稱為“位錯”的結(jié)晶缺陷。

　　而采用GaN基板幾乎不存在晶格常數(shù)的差異，因此很難出現(xiàn)結(jié)晶缺陷。與采用藍寶石基板的產(chǎn)品相比，位錯密度可降至約1/1000。

　　(4)紫色LED芯片的另一特點是不易出現(xiàn)“光效下降(droop)”問題。光效下降是為了提高發(fā)光強度而增加驅(qū)動電流密度時，引起的發(fā)光效率下降的現(xiàn)象，也是提高亮度時存在的一大課題。

　　而GaN on GaN型產(chǎn)品的晶體品質(zhì)較高，與藍寶石基板型產(chǎn)品相比，不易發(fā)生光效下降問題。因此，與藍寶石基板型產(chǎn)品相比，GaN基板型產(chǎn)品可使電流密度提高至5～10倍。

　　藍色LED將被擠出歷史舞臺?

　　利用紫光或紫外LED激發(fā)RGB三色熒光粉，獲得高顯色白光LED技術(shù)，在當前芯片效率已經(jīng)提高到一個新的量級情況下，獲得業(yè)內(nèi)越來越多的青睞。

　　那么，藍色LED會否最終退出歷史舞臺?