【高工LED綜合報道】
產業發展風雲變幻
,國內企業在新形勢下如何把握新的發展機遇
?新一代LED照明技術如何實現更好的光品質
?
固態發光新材料 、新技術中 ,尤其是提及若幹年內將產業化的多項納米級材料 ,將改變未來照明世界 ,這對現有半導體照明帶來極大挑戰 。
這將改變未來照明世界 ,這對現有半導體照明帶來極大挑戰 。能否進入照明領域 ,唯一標準是以產品綜合性比來評定 ,即節能指標 、光色品質 、可靠性和價格之比 。
這些固態發光新材料 ,特別是石墨烯 、磷烯 、二維半導體材料MX2 、鈣鈦礦等 ,除了具有發光性能之外 ,還可製備高性能電子器件 、傳感器 、探測器 、存儲器 、光電子器件等 ,一旦應用技術成熟並產業化 ,那將是顛覆性的技術創新 ,將對電子信息產業產生深刻影響 。
一是有機發光二極管 。
具有很好的光色性能 ,將很快進入照明領域 。首爾研究機構預測到2020年OLED照明產值達47億美元 ,台灣光電所預測2020年LED與OLED照明產值之比為3 :1 ,另有專家預測為四分之一 。
二是激光照明 。
激光照明有兩種不同的技術路線 ,即發白光的激光器和未來激光照明 。
美國亞利桑那大學研究一種納米厚度由鋅 、鎘 、硫 、硒構成ZnCdSSe ,確保晶體並存 ,納米薄片分成三部分 ,在光脈衝激發下可發R 、G 、B三基色的激光 ,混合成白光 ,可用於照明 ,也可用於光通信 ,光響應速率比普通LED快10~100倍 。
諾獎獲得者中村修二多次表示 ,激光照明是未來照明的觀點 ,該技術是采用半極性GaN激光管結合先進的熒光粉技術 ,其優點是電流密度大 ,所需芯片麵積更小 、更節能 、壽命長 、方向性好等 ,但目前價位較高 。他還認為 ,多種不同技術路線的白光照明將長期共存 。
三是鎢絲+納米光學晶體 。
麻省理工學院三位教授發表論文稱 :鎢絲燈外置納米光學晶體 ,該晶體采用傳統澱積技術製備多層疊加在一個基板上 ,將光反射到燈絲 ,利用紅外熱又將燈絲發可見光全光譜 ,發光效率可達40% ,還有更高的可能 。原來的鎢絲燈或重返照明領域 。
四是碳點發光技術 。
美國猶他大學兩位教授近期發布 :采用玉米殘渣 、麵包渣等在高溫高壓的溶液中經90分鍾加工形成碳源CDs,其中部分是碳量子點 ,尺寸小於20nm ,將CDs懸浮在環氧樹脂中可形成LED ,成為碳QLED 。
其優點是比硒化鎘量子點成本低 ,無毒無害 ,目標是利用廢棄物進行大規模生產這種碳QLED 。
五是鈣鈦礦發光技術 。
采用納米結構的鈣鈦礦 ,用於發光照明及光顯示 ,還可用於高性能電子器件 ,目前有三種技術路線 。
金屬鹵化物鈣鈦礦發光由英國劍橋大學卡文迪實驗室研究 ,這種材料含鉛 、碳基離子和鹵素離子 ,易溶於普通溶劑 ,幹燥後形成鈣鈦礦晶體 ,製備設備價格低 、簡單 、成本低 ,並提出鈣鈦礦LED五年內產業化 。
有機鹵化物鈣鈦礦發光是無機有機混合物 ,生產快速簡單 、成本低 ,在12V下 ,發光亮度達10000坎德拉/平方米 ,但性能不夠穩定 。
全無機鈣鈦礦量子點LED來自南京理工大學曾海波教授研究團隊 。該QLED發可見光400~800nm ,量子效率大於70% ,綠光光效達90%以上 ,能實現RGB三基色等多色電致發光 。可用於發光 、各種顯示和激光顯示 。
六是黑磷發光技術 。
澳洲國立大學製成的單原子層狀磷烯 ,具有半導體性能 ,並有非常強的發光特性 ,可製作PV和LED 。
黑磷具有能隙 ,將它剝離並堆疊在矽基板上 ,可通過在矽基板上堆疊的磷層數來調整能隙 ,未來用於製作晶體管 、傳感器 、光探測、PV及LED等 。
黑磷具有潛在應用前景 ,全球有很多研究者 。國內從事該研究的有中科院深圳先進技術所 、深大 、科大 、複旦 、上海應用數學所等 。
七是二維半導體材料MX2 。
這是繼石墨烯之後新材料領域的研究熱點 ,由於這些材料具有獨特的晶格結構和特性 ,具有巨大潛在應用能力 ,倍受全世界研究者的重視 。
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