一種產(chǎn)品的誕生,必然有著從技術研發(fā),走出實驗室量產(chǎn),逐漸到實際應用的過程,并在這樣的循環(huán)當中得到完善發(fā)展,乃至不斷更新迭代。在LED領域同樣如此。
小編接下來要介紹的就是涵蓋了近期LED的產(chǎn)品應用和技術研發(fā)兩大方面的一些大小成果。前者包括了今日凌晨傳出萬眾矚目的“神十一”與天宮二號成功對接的消息,那么,LED照明產(chǎn)品在宇宙探索之旅中能擔當起哪些作用?另外,飛利浦攜手迪拜聲稱造出了號稱是當今世上發(fā)光效率最高的LED燈;還有一款應用了短波紫外線LED殺菌的“神器”……
后者則有,慕尼黑的瓦克化學集團成功開發(fā)出兩種新的LED封裝用材料;有臺灣廠商在研發(fā)上沖出重圍,突破了MicroLED技術瓶頸;南京大學的研究人員們采用一種混合奈米晶體的途徑,據(jù)稱可大幅提高白光LED的效率;科銳公司宣布推出針對植物照明應用而優(yōu)化設計的LED,擁有更高亮度和更高效率……
產(chǎn)品應用
LED點亮“神十一”太空之旅
10月17日黎明時分,長征二號F遙十一火箭一飛沖天,在萬眾矚目下將航天員景海鵬和陳冬隨同神十一載人飛船送入太空。據(jù)了解,其艙內(nèi)照明設備和交會對接照明設備使用LED光源。神十一在宇宙遨游,會周期性地經(jīng)過地球陰影區(qū),此時會經(jīng)歷很長時間的黑暗,影響在軌任務的順利完成。飛船艙內(nèi)照明設備和交會對接照明設備,不僅為航天員提供了艙內(nèi)工作、生活照明,還為載人飛船與空間實驗室在陰影區(qū)的交會對接提供了攝像輔助照明。
在太空,如果直接采用生活中常用的白熾燈、節(jié)能燈,估計在飛船上還沒用幾天就熄火了。因此,神十一飛船艙內(nèi)照明設備(近距離泛光照明)和交會對接照明設備(遠距離投光照明)使用LED光源,即固態(tài)照明光源。據(jù)指,載人飛船有了艙內(nèi)照明設備和交會對接照明設備后,當飛船進入地球陰影區(qū)時,航天員在艙內(nèi)仍然可以正確判讀儀表,手動操作各種開關,再也不會誤打誤撞了,飛船與空間實驗室交會對接也多了一份成功的保障。
發(fā)光效率最高的LED“迪拜燈”
LED燈的優(yōu)點之一是與白熾燈相比更節(jié)能,飛利浦公司與迪拜合作研制出一系列新型LED燈,與白熾燈相比耗電量減少90%,壽命提高至15倍。迪拜開展新LED燈研制項目是為了鼓勵可持續(xù)性發(fā)展,并計劃于2030年使城市能源消耗總量減少30%。
飛利浦此次和迪拜一起推出世界上第一款200lm/w的LED燈。這款迪拜燈共有4個LED燈泡,每個燈泡都有冷日光色和暖光兩種顏色。迪拜燈于本周在水、能源、技術和環(huán)境展覽會上亮相,并將于今年年底在迪拜展出。有計劃將在迪拜以外地區(qū)銷售,但售價仍未公布。
短波紫外線LED產(chǎn)品成殺菌神器
在日常生活中,有著許多地方布滿了各種各樣不利于健康的細菌,一不小心就會導致疾病或者感染。雖然高溫水煮、紫外線、酒精這樣的方法都可以消毒,但是并不是適合所有的物品或者目標。對于生活中到處可見難以忍受的細菌、病毒和污染物,一款來自Kickstarter上的Cleanty則能解決相關的煩惱。據(jù)稱,它能在短短幾秒內(nèi)為我們帶來一個無菌的環(huán)境。
Cleanty使用了短波紫外線LED殺菌的方式,雖然看起來像噴霧,但是使用起來卻更簡單。機身設計非常小巧,同時功能很強大,殺菌效果能持續(xù)很長的時間。另外,它也非常便攜,對于更愛干凈的女性朋友來說,可以像口紅一樣隨身攜帶。更可以給所有我們想要消毒的物品消毒,無論是馬桶、智能手機還是鍵盤。通過短波紫外線光,Cleanty能在短短的幾秒鐘之內(nèi),將所覆蓋到的部分變成無菌環(huán)境。通過對桌面、浴室等不同的目標測試,Cleanty的殺菌率介于90%到99%之間,效果非常顯著。
自帶炫酷跑馬燈的自行車架
4年前,當民族音樂家、弗拉門戈歌手、作曲家W.GerardPoole在鄉(xiāng)間騎行時,發(fā)現(xiàn)天色漸晚,而鄉(xiāng)間小道幾乎沒有照明,非常容易發(fā)生碰撞事故。這讓他開始思考:自行車是不是應該在具有照明功能的同時,更美麗、休閑和具有創(chuàng)造力?藝術家的想法總是特立獨行的,所以AuroraLED自行車架便誕生了。顯然,相比一般的自行車燈,AuroraLED更有趣、充滿藝術氣息,同時也起到了一定的照明效果,并且讓其他車輛可以輕松識別騎行者,避免碰撞。
AuroraLED是一款光線藝術車架,不僅可以實現(xiàn)照明效果,還能夠讓自行車呈現(xiàn)很酷的發(fā)光狀態(tài)。據(jù)介紹,它主要采用3D打印技術制成,對自行車架進行了改造,再加上電子工程師的巧妙編程,通過手機應用可以使其呈現(xiàn)各種顏色、規(guī)律的跑馬燈效果,非常炫酷,又充滿藝術感。AuroraLED車架采用了一種獨特的材質(zhì),略有彈性,可提供天然的減震效果,但又非常堅固耐用。
技術突破
瓦克推出新款LED封裝用硅橡膠
慕尼黑的瓦克化學集團成功開發(fā)出兩種新的LED封裝用材料。這兩種名為LUMISIL740和LUMISIL770的有機硅封裝材料可固化成高透明的有機硅彈性體,并能夠承受極高的工作溫度和強烈的光線輻射,而不黃變或脆化,尤其適用于對高效LED進行封裝。LUMISIL740和LUMISIL770這兩種新的LED封裝材料均為雙組分配方,可在室溫條件下通過鉑催化加成反應進行交聯(lián),其硫化膠能夠達到聚二甲基硅氧烷典型的1.41的折射率,屬“正常折射系數(shù)類”封裝材料(Normal Refractive Index Encapsulant)。它們能夠有效地保護LED敏感的半導體芯片不受環(huán)境影響,也可用作熒光染料的載體,有針對性地改變LED光線的顏色。
LUMISIL740和LUMISIL770的特別之處,在于能夠極為出色地承受高溫、光線和溫度的變化。LUMISIL740被證實對溫度和光線造成的綜合負荷具有尤為出色的承受力。在零上125攝氏度至零下45攝氏度的溫度變化測試中,這兩種封裝材料均承受住了超過1000次的測試周期,因此也能夠良好地平衡LED中使用的材料因熱膨脹不同而造成的熱張力。這些新有機硅耐久性良好,尤其適用于對升溫迅速、光輻射強烈的LED進行封裝。這兩種產(chǎn)品的主要區(qū)別在于其硫化膠的硬度。兩種封裝材料的粘度可使其毫無困難地通過點膠工藝進行涂覆。LUMISIL740和LUMISIL770的自粘型配方能夠使產(chǎn)品自行附著在半導體芯片和常見的反射膜及殼體基底上,而不需要對它們進行預處理。
臺廠突破MicroLED技術瓶頸
一直以來,MicroLED被視為抵御OLED的終極武器。不過,現(xiàn)階段的MicroLED還有許多技術瓶頸待突破,近期有臺廠在研發(fā)上突破重圍,已可將MicroLED的發(fā)光面積縮到全球最小,并進一步解決巨量移轉(zhuǎn)(MassTransfer)問題,將有助于翻轉(zhuǎn)顯示器產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)況。MicroLED具有每一點畫素都能定址控制及單點驅(qū)動發(fā)光的特性,具有高亮度、低功耗等特點,同時也可進一步結合軟性基板,實現(xiàn)如OLED般彎曲可撓的可能性。縱使目前國際大廠站上臺面大談MicroLED的業(yè)者不多,但默默在進行技術布局的并不少。
MicroLED的技術是將畫素與光源進行結合,目前業(yè)界普遍遇到巨量移轉(zhuǎn)與MicroLED亮度過高的問題,前者解決方法各顯神通,后者的解決方案,則多采用縮小發(fā)光面積方式借以降低功率,但缺點是可能產(chǎn)生邊緣漏電,造成功耗過大及發(fā)光效能變差的問題。據(jù)了解,目前業(yè)界一般能做到的尺寸是50umx50um,其中蘋果已經(jīng)能夠?qū)⒊叽缈s小至10umx10um。但若是要進入到室內(nèi)用途的顯示器,業(yè)界評估,至少需做到5umx5um以下的尺寸,且又不能夠漏電,此已成為業(yè)界研發(fā)MicroLED技術的新挑戰(zhàn)。
混合奈米晶體LED抑制效率下降
南京大學的研究人員們采用一種混合奈米晶體的途徑,在氮化銦鎵(InGaN)/氮化鎵(GaN)藍光LED結構的奈米孔洞中填充奈米晶體,據(jù)稱可大幅提高白光LED的效率。他們在發(fā)布于《應用物理快報》的研究中指出,提高色彩轉(zhuǎn)換效率(CCE)的關鍵取決于有效的非輻射諧振能量轉(zhuǎn)移,而不是在結合藍光InGaN/GaNLED與向下轉(zhuǎn)換材料(如磷或甚至半導體奈米晶體(NC)等)時經(jīng)常發(fā)生的輻射泵。非輻射共振能量轉(zhuǎn)換(NRET)有賴于強大的激子-激子耦合。透過載子流動的模式,研究人員發(fā)現(xiàn)NRET能夠免于因中介光源放射與轉(zhuǎn)換步驟造成的損耗,并以非輻射和諧振的方式將能量轉(zhuǎn)換并諧振至具有更高量子率的奈米晶體。
據(jù)介紹,透過分析作為控制元件的LED裸晶及其混合NH-LED 中的InGaN / GaN MQW載流子濃度,研究人員發(fā)現(xiàn)混合NH-LED中的載子濃度可透過NRET降低,從而抑制效率下降。此外,研究人員還在混合NH-LED中觀察到奈米晶體放射的量子效率為44%,較無奈米孔洞圖案的混合LED更高2倍。在這種混合結構中,他們注意到NH-MQW層的激子通過NRET通道的機會更大,而NRET衰減率則均勻地較奈米孔洞MQWLED裸晶更快3-4倍。
更高亮度、高效率植物照明LED
科銳于近期宣布推出針對植物照明應用而優(yōu)化設計的XLampXQ-E和XP-E高效率版本(HE,HighEfficiency)PhotoRedLED,提供更高的性能。據(jù)介紹,這兩款新型LED,比之前代XQ-E和XP-EPhotoRedLED,能夠提供最高21%輸出提升,以幫助植物照明生廠商實現(xiàn)更高性能的產(chǎn)品,并減小燈具尺寸和降低系統(tǒng)成本。據(jù)表示,該產(chǎn)品設立了新的性能標桿,在僅為1.6mmx1.6mm的封裝體內(nèi),85C溫度條件下,能夠提供最高5.39μmol/sec光合光子通量(PPF,PhotosyntheticPhotonFlux)。這一新款XQ-E LED的輸出與封裝尺寸比率是同行產(chǎn)品的雙倍還要多。
該新產(chǎn)品在85 C溫度條件下能夠提供最高6.08 μmol/sec光合光子通量(PPF,Photosynthetic PhotonFlux),并且是首款在85C溫度條件下突破1W輻射通量屏障的LED。并為植物照明帶來了大功率性能突破,比之現(xiàn)有其它LED,能夠提供雙倍的光合光子通量密度(PPFD, Photosynthetic Photon FluxDensity)與更高輸出。我們的技術能夠幫助客戶開發(fā)出更高性能、更長壽命的燈具,推動LED在植物照明這一新興應用領域的采用。同時,科銳還將繼續(xù)為業(yè)界提供針對植物照明而優(yōu)化設計的更為豐富的產(chǎn)品組合,包括白光、RoyalBlue、FarRed等諸多色彩選擇。