盤點LED行業(yè)8月份16項顛覆性新技術(shù)

　　LED行業(yè)8月以16項重大新技術(shù)完美收官!想必科學(xué)家們都打了雞血，根本停不下來!發(fā)明創(chuàng)造好瘋狂!

　　這16項新技術(shù)都圍繞兩大主題：第一，低成本高能效;第二，無限拓展創(chuàng)新。同時這16項新技術(shù)可分為材料、制備、應(yīng)用三大類技術(shù)，各個技術(shù)各有價值點，或許將給LED產(chǎn)業(yè)帶來顛覆性變革!

　　一、材料類技術(shù)

　　1、兩項石墨烯技術(shù)

　　(1)可調(diào)色石墨烯LED

　　內(nèi)容：清華大學(xué)研究小組從兩種不同形式的石墨烯中制作出了新型發(fā)光材料，第一次在基于石墨烯材料的發(fā)光系統(tǒng)中證明，僅用一個LED就可調(diào)整出不同顏色的光，幾乎覆蓋整個可見光光譜的所有顏色。即覆蓋了從450毫微米波長的藍光到750毫微米波長的紅光，但深藍色和紫羅蘭色除外。

　　價值：此次具有突破性的研究成果在獲得顏色保真度的同時，還能顯著減少顯示器件內(nèi)的發(fā)光單元數(shù)目，從而極大地優(yōu)化電路進而降低功耗?？烧{(diào)色石墨烯LED突破了現(xiàn)有顯示器件的顏色合成方式，有望對顯示屏、照明燈具和通訊技術(shù)產(chǎn)生革命性影響。由于光的顏色會隨特定化學(xué)物質(zhì)而改變，這類器件還可能用于制備特殊的傳感器。

　　(2)可用于生長半導(dǎo)體石墨烯帶的新技術(shù)

　　內(nèi)容：美國威斯康辛大學(xué)(University of Wisconsin) 以及阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)的研究人員們，發(fā)現(xiàn)一種方法可生長不到10nm寬的半導(dǎo)體石墨烯帶，它具有扶手型邊緣(armchair edge)，可經(jīng)由控制奈米帶寬度實現(xiàn)各種不同的能隙。

　　價值：該研究團隊最主要的發(fā)現(xiàn)是能夠直接在低成本的鍺表面上更輕易地生長扶手型邊緣的石墨烯帶，從而使其成為一種較硅晶更快10倍的客製半導(dǎo)體。

　　2、兩項熒光粉、熒光材料技術(shù)

　　(1)不含稀土的LED熒光粉

　　內(nèi)容：美國研究團隊以混合磷為基礎(chǔ)，結(jié)合普通富含土壤的金屬和有機發(fā)光分子產(chǎn)生可控的LED白光熒光粉。通過改變金屬及有機成分，可以系統(tǒng)地調(diào)整熒光粉對人眼最能接受的區(qū)域可見光光譜的顏色。該團隊還將繼續(xù)試驗研發(fā)其他基于不同的金屬和有機化合物的不含稀土的LED熒光粉。

　　價值：當(dāng)前的LED技術(shù)通常是使用單個半導(dǎo)體芯片來產(chǎn)生藍光，然后依靠黃光發(fā)光熒光粉涂層將顏色轉(zhuǎn)換成白色。這種熒光粉由摻雜了鈰的釔鋁石榴石(由稀土元素組成)制成。而這些稀土元素非常昂貴，且供應(yīng)有限。所以，該項技術(shù)不含稀土的LED熒光粉可使LED的壽命更持久、 效率更高、 成本更低，據(jù)稱能夠減少LED 90%的成本。

　　(2)熒光材料及其光色調(diào)控機制新成果

　　內(nèi)容：合肥工業(yè)大學(xué)通過一系列實驗手段，結(jié)合理論計算，對Gd離子取代造成的光譜紅移、強度下降和熱穩(wěn)定性變差的本征機制給出了一種全新解釋。即：由于Gd離子半徑較大，在釔鋁石榴石剛性結(jié)構(gòu)中會造成電子云擠壓變形，造成晶體場增強、電子有效質(zhì)量減輕、電子鋪展能級范圍擴大和帶隙減小，進而導(dǎo)致發(fā)光效率下降與熱穩(wěn)定性降低。

　　價值：該技術(shù)可以指導(dǎo)開發(fā)具有特定色澤的人造寶石晶體，賦予更加絢麗多彩的顏色，例如各種人造鉆石、藍寶石和紅寶石等，不但呈現(xiàn)高透光率與反光率，而且可以訂制特定色澤使之光鮮奪目。

　　3、磷烯發(fā)光材料

　　內(nèi)容：澳州國立大學(xué)(Australian National University;ANU)的科學(xué)家利用膠帶重覆在黑色結(jié)晶形式的磷中剝離出越來越薄的晶體層，從而創(chuàng)造出磷烯。除了打造出比矽更輕薄的半導(dǎo)體，磷烯還具有發(fā)光特性以及厚度各不相同的疊層，藉由改變層數(shù)，能夠嚴(yán)密地控制能隙，確定材料的特性，例如LED發(fā)出的色彩。

　　價值：由于磷烯既輕且薄，從而為制造許多有趣的裝置創(chuàng)造了機會，例如LED或太陽能電池，展現(xiàn)了十分具有前景的發(fā)光特性。磷烯在薄層中的表現(xiàn)更優(yōu)于矽，因為磷烯的表面狀態(tài)可被最小化，它和表面狀態(tài)厚重而無法用于輕薄狀態(tài)的矽是不同的。

　　二、制備類技術(shù)

　　1、量子點新技術(shù)

　　內(nèi)容：美國俄勒岡州立大學(xué)的研究人員展示了一種新的量子點制造技術(shù)，運用一種叫做“連續(xù)流”的化學(xué)反應(yīng)器，化學(xué)物質(zhì)被持續(xù)地放入反應(yīng)器中并產(chǎn)生了連續(xù)的LED照明。與此同時，用微波來加熱試劑，解決了在化學(xué)反應(yīng)中如何對溫度進行精確控制的問題。

　　價值：“連續(xù)流”裝置讓制造LED照明的過程更加廉價、快捷，而且具有高度延展性。該技術(shù)不僅能保證所造量子點的大小和形狀始終如一，還能進行更精確的顏色控制。同時，這種技術(shù)使用非毒性材料，并大大減少材料的浪費，這會降低制作成本、保護環(huán)境，可為光學(xué)、電子和生物醫(yī)學(xué)等多種領(lǐng)域提供了一種“廉價”的選擇。

　　2、單層材料制造LED燈

　　內(nèi)容 ：通過使用有機和無機材料的組合，美國佛羅里達州大學(xué)工程學(xué)教授成功開發(fā)了一種新的LED技術(shù)。這些材料可溶解，發(fā)出藍色、綠色或紅色的光，所以可用來制造燈泡。

　　價值：該技術(shù)的真正特別之處在于它的制造過程比市場上現(xiàn)有產(chǎn)品要簡單得多。大多數(shù)LED材料需要工程師把四、五層材料互相覆蓋以創(chuàng)建所需的產(chǎn)品或效果，而該項技術(shù)的材料只需要一層。該研究對LED技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，它可迅速地減少美國的電力消費。

　　3、新涂層技術(shù)

　　內(nèi)容：德國紐倫堡—埃朗根大學(xué)的研究人員將熒光蛋白涂在一種凝膠狀材料上，這種凝膠由蛋白水溶液及一種聚合物的共混物組成，聚合物的作用是使蛋白質(zhì)水溶液連接到網(wǎng)狀凝膠上，并維持必要的濕度。通過真空干燥使凝膠轉(zhuǎn)換成一種橡膠材料，然后將其用于白色LED的多層涂層。采用這種方法成功制成了白色LED。

　　價值：目前生產(chǎn)白色LED的兩種方法不是成本太高，就是產(chǎn)品使用壽命短，限制了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。該新技術(shù)使白色LED的生產(chǎn)變得既簡單便宜，又安全環(huán)保，同時壽命長、能效高。

　　4、OLED照明用調(diào)光/調(diào)色型面板

　　內(nèi)容：Pioneer、三菱化學(xué)( Mitsubishi Chemical )聯(lián)合宣布，已研發(fā)出可變更光線強度/光色的OLED照明用調(diào)光/調(diào)色型面板產(chǎn)品，并預(yù)計于2016年初開始進行量產(chǎn)出貨。此次研發(fā)的產(chǎn)品有92 mmx 92mm、69mmx66mm和55mmx50mm等三款，其最大亮度為2000cd/ m2、色溫為3000-5000K、厚度為1.08mm。

　　價值：Pioneer和三菱化學(xué)于2012年就開始出貨“真空蒸鍍式”O(jiān)LED照明模組(面板)之后于2014年開始量產(chǎn)采用“發(fā)光層涂布型(借由涂布制程形成發(fā)光層)”生產(chǎn)技術(shù)、可壓低制造成本的OLED照明模組。此次新產(chǎn)品制造成本可壓低至現(xiàn)行約1/3以下水準(zhǔn)。

　　5、兩項激光技術(shù)

　　LED還沒全面普及，科學(xué)家們已迫不及待地研發(fā)優(yōu)于LED的激光!

　　(1)白色激光

　　內(nèi)容：美國亞利桑那州立大學(xué)首次研制出了一款能發(fā)白光的激光器。這是一種新奇的納米薄片。這塊纖細半導(dǎo)體的大小僅為頭發(fā)絲的五分之一，厚度僅為頭發(fā)絲厚度的千分之一，其擁有三個平行的部分，每部分能發(fā)出紅、藍、綠三原色中的一種顏色的激光。整個設(shè)備能發(fā)射所有可見光的激光，從紅色到綠色再到藍色，或兩者之間的任何顏色，當(dāng)三原色“相遇”時，就出現(xiàn)了白色的激光。

　　價值：該項技術(shù)讓激光替代LED成為主流光源向前進了一步，激光更亮、能效更高且能提供更精確和生動鮮艷的顯示顏色，可用于計算機和電視屏幕上。另一個重要應(yīng)用或?qū)⑹强梢姽馔ㄓ嶎I(lǐng)域，白色激光Wi-Fi可能是目前正在研發(fā)的基于LED的Li-Fi的10到100多倍。

　　(2)世界最強能量的激光束

　　內(nèi)容：日本大阪大學(xué)研究人員使用“快速點燃激光儀(LFEX)”能夠產(chǎn)生2千萬億瓦激光束。從低能量設(shè)備制造高能量輸出，僅通過1微微秒(萬億分之一秒)發(fā)射激光束。

　　價值：近年來世界各國激光設(shè)備競賽進入白熱化。據(jù)了解，5萬瓦激光束能夠擊落1.6公里之外的無人機。

　　三、應(yīng)用類技術(shù)

　　1、光計算機技術(shù)

　　內(nèi)容：美國杜克大學(xué)研發(fā)出了一種可在1秒鐘內(nèi)開合900億次的LED發(fā)光設(shè)備。

　　價值：如果微芯片可以使用光子而非電子來處理和傳輸數(shù)據(jù)，計算機的運行速度就能得到大幅提升。此項技術(shù)的快速發(fā)光設(shè)備讓研究者們距離制作出適合光計算機使用的光源又近了一步。

　　2、兩項可穿戴LED技術(shù)

　　(1)柔軟、可織纖維狀LED

　　內(nèi)容：韓國先進科技學(xué)院(KAIST)研究人員發(fā)明了一種纖維狀LED，可以直接進行針織或機織從而形成織物本身的一部分。

　　價值：該技術(shù)可以采用卷對卷工藝的紡織制造方法來對纖維進行廉價、大批量的自動化生產(chǎn)。這樣一來，LED纖維就會像當(dāng)前的尼龍或聚乙烯纖維一樣容易批量化生產(chǎn)。穿戴式顯示器的商業(yè)化將加速。

　　(2)柔性可穿戴式白光LED

　　內(nèi)容：臺灣國立交通大學(xué)成功開發(fā)出一款柔性高效白光LED，可用于可穿戴式顯示器及曲面或柔性電視屏幕等非平面。

　　價值：相比有機發(fā)光二極管，該柔性LED成本低、壽命長及效率高。相關(guān)器件在目前技術(shù)下都是可用的，組合后的可靠性非常好。

　　3、LED保鮮技術(shù)

　　內(nèi)容：新加坡國立大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種在低溫下不用化學(xué)處理來保存酸性食物的可能方法。細菌的細胞中含有光敏感化合物，會吸收電磁波譜中的可見部分(400-430納米)，而這部分主要就是藍色LED光。暴露在藍光LED下會引發(fā)細胞內(nèi)部的一系列反應(yīng)，最終導(dǎo)致其死亡。

　　價值：該項技術(shù)滿足了人們對天然食物不斷增長的需求，而不需要依靠酸味劑和人工防腐劑等化學(xué)物質(zhì)來保藏食物。對食品保鮮柜和食品供應(yīng)有著潛在價值，可以用于零售商，例如美食街和超市。

　　4、綠諾LED燈泡正式登陸中國內(nèi)地市場

　　內(nèi)容：該燈泡采用全新的設(shè)計理念，通過折紙風(fēng)格的燈泡外型，給消費者耳目一新的體驗。在燈泡內(nèi)部設(shè)置了具有調(diào)光功能的定制硬件，使燈泡在沒有調(diào)光器的情況下也可以調(diào)整亮度，并籍此獲得2015年紅點設(shè)計獎最佳產(chǎn)品設(shè)計獎?？刂品绞揭脖容^簡單，在綠諾NanoleafBloom燈泡打開后，只需按兩次開關(guān)，即“開+關(guān)“，即可開啟調(diào)光模式，在燈泡漸亮過程中連續(xù)按兩次開關(guān)，即可鎖定光線亮度。該產(chǎn)品只需要10瓦的能量，就能產(chǎn)生1200流明的亮度，實現(xiàn)75瓦燈泡的照明效果。此外，為了方便用戶夜間使用，該產(chǎn)品具有"夜燈模式"，采用小于0.5瓦的能量實現(xiàn)照明。

　　價值：該產(chǎn)品是全球第一款無需調(diào)光器即可調(diào)節(jié)亮度的LED燈泡。這種納米 LED 燈泡可即時實現(xiàn) 360 度全亮，而且它只需 12W 的功耗，可以完美替代100W的白熾燈泡并且光效高達150lm/W，較一般白熾燈減少 88%耗電量，是世界上最節(jié)能的照明產(chǎn)品。在壽命上，Nanoleaf 可連續(xù)用上最少 3 萬小時，比一般白熾燈僅 1500 小時的壽命也大為延長。另外，因為該燈泡電路板形狀是折起來的，所以不需要散熱，既節(jié)省了制造成本又降低了對環(huán)境的污染。