1. 現在人類最高精尖的技術是什麼
1,首先是最新式的渦輪發動機葉片的五代單晶材料。
因為渦輪葉片工作環境極為惡劣,並且要在極度高溫高壓下保持數萬轉的高轉速,所以對於高溫高壓下的抗蠕變性能的要求是非常高的。這個目前科技最好的解決方法就是讓晶體約束朝一個方向伸展,使其材料相比於常規材料來說無晶界,這可以大大提升高溫高壓下的強度和抗蠕變性能。
目前人類科技的單晶材料共有五代。我們可以發現,越到後面一代,已經沒有美國和英國的影子了,老毛子那更是不知道甩到猴年馬月去了。如果說四代單晶還有法國作為西方的希望苦苦支撐的話,那麼第五代單晶就是東瀛的獨舞——人類最頂級的單晶材料,就是日本的第五代單晶TMS-162/192,日本是目前世界上唯一一個能製造第五代單晶材料的國家。有些人可能不知道這意味著什麼,我們貼出美國F-22和F-35使用的F119/135發動機的渦輪葉片材料CMSX-10三代高性能單晶作為對比。我們可以看到,三代單晶的典型代表CMSX-10的抗蠕變性能如下:1100度,137Mpa,220小時。這是西方的頂級水平了.日本的第五代TMS-162呢?同樣條件,壽命高達959小時,接近1000小時壽命,相比於美國材料壽命足足達到4倍有餘。事實上,在這個偉大的技術革新面前,傳統的材料學和發動機技術的歐洲頂尖水平公司RR已經選擇了屈服。英國羅羅大批進口日本的單晶材料用於製造自己的Trent系列發動機。
2,再看碳纖維材料。
眾所周知,碳纖維因為質量輕巧,強度極高而被視為理想的導彈,特別是最頂尖的洲際彈道導彈材料。包括美國侏儒以及三叉戟D5還有法國M51的新式洲際彈道導彈都用碳-碳和碳-樹脂復合材料用於製造洲際導彈的殼體和噴管。在這項技術上日本同樣領先於世界水平。碳纖維分為兩種——高強度和高拉伸模量。
3,再看看雷達。
大家知道,主動相控陣雷達的最關鍵技術就在於一個個T/R收發組件。事實上,AESA雷達就是數千個收發組件單元組建成一台整的雷達。而T/R組件就是由少則一個,多則4個MMIC半導體晶片材料封裝而成。這個晶元是將雷達的電磁波收發組件集成起來的一個微型電路,既負責電磁波的發出,也負責接收。而這個晶元就是在整個半導體晶元上蝕刻出電路來的。所以,這個半導體晶圓的晶體生長是整個AESA雷達最關鍵的技術部分。這就是F-35的諾斯羅普.格魯曼公司的APG81雷達的MMIC晶元,APG81雷達由數千個一模一樣的這樣的MMIC晶元組成。這個晶元是以GaAs為基體蝕刻構築的。但是事實上,GaAs材料因為其禁帶過窄,其擊穿電壓過低,其發射功率是上不去的。所以,迫切需要新一代寬禁帶的半導體材料。而這個材料目前已經找到了,就是GaN材料。而GaN材料的晶體生長是非常困難的,目前也是東瀛率先攻克了GaN薄膜的大規模製造工藝。1994年日本日亞化工突破了GaN材料成核生長的關鍵技術,不久P型GaN採用退火技術得以實現,隨後GaN Led研製成功。近幾年,通過外延技術的提升,GaN LED的內量子效率大大提升,結合粗化、倒裝、PSS襯底等提高光輸出效率的技術,GaN基LED已廣泛應用於全彩顯示、交通信號燈、汽車燈具、液晶背光、室內照明和路燈照明等領域,半導體照明已經日臻成熟,走進千家萬戶。 目前,絕大部分GaN基LED均採用價格相對低廉的藍寶石為襯底材料制備。然而,藍寶石襯底與GaN材料有高達17%的晶格失配度,如此大的晶格失配造成了很高的位錯密度,導致GaN LED中的非輻射復合中心增多,限制了其內量子效率的進一步提升。SiC襯底與GaN材料的晶格適配度只有3%,遠小於藍寶石襯底與GaN材料間的晶格適配度,因此在SiC襯底上外延生長的GaN材料的位錯密度會更少,晶體質量會更高,同時SiC的熱導率(4.2W/cm.K)遠大於藍寶石,有利於器件在大電流下工作。 但是SiC襯底的制備難度較高,外延生長GaN的成核也具有一定難度。因此,SiC襯底上制備GaN LED的技術僅限於以美國CREE為代表的少數掌握SiC襯底囗制備技術的公司手中。目前,美國Cree公司生產的GaN LED封裝成白光後,流明效率已經超過200lm/W,遠遠超過其他同行廠家。 美國由於無法大規模製造SiC基體的GaN材料,所以求助於日本。可以預見,下一代美國的雷達的材料都將是Made in Japan。日前LED上游大廠美國Cree表示,該公司已與三菱化學簽訂獨家授權合約。根據雙方協議,三菱化學將可製造、販賣獨立的氮化鎵(GaN)基板,並有權簽訂類似專利范圍的再授權協議(similarly-scoped sublicenses)。據了解,三菱化學光電事業部門總經理Yasuji Kobashi在聲明中指出,上述授權合約可望幫助該公司在光電產品領域中拓展氮化鎵基板業務。事實上,美國F-22的雷達用日本技術從來就不是什麼秘密。早在90年代初,也是日本率先攻克GaAs晶圓的生長工藝,逼著美國購買日亞化工的GaAs晶圓技術用以製造F-22的 APG77雷達。正是日本日亞化工向美國的半導體材料製造的技術許可和轉讓,美國才得以在90年代後半期發力,利用軍用雷達的AESA**甩開其他國家。
2. led燈為什麼節能是什麼原理
LED是利用半導體材料製作成發光二極體直接把電能轉換成光能,它的電光效率很高.
而節能燈的基本工作原理和日光燈是一樣的,只是把鎮流器改成電子的並且和燈管作成一體的,雖然比白熾燈要省電,但是比LED的電光轉換效率要低,燈管的使用壽命也不如LED.
順便補充一句,節能燈管的外接電壓雖然是220V交流,但是實際上它的工作電壓要低得多,在整流器內部要先進行整流降壓變為較低的直流,然後再變換成驅動燈管的高頻交流電,之所以外接220V交流電,完全是為了人們日常使用的方便,因為在我國,家庭供電都是220V交流電.
3. LED發展前景
中國LED產業發展前景分析
隨著全球LED市場需求的進一步加大,未來我國LED產業發展面臨巨大機遇。然而,目前LED核心技術和專利基本被國外壟斷,國內企業在"快樂"中"痛苦"前行--
2008年,北京奧運會開幕式上,神奇的「畫卷」彩屏出自中國金立翔科技有限公司;
2009年,國慶60周年閱兵式,天安門廣場上的巨幅彩屏出自中國利亞德電子科技有限公司;
2010年,上海世博會開幕式上,1萬平米的半導體發光二極體(LightEmittingDiode,下稱LED)大屏幕出自中國銳拓顯示技術有限公司……
在這一個個看似風光無限的企業背後,隱藏著中國LED產業發展的巨大隱患。記者采訪發現,目前,全球LED領域的技術和專利,一半以上被美、日、德等發達國家的少數大公司所佔有。這些專利多為核心技術專利,國內企業尤其是中小企業很難尋找到突破口。此外,這些國外企業已在全球,尤其是中國,精心部署了專利網,猶如頭懸一柄達摩克利斯之劍。我國LED產業要想取得長遠發展,必須突破這些專利的層層包圍。
現狀
發展迅速,但企業規模偏小,產業鏈不完整
作為目前全球最受矚目的新一代光源,LED因其高亮度、低熱量、長壽命、無毒、可回收再利用等優點,被稱為是21世紀最有發展前景的綠色照明光源。我國的LED產業起步於20世紀70年代,經過近40年的發展,現已形成上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊7個國家半導體照明工程產業化基地,產品廣泛應用於景觀照明和普通照明領域,我國已成為世界第一大照明電器生產國和第二大照明電器出口國。
然而,LED產業研究機構--集邦LED中國在線(LEDinside)的一份統計數據顯示,截至2009年底,我國共有LED企業3000餘家,其中,年產值上億的只有140家。然而,在這140家企業中,沒有一家企業的產品年銷售額超過10億元,超過5億元的也只有少數幾家,大部分在1億元至2億元之間。可見,雖然我國LED企業數量較多,但規模普遍偏小。
記者在國內隨機選擇了一家LED企業進行采訪。廣東東莞勤上光電股份有限公司(下稱勤上光電)創建於1993年,是國內較早從事LED產品生產的企業,並與清華大學共同組建了LED照明技術研究院,國內許多項目如國家大劇院照明、北京綠色奧運道路照明、上海F1賽車場照明、清華大學奧運場館照明等都出自該企業。然而,就是這樣一家國內LED產業發展的「探路者」,在遭遇日本、美國、德國的專利「圍堵」時,也不得不繞道以避之。
「勤上光電的研發主要集中在下游的應用領域,在上、中游的研發投入相對較少。這主要是因為,國外大公司和我國台灣的一些企業已經壟斷了大部分LED核心技術,國內企業只能把目光轉向技術含量較低的下游應用市場。」勤上光電知識產權專員萬偉在中國知識產權報記者采訪時,對國內LED企業的現狀直言不諱。
據記者了解,目前全球已初步形成以亞洲、北美、歐洲三大區域為中心的產業格局,以日本的日亞化工、豐田合成,美國的克里、通用電器和德國的歐司朗為專利核心的技術競爭格局。美、日企業在外延片、晶元技術、設備方面具有壟斷優勢,歐洲企業在應用技術領域優勢突出,而我國的LED還處於較低端的水平,80%左右的產品集中在景觀照明、交通信號燈等應用市場,在汽車照明、大屏幕等高端產品方面涉及的比較少。
症結
缺乏核心專利,產學研合作鬆散
「來自日、美、歐的五大國際廠商代表了當今LED的最高水平,對產業發展具有重大影響。這種影響不僅體現在產品和收入上,更重要的是對技術的壟斷,50%以上的核心專利都掌握在這五大廠商手中。」一位業內分析師向本報記者介紹。
隨著國內LED市場的蓬勃發展,越來越多的國外企業把目光轉向中國,尤其近幾年,我國受理的LED領域的專利申請數量逐年顯著增加。記者在國家知識產權局發展研究中心提供的一份《半導體照明專利風險分析研究報告》中看到,截至2008年底,全球已有22個國家和地區在我國申請了專利,技術優勢明顯的國家在我國的專利申請比例較高,排名前五位的國家分別是日本、韓國、美國、德國和荷蘭。其中,日本以1306件專利申請的數量遙遙領先,占申請總量的24%,其餘四國分別占申請總量的7%、5%、4%、和3%。
在有效專利方面,國內專利申請與國外來華專利申請的比例約為4比5。但在這些國內專利申請中,台灣地區占據了大量的份額,其有效發明專利佔到了53%。換句話說,如果除去台灣地區,大陸與國外在專利數量、專利含金量方面的差距將會更大。
此外,從產業鏈的分布來看,國外公司主要在晶元、封裝領域的專利布局較多,有一半的LED核心發明在我國提出了專利申請,日亞化工、歐司朗、拉米爾德、克里、通用電氣等公司掌握了絕大多數的核心專利技術。其中,日亞化工的核心專利最多,涉及除封裝外的所有產業鏈。
與上述外國公司相比,我國LED專利申請明顯處於劣勢。據高工LED產業研究所調查,截至2008年底,中國的LED相關專利申請共2.6071萬件,其中處於產業中游和下游的封裝與應用方面的專利接近50%。盡管我國在電極、微結構、反射層、襯底剝離/健合等方面具有一定優勢,但大多屬於外圍專利,發明專利只佔60%,且通過《專利合作條約》(PCT)途徑提交的國際專利申請和向國外申請的專利不多。
據了解,我國LED行業除了核心技術競爭力不強之外,產學研結合比較鬆散也是制約其發展的主要因素。我國的LED專利有很大一部分集中在科研院所,例如,在外延領域,專利擁有量排前三名的分別是中科院半導體所、中科院物理所和北京工業大學;在晶元領域,排前三位的分別是中科院半導體所、北京工業大學和北京大學。與科研院校相比,國內企業申請的實用新型專利較多。
缺乏核心專利、產學研合作鬆散,已成為懸在中國企業頭上的一把達摩克利斯之劍,隨之而來的是企業隨時面臨的專利侵權風險。
「2008年2月,一名美國老婦以專利侵權為由,向美國國際貿易委員會提出申請,要求對日立、三星、東芝等34家企業進行337調查,其中包括廣州鴻利光電子有限公司、深圳洲磊電子有限公司等6家中國企業。這一案件為我國LED產業敲響了警鍾。」一位業內專家向記者介紹,隨著LED市場的進一步擴大,中國企業面臨的專利風險將越來越高。
對策
加強自主研發,重視專利的重要作用
北京奧運會、上海世博會等重大賽事活動對LED照明的集中展示讓人們對其有了全新的認識,有力推動了中國LED產業的發展。但對國內企業而言,加強自主研發、壯大規模、提高產品質量與技術水平是現階段的首要任務。
TCL集團股份有限公司知識產權中心專利開發和授權許可部部長王華鈞向記者表示:「面對國外公司的『虎視眈眈』,國內企業更應苦練『內功』,加大自主創新力度,重點研發能夠被市場廣泛接受和認可的新技術,並以此為基礎,與國外公司展開許可、合作。」
另外,「可以在消化、吸收國外先進技術的基礎上,加強模仿創新,通過對競爭對手的核心專利進行改進,提高其技術效果,申請改進型專利,這是規避專利侵權風險的一條有效途徑。」國家知識產權局發展研究中心主任毛金生指出。
對此,北京市立方律師事務所律師謝冠斌也表達了相同的看法。他認為,企業要學會合法利用先進技術,跟蹤即將到期的專利,簽訂專利實施許可合同、反壟斷許可、交叉許可、授權生產,還可以到專利未覆蓋的國家開拓市場。
對於國內企業面臨越來越多的知識產權糾紛,尤其是涉外專利訴訟,王華鈞建議:「企業在接到跨國公司的專利侵權訴訟時,選擇積極應訴才是上策,要學會巧妙運用各國不同的專利制度和法律訴訟程序。」他進一步解釋說,以美國為例,利用美國民事訴訟中的證據交換程序,國內企業可以要求原告提供與涉案專利有關的所有技術資料,包括技術秘密。
此外,加強企業與研究機構的產學研合作也是促進我國LED產業快速發展的有效途徑。毛金生表示,國內有些研究機構具有一定的研發能力,而有些企業則具有較強的加工製造能力,企業之間、企業與科研機構之間要強化合作意識,促進科研機構的創新成果向企業轉移,努力培育一批具有自主知識產權的創新型「龍頭」企業。
記者在采訪過程中了解到,盡管我國LED產業發展中存在一些問題,但不可否認的是,這一情況目前已有逐漸好轉的趨勢,而且,我國在襯底、外延、封裝以及晶元的部分領域內的優勢是不容忽視的,一些科研院所擁有的專利技術世界領先,已經具備了與跨國公司抗衡的能力和實力。
國務院發展研究中心國際技術經濟研究所產業安全研究中心主任滕飛向記者表示,我國LED企業的觀念在逐漸轉變,越來越多的中小企業開始了戰略性部署,逐漸重視在知識產權方面的前期積累,學習運用科學技術武裝自己,運用專利開拓國內外市場,把一個個「陷阱」變成了良好的市場前景,「有了好的試驗田和突破方向,企業應該多總結經驗教訓,這樣才能飛得更高、更遠。」
背景鏈接
什麼叫LED?
LED(LightEmittingDiode),中文含義是發光二極體,是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件,可以直接把電轉化為光,具有體積小、耗電量低、使用壽命長、亮度高、熱量低、環保、耐用等特點。主要應用於各種室內、戶外顯示屏,汽車內部的儀錶板、剎車燈、尾燈,電子手錶,手機等。
LED產業鏈包括哪幾部分?
LED產業鏈主要包括4個部分:LED外延片、LED晶元製造、LED器件封裝和產品應用,此外,還包括相關配套產業。
一般來說,外延屬於LED產業鏈的上游,晶元屬於中游,封裝和應用屬於下游。上游屬於資本、技術密集型的領域,而中游和下游的進入門檻則相對較低。
什麼叫LED外延片?
LED外延片生長的基本原理是:在一塊加熱至適當溫度的襯底基片主要有藍寶石和、SiC、Si上,氣態物質InGaAlP有控制的輸送到襯底表面,生長出特定單晶薄膜。目前LED外延片生長技術主要採用有機金屬化學氣相沉積方法。
LED外延片襯底材料是半導體照明產業技術發展的基石。不同的襯底材料,需要不同的LED外延片生長技術、晶元加工技術和器件封裝技術,襯底材料決定了半導體照明技術的發展路線。
當前,能用於商品化的襯底只有兩種,即藍寶石和碳化硅,其他諸如GaN、Si、ZnO襯底,還處於研發階段,離產業化仍有一段距離。
什麼是LED晶元?
LED晶元也稱為LED發光晶元,是一種固態的半導體器件,其主要功能是:把電能轉化為光能,晶元的主要材料為單晶硅。
半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它裡面空穴佔主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候,它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用於這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區里電子跟空穴復合,然後就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結的材料決定的。
什麼叫LED封裝?
LED封裝是指發光晶元的封裝,與集成電路封裝有較大不同,不僅要求能夠保護燈芯,而且還要能夠透光。所以,LED封裝對封裝材料有特殊要求。
LED封裝技術大都是在分立器件封裝技術基礎上發展演變而來的,但卻有很大的特殊性。一般情況下,分立器件的管芯被密封在封裝體內,封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號,保護管芯正常工作,輸出可見光的功能,既有電參數,又有光參數的設計及技術要求,無法簡單地將分立器件的封裝用於LED。
LED封裝包括引腳式封裝、表面貼裝封裝、功率型封裝等多種形式。
LED應用產品包括哪些?
信息顯示。電子儀器、設備、家用電器等的信息顯示、數碼顯示和各種顯示器以及LED顯示屏信息顯示、廣告、記分牌等。
交通信號燈。城市交通、高速公路、鐵路、機場、航海和江河航運用的信號燈等。
汽車用燈。汽車內外燈、轉向燈、剎車燈、霧燈、前照燈、車內儀表顯示及照明等。
LED背光源。小尺寸背光源:小於10英寸,主要用於手機、MP3、MP4、PDA、數碼相機、攝像機和健身器材等;中等尺寸背光源:10英寸至20英寸之間,主要用於手提電腦、計算機顯示器和各種監視器;大尺寸背光源:大於20英寸,主要用於彩色電視的顯示屏。
(信息來源:中研網)
2010-08-20
4. LED燈具公司簡介怎麼寫
GaN系的開拓者,在LED和激光領域居世界首位。在藍色、白色LED市場遙遙領先於其他同類企業。它以藍色LED的開發而聞名於全球,與此同時,它又是以熒光粉為主要產品的規模最大的精細化工廠商。它的熒光粉生產在日本國內市場占據70%的比例,在全球則占據36%的市場份額。熒光粉除了燈具專用的以外,還有CRT專用、PDP專用、X光專用等類型,這成為日亞化工擴大LED事業的堅實基矗除此以外,日亞化工還生產磁性材料、電池材料以及薄膜材料等精細化工製品,廣泛地涉足於光的各個領域。
在該公司LED的生產當中,70%是白色LED,主要有單色晶元型和RGB三色型兩大類型。此外,該公司是世界上唯一一家可以同時量產藍色LED和紫外線LED兩種產品的廠商。以此為基礎,日亞化工不斷開發出新產品,特別是在SMD(表面封裝)型的高能LED方面,新品層出不窮。
2004年10月,日亞化工開發出了發光效率為50lm/W的高能白色LED。該產品成功地將之前量產產品約20lm/W的發光效率提高了2.5倍。同月底,日亞化工開始向特定客戶提供這種產品的樣品,並計劃在2005年夏季之前使其月產量達到100萬個。新LED主要針對車載專用前燈和照明市常它的光亮度勝過HID光源,因此對目前占據15%車前燈市場的HID光源(High Intensity Cischarge)構成了很大的威脅。日亞化工計劃於2006年上半年正式批量生產該產品,並計劃於2007年,以與HID同樣的價格正式銷售這種更明亮的產品。
以藍色、白色LED市場的擴大為起爆劑,日亞化工的總銷售額也呈現出逐年上升的勢頭,由1996年的290億日元增長到2003年的1810億日元。這期間,熒光粉的銷售額每年基本穩定在300億日元左右。到2003年,LED相關產品的銷售額已經佔了總銷售額的85.1%,為1540億日元。2003年全球LED市場約為6000億日元,因此,日亞化工占據了約25%的全球市場份額。
目前日亞化學的紫外460nmLED,外部量子效率達到36%,白色發光效率達到60 lm/W。
5. LED照明的未來發展趨勢
目前,我國半導體LED作為節能、環保的主要技術,已被納入國家中長期科技發展規劃與「十一五」國家「863」高新技術產業化重大項目,並得到了大力支持。然而,我國目前LED產品開發應用領域依然存在許多不足。我國自主的LED晶元、外延片產量仍有限,產品以中、低檔為主,與國外差距很大。產業化規模偏小,只能滿足國內封裝企業需求量的20%-30%,大部分高性能的LED和大功率LED產品均要依賴進口。此外,在LED的應用市場方面,也存在著由於產品種類、品種參差不齊問題而引起的制約,尤其是在通用照明領域,由於存在的技術不足,使其無法進行規模化普及應用。因此,推廣對LED封裝技術的發展力度,提升自身核心技術並實現規模量產是LED產業發展的最關鍵一步。 一、LED照明產業發展趨勢與分析 1.大功率的高亮LED增勢迅猛,逐漸成為主流產品 2008年,全球LED市場規模達到80億美元,所佔整個LED產品的市場比例由2001年的40%增長到2005年的70%以上,其中高亮度LED在1995-2004年間的年均增長率達到46%。美國市場研究公司Communications In-stry Researchers(CIR)預測,全球LED的市場規模年均增長率超過30%,2009年市場規模將超過100億美元。近年來,隨著LED在照明、小尺寸面板背光源以及室內照明等新應用領域逐漸擴展,高亮度LED過去數年一直處於高速增長階段,在LED中的比重將逐步加大,已成為LED主流產品。 2.通用照明實現技術突破,照明升級工程產業機會巨大 通用照明占照明領域的90%的市場份額。半導體照明作為繼白熾燈、熒光燈、節能燈後,具有革命性意義的第四代新型高效固體光源,具有壽命長、節能、綠色環保等顯著優點。但目前LED的應用領域主要在特種照明,目前美國、日、韓、歐洲、中國及台灣在LED科技攻關方面都已啟動專項國家規劃,如果用於通用照明的技術一旦成熟,將面臨一個對500億美元照明市場份額的重新瓜分,因此照明升級工程產業機會巨大。 3.中國LED照明產業應該向封裝高檔產品和光源產品升級方向努力 在LED領域,主要有三個環節,即發光半導體外延片的生長、晶元和封裝。目前國內三個環節都有,在中低端的應用領域還有一定基礎。但是在關鍵環節,尤其是外延片的生長環節,與世界一流水平還有較大的差距。 目前我國的產業優勢主要在封裝,從封裝產值區域分布來看,我國在2008年封裝產值約25億美元,已經超越日本、台灣成為全球最大的封裝地區,並具備市場與技術核心競爭能力。但是國家和政府對此的重視卻不多,如果台灣和日本等國家地區從經濟危機中緩解或走出,隨時可能會形成日本獨大、台灣地區與美國齊進、歐韓中「平分秋色」的分布格局,我們將再一次失去主導權和先機。因此我們應在已有的產業優勢上升級,向封裝的高檔產品努力,同時在通用照明技術方向上多下功夫,突破LED產業的技術專利壁壘,培育新興市場的競爭優勢。 (1)目前國家對於整個LED產業鏈的重點工作放在上游外延、晶元及下游燈具應用這兩部分。上游投資陸續資金已經很大,但是收效甚微,反而與國際上游龍頭的差距越來越大。下游產品又因為產品質量問題,參差不齊,難以保證穩定的長壽命使用效果。這樣會造成使用者對我國LED產品產生懷疑並多持保守和負面的態度。這樣各方面的意見反饋到政府領導,然後國家才重視整頓LED市場,最後的結果又是一次「叫停」,導致需要國家花費大量的人力和資源,引進國外龍頭企業的先進封裝技術來指導國內的下游產品,這樣我們將又一次失去與對整個LED行業的話語權,國內的市場渠道也會以OEM等形式被佔領。 (2)到現在為止,因為四大龍頭企業(CREE、PHILPS、OSRAM、日亞化工)各有不同的技術路線和專利壟斷保護,以及其封裝技術的不成熟等原因,所以目前整個行業內尚未有一個關於LED光源的標准。如果我們先進的LED光源企業和單位,尤其是具有核心技術先進性的大功率LED光源企業和單位,在政府的支持和推動下,組織科研人員,對此進行全新的技術標準的設計與制定,堅持科學實踐和創新發展的基本原則,將會在全球LED行業至少是中上游這一塊取得實質性的突破。如果能在國際上參與和指導最後國際標準的制定,將會是中國科學技術力量繼航天科學技術之後又一次的科學創舉,從而直接使我國在LED行業的國際影響力得到根本認識的改觀,達到一個新的高度。 二、大功率LED光源的核心技術與優勢 LED一般上來說是由外延片-晶元-光源-燈具的四個環節組成,在LED產業中下游應用上關鍵點是怎麼解決熱阻和結溫等關鍵問題的前提條件下,保持晶元穩定的有效光輸出。 一直以來,LED光源的一般照明應用中存在著光源的高導熱金屬材質問題、應用的熱平衡問題、長效熒光粉問題和配光問題等四個核心技術瓶頸: 核心技術1:高導熱金屬材質 目前上游龍企業,比如CREE已經可以做到的晶元光效可以達到130-150lm/W。但是LED結溫高低直接影響到LED出光效率、器件壽命、可靠性、發射波長等。保持LED結溫在允許的范圍內,是大功率LED晶元制備、器件封裝和器件應用等每個環節都必須重點研究的關鍵因素,尤其是LED器件封裝和器件應用設計必須著重解決的核心問題。 現在主流的應用技術材質是用鋁基板來封裝,但是鋁基板封裝的晶元散熱和光轉換效率都存在技術核心瓶頸,不能有效地控制結溫和穩定地維持高功率的光輸出,並且應用會因為晶元光效越高,所需的鋁基板面積就越大,會加大成本和應用體積,極為不便。所以如何走出此誤區另闢新路是新的技術核心特點。 核心技術2:熱平衡技術 LED器件採用專利熱平衡散熱結構關鍵技術,在保持低成本和被動散熱方式的前提下,利用高導熱介質,通過嶄新的器件/燈具整體結構,成功降低熱阻,有效降低PN結結溫,使PN結工作在允許工作溫度內,保持最大量光子輸出。其特點如下: (1)超低熱阻材料,快速散熱整體結構技術; (2)高導熱、抗UV封裝技術; (3)應用低環境應力結構技術; (4)整體熱阻<20K/W,結溫<80度; (5)LED光源照明模組工作溫度控制在65℃以下。 核心技術3:高效熒光粉的應用 目前市場上所常用的白光LED發光熒光粉應用技術是將GaN晶元和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成,該技術是日本日亞化工在上世紀90年代末發明,並形成專利技術壟斷。GaN晶元發藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結製成的含Ce3+的YAG熒光粉,受此藍光激發後發出黃色光發射,峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹脂薄層,約200-500nm。LED基片發出的藍光部分被熒光粉吸收,另一部分藍光與熒光粉發出的黃光混合,可以得到得白光。理論上對於In-GaN/YAG白色LED,通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。但是這種傳統的白光LED工藝基礎上採用的還是藍光LED,所以當色溫偏高時,色彩會向藍色偏移,而產生色飄,形成一定的光污染。必須採用在降低光效、降低整體熱阻的情況下,方可實現相對的穩定,但是衰減情況還是不容樂觀。 目前已商品化的第一種產品為藍光單晶片加上YAG黃色熒光粉,其最好的發光效率約為35流明/瓦,YAG多為日本日亞公司的進口,價格在2000元/公斤;第二種是日本住友電工亦開發出以ZnSe為材料的白光LED,不過發光效率較差。 核心技術4:LED一次配光學的應用 目前全球LED行業內的主流做法是在封裝LED晶元形成光源或光源模組以後,在做成燈具的時候再進行配光,這樣採用的是原有傳統光源的做法,因為傳統光源是360°發光。如果要把光導到應用端,目前飛利浦的傳統燈具做到最好的一款,光損失也達到40%。而我們國內眾多的LED下游廠家應用的燈具光學參數其實都是晶元或者光源的光學參數,而不是整體燈具的的光學指標參數。 現在最先進的科學方法是在晶元封裝上就做配光,一次把晶元的光導出來,維持最大的光輸出,這樣光損率只有5%-10%。隨著技術的不斷改進,光損率將會越來越低,光源的光效會越來越高。同樣配有這樣的光源燈具無需再做配光,相對的燈具效率將會大大提高,使之更為廣泛地使用到功能性照明之中,形成相當規模的市場渠道。
6. 大家幫個忙
一、LED的結構及發光原理
50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識,第一個商用二極體產生於1960年。LED是英文light emitting diode(發光二極體)的縮寫,它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料,置於一個有引線的架子上,然後四周用環氧樹脂密封,起到保護內部芯線的作用,所以LED的抗震性能好。
LED結構圖如下圖所示
發光二極體的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層,稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中,注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓,少數載流子難以注入,故不發光。這種利用注入式電致發光原理製作的二極體叫發光二極體,通稱LED。 當它處於正向工作狀態時(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽極流向陰極時,半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線,光的強弱與電流有關。
二、LED光源的特點
1. 電壓:LED使用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,根據產品不同而異,所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源,特別適用於公共場所。
2. 效能:消耗能量較同光效的白熾燈減少80%
3. 適用性:很小,每個單元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制備成各種形狀的器件,並且適合於易變的環境
4. 穩定性:10萬小時,光衰為初始的50%
5. 響應時間:其白熾燈的響應時間為毫秒級,LED燈的響應時間為納秒級
6. 對環境污染:無有害金屬汞
7. 顏色:改變電流可以變色,發光二極體方便地通過化學修飾方法,調整材料的能帶結構和帶隙,實現紅黃綠蘭橙多色發光。如小電流時為紅色的LED,隨著電流的增加,可以依次變為橙色,黃色,最後為綠色
8. 價格:LED的價格比較昂貴,較之於白熾燈,幾只LED的價格就可以與一隻白熾燈的價格相當,而通常每組信號燈需由上300~500隻二極體構成。
三、單色光LED的種類及其發展歷史
最早應用半導體P-N結發光原理製成的LED光源問世於20世紀60年代初。當時所用的材料是GaAsP,發紅光(λp=650nm),在驅動電流為20毫安時,光通量只有千分之幾個流明,相應的發光效率約0.1流明/瓦。
70年代中期,引入元素In和N,使LED產生綠光(λp=555nm),黃光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也提高到1流明/瓦。
到了80年代初,出現了GaAlAs的LED光源,使得紅色LED的光效達到10流明/瓦。
90年代初,發紅光、黃光的GaAlInP和發綠、藍光的GaInN兩種新材料的開發成功,使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年,前者做成的LED在紅、橙區(λp=615nm)的光效達到100流明/瓦,而後者製成的LED在綠色區域(λp=530nm)的光效可以達到50流明/瓦。
四、單色光LED的應用
最初LED用作儀器儀表的指示光源,後來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用,產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來是採用長壽命,低光效的140瓦白熾燈作為光源,它產生2000流明的白光。經紅色濾光片後,光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中,Lumileds公司採用了18個紅色LED光源,包括電路損失在內,共耗電14瓦,即可產生同樣的光效。
汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域。1987年,我國開始在汽車上安裝高位剎車燈,由於LED響應速度快(納秒級),可以及早讓尾隨車輛的司機知道行駛狀況,減少汽車追尾事故的發生。
另外,LED燈在室外紅、綠、藍全彩顯示屏,匙扣式微型電筒等領域都得到了應用。
五、白光LED的開發
對於一般照明而言,人們更需要白色的光源。1998年發白光的LED開發成功。這種LED是將GaN晶元和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN晶元發藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結製成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發後發出黃色光發射,峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹脂薄層,約200-500nm。 LED基片發出的藍光部分被熒光粉吸收,另一部分藍光與熒光粉發出的黃光混合,可以得到得白光。現在,對於InGaN/YAG白色LED,通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。(如下圖所示)
表一列出了目前白色LED的種類及其發光原理。目前已商品化的第一種產品為藍光單晶片加上YAG黃色熒光粉,其最好的發光效率約為25流明/瓦,YAG多為日本日亞公司的進口,價格在2000元/公斤;第二種是日本住友電工亦開發出以ZnSe為材料的白光LED,不過發光效率較差。
從表中也可以看出某些種類的白色LED光源離不開四種熒光粉:即三基色稀土紅、綠、藍粉和石榴石結構的黃色粉,在未來較被看好的是三波長光,即以無機紫外光晶片加R.G.B三顏色熒光粉,用於封裝LED白光,預計三波長白光LED今年有商品化的機機會。但此處三基色熒光粉的粒度要求比較小,穩定性要求也高,具體應用方面還在探索之中。
表 一 白 色 LED 的 種 類 和 原 理
晶元數 激發源 發光材料 發光原理
1 藍色LED InGaN/YAG InGaN的藍光與YAG的黃光混合成白光
藍色LED InGaN/熒光粉 InGaN的藍光激發的紅綠藍三基色熒光粉發白光
藍色LED ZnSe 由薄膜層發出的藍光和在基板上激發出的黃光混色成白光
紫外LED InGaN/熒光粉 InGaN的紫外激發的紅綠藍三基色熒光粉發白光
2 藍色LED
黃綠LED InGaN、GaP 將具有補色關系的兩種晶元封裝在一起,構成白色LED
3 藍色LED
綠色LED
紅色LED InGaN
AlInGaP 將發三原色的三種小片封裝在一起,構成白色LED
多個 多種光色的LED InGaN、GaP
AlInGaP 將遍布可見光區的多種光晶元封裝在一起,構成白色LED
採用LED光源進行照明,首先取代耗電的白熾燈,然後逐步向整個照明市場進軍,將會節約大量的電能。近期,白色LED已達到單顆用電超過1瓦,光輸出25流明,也增大了它的實用性。表二和表三列出了白色LED的效能進展。
表 二 單 顆 白 色L ED 的 效 能 進展
年份 發光效能(流明/瓦) 備注
1998 5
199 15 相若白熾燈
2001 25 相若鹵鎢燈
2005 50 估計
表三 長遠發展目標
單顆白色LED
輸入功率 10瓦
發光效能 100流明/瓦
輸出光能 1000流明/瓦
六、業界概況
在LED業者中,日亞化學是最早運用上述技術工藝研發出不同波長的高亮度LED,以及藍紫光半導體激光(Laser Diode;LD),是業界握有藍光LED專利權的重量級業者。在日亞化學取得蘭色LED生產及電極構造等眾多基本專利後,堅持不對外提供授權,僅采自行生產策略,意圖獨占市場,使得藍光LED價格高昂。但其他已具備生產能力的業者相當不以為然,部分日系LED業者認為,日亞化工的策略,將使日本在藍光及白光LED競爭中,逐步被歐美及其他國家的LED業者搶得先機,屆時將對整體日本LED產業造成嚴重傷害。因此許多業者便千方百計進行藍光LED的研發生產。目前除日亞化學和住友電工外,還有豐田合成、羅沐、東芝和夏普,美商Cree,全球3大照明廠奇異、飛利浦、歐司朗以及HP、Siemens、 Research、EMCORE等都投入了該產品的研發生產,對促進白光LED產品的產業化、市場化方面起到了積極的促進作用。
7. 有關LED全彩屏的生產公司常識
發光二極體 (Light-emitting diode, LED) 是一種半導體組件。初時多用作為指示燈、顯示板等;隨著白光發光二極體的出現,也被用作照明。它是21世紀的新型光源,具有效率高、壽命長、不易破損等傳統光源無法與之比較的優點。加正向電壓時,發光二極體能發出單色、不連續的光,這是電致發光效應的一種。改變所採用的半導體材料的化學組成成分,可使發光二極體發出在近紫外線、可見光或紅外線的光。
1、發光(能量轉換)效率高 - 也即省電。遠遠高於白熾燈,也高於熒光燈,目前量產的最高效能已經達到150lumen/W。
2、反應(開關)時間快 - 可以達到很高的閃爍頻率。
3、使用壽命長 - 達35,000 ~ 100,000小時,相對熒光燈為10,000 ~ 15,000小時,白熾燈為1,000 ~ 2,000小時。
4、耐震盪等機械沖擊 - 由於是固態組件,相對熒光燈、白熾燈等能承受更大震盪。
5、體積小 - 其本身體積可以造得非常細小(小於2mm)。
6、便於聚焦 - 因發光體積細小,易於而以透鏡等方式達致所需集散程度,藉改變其封裝外形,方向性從大角度的散射以至集中於細角度都可以達到。
7、多種顏色 - 能在不加濾光器下提供多種不同顏色,而且單色性強。
8、色域豐富 - 白色LED覆蓋色域較其它白色光源廣
材料與顏色
鋁鎵砷化物( AlGaAs) -紅色和紅外
鋁磷化鎵( AlGaP ) -綠色
磷化銦鎵鋁( AlGaInP ) -高亮度橙紅色,橙色,黃色和綠色
磷化銦砷化鎵( GaAsP ) -紅,橙,紅,橙,黃
磷化鎵(Gap) -紅,黃,綠
氮化鎵( GaN ) -綠色,純綠色(或綠色) ,藍
銦鎵氮化物( InGaN ) -近紫外線,藍色,綠色和藍色
碳化硅(Sic)為底物-藍
硅(si)為底物-藍色(開發中)
藍寶石(Al2O3)為底物-藍
硒化鋅( ZnSe) -藍
鑽石( c )-紫外線
氮化鋁(AIN) ,鋁鎵氮化物(AlGaN ) -近到遠紫外線
LED發光二極體原理
發光二極體是一種特殊的二極體。和普通的二極體一樣,發光二極體由半導體晶元組成,這些半導體材料會預先透過注入或攙雜等工藝以產生p、n 架構。與其它二極體一樣,發光二極體中電流可以輕易地從p極(陽極)流向n極(負極),而相反方向則不能。兩種不同的載流子:電洞和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向p、n 架構。當電洞和電子相遇而產生復合,電子會跌落到較低的能階,同時以光子的模式釋放出能量。
它所發出的光的波長(決定顏色),是由組成p、n 架構的半導體物料的禁帶能量決定。由於硅和鍺是間接帶隙材料,在這些材料在常溫下電子與電洞的復合是非輻射躍遷,此類躍遷沒有釋出光子,所以硅和鍺二極體不能發光。但在極低溫的特定溫度下則會發光,必須在特殊角度下才可發現,而該發光的亮度不明顯。發光二極體所用的材料都是直接帶隙型的,這些禁帶能量對應著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。
發展初期,採用砷化鎵(GaAs)的發光二極體只能發出紅外線或紅光。隨著材料科學的進步,各種顏色的發光二極體,現今皆可製造。
藍光LED
1993年,當時在日本日亞化工(Nichia Corporation)工作的中村修二(Shuji Nakamura)發明了基於寬禁帶半導體材料氮化鎵(GaN)和銦氮化鎵(InGaN)的具有商業應用價值的藍光LED,這類LED在1990年代後期得到廣泛應用。
白光LED
紅綠藍系統(RGB system)
有了藍光LED之後,結合原有的紅光LED和綠光LED便可產生白光,這樣產生的白光LED有很廣的色域,但由於成本相當高,大部份白光LED很少採用這方法,現在只有隻有在高檔次、有高要求的產品中使用。
磷光劑白光LED
現在大部份的白光LED都採用單一發光單元發出較短波長的光,再用磷光劑把部份或全部光轉化成一或多種其它顏色的光(波長較長的光),當所有光混合起來後,看起來便像白光。 這種光波波長轉化作用稱為熒光,原理是短波長的光子(如藍光或紫外光)被熒光物質(如磷光劑)中的電子吸收後,電子被激發(跳)至較高能量、不穩定的激發狀態,之後電子在返回原位時,一部份能量散失成熱能,一部份以光子形式放出,由於放出的光子能量比之前的小,所以波長較長。由於轉化過程中有部份能量化成熱能,造成能量損耗,因此這類白光LED的效率型都較低。
發光單元有採用藍光LED的,也有採用紫外光LED的。日亞化工開發並從1996年開始生產的白光LED採用藍光LED作發光單元,波長 450 nm 至 470 nm,磷光劑通常是摻雜了鈰的釔-鋁-鎵(Ce3+:YAG)(實際上單晶的摻鈰(Ce)的YAG被視為閃爍器多於磷光體。)。LED發出的部份藍光由熒光劑轉換成黃光為主的較寬光譜(光譜中心約為580nm),由於黃光能刺激人眼中的紅光和綠光受體,加上原有餘下的藍光刺激人眼中的藍光受體,看起看起來就像白色光,而其所呈現的色澤常被稱作「月光的白色」。
若要調校淡黃色光的顏色,可以把摻雜在Ce3+:YAG 中的鈰(Ce)換作其它稀釋金屬,例如鋱或釓,甚至可以以取代YAG中的部份或全部鋁的模式做到。而基於其光譜的特性,紅色和綠色的對象在這種LED照射下看起來會不及闊譜光源照射時那麼鮮明。另外由於生產工藝的波動,這種LED的成品的色溫並不統一,從暖黃色的到冷的藍色都有,所以在生產過程中會以其出來的特性作出區分。
而這種LED的結構是把藍光LED封進混入了磷光劑的環氧樹脂中而造成,但也有較復雜的方法,由Philips Lumileds取得專利的方法便是把磷光劑塗在LED上,值由控制磷光劑的厚度增加效率。
另一種白光LED的發光原理跟熒光燈是一樣的。發光單元是紫外光LED,外麵包著兩種磷光劑混合物,一種是發紅光和藍光的銪,另一種磷光劑是發綠光的銅和鋁摻雜了硫化鋅(ZnS)。
內里的紫外光LED發出的紫外光被外層的磷光劑轉換成紅、藍、綠三色光,混合後就成了白光。
但由於紫外線會使黏合劑中的環氧樹脂裂化變質,所以生產難度較高,而壽命亦較短。與第一種方法比較,因為Stokes Shift前者較大,光波在轉化過程中有較多被化成熱能,因此效率較低,但好處是光譜的特性較佳,產生的光比較好看。而由於紫外光的LED功率較高,所以其效率雖比較第一種方法低,但出來的亮度卻相若。
最新一種製造白光LED的方法沒再用上磷光體。新的做法是在硒化鋅(ZnSe)基板上生長硒化鋅的磊晶層。通電時其活躍地帶會發出藍光而基板會發黃光,混合起來便是白色光。
工作參數和效率
一般最常見的LED工作功率都是設定於30至60毫瓦電能以下。在1999年開始引入了可以在1瓦電力輸入下連續使用的商業品級LED。這些LED都以特大的半導體晶元來處理高電能輸入的問題,而那半導體晶元都是固定在金屬鐵片上,以助散熱。在2002年,在市場上開始有5瓦的LED的出現 ,而其效率大約是每瓦18至22流明。
2003年九月,Cree, Inc.公司展示了其新款的藍光LED,在20毫安下達到35%的照明效率。他們亦製造了一款達65流明每瓦的白光LED商品,這是當時市場上最亮的白光LED。在2005年他們展示了一款白光LED原型,在350毫安工作環境下,創下了每瓦70流明的記錄性效率。
2009年2月, 日本LED廠商日亞化工 (Nichia)發表了高達每瓦249流明發光效率的LED,不過雖然是實驗室數據,但也已經是目前最高發光效率的LED了。
發光二極體的極性
在穿孔式封裝LED,一般長腳是正極,短腳是負極,但由於一些製造商沒有遵守關於極性的規范,不論是看內部架構還是看外觀,都不能百分之百准確確定發光二極體的極性。確定LED的極性的方法有:
·查找生產商資料,
·用模擬式萬用表的電阻檔測試,
·或者先用一個低壓電源串連一個電阻。
LED驅動
一般生產商數據都有在不同電流下光度變化的相關資料,全因LED的光度與電流有較值接關系;同時,因為電壓與電流成對數相關,所以在發光二極體的整個工作區電壓基本不變,功率大致與電流成正比。因此,在推動LED時有下列事項要注意:
·為了穩定地控制光度及功耗,應該以電流源推動LED,使流經LED的電流保持穩定不變。為了簡化,在不需要高效率的場合,可以用一個電壓源串連一個限流電阻,來作為電流源為發光二極體供電。多個LED可以與單個限流電阻串連起來。
·若以電壓源為發光二極體供電,LED的電壓-電流特性成對數的關系將使得很小的電壓變化會造成巨大的電流變化,加上發光二極體生產工藝的離散性,用電壓源推動的話不但很難控制光度,而且很容易因為電流超過最大定額定值而使器件燒毀。
· 並聯的應用一般會有問題,由於並聯時所有的LED都受同一電壓,同一電壓下各LED的電流卻因生產製程的離散性並不一樣,導致各LED光度不一。若LED是同一型號會擁有較相近的光度,即便如此,生產工藝的波動也會讓這種並聯應用無法令人滿意。相反,串聯下所有的LED都有相同電流,光度會非常相近。
為提升效率(或者允許無須數模轉換的集成控制),可以使用脈沖寬度調制(Pulse width molation - PWM)推動LED,控制導通時段的長度,也就是占空比,可以改變流經LED的平均電流,從而控制LED的光度,由於控組件沒有半導通的狀態,電壓降較少,因而效率較高,只要閃爍頻率高於人眼的視覺暫留,LED看起來就象連續發光一樣。
脈沖寬度調制控制LED光度的方法在白色LED有另一好處,因為白色LED的色溫隨電流強弱而轉變,在脈沖寬度調制控制下,導通電流在不同光度下都不變,因此可以在不同光度保持色溫不變,這在視頻播放設備中,應用LED作背光的情況特別重要。
許多LED額定的反向擊穿電壓值一般比較低,因此加上幾伏特的反向電壓就可能損壞。如果需要用超過反向擊穿電壓的交流電供電的話,可以用反並聯一個二極體(或另一個LED)的方法進行保護。
有的LED在出廠時內部就已經集成了串連電阻。這樣可以節省印刷線路板的空間,這在搭建樣機或擴展印刷線路板時特別有用。然而由於串連電阻值在出廠時就已經確定,使得LED的一種主要的集成設置方法無法應用。
雙色LED單元包含兩個二極體,極性相反(即兩個二極體是反並聯的),顏色不同(典型是紅色和綠色),可以顯示兩種顏色,或者透過調整兩個二極體導通時間的比例來實現各種混合顏色。另一些LED單元里的兩個或多個不同顏色的二極體是共陽極或共陰極架構,這樣無須改變極性就可以產生多種顏色的光。
8. LED等是誰發明的
中村修二,
中村修二(Shuji Nakamura),1954年5月22日出生於日本伊方町,畢業於日本德島大學,日裔美籍電子工程學家,美國加州大學聖塔芭芭拉分校工程學院材料系教授。
中村修二於1993年在日本日亞化學工業株式會社(Nichia Corporation)就職期間,基於GaN開發了高亮度藍色LED,從而廣為人知。當時,開發一種藍色LED被認為是不可能的,此前的20年間只有紅色和綠色LED。
2014年10月7日,赤崎勇、天野浩和中村修二因發明「高效藍色發光二極體」而獲得2014年諾貝爾物理學獎。
(8)日亞化工股價擴展閱讀
中村修二教授的創新使得LED生產商能夠生產三原色(紅、綠和藍)LED,從而使實現1600萬色成為可能。或許最為重要的是,LED行業利用這種新技術來開始白色LED(半導體生態光源)的商業化生產。
1989年,中村教授開始研究基於三族氮材料的藍光LED。由於在藍光LED方面的傑出成就,中村教授獲得了一系列榮譽,包括仁科紀念獎(1996),IEEE Jack A.莫頓獎,英國頂級科學獎。
富蘭克林獎章(2002),2003年中村教授入選美國國家工程院(NAE)院士,2006年獲得千禧技術獎。 2000年,中村教授加入加州大學聖芭芭拉分校。他獲得100多項專利,並發表了200多篇論文。
9. LED未來發展趨勢如何
我覺得LED最大的優點就是節能,在自然資源日益緊張的情況下,這種光源可能會有好的前景。為什麼說是可能?因為就現在看來,LED目前應用成熟的地方大概只有指示燈領域和大屏的LED顯示器,而最大的市場--照明市場幾乎沒有他說話的分,而未來能否發展,很大程度上就看他能後克服現在的缺陷,進軍照明市場。
目前LED的問題概括下就是1.高成本,普通白芷燈的價格只有2元,新型的節能熒光燈管只要20元,而LED白光燈最少40元,大部分都是60~70元,成本太高 2.光源不夠強且並不舒適,這個行內人士懂得,尤其是大功率的LED,完全不適合做家用照明 3.還不夠節能,他的對手--新型熒光燈的功耗(一般家用)也不過12瓦附近,而LED做日光燈也在 10瓦 附近4.對環境要求高,尤其是像路燈這樣的應用,高要求成本也高,維護如果太麻煩就不可能大量使用
如果解決能在以上問題,那麼在照明市場上他將有能力和新型的低功耗熒光燈競爭,如果不能,那麼他的市場只能留在現有的狹小空間內,當然這也是不一定的,技術發展很快,新的領域也許也會用到LED技術,據說有德國研究小組正在努力通過以LED閃爍為媒介轉輸信息讓LED成為家庭網路一部分,理論傳輸速度大1000MB/S,不過相比討論如何擴展LED的應用,個人認為目前還是應該從先提升自身性能開始做起
10. LED未來的發展前景
LED已經不斷運用於戶外廣告行業了,據前瞻產業研究院《2016-2021年中國戶外廣告行業典型商業模式與創新策略分析報告》顯示,LED顯示屏作為21世紀戶外廣告媒體的新趨勢,未來市場前景也是不可估量。
然而,在各大LED廣告運營商競相崛起的同時,戶外廣告現存的問題也逐個暴露出來,在這樣的市場形式下,倒逼著LED戶外廣告行業必須進行革新。
從現階段來看,激烈的競爭使得LED企業利潤將低,生產能力的提高直接影響著市場的供需關系,降價行為頻現。
據相關機構調研發現,大約有70%的LED戶外廣告企業處於虧損狀態,15%的企業處於收支平衡,只有15%的企業盈利,七成以上的LED戶外廣告顯示屏空置率高達70%—80%,使得整個LED戶外廣告行業處於尷尬的處境。
目前,面臨大數據帶來的觀念上全新的變革,LED戶外廣告也將進入新一輪的革新潮中,假若LED戶外廣告無法突破現有的桎梏,即使市場再寬闊,總會有一些企業將會走向滅亡。