紫色LED優勢明顯 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”研討會上發表演講時說出的這番言論，震驚業內外。中村修二當初因開發出高效藍色LED而獲得2014年諾貝爾物理學獎，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是基于半導體元件的窄帶光源，發光波長范圍從紅外到紫外。第一個LEDs的發光波長為紅外到綠光不等。藍光LEDs則需要研究高質量晶體的生長技術、寬帶隙半導體的p型摻雜控制技術，而這些技術只有在1980s末期在GaN體系上得以實現。另外，高效藍光LED的研發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結和量子阱類的多層結構。

　　熒光材料受藍光LED照射激發，會發出綠、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。以上兩種技術被用在當今的高效電致發光白光光源中，實現了顯著的節能效果。

　　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。”

　　而據了解，Soraa是中村作為共同創始人(co-founder)設立的LED風險企業，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。“自己發明出來的東西被自己看衰，其實也是挺有趣的。從二戰中傷亡人數來看，如諾貝爾先生健在，也應該非常恨自己發明了TNT炸藥吧。”

　　中國照明電器協會副理事長、南京工業大學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目的。”

　　“應該反過來看，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。”中國稀土學會專家組專家、中國稀土協會光功能材料分會秘書長、上海市照明學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家，應該是具有很高的道德水準和職業操守，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該是基于他的理解和出發點。”

　　紫色LED優勢明顯?

　　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的發展前景持以肯定態度，“紫色光轉換白光效率更高，光譜分布均衡，顯色指數相對較好，對于節能減排、提高光品質有重要的意義。雖然目前受價格高企影響，還未能普及，但優勢明顯。”

　　具體來看，通過紫色LED得到的白色LED有何優勢?

　　1、顯色指數高。

　　這種白色LED是通過紫色LED激發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所有的光，因此顯色指數比較高，可實現像太陽光一樣的理想白色。而且它的紅色顯色指數“R9”尤其高，平均顯色指數“Ra”也高達95。

　　2、發光效率高。

　　(1)因為紫色LED采用GaN基板制造，是在GaN基板上層疊GaN類半導體制作了紫色LED芯片，屬于“GaN on GaN”型LED，GaN類半導體層的結晶品質比較高，所以紫色LED發光效率高，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芯片的發光層發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類半導體與藍寶石的晶格常數等不同，因此容易出現稱為“位錯”的結晶缺陷。

　　而采用GaN基板幾乎不存在晶格常數的差異，因此很難出現結晶缺陷。與采用藍寶石基板的產品相比，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“光效下降(droop)”問題。光效下降是為了提高發光強度而增加驅動電流密度時，引起的發光效率下降的現象，也是提高亮度時存在的一大課題。

　　而GaN on GaN型產品的晶體品質較高，與藍寶石基板型產品相比，不易發生光效下降問題。因此，與藍寶石基板型產品相比，GaN基板型產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RGB三色熒光粉，獲得高顯色白光LED技術，在當前芯片效率已經提高到一個新的量級情況下，獲得業內越來越多的青睞。

　　那么，藍色LED會否最終退出歷史舞臺?