财富天下致富网 - 最新的投资项目信息平台
您的位置:主页 > 创业资讯 > 行业动态 >

固态照明技术最近研发进展

发布时间:2018-08-12 16:13热度()我要投稿
分享到:
导读:一、美国目前在固态照明领域已经取得了相当大进展,自从能源部2000年大力研发固态照明技术以来,支持了很多研发

一、美国

        目前在固态照明领域已经取得了相当大进展,自从能源部2000年大力研发固态照明技术以来,支持了很多研发项目,取得了多项成就。以下是所取得的重要成果:

        2008年9月,CRRE公司研发出标准冷白光发光二极管,效率是107 lm/W @ 350mA.

        2008年9月,佛罗里达大学演示了蓝光磷光OLED,流明效率高达40流明每瓦,外部峰值量子效率为25%。采用了无外部光提取技术。

        2008年6月,飞利浦和CREE公司共同开发了暖白光多芯片LED镀铝反光灯,效率为69 lm/W,能够发出681流明的光通量。

        2008年6月,Universal Display演示了寿命为8万小时的OLED。该OLED的效率为50 lm/W @1,000 cd/m2. 。

        2008年6月,Universal Display公司演示了白光磷光OLED,流明效率达到了创纪录的102 lm/W @1000 cd/m2.

        2007年9月,CREE开发出LED阵列,效率为95 lm/W @ 350 mA 。

        2007年9月,通用电气全球研究中心开发出了方案处理型(solution-processed) 白光OLED器件,总功率转换效率峰值超过了14%。未来的目标是开发出45 lm/W的照明级OLED,使得近期可以在某些应用中取代白炽灯。

        2007年9月,Universal Display制造出了6平方英寸的OLED面板,产生了100流明的亮度,效率为31 lm/W,亮度为3,000 nits。比目前的荧光灯要亮。

        2007年6月,柯达开发出了全新的白光OLED器件,提取效率达46%,比以往的器件有了很大的改善。


1.1.1 最近的研究亮点



CREE成功研制出冷白光LED



        CREE让冷白光LED效率达到107 Lm/W

        2008年9月,CREE成功研制出冷白光LED,效率达107 lm/W@350mA。这项成果来自于CREE的EZBright® LED芯片平台,得到了能源部的资金资助。是能源部光子晶体芯片项目的一部分,这个项目的目的是改善光的提取率和研发出新的封装技术,得到比传统LED更高的下转换(down-conversion)效率。该LED有一平方毫米,色温为5500K,显色指数为73,在单一模块封装中集成了4个LED芯片,能够产生大于450流明的光通量。

 

飞利浦和CREE公司研制出高效率暖白光多芯片LED RAR(镀铝反光)灯



        飞利浦和CREE公司研制出高效率暖白光多芯片LED RAR(镀铝反光)灯

        在2008年6月,飞利浦和CREE公司成功研制出暖白光多芯片LED RAR灯,效率达69 lm/W,可发出681流明的光通量。效率已经比目前市场上LED PAR灯泡要高得多。该灯的显色指数为91,属于客户喜欢的暖色调((CCT为 2716K)。该成果综合了封装技术、系统集成方面的进步,还有全新高效的驱动技术和独特的光学结构。该项目持续18个月,研究团队将继续努力改善该灯的性能。

 

PNNL/NREL团队演示耐用的GZO TCO

        PNNL/NREL团队演示耐用的GZO TCO

        2008年1月,美国国家可再生能源实验室(NREL)和太平洋西北国家实验室(PNNL)联合演示了耐用透明的导电氧化物,采用了镓(Ga)掺杂氧化锌 (ZnO)(简称GZO)材料。GZO的导电性和透明度优于铟锡氧化物(ITO),并且成本有望降低。这个团队第一次演示了镓掺杂ZnO的OLED器件,器件特性跟ITO二极管相当。这项成果展示了新一代可设计TCO 材料的潜力,能在降低成本的同时增强性能。


        目前已经商业化的研发成就

        以下是由能源部资助,已经在市场上商业化的产品。

 

中国的奥运场馆包括了鸟巢和水立方采用了CREE XLamp LED

 

        中国的奥运场馆包括了鸟巢和水立方采用了CREE的XLamp® LED。CREE所应用的LED技术是在能源部的资助下开发的。在水立方中大概安装了496000只XLamp LED,红绿蓝灯都有。在鸟巢大厅中有258,000只 XLamp LED,提供了舞台照明的效果,CREE正和能源部合作继续改善性能,长期目标是开发出160流明每瓦低成本高效LED芯片。


        更多的研发成就

        以下项目是在能源部资助下得到其他研发成果

佛罗里达大学取得高效率蓝光OLED


 

        佛罗里达大学取得高效率蓝光OLED

        最近佛罗里达大学的研究团队演示了峰值效率达40 lm/W的蓝光磷光OLED,外部量子效率为25%,没有采用外部光提取技术。这项成就被认为是美国蓝光OLED的最高效率。从全球的报道看来,蓝光 OLED对开发照明用白光OLED非常重要,但是长寿命高效率蓝光OLED一直是一个重要的障碍。蓝光OLED具有固有的电荷平衡,制约了它的内部量子效率。佛罗里达大学的团队采用了独特的电荷载体材料,具有特别的电子属性。这个团队将继续探索光提取技术和特种的下转换(down-convertin)磷光体,用蓝光OLED制造出白光OLED。(2008年9月)

伦斯勒理工学院(RPI)演示高效深绿LED外延材料

        伦斯勒理工学院(RPI)演示高效深绿LED外延材料,这种材料对开发红绿蓝颜色混合白光LED很有用,在红绿蓝三种LED中,深绿光LED材料的效率历来是最低的。RPI团队演示了555纳米波长的深绿电致发光C轴极性生长氮化镓LED器件,在8mW功率下实现100 A/cm2输出。RPI通过减少LED有源区域的缺陷得到这项成果,其中包括在不同极性和非极性氮化镓衬底上生长。 

国家实验室演示大块晶体生长的初步研发成果

        Sandia国家实验室演示大块晶体生长的初步研发成果 

        Sandia国家实验室正在开发一种新型的、可扩展性、成本效益的生长技术,用于生产低位错密度(low dislocation density)的大块GaN衬底。这项成果将影响LED灯的效率和寿命,当前的相关技术是采用蓝宝石和碳化硅衬底的外延方法,导致了高位错密度。 Sandia团队成功演示了新的大块氮化镓生长工艺,该团队将继续开发这项技术,制造出更大的氮化镓衬底,当前因为缺乏大衬底限制了效率和LED的成本。

Universal Display公司(UDC)改善OLED的寿命

        Universal Display公司(UDC)改善OLED的寿命

        Universal Display公司的研究员增强了OLED照明取代传统照明的可行性,他们演示了寿命为八万小时的OLED器件。目前寿命问题一直困扰着OLED照明的商业化。他们演示的OLED器件效率达到50 lm/W@1,000 cd/m2,光输出相当于60瓦荧光管,但效率是荧光管的两倍。UPC的研究人员将继续改进OLED器件的效率、颜色和寿命。(2008年6月)

Universal Display开发出了效率超过100 lm/W的白光OLED器件

        Universal Display开发出了效率超过100 lm/W的白光OLED器件

        UPC成功研发了102 lm/W @ 1000 cd/m2的OLED器件,这项成果对OLED技术来说具有里程碑意义,这个效率已经超过了目前的白炽灯和荧光管,后两者的效率为15 lm/W和 60-90 lm/W,这些技术来自于该公司独有的磷光OLED技术,这些开发得到了能源部的资助。能源部的目标是2015年前开发出150 lm/W的可商用OLED,这项成果无疑向这个目标迈进了一步。

 

北德州(North Texas)大学研发出42%高效的白光磷光OLED

        北德州(North Texas)大学研发出42%高效的白光磷光OLED,这项成果是和德州大学合作研发取得的,能源部希望开发出50%效率的OLED,这项成果离这个目标又迈进了一些。该器件采用了单一掺杂物质,可以通过改变掺杂物质的浓度来对颜色进行调谐。常规的白光OLED使用了多种掺杂材料,每种材料发出一种颜色,然后多种颜色混合成白色。这次只采用单一材料,是一大突破。(2008年5月)

 

RTI International演示发光纳米纤维

        RTI International演示发光纳米纤维,具有70%的量子效率
        RTI International演示了发光纳米纤维(photoluminescent nanofibers),黄色或橙色光,量子效率达到70%。为了达到这个水平,RTI开发了post-fabrication工艺,把量子效率从30% 提高到了70%。在荧光材料中这是一个很重要的改进,荧光材料是荧光粉转换型(phosphor-converted )LED的重要部分。荧光LED采用蓝光LED加荧光粉制造出白光LED。RTI的发光纳米纤维可以当作黄光荧光粉一样使用,增加了白光LED的效率。(2008年4月)

 

LANL研究所重新定义Trap(陷阱)机制,新方法提高OLED效率

        LANL研究所重新定义Trap(陷阱)机制,新方法提高OLED效率

        美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的科学家完成了能源部的项目,研发出了增加电荷注入和迁移率的新方法。他们重新定义了损失机制——叫做 “traps”(陷阱),这个东西限制了器件的效率,他们的理论模型对这个领域的研究人员很有帮助(适用于聚合物和小分子OLED),他们的一些成果已经被纳入能源部的一些研发项目中。UDC和通用电气是能源部两个重要的合作伙伴,开发可行的、低成本OLED器件。能源部的目标是2012年前开发出50 lm/W以上的高效OLED。(2008年2月)

 

Fairfield Crystal Technology公司制造出2英寸表面光滑的氮化铝(AlN)晶圆

        Fairfield Crystal Technology公司制造出2英寸表面光滑的氮化铝(AlN)晶圆

        Fairfield Crystal Technology公司制造出2英寸表面光滑的氮化铝(AlN)晶圆,是氮化铝晶圆技术的巨大进步,以前一直停留在1英寸的水平。这个2英寸晶圆被送到耶鲁大学进行铟镓氮化物沉积,观察是否大晶圆能够改善LED材料的质量。这个研究团队正在测试高质量AlN晶圆和高质量LED材料之间的关系,目的是让 LED更加高效。(2008年2月)

PNNL在材料设计方面的突破让蓝光OLED性能得到改善

 

        PNNL在材料设计方面的突破让蓝光OLED性能得到改善

        PNNL的科学家在低压材料方面取得重大突破,这是生产高效蓝光OLED的关键材料。PNNL开发出了材料设计新方法,在蓝光有机磷光体的主材料里面采用多种传输方法(multiple transport functionalities)。这个团队通过结合空穴传输碎片和电子传输微粒合成新的主材料。比热量稳定材料要好些,他们能够同时传输电子和空穴。这个团队采用这些材料演示出了12.6%的外部量子效率@ 800 cd/m2,在4.6V电压下,采用天蓝色磷光掺杂剂。以前的成果是5.3V下10.5%的效率,要求掺杂空穴传输层以及有源层。(2008年1月)

 

柯达改善全荧光白光OLED的寿命



        柯达改善全荧光白光OLED的寿命

        柯达演示了全荧光白光OLED,寿命超过10000小时@1,000 cd/m2。这个结果主要得益于他们新的器件结构,内部提取层(IEL)带来了提取效率的突破,这个团队正在改善内部量子效率(IQE)、光提取、内部运行电压和寿命。他们的方法强调了非磷光性设计,主张只采用磷光体分子来得到较高的IQE。他们将继续改善提取效率和功率效率,这些都是影响器件寿命的因素。

 

        能源部对固态照明的5个指导文件

        核心技术研发Round V

        产品开发Round V

        国家实验室的核心技术研发V版

        中小企业创新研发 一期

        中小企业创新研发 二期

        总的说来,DOE审查了126个项目申请,在08财年启动了21个项目。2009财年Round V 的申请又即将开始。

        截至2008年12月,能源部支持的研发项目中,总共取得了22项专利。显示了能源部资助私营部门对固态照明商业化的推动作用。由于能源部自2000年开始资助固态照明项目,总共获得了90项专利。这项目来自44家大公司、16家小公司、26所大学和4个国家实验室。

1.5.3 固态照明的组合目标

        能源部固态照明研究的目标是开发出高效建筑照明新技术。将与参与者进行紧密合作,共同减少照明能源消耗。

        为了达到这个目标,能源部制定了详细的产品研发计划,支持知名厂商、研究机构、高校、行业协会和国家实验室的开发。能源部将把固态照明作为优先发展的领域。

        固态照明规划的目标

        至2025年,开发出先进的固态照明技术,使之相对传统照明技术,效率更高、寿命更长、成本更低。产品系统效率达到50%,光谱构成与阳光相似。

        SSL可以通过提高效率来减少能源需求,商业化固态照明的目标是达到比白炽灯高一个数量级的能源效率,比荧光管效率高两倍。固态照明的普及将减少发电站的数量并改善电网的稳定性。固态照明政策也和EERE的“发展节能建筑和设备”的战略构想相吻合。

        这个多年的项目计划对项目活动做了描述,涵盖了09至15财年的固态照明研发计划。这项计划是可修改的,可以根据最新的分析、新的进展和新的研究重点来进行实时的修改。

 

二、欧洲

1、欧司朗在白光LED开发方面取得重大突破

    2008年7月22日,通过改善发光二极管(LED)生产过程中所有的工艺技术,位于加利福尼亚州的欧司朗公司在开发高亮度高效率LED取得了新的记录,这项记录是开发工程师在实验室里面取得的。在350mA的标准条件下,亮度的峰值达到了155 lm,效率达到136 lm/w(流明/瓦)。

    为了得到这个结果,研究员采用了带一平方毫米芯片的白色原型LED。生产过程中用了5000K的色温,色彩坐标在0.349/0.393 (cx/cy)。欧司朗的工程师将一个优化芯片的系统,一个非常先进高效的光能转换器,以及特有的高性能封装,统统融合在一起,才制作出创记录的新产品。因为性能表现卓越,欧司朗为这些技术申请了专利。这些半导体光源同样适用于高电流。在1.4A处,他们能产生最大500 lm的白光。这意味着将来白光LED也可以像蓝光和绿光一样应用于投影。

2、欧司朗光电半导体刷新暖白光OLED记录

二零零八年三月二十六日-- 中国讯 -- 欧司朗光电半导体宣布在经过短短两年的研发,已刷新了暖白光有机发光二极管的实验室记录。有机发光二极管照明设备(即 OLED 照明)的光效可达到 46 流明/瓦,亮度高达 1000 坎德拉/平方米,寿命更长达 5000 多个小时,首次实现了 OLED 两个关键特性的同步提升。


3、欧司朗发表工作电流增至2倍的LED

2007年1月,德国欧司朗光电半导体(OSRAM Opto Semiconductors GmbH)发表了最大工作电流提高到1A、相当于该公司以前产品2倍的发光二极管(LED)Platinum Dragon。可发出的颜色包括白色、蓝色、绿色、黄色、橙色(琥珀色)以及红色共6种。适用于车载设备、照明设备、交通信号等显示设备以及液晶面板的背照灯等。其中,白色LED当接通700mA电流时的光束亮度为标准75lm(环境温度25℃下的测定值)。发光效率为30lm/W。而该公司以前产品 “Golden Dragon”的光束,当接通350mA电流时亮度仅为标准45lm。Platinum Dragon计划从2006年底到2007年初前后开始供货。


4、欧司朗OSTAR Projection LED模块提供更高亮度

2007年3月,欧司朗光电半导体公司(OSRAM Opto Semiconductors)推出的全新OSTAR Projection产品封装六块芯片,成就卓越亮度。OSTAR Projection应用在迷你投影机中,可为电脑游戏创造出鲜艳的色彩效果。OSTAR Projection的系统亮度为120流明,可采用大幅面格式将游戏或屏幕显示内容投影至墙上。

三、亚洲

日亚白光LED光效达150lm/W

2007年1月,自从日亚(Nichia)1996年利用蓝光LED激发荧光粉制造出白光LED后,LED渐变成高效光源。日亚的lamp型LED(如 NSPWR70),在20mA正向驱动电流、4600K色温下,光效达到150lm/W(光通量9.4lm)。其发光效率相当于三波长荧光灯效率(90lm/W),的1.7倍、白炽灯(13lm/W) 的11.5倍,甚至比高压钠灯(132lm/W)还高,被视为最有潜力的高效光源。

日亚宣布GaN VCSEL获重大突破

   日亚(Nichia)制造出了首个电泵浦的GaN VCSEL,能在室温下发出连续波的光。由于电极的导向性得到改良,兼之移除蓝宝石衬底,在现有低温工作条件下的GaN VCSEL器件基础上,410nm的激光器得到改进。在去年12月5日出版的Applied Physics Express网站上来自日本的研究人员报告了这个阈值电流约为13.9 kA/cm2的GaN器件。

   之前最好的连续波GaN VCSEL被沉积在一个蓝宝石衬底上,接触点挨个安置在旁侧,工作温度在77K以上。Nichia表示,器件的性能受限于蓝宝石的特性,热导性低,触点紧密排列。Yu Higuchi在报告中写道,“对于p型和n型接触来说,并行的结构会导致p型台面边缘发生电流拥堵现象”。“电流拥堵导致工作电压乃至发热量的增大,VCSEL器件尤其需要高电流密度。”

日亚将LED发光效率提升至249lm/W

    2009年2月,在Photonics West展会上,日本LED巨头日亚(Nichia)展示了最新的实验室结果,其中一项性能得到提升的LED和3W蓝色激光二极管引起了与会者的广泛关注。通过加快研发进程、将LED的发光效率提高至249lm/W@20mA,Nichia研发者捕捉了LED产业的目光。然而,在1月29日举办的Photonics West展会上这个值降至145lm/W@350mA,很显然,350mA是今日高亮度LED常用来衡量输出功率的驱动电流。与之相比较,Cree和Osram最近宣布LED的发光效率实验值分别是161lm/W@350mA和136lm/W@350mA

 

本文标签:
声明:此内容来自互联网,版权归原作者及相关网站所有。(责任编辑:admin) 
评论列表(网友评论仅供网友表达个人看法,并不表明本站同意其观点或证实其描述)
每日上新
业务咨询/广告合作/链接交换请联系QQ:99887766
关于我们
友情提示

财富天下网友情提示:
投资有风险,咨询请细致,以便成功加盟。
(多打电话、多咨询、详考察,可减低风险。)

广告合作

广告刊登:QQ98888888
客服热线:139 9999 9999
媒体合作:138 8888 8888