2016 년 LED 기술 혁신

2016 년 LED 기술 혁신

( 주최 : LED 인 시드 차이 티 팀 )

2016 년이 끝나갈 무렵, 흥미 진진하고 놀라운 기술 혁신이 있었으며, LED가 준수한 통계를 기반으로 올해에는 적어도 10 가지 주요 기술 발전이있었습니다.

미국 연구원들이 처진 프리 LED를 만듭니다.

일리노이 대학 어 바나 샴페인 (Irbana Champaign)의 연구원은 올해 더 밝고 효율적인 녹색 LED를 만드는 새로운 방법을 개발했다. 산업 표준 반도체 성장 방법을 사용하여 실리콘 기판 위에 질화 갈륨 (GaN) 입방 결정을 성장시켜 고체 상태의 조명을위한 강력한 녹색 빛을 생성했습니다.

"이번 연구는 새로운 물질 인 입방 갈륨 질화물을 이용하여 확장 가능한 CMOS 실리콘 플랫폼에서 첨단 솔리드 스테이트 라이팅을 목표로 할 수있는 새로운 녹색 파장 이미 터에 대한 길을 열어 놓았 기 때문에 매우 혁명적이다"라고 Can Bayram 조교수는 말했다. 일리노이의 전기 및 컴퓨터 공학

일반적으로 GaN은 육각형 또는 입방체의 두 가지 결정 구조 중 하나로 형성됩니다. 육각형 GaN은 열역학적으로 안정하며, 반도체 응용 분야에 사용되는 전통적인 형태입니다. 그러나 육각형 GaN은 내부 전계가 음으로 하전 된 전자와 양으로 하전 된 정공을 분리하여 결합을 방지하여 광 출력 효율을 감소시키는 편극이 발생하기 쉽다.

Bayram과 그의 대학원생 인 Richard Liu의 연구는 입방 형태의 GaN 결정을 도입했는데, 그들은 LED를 제로로 만들 수 있다고 믿고있다. 녹색, 청색 또는 자외선 LED의 경우 , 발광 효율은 일반적으로 더 높은 전류 입력으로 감소하며, 이는 "처짐 (droop)"으로 특징 지어진다.

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Ostendo Epilab, 세계 최초의 풀 컬러 GaN 기반 LED 출시

캘리포니아 남부의 Carlsbad에 본사를 둔 Ostendo EpiLab은 세계 최초의 RGB LED를 출시했습니다. GaN 기술을 기반으로 한 LED는 3 개의 특정 물질을 사용하여 양자 구조가 서로 다른 색상의 빛을 방출하도록하고, 컬러 LED는 독립적으로 방출되거나 혼합되어 방출 될 수 있습니다. 종래의 LED는 전형적으로 단색 (monochromic)이며, 단일 파장만을 방출 할 수있다. 다채로운 RGB 조명 효과를 얻으려면 하나 이상의 LED가 원하는 색상을 혼합해야합니다.

색상은 LED에 사용되는 인광 물질 코팅 또는 기판 물질에 의해 결정됩니다. 소수의 연구원 만이 단일 범위의 RGB 색상을 방출 할 수있는 단일 LED 칩을 만들려고 시도했습니다.

Ostendo는 재료, 장치 및 시스템 수준에서 효율성과 비용 효율성을 달성하고자하는 목적으로 차세대 Solid State Lighting (SSL) 기반 디스플레이 기술과 상용 및 소비자 시장 용 제품을 개발합니다. Ostendo의 활성화 기술은 개별 시장에서 파괴적인 제품을 지원합니다.

UV LED 커브 렌즈 기술의 발전

중국 과학 아카데미 (China Academy of Sciences)의 Chongqing Green and Intelligent Technology 연구소의 Integration Optic Technology Institute는 자외선 노광기, PCB, LCD 및 심지어 터치 패널 애플리케이션의 광원에 적용 할 수있는 UV LED 곡면 렌즈 기술의 새로운 발전을 발표했습니다. 중국 연구소는 UV LED 렌즈 특허 CN203642076U와 노출 자 CN201420651432.4를위한 매우 균일 한 UV LED를 부여 받았습니다.

종래의 평행 노광 장치는 광원이 1,000 시간의 매우 짧은 수명과 높은 전력 소비를 가지며 오염 물질이기 때문에 고압 수은 램프를 사용한다. 수은 램프 광원을 대체하는 데 사용되는 자외선 LED는 수명이 수은 램프의 거의 50 배이며 에너지 소비를 90 % 줄여 생산 비용을 크게 낮추고 환경 오염을 줄입니다.

이 연구소는 UV 파장 및 비 유기 광 부품 처리 및 기타 핵심 기술에 적합한 정밀 조명을위한 LED의 다중 곡면에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 개발 초기 단계는 UV LED 평행 노광기를 기반으로하며 시준 반각은 ± 2 ° 이내로 조절할 수 있으며 불균일 한 조명 분포는 3 % 미만으로, 광도는 40mW / cm ^2에 도달 할 수 있습니다.

Saphlux는 문제를 해결하는 새로운 기술을 개발합니다 Shuji Nakamura

2014 년 예일 대학의 정한 교수가 설립 한 GaN 소재 업체 인 Saphlux는 마침내 2016 년 초에 새로운 솔루션을 제공 할 수있었습니다. 회사는 기밀 정보가 포함되어 세부 사항을 공개하지 않았으며 마침내 기존 세미 GaN 물질 성장 모델 이 회사는 반 극성 GaN을 성장시키고 결정 성장 방향과 모양을 직접 제어 할 수있는 표준 대형 사파이어 기판을 제공 할 수있었습니다.

이 획기적인 기술 혁신은 LED 제품과 레이저 제품을 효율적으로 만들 수있는 LED가 자료의 녹색 세대 격차의 병목 현상을 해결할 수있을 것입니다 업계가 나타냅니다. 이것은 의료 및 실외 조명과 같은 높은 제품 요구 사항을 가진 등기구의 획기적인 발전입니다.

혁신적인 소재로 백색 LED 루멘 효율을 대폭 향상

대만의 국립 칭화대 (National Tsing Hua University) 연구원은 최근 ACS Nano 학술지에 희토류 금속이 아닌 Alrali 금속으로 만든 백색 LED 제품을 성공적으로 만든 논문을 발표했다. LED는 근본적으로 Alrali earth metal과 metal organic frames (MOF), graphene 및 기타 물질을 조합하여 백색 LED를 만듭니다. 신소재로 만든 LED는 자연광과 비슷한 품질의 광선을 방출 할 수 있으며 강한 청색광을 방출하지 않습니다. 루멘 효율은 다른 색상을 걸러 낼 필요가 없으므로 크게 향상됩니다.

통상적으로, LED는 광선을 백색으로 변환하기 위해 황색 형광체 코팅이 필요한 청색 발광 반도체 칩이지만, 이것이 루멘 효율을 다소 감소시킨다.

LED는 일반적으로 청색광을 방출하고 황색 형광체를 통해 빛을 백색으로 변환시켜 루멘 효율을 감소시킵니다.

일본, 희귀 원소가없는 적색 LED 개발

도쿄 공과 대학과 교토 대학은 비용이 많이 드는 희귀 원소를 사용하지 않는 적색 발광 반도체를 공동 개발했다고 발표했다.

연구자들은 질소와 아연 성분을 스크리닝 방법의 기준으로 사용하는 것과 같은 대안으로 지구에 풍부한 원소로 전환하고 있습니다. 저비용 물질은 적색 LED 및 태양 전지의 생산 비용을 절감 할 수 있습니다.

연구원은 하이브리드 나노 결정 LED 디자인이 효율 저하를 효과적으로 억제 할 수 있음을 발견했습니다.

Nanjing University 연구진은 InGaN 또는 GaN LED 구조의 홀을 채우는 데 사용되어 백색 LED 루멘 효율을 크게 향상시키는 하이브리드 나노 결정에 대한 새로운 응용을 발견했다.

이 연구 결과는 Applied Physics Letter에 발표되었는데, CCE (Color Conversion Efficiency)를 높이는 열쇠는 InGaN 또는 GaN LED에 의해 방출되는 청색광을 통합하는 것이 아니라 효과적인 비방 사 공진 에너지 전달에 의해 결정된다는 점에 주목했다. 인광체 또는 심지어 나노 크리스털을 포함하며, 여기서 하향 변환 방사선이 종종 발생한다.

난징 공과 대학교는 가장 효율적인 페 로브 스카이 트 LED를 개발합니다.

Jiangsu Flexible Electronic Laboratory의 웨이 황 (Wei Huang)이 이끄는 연구팀과 왕 교수 인 Jiangpu Wang 교수는 페 로브 스카이 트 (perovskite) LED 연구에서 획기적인 발전을 이룩했습니다. 그들은 LED를위한 다중 양자 우물 구조를 가진 페 로브 스카이 트를 도입했으며, 부품의 효율과 신뢰성은 다른 페 로브 스카이 트 LED를 훨씬 능가했다.

Perovskite는 새로운 연구 방향을 시작한 발광 재료이며, 연구 기반을 심화시킴으로써 미래에 상용화 될 수 있습니다.

Wacker Chemie, LED 패키지 용 새로운 접착제 출시

뮌헨에 소재한 Wacker Chemie는 LUMISIL740과 LUMISIL770의 두 종류의 실리콘 LED 캡슐화 화합물을 성공적으로 개발했습니다. LED 패키지 재료는 경화되어 매우 투명한 실리콘 엘라스토머, 유연한 실리콘 형태를 형성 할 수 있습니다. 두 가지 실리콘은 극도로 높은 작동 온도와 황변 또는 취성이없는 강한 광선을 견딜 수 있습니다. LED는 고성능 LED 캡슐화에 적합합니다.

새로운 LED 인 캡슐 런트 LUMISIL 740 및 LUMSIL 770은 백금 촉매 첨가 반응을 사용하여 실온에서 경화 할 수있는 2 성분 시스템입니다. 경화 된 고무 등급은 일반적으로 폴리 디메틸 실록산에서 발견되는 굴절률이 1.41입니다. 두 제품은 정상 굴절 지수 (NRI) 캡슐화 그룹에 속합니다.

따라서 두 제품은 정상 굴절 지수 (NRI) 인 캡슐 런트 그룹에 속합니다. 그들은 민감한 LED 반도체 칩을 환경 적 영향으로부터 효과적으로 보호합니다. 이들은 또한 LED에 의해 방출되는 빛의 색과 정상적인 실내 온도에 선택적으로 영향을 줄 수있는 발광 염료의 운반체 역할을 할 수 있습니다. LED 캡슐은 환경 영향으로부터 민감한 LED 칩을 보호 할 수 있으며, 형광체 캐리어는 LED 광선 색상을 효과적으로 변경할 수 있습니다.

대만 연구원, LED 수명 연장을위한 새로운 소재 개발

최근 대만의 연구원들은 단단하고 두꺼운 알루미늄 열 방열판을 대체 할 새로운 형태의 방열 소재를 개발했습니다. 연구팀은 히트 싱크에 폴리 아미드와 그라 핀 산화물 (rGO)을 사용한다고 주장했다. LED는 LED 램프로부터 열을 내부에 효과적으로 보급 할 수 있습니다.

한편, 연구 개발팀 (R & D)은 고가의 그래 핀과 유사한 열적 특성을 가진 플라스틱 소재를 개발했습니다. 재료는 플라스틱으로 성형 될 수 있으며 생산을 제어하기 쉽습니다. 이 소재는 LED 수명을 크게 늘린 유연한 LED 방열 소재를 생산하면서 장비 비용, 중량을 낮출 수 있습니다.

LED 열 방출 장치의 새로운 발전

최근 중국 경공업 선임 엔지니어 인 Kuanan Li는 독립적 인 지적 재산권을 보유한 혁신적인 LED 열 분산 기술을 도입하여 주요 문제와 요점을 해결하는 것을 목표로 삼았습니다. 회사는 모든 장애물을 성공적으로 제거하고 직선형으로 설계된 팬을 사용하여 열을 강제로 발산하고 우수한 열 발산 효과를 얻을 수있었습니다. 발명가 인 이흥 장 (Yixing Zhang)은 디자인이 열 방출 문제를 해결했으며, LED 드라이버는 매우 효율적이고 신뢰성이 높으며 비용이 적게 든다는 요구를 충족시켰다. 회사 설립자는 이것이 LED 개발의 두 가지 주요 문제를 근본적으로 해결했다고 지적했습니다.

온주 대학교 화학 및 재료 공학부, 백색 LED 수명 연장을위한 새로운 소재 개발

LED 램프의 수명은 원저우 대학교의 화학 및 재료 공학과 Oujiang College의 조교수 Weidong Xiang이 개발 한 혁신적인 소재를 통해 거의 10 년까지 연장되었습니다. 연장 된 조명 기간으로이 소재는 고급 자동차, 고속철도, 항공기, 지하철 및 기타 조명 응용 분야에보다 폭넓게 적용될 수 있습니다.

Xiang은 2,000 ℃의 고온에서 합성 될 수있는 단일 LED 칩에 황색 빛을 개발하는데 수년을 보냈다. 청색광 LED 칩이 단일 다이 칩상의 5.5mm x 5.5mm의 24W 광원과 쌍을 이루면, 황색 다이 재료는 꾸준히 백색광을 방출 할 수있다. 칩 내열성, 높은 전도성으로 인해 LED 램프는 더욱 탄력적으로 변하고 수명이 연장됩니다. LED 전구는 장시간의 조명 후에 고온으로 인해 쉽게 손상되지 않으므로 고급 자동차, 자동차 조명, 고속철도, 비행기 및 잠수함 등의 조명 애플리케이션에 매우 적합합니다.