盘点LED行业8月份16项颠覆性新技术

    LED行业8月以16项重大新技术完美收官！想必科学家们都打了鸡血，根本停不下来！发明创造好疯狂！

    这16项新技术都围绕两大主题：第*，低成本高能效；第二，无限拓展创新。同时这16项新技术可分为材料、制备、应用三大类技术，各个技术各有价值点，或许将给LED产业带来颠覆性变革！

    一、材料类技术

    1、两项石墨烯技术

    （1）可调色石墨烯LED

    内容：清华大学研究小组从两种不同形式的石墨烯中制作出了新型发光材料，第*次在基于石墨烯材料的发光系统中证明，仅用一个LED就可调整出不同颜色的光，几乎覆盖整个可见光光谱的所有颜色。即覆盖了从450毫微米波长的蓝光到750毫微米波长的红光，但深蓝色和紫罗兰色除外。

    价值：此次具有突破性的研究成果在获得颜色保真度的同时，还能显著减少显示器件内的发光单元数目，从而极大地优化电路进而降低功耗。可调色石墨烯LED突破了现有显示器件的颜色合成方式，有望对显示屏、照明灯具和通讯技术产生革命性影响。由于光的颜色会随特定化学物质而改变，这类器件还可能用于制备特殊的传感器。

    （2）可用于生长半导体石墨烯带的新技术

    内容：美国威斯康辛大学(University of Wisconsin) 以及阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的研究人员们，发现一种方法可生长不到10nm宽的半导体石墨烯带，它具有扶手型边缘(armchair edge)，可经由控制奈米带宽度实现各种不同的能隙。

    价值：该研究团队最主要的发现是能够直接在低成本的锗表面上更轻易地生长扶手型边缘的石墨烯带，从而使其成为一种较硅晶更快10倍的客製半导体。

    2、两项荧光粉、荧光材料技术

    （1）不含稀土的LED荧光粉

    内容：美国研究团队以混合磷为基础，结合普通富含土壤的金属和有机发光分子产生可控的LED白光荧光粉。通过改变金属及有机成分，可以系统地调整荧光粉对人眼最能接受的区域可见光光谱的颜色。该团队还将继续试验研发其他基于不同的金属和有机化合物的不含稀土的LED荧光粉。

    价值：当前的LED技术通常是使用单个半导体芯片来产生蓝光，然后依靠黄光发光荧光粉涂层将颜色转换成白色。这种荧光粉由掺杂了铈的钇铝石榴石（由稀土元素组成）制成。而这些稀土元素非常昂贵，且供应有限。所以，该项技术不含稀土的LED荧光粉可使LED的寿命更持久、 效率更高、 成本更低，据称能够减少LED 90%的成本。

    （2）荧光材料及其光色调控机制新成果

    内容：合肥工业大学通过一系列实验手段，结合理论计算，对Gd离子取代造成的光谱红移、强度下降和热稳定性变差的本征机制给出了一种全新解释。即：由于Gd离子半径较大，在钇铝石榴石刚性结构中会造成电子云挤压变形，造成晶体场增强、电子有效质量减轻、电子铺展能级范围扩大和带隙减小，进而导致发光效率下降与热稳定性降低。

    价值：该技术可以指导开发具有特定色泽的人造宝石晶体，赋予更加绚丽多彩的颜色，例如各种人造钻石、蓝宝石和红宝石等，不但呈现高透光率与反光率，而且可以订制特定色泽使之光鲜夺目。

    3、磷烯发光材料

    内容：澳州国立大学(Australian National University;ANU)的科学家利用胶带重覆在黑色结晶形式的磷中剥离出越来越薄的晶体层，从而创造出磷烯。除了打造出比矽更轻薄的半导体，磷烯还具有发光特性以及厚度各不相同的叠层，藉由改变层数，能够严密地控制能隙，确定材料的特性，例如LED发出的色彩。

    价值：由于磷烯既轻且薄，从而为制造许多有趣的装置创造了机会，例如LED或太阳能电池，展现了十分具有前景的发光特性。磷烯在薄层中的表现更优于矽，因为磷烯的表面状态可被最小化，它和表面状态厚重而无法用于轻薄状态的矽是不同的。

    二、制备类技术

    1、量子点新技术

    内容：美国俄勒冈州立大学的研究人员展示了一种新的量子点制造技术，运用一种叫做“连续流”的化学反应器，化学物质被持续地放入反应器中并产生了连续的LED照明。与此同时，用微波来加热试剂，解决了在化学反应中如何对温度进行精确控制的问题。

    价值：“连续流”装置让制造LED照明的过程更加廉价、快捷，而且具有高度延展性。该技术不仅能保证所造量子点的大小和形状始终如一，还能进行更精确的颜色控制。同时，这种技术使用非毒性材料，并大大减少材料的浪费，这会降低制作成本、保护环境，可为光学、电子和生物医学等多种领域提供了一种“廉价”的选择。

    2、单层材料制造LED灯

    内容 ：通过使用有机和无机材料的组合，美国佛罗里达州大学工程学教授成功开发了一种新的LED技术。这些材料可溶解，发出蓝色、绿色或红色的光，所以可用来制造灯泡。

    价值：该技术的真正特别之处在于它的制造过程比市场上现有产品要简单得多。大多数LED材料需要工程师把四、五层材料互相覆盖以创建所需的产品或效果，而该项技术的材料只需要一层。该研究对LED技术的发展至关重要，它可迅速地减少美国的电力消费。

    3、新涂层技术

    内容：德国纽伦堡—埃朗根大学的研究人员将荧光蛋白涂在一种凝胶状材料上，这种凝胶由蛋白水溶液及一种聚合物的共混物组成，聚合物的作用是使蛋白质水溶液连接到网状凝胶上，并维持必要的湿度。通过真空干燥使凝胶转换成一种橡胶材料，然后将其用于白色LED的多层涂层。采用这种方法成功制成了白色LED。

    价值：目前生产白色LED的两种方法不是成本太高，就是产品使用寿命短，限制了产业发展。该新技术使白色LED的生产变得既简单便宜，又安全环保，同时寿命长、能效高。

    4、OLED照明用调光/调色型面板

    内容：Pioneer、三菱化学( Mitsubishi Chemical )联合宣布，已研发出可变更光线强度/光色的OLED照明用调光/调色型面板产品，并预计于2016年初开始进行量产出货。此次研发的产品有92 mmx 92mm、69mmx66mm和55mmx50mm等三款，其最大亮度为2000cd/ m2、色温为3000-5000K、厚度为1.08mm。

    价值：Pioneer和三菱化学于2012年就开始出货“真空蒸镀式”OLED照明模组（面板）之后于2014年开始量产采用“发光层涂布型（借由涂布制程形成发光层）”生产技术、可压低制造成本的OLED照明模组。此次新产品制造成本可压低至现行约1/3以下水准。

    5、两项激光技术

    LED还没全面普及，科学家们已迫不及待地研发优于LED的激光！

    （1）白色激光

    内容：美国亚利桑那州立大学首次研制出了一款能发白光的激光器。这是一种新奇的纳米薄片。这块纤细半导体的大小仅为头发丝的五分之一，厚度仅为头发丝厚度的千分之一，其拥有三个平行的部分，每部分能发出红、蓝、绿三原色中的一种颜色的激光。整个设备能发射所有可见光的激光，从红色到绿色再到蓝色，或两者之间的任何颜色，当三原色“相遇”时，就出现了白色的激光。

    价值：该项技术让激光替代LED成为主流光源向前进了一步，激光更亮、能效更高且能提供更精确和生动鲜艳的显示颜色，可用于计算机和电视屏幕上。另一个重要应用或将是可见光通讯领域，白色激光Wi-Fi可能是目前正在研发的基于LED的Li-Fi的10到100多倍。

    （2）世界最强能量的激光束

    内容：日本大阪大学研究人员使用“快速点燃激光仪(LFEX)”能够产生2千万亿瓦激光束。从低能量设备制造高能量输出，仅通过1微微秒（万亿分之一秒）发射激光束。

    价值：近年来世界各国激光设备竞赛进入白热化。据了解，5万瓦激光束能够击落1.6公里之外的无人机。

    三、应用类技术

    1、光计算机技术

    内容：美国杜克大学研发出了一种可在1秒钟内开合900亿次的LED发光设备。

    价值：如果微芯片可以使用光子而非电子来处理和传输数据，计算机的运行速度就能得到大幅提升。此项技术的快速发光设备让研究者们距离制作出适合光计算机使用的光源又近了一步。

    2、两项可穿戴LED技术

    （1）柔软、可织纤维状LED

    内容：韩国先进科技学院（KAIST）研究人员发明了一种纤维状LED，可以直接进行针织或机织从而形成织物本身的一部分。

    价值：该技术可以采用卷对卷工艺的纺织制造方法来对纤维进行廉价、大批量的自动化生产。这样一来，LED纤维就会像当前的尼龙或聚乙烯纤维一样容易批量化生产。穿戴式显示器的商业化将加速。

    （2）柔性可穿戴式白光LED

    内容：台湾国立交通大学成功开发出一款柔性高效白光LED，可用于可穿戴式显示器及曲面或柔性电视屏幕等非平面。

    价值：相比有机发光二极管，该柔性LED成本低、寿命长及效率高。相关器件在目前技术下都是可用的，组合后的可靠性非常好。

    3、LED保鲜技术

    内容：新加坡国立大学的科学家们发现了一种在低温下不用化学处理来保存酸性食物的可能方法。细菌的细胞中含有光敏感化合物，会吸收电磁波谱中的可见部分（400-430纳米），而这部分主要就是蓝色LED光。暴露在蓝光LED下会引发细胞内部的一系列反应，最终导致其死亡。

    价值：该项技术满足了人们对天然食物不断增长的需求，而不需要依靠酸味剂和人工防腐剂等化学物质来保藏食物。对食品保鲜柜和食品供应有着潜在价值，可以用于零售商，例如美食街和超市。

    4、绿诺LED灯泡正式登陆中国内地市场

    内容：该灯泡采用全新的设计理念，通过折纸风格的灯泡外型，给消费者耳目一新的体验。在灯泡内部设置了具有调光功能的定制硬件，使灯泡在没有调光器的情况下也可以调整亮度，并籍此获得2015年红点设计奖*佳产品设计奖。控制方式也比较简单，在绿诺NanoleafBloom灯泡打开后，只需按两次开关，即“开+关“，即可开启调光模式，在灯泡渐亮过程中连续按两次开关，即可锁定光线亮度。该产品只需要10瓦的能量，就能产生1200流明的亮度，实现75瓦灯泡的照明效果。此外，为了方便用户夜间使用，该产品具有"夜灯模式"，采用小于0.5瓦的能量实现照明。

    价值：该产品是全球第*款无需调光器即可调节亮度的LED灯泡。这种纳米 LED 灯泡可即时实现 360 度全亮，而且它只需 12W 的功耗，可以完美替代100W的白炽灯泡并且光效高达150lm/W，较一般白炽灯减少 88%耗电量，是世界上最节能的照明产品。在寿命上，Nanoleaf 可连续用上最少 3 万小时，比一般白炽灯仅 1500 小时的寿命也大为延长。另外，因为该灯泡电路板形状是折起来的，所以不需要散热，既节省了制造成本又降低了对环境的污染。