LED Basics
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來源： 新興產業智庫
人類進行技術發明與創新的步伐，就從未止息。那麼在我們照明領域，近段時間全球包括英、美、日、韓等國，又傳出了哪些的研究成果？下面我們一探究竟，注意「後方高能」，如有不適者請回避。
日本：穿透火災煙霧的照明器
日前，日本東京理科大學和NTT共同宣佈，聯手開發出了可在煙霧環境中，確保視認性的太赫茲波照明器的基本構成技術。
話說得這麼累贅，意思其實就是，當我們使用這款試制的矩陣型照明器，就能在肉眼能見度，接近零的模擬火災環境中，也能獲得1.4m遠的物體的太赫茲圖像。
從原理上解釋，這是由於太赫茲波是頻率，位於電波與光之間的電磁波，波長大於紅外線和可見光，即使在灰塵、煙霧及火焰中傳播，也基本上不會發生散射和衰減。此外，與電波相比，太赫茲波不容易向四周擴散，可用於查看物體形狀。
據瞭解，在使用太赫茲波成像方面，業界早就在研究，透過測量被拍物發出的輻射熱，來成像的被動成像技術，但是因為在火災現場，周圍的高溫物質和高溫煙霧，也成為熱輻射源，因此無法獲得清晰的圖像。
但是，使用此次開發的太赫茲波照明器，便可實現主動成像，即由觀測者發出太赫茲波，然後根據物體反射回的波，來「看清」煙霧中或對面的情況。
這款為驗證原理而試制的矩陣型照明器，由9個元件構成，預期該研究成果，日後得以普及應用，對於建築火災現場的勘察工作，將會發揮一定的作用。
韓國：無螢光粉白色LED技術
眾所周知，目前大部分的白色LED，都是在藍色LED結合黃色螢光粉，或並列多種顏色的LED製造出來。鑒於黃色螢光粉屬稀土類物質，演色性較低，更有變色的可能性，而組合多種顏色的LED成本又相對較高。
事實上，只要人類還擁有一份進取的恆心，所有的難題和困惑，都必將會成為推進技術刷新的原動力，於是，韓國科學技術院(KAIST)，物理學教授研究團隊，透過了自身的不懈努力，終於成功研發出了製造無螢光粉白色LED技術。這項技術並將有望，運用在次世代照明及顯示器上。
該研究團隊以半導體晶片取代螢光粉，又把頂部為同心圓模樣的金字塔結構，設計成複合結構體，製造出的3D結構體各個面以不同條件形成量子井，各發出不同的顏色。
通過調整製造3D結構體的時間和條件，以改變各結晶面面積的方法，製造出多元混色的LED。同時他們也找到了可使用高倍數顯微鏡，測量3D結構體內部電流注入程度的方法。
只要研發出可有效注入電流的方法，就可調整LED元件效率和色彩重現度。據透露，未來還可透過3D半導體製程研發改善效率，催生不使用螢光粉的低價、色彩重現度高的單一晶片白色光源。
英國：半極性GaN生長高效益LED
較早前，英國雪菲爾大學發佈了一項，在半極性氮化鎵(GaN)或藍寶石基材上，生長LED的研究成果。據指，研究人員利用在M-Plane藍寶石基板上生長的GaN製造的微柱陣列模板，能在其上過度生長的半極性GaN(11-22)上生長出具有更高量子效益的LED。
相較於在C-Plane藍寶石基板上，生長的商用LED，在半極性材料上，所生長的綠光LED顯示發光波長的藍位移，隨著驅動電流增加而減少。
而在藍位移所觀察到的情況，也適用在黃綠與黃光LED上，因此，研究人員發現所生長的LED，存在一種有效抑制量子，而限制星炫的效應。
而在藍位移所觀察到的情況，也適用在黃綠與黃光LED上，因此，研究人員發現所生長的LED，存在一種有效抑制量子，而限制星炫的效應。
如上圖中所示，分別展示在5mA、20mA與100mA時拍攝的(a)綠(b)黃綠(C)黃(d)琥珀色LED電致發光。
據悉，研究人員在晶圓上，測得光源輸出隨電流提升，而呈線性增加，而其外部量子效率顯示，較商用C-Plane LED的效率衰減(efficiency-droop)情況，已明顯改善。電致發光偏振測量顯示半極性LED的偏振比約為25%。
研究人員聲稱，初步結果顯示，過度生長技術是一種更具有潛在成本效益的方法，可以在較長波長區域中，實現高效能的半極性GaN發射器。
日本：覆晶(Flip-Chip)LED新技術DMC
市場需求往往會「鞭策」技術的創新，早前，日亞化就是憑此研發出了覆晶(Flip-Chip)LED新技術——「直接安裝晶片」(Direct Mountable Chip)簡稱(「DMC」)。
據稱，日亞化通過直接安裝晶片，在工業生產中就可以實現LED最高的磁通量密度水平。由於其設計範圍，可以從單一到集群，相信也會非常適合於SSL照明市場。
繼去年10月推出採用「DMC」技術，量產尺寸1010規格的產品後，日亞化近來運用DMC技術再添E17A/E21A系列新品。
其中E17A系列新品包括NCSWE17A和NCSLE17A，統一採用1.7*1.7*0.28(mm)封裝尺寸；E21A系列新品包括NVSWE21A和NVSLE21A，封裝尺寸採用2.1*2.1*0.28(mm)。該系列產品顯指(Ra)有70、80兩種，光效可以達到144lm/W。
美國：把「殘羹剩飯」變成LED燈泡
把吃剩的三明治和蘇打水做成LED燈泡？這些本來八竿子打不到一塊的東西，絕非天方夜譚，也並不是將到的愚人節應節玩笑。
LED照明雖然以效率，和壽命的優勢備受看好，但售價較高，和往往使用有害物質製成等缺陷，還是令人不無遺憾。
如今，美國猶他大學的科研人員，就發現了一種利用食物殘渣生產發光材料的方法，或能從根本上解決這兩個問題，不但可使未來的LED光源價格大幅降低，毒性也將遠低於目前的產品。
但是，真的有這麼「重口味」的LED燈泡嗎？科研人員對此的信念是相當堅定的，他們指出，當下的LED包含量子點，這是一種微型發光晶體，通常由硒化鎘製成，而這種化合物包含兩種有毒物質，此外，硒化鎘還價格昂貴。幾經周折，他們後來終於想到了一種替代物質材料：碳。
為了開發「碳量子點」而不是「量子點」，該團隊使用了溶劑熱合成法，將食物殘渣倒入溶劑中，在高溫高壓環境中持續90分鐘，直到生成碳量子點。
結果顯示，在生成碳量子點的過程中，溶解在軟性飲料中的蔗糖和果糖都是效果很好的來源。
從食物殘渣中合成並塑造碳量子點，需要決定碳量子點的尺寸，它的直徑小於20奈米，因此必須透過多次測試，來確保碳量子點能夠呈現出來，並決定它所具備的光學特性。一旦生成了碳量子點，便可將其放入清澈的樹脂中，製成擁有多項不同光學特性的發光物體。
他們宣稱，最終的目標就是要「變廢為寶」，實現大規模生產，並在日常設備中使用這些「新口味」LED。
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