南昌大学副校长江风益：多基色LED合成照明产业即将来临

　　LED是一种把电能直接转化为光能的半导体元器件。1962年，通用电气的Holonyak发明了红光LED，经过54年的发展，如今红橙黄绿青蓝紫七彩LED光全都实现了产业化和商品化，人工已经可以造就五彩缤纷的新视觉。

　　正如Holonyak在4年前所说，LED尚处在婴儿期。现有的LED照明技术方案是采用蓝光+荧光粉的方式来实现的，光效和品质难以协调，流明效率较高，已经达到150lm/W，但是蓝光占比过大，青光缺失，红光不足。

　　LED照明技术还有很大的发展空间。新一代LED照明技术将采用多基色LED合成的解决方案，用红、黄、绿、青、蓝光直接合成白光，无需荧光粉。具体来看，当蓝、青、绿、黄、红光的光效分别达到70%、55%、45%、25%、55%时，即可达到显色指数97.8、色温3000K、光效136lm/W的令人满意的结果。

　　从2015年的数据来看，可见光LED的功率效率分别为：蓝光65%、绿光35%、黄光10%、红光52%。由此可见，多基色LED合成的难点主要在于黄光效率的提升，而造成“黄光鸿沟”的难题是AlGaInN和AlGaInP的黄光光效都很低。近年来，国内外的科研力量一直在积极探索如何提高黄光的光效，南昌大学也从2015年开始用自制MOCVD设备研发黄光LED生长技术。

　　南昌大学的硅衬底LED技术获得了2015年度国家技术发明奖一等奖，是除了美国碳化硅技术、日本蓝宝石技术的第三条蓝光LED技术路线。运用该技术路线，南昌大学通过外延工艺控制V坑结构，将位错密度高的缺点变成优点，获得良好的器件性能。

　　实际上，如果将硅衬底LED制作成传统结构，会因硅衬底吸光和电极挡光而使LED出光效率很低。但是通过衬底转移技术和互补电极结构，使N电极正下方没有电流通过而迫使该区域不发光，解决了电极挡光的问题;设计了反射镜，解决了衬底吸光问题。同时，硅衬底LED为单面出光，光线更容易管控。

　　经过一系列努力，南昌大学已经实现了22.7%的黄光LED发光效率。未来5年，将继续努力实现25%的目标。随着“黄光鸿沟”的显著缓解，多基色LED合成照明产业即将来临，将在高品质照明、智能照明和可见光通讯等方面获得良好的发展前景。

来源：中国电子报、电子信息产业网