LED技術(shù)進(jìn)展一日千里，不看就out了

　? ? ? ? 科技如一支魔筆，輕輕點染生活，未來隨之而變，世界因之多彩。經(jīng)過近年來產(chǎn)能過剩的陰霾后，隨著全球LED產(chǎn)業(yè)景氣漸趨復(fù)蘇，小間距LED顯示屏、LED照明等需求大幅成長，LED業(yè)產(chǎn)能實力競賽再起，技術(shù)創(chuàng)新腳步不停。
　　稀土金屬可用作LED發(fā)光材料
　　日本讀賣新聞(The Yomiuri Shimbun)報導(dǎo)，日本研究人員、立法者和商業(yè)界都希望可以利用日本海岸附近深海里的稀土金屬來制作LED產(chǎn)品，并應(yīng)用于2020年的日本奧運和殘障奧運上。
　　稀土金屬高度集中在日本小笠原群島最東邊的南鳥島(Minami Torishima) 的外海，外海深5000公尺的海床里的稀土預(yù)計足夠日本使用200年。
　　日本東京大學(xué)教授加藤泰浩(Yasuhiro Kato) 和其研究團(tuán)隊成功從南鳥島外海里的稀土金屬提取出釔(Yttrium) 和鈰(cerium)來用作LED發(fā)光材料。
　　幾位自由民主黨議員向政府提案，希望可以將這些LED應(yīng)用于日本奧運，而政府也在考慮將該種LED商業(yè)化并用于奧運場館以向外賓展現(xiàn)日本豐厚的海洋資源。
　　若能大規(guī)模提煉外海海底的稀土，除了能用于LED發(fā)光材料外，還能廣泛使用于電動車、電池和風(fēng)能，然而現(xiàn)階段因為深海作業(yè)不易，能提取的稀土金屬仍有限。
　　目前有一項技術(shù)是將壓縮空氣管放置海床上，并利用浮力原理抽出稀土金屬。一同投入這項技術(shù)的公司、機構(gòu)大約有30家，包含豐田汽車、三井造船和東京大學(xué)等。他組成一個聯(lián)盟，極力向日本政府申請計劃資金，以投入大量稀土金屬提煉技術(shù)的研究。
　　稀土金礦可用于航空和照明
　　近日，有報道稱美國科學(xué)家從煤炭中提取出接近純粹的稀土精礦，而這種稀土精礦可用于航空和照明，這種稀土精礦包含著有超過80%的稀土元素，具體的情況怎么樣呢？
　　美國肯塔基大學(xué)的科學(xué)家成功從煤炭中提取出接近純粹的稀土精礦，所采用的是具有環(huán)保意識和成本效益的方法。
　　首席研究員兼礦業(yè)工程教授Rick Honaker表示，該提取工藝成功采收出超過80%的給料中存在的稀土元素。從干燥的整塊來看，精礦包含超過80%的稀土元素，以及超過98%的稀土氧化物。此外，常用于國防、高新技術(shù)和可再生能源領(lǐng)域的釹和釔在整個精礦中占比超過45%。同時，通過這一新的采收工藝，有效將鈧與其他元素分離。該稀土元素常用于航空和照明領(lǐng)域，可以濃縮為單獨產(chǎn)品。
　　能發(fā)光的植物，或替代路燈和室內(nèi)照明
　　根據(jù)網(wǎng)易科技報道，未來的道路可能將由發(fā)光的樹木而不是路燈照亮，麻省理工學(xué)院的工程師們已經(jīng)創(chuàng)造出了具有生物發(fā)光能力的植物。研究人員將特殊的納米粒子注入到豆瓣菜的葉子中，結(jié)果讓這株植物在接下來的近4個小時里持續(xù)散發(fā)著微光。
　　為了創(chuàng)造出發(fā)光的植物，麻省理工學(xué)院的工程師們使用了一種名為熒光素酶的生物酶。熒光素酶能夠?qū)晒馑胤肿赢a(chǎn)生作用，導(dǎo)致其發(fā)光。另外一種名為輔酶A的分子會通過消除一種抑制熒光素酶活性的反應(yīng)副產(chǎn)物，給這一發(fā)光過程提供幫助。
　　麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊將這些化學(xué)成分裝載到不同的納米載體上。納米粒子幫助生物酶到達(dá)植物的正確位置，同時也會阻止生物酶形成一種對植物來說有毒的濃聚物。最終豆瓣菜植物能夠像臺燈一樣發(fā)出了光亮。
　　研究人員認(rèn)為通過進(jìn)一步的調(diào)整，這項技術(shù)也能夠獲得足夠的亮度為工作場所甚至是一整條街道提供照明，同樣也能夠用于低強度的室內(nèi)照明。麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系教授Michael Strano稱：“我們希望能夠讓植物作為一種臺燈使用，而且這樣的臺燈不需要插電。燈光最終將源于植物本身產(chǎn)生的能量。”
　　他補充道：“我們的研究為新型路燈和室內(nèi)照明打開了新的大門，這種燈光完全來自于特殊處理的植物。熒光素酶構(gòu)成的氧化酶在許多生物發(fā)光植物體內(nèi)都存在。”螢火蟲能夠通過一種化學(xué)反應(yīng)發(fā)出光亮，在這一過程中熒光素被熒光素酶轉(zhuǎn)變成氧化熒光素。這一反應(yīng)過程是非常高效的，這意味著幾乎所有參與反應(yīng)的能量都快速轉(zhuǎn)變成了光亮。
　　照明的損耗占到了全世界能源消耗的20%左右，因此使用發(fā)光植物取代照明能夠明顯降低二氧化碳的排放。最初研究人員在進(jìn)行這個項目時，只能夠讓植物發(fā)光大約45分鐘，現(xiàn)在已經(jīng)提升到了3.5小時。一株10厘米高的豆瓣菜幼苗產(chǎn)生的光亮目前只有正常閱讀所需亮度的千分之一，但是它仍然能夠照亮?xí)撋系淖帧?br/> 　　麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊認(rèn)為，通過進(jìn)一步優(yōu)化化學(xué)物質(zhì)的濃度和釋放速度，能夠提高植物發(fā)出的光亮和持續(xù)時間。對于這項技術(shù)，研究團(tuán)隊希望研發(fā)一種方式將納米粒子印刷或者噴射到植物的葉子上，從而把樹木或者其它大型植物變成光源。
　　研究人員也證實，他們能夠通過添加攜帶了一種熒光素酶抑制劑的納米粒子之后，關(guān)掉植物的發(fā)光能力。這就使他們有可能最終創(chuàng)造出一種能夠?qū)﹃柟獾拳h(huán)境條件作出反應(yīng)并關(guān)閉發(fā)光功能的植物。
　　海拉研發(fā)高清照明系統(tǒng)，助力自動駕駛車載通信
　　據(jù)外媒報道，2017年5月，interACT項目啟動，該國際新研發(fā)項目獲得了歐盟的資金支持。未來三年內(nèi)，海拉與其項目伙伴方將研究如何實現(xiàn)自動駕駛車輛與行人、騎行者(cyclists)及其他駕駛員等非自動駕駛道路使用者間的通信。
　　當(dāng)談及車輛與人類間通信時，照明發(fā)揮了重要的作用。海拉研發(fā)照明與創(chuàng)新部(Development Lighting & Innovation)副總裁Michael Kleinkes表示：“然而，如今車輛內(nèi)外部照明設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能替代目光接觸(eye contact)、手勢及語言。為此，公司想要研發(fā)一款新系統(tǒng)，實現(xiàn)上述功能。”
　　首先，研究人員要規(guī)定需要進(jìn)行通信的場景。然后，他們要研究實現(xiàn)上述試驗成果的最佳方案，不論是采用投影還是符號亦或是顏色。Kleinkes表示：“務(wù)必要使車載通信始終處于順暢運作的狀態(tài)?！焙＠€將創(chuàng)建一款原型車，再將照明模塊嵌入到車輛內(nèi)。為實現(xiàn)該目的，該項合作方將涉足并涵蓋整條增值鏈。
　　研發(fā)工作是海拉DNA(HELLA DNA)的重要組成部分，其關(guān)注點在于汽車行業(yè)核心市場趨勢所涉及的新技術(shù)，例如：自動駕駛、互聯(lián)及數(shù)字化、能效與電氣化及工業(yè)化。公司正在研發(fā)高清照明系統(tǒng)方面，該系統(tǒng)的重要性正在逐步凸顯。未來，照明設(shè)備還將擁有其他附加功能。
　　大學(xué)生發(fā)明量子點光電材料
?　　根據(jù)南京日報報道，新型的量子點顯示屏技術(shù)可以讓電子屏幕的色彩更自然、真實，但一直被國外公司壟斷。南京理工大學(xué)學(xué)生不久前發(fā)明了一種新型的光電材料，可以用在量子點顯示屏技術(shù)上，打破了國外公司壟斷。在上月揭曉的第十五屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽上，該項目獲得了特等獎。
　　目前顯示行業(yè)正處于向第三代高清柔性顯示的變革時期，新型顯示屏主要有OLED屏(有機顯示屏)和QLED屏(量子點顯示屏)兩種。然而，當(dāng)前的OLED屏和QLED屏基本被韓國的三星和LG公司壟斷，甚至連蘋果公司新發(fā)布的iPhone8系列以及iPhone X也要受制于三星對OLED屏的供貨。
　　較于OLED屏，QLED屏顯示效果更好，主要應(yīng)用在電腦、電視等大屏顯示上。QLED屏中的Q指的就是量子點(Quantum Dots)，是一些肉眼無法看到的、極其微小的納米顆粒，因其優(yōu)良的光電性能，可應(yīng)用于LED顯示屏作為發(fā)光層材料。
　　目前發(fā)展最成熟的量子點為鎘基量子點，但是由于鎘元素對環(huán)境污染嚴(yán)重，已經(jīng)被歐盟禁用，此外還存在制備工藝復(fù)雜等問題。
　　“我們的作品主要是針對鎘基量子點存在的問題所提出了一種新型量子點——全無機鈣鈦礦量子點。這種量子點不僅制備工藝簡單，易于工業(yè)化大批量生產(chǎn)，而且顯示效果更加出色。”量子點團(tuán)隊隊長、南理工錢學(xué)森學(xué)院2014級材料化工類專業(yè)本科生陳嘉偉介紹說。
　　量子點團(tuán)隊改進(jìn)的量子點材料，由于其優(yōu)異的光電性能和高兼容性，有廣闊的應(yīng)用前景，不僅可以用于新型顯示領(lǐng)域，還可以用于特殊照明領(lǐng)域，如醫(yī)療照明、植物照明?！澳壳笆忻嫔弦壕э@示屏的色域僅為NTSC(美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會)的70%，顏色會出現(xiàn)失真，而我們的顯示屏色域遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于市場主流液晶顯示屏，顯示效果更出色?！标惣蝹フf。
　　全球最大的顯示技術(shù)研發(fā)公司京東方、全球知名的企業(yè)TCL都對團(tuán)隊的作品給予高度評價，并表達(dá)了強烈的合作意向。
　　據(jù)介紹，自去年11月學(xué)院開始備戰(zhàn)“挑戰(zhàn)杯”，陳嘉偉和團(tuán)隊成員們攜手互助，攻堅克難。為了趕進(jìn)度，團(tuán)隊成員曾在一天之內(nèi)完成幾萬字的項目說明書，他們還學(xué)會了組裝顯示屏的技能，但剛開始做出來的顯示屏顯示效果不好，無法滿足商業(yè)使用的要求，為此他們不斷地尋找解決方法，最終將顯示效果調(diào)到一個極佳的水平。
　　“高效半導(dǎo)體照明關(guān)鍵材料技術(shù)研發(fā)”重大項目獲得驗收
　　半導(dǎo)體照明作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及綠色發(fā)展的重要途徑之一?！笆濉逼陂g，在863計劃新材料技術(shù)領(lǐng)域，支持了“高效半導(dǎo)體照明關(guān)鍵材料技術(shù)研發(fā)”重大項目。近日，863計劃新材料技術(shù)領(lǐng)域辦公室在北京組織專家對該項目進(jìn)行了驗收。
　　“高效半導(dǎo)體照明關(guān)鍵材料技術(shù)研發(fā)(一期)、(二期)”項目開展了Si和藍(lán)寶石襯底上高光效低成本的LED外延和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、芯片及封裝應(yīng)用技術(shù)等方面的研究，研制出高質(zhì)量SiC和GaN襯底、深紫外LED器件、高效白光OLED器件和燈具、高質(zhì)量GaN外延材料、高功率LED薄膜倒裝器件等成果，獲得了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高品質(zhì)白光照明產(chǎn)品，實現(xiàn)了高純金屬有機化合物(MO)源、熒光粉、硅膠等關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化，以及LED在植物生長、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　“十三五”期間，為加快推動材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，科技部制定了《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》，在新材料技術(shù)發(fā)展方面，重點發(fā)展戰(zhàn)略性電子材料、先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料、新型功能與智能材料，滿足戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。在戰(zhàn)略性電子材料發(fā)展方向中對第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)布局，重點研究內(nèi)容包括：大尺寸、高質(zhì)量第三代半導(dǎo)體襯底和薄膜材料外延生長調(diào)控規(guī)律，高效全光譜光源核心材料、器件和燈具全技術(shù)鏈綠色制造技術(shù)，超越照明和可見光通訊關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)集成和應(yīng)用示范，高性能射頻器件、電力電子器件及其模塊設(shè)計、工藝技術(shù)及應(yīng)用示范，核心裝備制造技術(shù)等。