纳米技术全面升级LED

• 发布者：admin
• 发布时间：2014-11-10
• 点击数：

    当几个麻省理工的毕业生于2005年创建QDVision时，很少有人会想到它能够在短短5年时间里取得45项技术专利，并得到美国能源部和国防部的大力资助。据说奥巴马去年造访麻省理工时还特意向公司高层详细询问了量子点技术的进展。自爱迪生发明白炽灯以来的100多年间，照明技术经历了无数次的更新，但细数下来，真正具备“换代”意义的灯具却只有三种：白炽灯、荧光灯和发光二极管（LED）。LED实现了电光的直接转换，具有功耗低、高亮度、色彩艳丽、抗振动、寿命长的特性，当第一个能发出白光的LED灯于1998年问世时，很多人认为这种“集万千优点于一身”的电灯将是灯泡进化史上的一个终点。但是以美国QDVision为代表的一批高科技公司则在告诉世人：灯泡的故事还有续篇。在美国国防部和能源部的财政支持下，QDVision在LED的基础上，采用纳米技术研制出了更加高效节能的量子点LED灯，在继承LED灯诸多优点的同时，它还拥有两个突出特点：首先是实现了光线颜色的可控，使得冷冰冰的LED光线变得更加柔和；更重要的是，由于能够将LED的基色100转化为白光，量子LED灯变得更加高效和节能。QDVision不久前已经推出了供家庭和办公室使用的商用量子点LED灯。也许在今年晚些时候商店货架上就会出现它的身影。而在LED显示和背光方面，量子点技术同样值得期待。LED灯“嫁接”纳米技术在窥探量子点LED灯的奥妙之前，我们有必要了解何谓量子点。量子点（QuantumDots）是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，是一种粒径不足10纳米的颗粒。通常说来，量子点是由锌、镉、硒和硫原子组合而成。1983年美国贝尔实验室的科学家首次对其进行了研究，但却“忘了”给它起名字，数年后耶鲁大学的物理学家马克·里德将这种半导体微块正式命名为“量子点”并沿用至今。量子点有一个与众不同的特性：每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。那么量子点到底是如何让LED光线变得柔和高效的呢？目前市面上能发白光的LED实际的光源颜色却是蓝色的，由蓝变白需要借助一种由名为钇铝石榴子石（YAG）的物质制成的荧光体涂层，YAG荧光体能够吸收部分蓝光，将它们转换为黄光，当黄光和蓝光混合后便可产生一种新的光色，其颜色在肉眼看来非常接近白色。但是与天然光线相比，这种混合色中缺乏红色光谱，这使得照明用的LED灯光看起来冰冷而刺眼，部分荧光灯也有此弊病。抛开造价高的因素，从某种意义上说，光线不够柔和也阻碍了LED灯走入家庭、大规模商用的进程。量子点则可利用可控的光线颜色改变“冷酷”的LED灯。据QDVision联合创始人科尔·苏利文介绍，他的公司已经完全掌握了量子点的光色可控技术，从工作原理上说，量子点与YAG荧光体类似，通过光线刺激让量子点发散出几种颜色的组合，最终让LED灯发散出白色的灯光，但苏利文拒绝透露如何让量子点产生这几种颜色的光线。尤为值得注意的是，量子点能够将LED光源发出的蓝光完全转化为白光，而不是像YAG荧第2页共2页光体那样只能吸收一部分，这意味着在同样的灯泡亮度下，量子点LED灯所需的蓝光更少，在电光转化中需要的电力自然更少，更高效的表现令其在节能减排方面更胜一筹。量子点LED显示小试牛刀LED的用途并不仅限于照明，它还有更加广泛的发挥空间，比如LED显示和LED背光。2008年的北京奥运会上，空中升起的LED奥运五环、“鸟巢”看台上的大型LED屏幕等大量使用的LED技术已让我们见识到了LED显示的魅力。因为两项功能也都和“发光”有直接关系，不少科学家目前都在研究如何让量子点技术在LED显示器、电视、手机背光等领域发挥更大的效力。在LED显示领域，目前在技术范畴内被提及最多的当属有机发光二极管（OLED），相比于当下大红大紫的液晶显示设备（LCD），OLED的优势非常明显，尤其是在能耗方面。OLED采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，电流通过时这些有机材料就会发光，也就说它能够自己发光，而LCD不是自发光器件，需要后背模块，增加灯管，这使得OLED较LCD更加轻薄，显示效果也更好，同时能够显著节省电能（能耗仅为LCD的10至20）。但因为OLED使用的是有机材料，显示设备的寿命比LCD要短很多，并且技术成本也很高，若能用量子点替代有机材料，则可以在很大程度上延长OLED的使用寿命，同时进一步降低能耗。英国的纳米科技公司NanocoTechnologies已经在这个领域做出尝试，研究人员开发出了可使显示器全彩显示的量子点，LED测试表明，其显示出的色纯度甚至超过了有机材料，但稳定性有待进一步提高。并不遥远的未来科技近些年来，随着科技的发展，纳米技术已经在IT等行业取得了一定进展，但与其广阔的应用空间相比，纳米科技依旧处于婴儿时期，从实验室突破到市场的纳米技术屈指可数。但在科技创新屡见不鲜的今天，应用于照明的量子点技术显得并不那么遥远。当几个麻省理工的毕业生于2005年创建QDVision时，很少有人会想到它能够在短短5年时间里取得45项技术专利，并得到美国能源部和国防部的大力资助。据说奥巴马去年造访麻省理工时还特意向公司高层详细询问了量子点技术的进展。QDVision和美国照明设备公司NexxusLighting合作生产的首批商用量子点LED灯是一个让人期待的产品，11瓦的功率即可达到70瓦白炽灯的光照效果（荧光灯大致需要15瓦），但其寿命却是后者的50倍以上。如果从荷兰菲利普公司1978年发明第一代荧光灯算起，白炽灯一家独大的局面足足维持了一个世纪，但从荧光灯到LED的出现却只用了20年。随着各国对低碳经济的认可和推广，我们有理由相信，“嫁接”了纳米技术的LED距离我们并不遥远。

本文源自http://www.hangkongzhangaideng.com/hyzs/515.html，转载请注明出处。

(责任编辑：航空障碍灯http://www.hangkongzhangaideng.com)