Технологии и продукты компании SORAA на фиолетовых светодиодахИсторическая справка
Компания Soraa, Inc (г. Фримонт, Калифорния, США) примечательна составом своих основателей, среди которых лауреат Нобелевской премии Сюдзи Накамура. Компания была основана в 2008 году группой ученых в области полупроводниковой светотехники университета в г. Санта-Барбара (штат Калифорния, США) с целью разработки и производства осветительных приборов исключительно на основе нитрида галлия (GaN) — светодиодов, выполненных на GaN-подложках (GaN on GaN).
Рис. 1. Токусима Сюдзи Накамура
Выпускник университета префектуры Токусима Сюдзи Накамура (см. рис. 1), получивший степень магистра в области электронной техники, начал свою карьеру в компании Nichia. Работы с GaN-материалом проводились и ранее, известно, что первый синевато-зеленый GaN-светодиод был создан в 1971 году группой сотрудников лаборатории RCA (США) под руководством Жака Панкова (Яков Исаевич Панченков, рис. 2, родился в 1922 году в России), однако до его промышленного выпуска дело не дошло. В 1989 году японские ученые Исаму Акасаки (Isamu Akasaki) и Хироси Амано (Hiroshi Amano) впервые получили GaN р-типа, легированный магнием, и продемонстрировали ультрафиолетовый светодиод на его основе.
Рис. 2. Жак Панков (Яков Исаевич Панченков)
Фирма Nichia Corporation (г. Анан, префектура Токусима) занимает особое место в мировой светодиодной индустрии в немалой степени благодаря своему бывшему исследователю Сюдзи Накамура — изобретателю синего светодиода. Компания, основанная в 1956 году, первоначально занималась производством люминофоров для люминесцентных ламп и кинескопов для цветных телевизоров.
Одним из удачных решений Нобуо Огава стала поддержка исследований, направленных на создание светодиодов на основе нитрида галлия, проводимых Сюдзи Накамурой. Свой первый синий светодиод Накамура создал в 1991 году, после ряда усовершенствований ему удалось разработать технологию изготовления синих светодиодов, которая оказалась приемлемой для промышленного производства, начатого фирмой Nichia в 1994 году. В 1995 году Накамура продемонстрировал первый ультрафиолетовый InGaN MQW-светодиод, а в 1996 году он анонсировал белый и зеленый светодиоды.
За изобретение ярко-синего светодиода и синего лазера в 2006 году Сюдзи Накамура был удостоен престижной технологической премии "Миллениум".
Нобелевская премия по физике 2014 года за прорыв в технологиях искусственного света была присуждена трем упомянутым выше японским ученым: профессору из университета Нагано Исаму Акасаки, профессору Хироси Амано из университета Мейджо и исследователю Университета Калифорнии в Санта-Барбаре Сюдзи Накамуре.
Столь высокая оценка значимости достижений японских ученых закономерна, так как технология массового производства белых светодиодов кардинально изменила ситуацию на мировом рынке осветительных приборов (а также на рынке ЖК панелей). Белые светодиоды для освещения фактически представляют собой синие светодиодные кристаллы, покрытые желтым люминофором. Другой обширной сферой применения синих светодиодов стали цветные RGB светодиодные панели — синие светодиоды дополнили значительно раньше освоенные в производстве красные и зеленые.
Технология GaN on GaN
Главным преимуществом данной технологии производства светодиодов по сравнению с наиболее распространенными технологиями на основе инородных подложек (Foreign Substrates) является высокая надежность работы при больших плотностях тока. Число дефектов GaN-структур Soraa до 1000 раз меньше, чем у традиционных (на подложках из кремния, сапфира, карбида кремния). Это позволяет приборам Soraa излучать в 5 раз больше света на единицу площади по сравнению с традиционными светодиодами. Высокие оптическая прозрачность, тепло и электропроводность GaN-структур способствуют повышению надежности, упрощению конструкции осветительных приборов и обеспечивают максимальные светоотдачу и световой поток.
Третье поколение светодиодов Soraa (Gen 3 GaN Led) установило мировой рекорд эффективности по преобразованию электрической энергии в свет по критерию эффективности "от розетки на стене" (Wall-Plug Efficiency. Осветительные приборы Gen 3 Led компании обеспечивают Wall-Plug КПД порядка 75% при плотности тока 35 А/см2 и температуре перехода 85 °С, при этом оригинальный дизайн приборов с единственным светодиодом позволяет реализовать точечный, хорошо управляемый источник света. На рис. 3 приведены зависимости Wall-Plug КПД (Wall-Plug Efficiency) приборов Gen 3 Led и сопоставимого прибора на сапфировой подложке (GaN-on — Sapphire) от плотности тока (Forwarde current density).
Технологии VP3 Vivid Color и VP3 Natural White
В большинстве полупроводниковых светотехнических приборов в качестве источников белого света используются синие светодиоды, покрытые различными люминофорами. Спектры излучения таких приборов в той или иной мере содержат пик в области синего цвета, что снижает индекс цветопередачи (CRI — Color Rendering Index), определяющий качество освещения. Для повышения индекса и получения теплого белого света соответствующим образом подбирают состав люминофоров, что в большинстве случаев приводит к снижению световой эффективности и величины светового потока.
Полное содержание статьи доступно только в печатном варианте. Вы можете приобрести свежие номера Р&С или оформить подписку в редакции | 
