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飞利浦 开发新式红色萤光粉 可实现高品质白光

2014-6-26 10:24:04 点击:

飞利浦公司(Philips Technologie)亚琛(Aachen)照明开发中 心与德国慕尼黑大学(Ludwig-Maximilians-Universitaet;LMU)的研究 人员们携手开发出一种新型的红色萤光粉材料,据称可提高白光 LED 的性能。

  以慕尼 黑大学无机固态化学系主任Wolfgang Schnick教授为 主导的研究团队开发出可应用于 LED 的全新 材料具有相当不寻常的特性,可望为 LED 市场带 来突破性的进展。这项研 究结果已发表于最近一期的《Nature Materials》杂志上。

  由于传 统白炽灯泡的能量转换效率较低,让欧盟 颁布法令全面禁售。因此,在可预见的未来, LED 将成为首选光源。由 LED 发出的 光是由固态半导体将电能转变成光能而来。相较于 内含有毒汞物质的所谓节能灯, LED 更加环保。再者, LED 更加高效,而且可 望明显降低能耗。

  单一个 LED 可产生 光只有一种色调。然而,Schnick与其研 究团队已在之前实现了重大的技术突破──透过合 成新颖的萤光粉材料,让一般 LED 产生的 蓝光被转换成特定可见光谱的所有颜色。混合各 种不同的颜色后即可实现高品质的白光,这项发明让Schnick和他的同事获得2013年德国未来奖的提名。

 

 (来源:Wolfgang Schnick / LMU Munich)

  透过使 用各种发光陶瓷加以涂覆,可使产生蓝光的 LED 转换成白光发射器。在对应 于从青色到红色可见光谱中所有其他颜色的波长时,这种材 料可吸收一些蓝光并再次发射能量。这些颜 色组成以及未被吸收的蓝光在加以组合后产生了纯白色的光。这个过 程听起来很简单,但在实 际的实现过程则非常具有挑战性。它需要 能够展现极高热稳定以及具有高效率作业的萤光粉。

  Schnick指出,市售的白光 LED 问题在 于总得在最佳能效与可接受的色彩表现之间加以权衡。目前所 使用的红色萤光粉在此具有重要的决定性因素,因为它 明显影响了所谓的显色指数。此外,在工业 领域也对于这种够发出深红光的新式萤光粉存在日益成长的需求,因为它 能够解决对于最佳化效率以及最自然显色两项需求之间的冲突。

  由Schnick主导的研究团队、飞利浦公司的Peter Schmidt及其同 事们共同开发出的新材料则采用了氮化锶(LiAl3N4)。当与适量的稀土金属──铕掺杂后,所形成 的复合材料可在红光波段的窄频范内显示密集发光。发光峰值发生在大约650nm波长,而宽度峰值波长只有50nm。相较于传统 LED ,结合这 种新材料的首款 LED 原型可产生更高14%的光源,而且还 具有更佳的显色指数。

  Schnick指出,凭藉其 独特的发光性能,这种新 材料可望超越在 LED 中所用 的各种红色萤光粉,而且还 有实现更多工业应用的潜力。

  在飞利 浦公司亚琛照明开发中心的Peter Schmidt与其同 事目前正致力于改善这种红色萤光粉的合成材料,从而为 大规模制造实现最佳化。他们的 目标在于以最佳的显色特性,从而实现更明亮、更高效 率的下一代白光 LED 。

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