日本開發(fā)出新型熒光材料 可制出10mm的半球狀白色LED[1]
日本小絲制作所與東京工業(yè)大學(xué)細(xì)野秀雄教授的研究小組及名古屋大學(xué)澤博教授的研究小組合作開發(fā)出了新型黃色熒光材料“Cl_MS熒光體”,主要用在照明用白色LED上。小絲制作所董事副社長(zhǎng)、技術(shù)本部長(zhǎng)、負(fù)責(zé)系統(tǒng)商品策劃室知識(shí)產(chǎn)權(quán)部研究所的橫矢雄二介紹說,與現(xiàn)有產(chǎn)品相比,采用Cl_MS熒光體的白色LED“不僅可以獲得適合室內(nèi)照明的柔光,還可降低成本”。具體的量產(chǎn)時(shí)間未公布,不過橫矢表示,“熒光材料的量產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)確立,正與LED廠商和燈具廠商進(jìn)行洽談”。
圖1:小絲制作所的大長(zhǎng)手拿采用新型黃色熒光材料的白色LED(左)與原來的白色LED(右)進(jìn)行比較
圖2:新開發(fā)的“Cl_MS熒光體”
量子效率為94%
Cl_MS熒光體是在化學(xué)式為(Ca1-x,Srx)7(SiO3)6Cl2的母晶上添加負(fù)責(zé)發(fā)光的激活劑Eu(銪)2+制成的,“具有層狀的全新結(jié)晶構(gòu)造”(小絲制作所研究所主管大長(zhǎng)久芳)。其特點(diǎn)是,能以94%的量子效率將紫色光轉(zhuǎn)換成黃色光;激發(fā)時(shí)吸收的藍(lán)色光少;發(fā)光光譜范圍廣,因此色彩表現(xiàn)性高等。
小絲制作所采用Cl_MS熒光體、藍(lán)色熒光體和紫色LED芯片相組合的方式開發(fā)出了直徑為10mm的半球狀白色LED。小絲制作所的大長(zhǎng)介紹說,“以低濃度涂了較厚的Cl_MS熒光體和藍(lán)色熒光體顆?!?。與2~3mm見方厚0.5mm左右的現(xiàn)有白色LED構(gòu)造相比,熒光體顆粒的濃度降至1/10~1/20。
白色LED有五大特點(diǎn)
此次開發(fā)的白色LED有五大特點(diǎn)。第一,光通量高、明亮。與采用同樣的紫色LED芯片和熒光體的原來構(gòu)造的產(chǎn)品相比,光通量提高了25%。因?yàn)槭且缘蜐舛韧扛矡晒怏w顆粒,因此抑制了顆粒間的遮光和散射。第二,正面方向的亮度低,減少了白色LED特有的刺眼現(xiàn)象。與以前那種組合藍(lán)色LED芯片和黃色熒光材(YAG)制成的白色LED相比,光通量相同的情況下,發(fā)光面積增至10倍,亮度降至1/10。
第三,由于是利用兩種熒光材料的光獲得白色光,因此沒有指向性,盡管是直徑10mm的半球狀構(gòu)造,也不出現(xiàn)白色光不均勻現(xiàn)象。采用與該開發(fā)品相同的構(gòu)造,組合藍(lán)色LED芯片和黃色熒光材料試制了白色LED,結(jié)果發(fā)現(xiàn)藍(lán)色光的直線傳播性強(qiáng),周邊部分發(fā)黃。另外,還試制了紫色LED芯片組合紅藍(lán)綠3色熒光材料的白色LED,由于藍(lán)色和綠色光被紅色熒光材料吸收,因此周圍發(fā)紅。
第四,通過采用直徑10mm的半球狀構(gòu)造,照射范圍比原來更大。應(yīng)用于LED照明時(shí),能夠明亮地照射整個(gè)房間。
第五,形狀自由度高。由于沒有指向性,不僅可以做成半球狀還可以做成圓錐等形狀。
試制LED照明
成本也很低
小絲制作所利用以部分結(jié)晶原材料為溶劑(焊劑)的自熔法制成Cl_MS熒光體。處理溫度為800℃左右。由于屬于氧化物熒光材料,因此“不需要像YAG等氮化物熒光材料那樣,做高溫(2000℃)、高壓(10氣壓)、環(huán)境控制(無氧狀態(tài))等處理,降低了成本”(小絲制作所的大長(zhǎng))。
責(zé)編:李杰