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、技術(shù)本部長、負(fù)責(zé)系統(tǒng)商品策劃室知識產(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?！薄Ｅc2～3mm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，能夠明亮地照射整個房間。

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)。

責(zé)編：李杰