飛利浦公司亞琛(Aachen)照明開發(fā)中心與德國慕尼黑大學(xué)的研究人員們攜手開發(fā)出一種新型的紅色熒光粉材料，據(jù)稱可提高白光LED的性能。

以慕尼黑大學(xué)無機(jī)固態(tài)化學(xué)系主任Wolfgang Schnick教授為主導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出可應(yīng)用于LED的全新材料具有相當(dāng)不尋常的特性，可望為LED市場帶來突破性的進(jìn)展。這項(xiàng)研究結(jié)果已發(fā)表于最近一期的《Nature Materials》雜志上。

由于傳統(tǒng)白熾燈泡的能量轉(zhuǎn)換效率較低，讓歐盟頒布法令全面禁售。因此，在可預(yù)見的未來，LED 將成為首選光源。由LED發(fā)出的光是由固態(tài)半導(dǎo)體將電能轉(zhuǎn)變成光能而來。相較于內(nèi)含有毒汞物質(zhì)的所謂節(jié)能燈，LED 更加環(huán)保。再者，LED 更加高效，而且可望明顯降低能耗。

單一個(gè)LED可產(chǎn)生光只有一種色調(diào)。然而，Schnick與其研究團(tuán)隊(duì)已在之前實(shí)現(xiàn)了重大的技術(shù)突破──透過合成新穎的熒光粉材料，讓一般LED產(chǎn)生的藍(lán)光被轉(zhuǎn)換成特定可見光譜的所有顏色?；旌细鞣N不同的顏色后即可實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的白光，這項(xiàng)發(fā)明讓Schnick和他的同事獲得2013年德國未來獎(jiǎng)的提名。

透過使用各種發(fā)光陶瓷加以涂覆，可使產(chǎn)生藍(lán)光的LED轉(zhuǎn)換成白光發(fā)射器。在對應(yīng)于從青色到紅色可見光譜中所有其他顏色的波長時(shí)，這種材料可吸收一些藍(lán)光并再次發(fā)射能量。這些顏色組成以及未被吸收的藍(lán)光在加以組合后產(chǎn)生了純白色的光。這個(gè)過程聽起來很簡單，但在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)過程則非常具有挑戰(zhàn)性。它需要能夠展現(xiàn)極高熱穩(wěn)定以及具有高效率作業(yè)的熒光粉。

Schnick指出，市售的白光LED問題在于總得在最佳能效與可接受的色彩表現(xiàn)之間加以權(quán)衡。目前所使用的紅色熒光粉在此具有重要的決定性因素，因?yàn)樗黠@影響了所謂的顯色指數(shù)。此外，在工業(yè)領(lǐng)域也對于這種夠發(fā)出深紅光的新式熒光粉存在日益成長的需求，因?yàn)樗軌蚪鉀Q對于最佳化效率以及最自然顯色兩項(xiàng)需求之間的沖突。

由Schnick主導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)、飛利浦公司的Peter Schmidt及其同事們共同開發(fā)出的新材料則采用了氮化鍶(LiAl3N4)。當(dāng)與適量的稀土金屬銪摻雜后，所形成的復(fù)合材料可在紅光波段的窄頻范內(nèi)顯示密集發(fā)光。發(fā)光峰值發(fā)生在大約650nm波長，而寬度峰值波長只有50nm。相較于傳統(tǒng)LED，結(jié)合這種新材料的首款LED原型可產(chǎn)生更高14%的光源，而且還具有更佳的顯色指數(shù)。

Schnick指出，憑借其獨(dú)特的發(fā)光性能，這種新材料可望超越在LED中所用的各種紅色熒光粉，而且還有實(shí)現(xiàn)更多工業(yè)應(yīng)用的潛力。

在飛利浦公司亞琛照明開發(fā)中心的Peter Schmidt與其同事目前正致力于改善這種紅色熒光粉的合成材料，從而為大規(guī)模制造實(shí)現(xiàn)最佳化。他們的目標(biāo)在于以最佳的顯色特性，從而實(shí)現(xiàn)更明亮、更高效率的下一代白光LED。