新型黄色荧光材料 可制直径10mm半球状白色LED

2012-11-01 16:00:44 admin 4

      日本小丝制作所与东京工业大学细野秀雄教授的研究小组及名古屋大学泽博教授的研究小组合作开发出了新型黄色荧光材料“Cl_MS荧光体”,主要用在照明用白色LED上。小丝制作所董事副社长、技术本部长、负责系统商品策划室知识产权部研究所的横矢雄二介绍说,与现有产品相比,采用Cl_MS荧光体的白色LED“不仅可以获得适合室内照明的柔光,还可降低成本”。具体的量产时间未公布,不过横矢表示,“荧光材料的量产技术已经确立,正与LED厂商和灯具厂商进行洽谈”。

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量子效率为94%

  Cl_MS荧光体是在化学式为(Ca1-x,Srx)7(SiO3)6Cl2的母晶上添加负责发光的激活剂Eu(铕)2+制成的,“具有层状的全新结晶构造”(小丝制作所研究所主管大长久芳)。其特点是,能以94%的量子效率将紫色光转换成黄色光;激发时吸收的蓝色光少;发光光谱范围广,因此色彩表现性高等。

  小丝制作所采用Cl_MS荧光体、蓝色荧光体和紫色LED芯片相组合的方式开发出了直径为10mm的半球状白色LED。小丝制作所的大长介绍说,“以低浓度涂了较厚的Cl_MS荧光体和蓝色荧光体颗粒”。与2~3mm见方厚0.5mm左右的现有白色LED构造相比,荧光体颗粒的浓度降至1/10~1/20。

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白色LED有五大特点

  此次开发的白色LED有五大特点。第一,光通量高、明亮。与采用同样的紫色LED芯片和荧光体的原来构造的产品相比,光通量提高了25%。因为是以低浓度涂覆荧光体颗粒,因此抑制了颗粒间的遮光和散射。第二,正面方向的亮度低,减少了白色LED特有的刺眼现象。与以前那种组合蓝色LED芯片和黄色荧光材(YAG)制成的白色LED相比,光通量相同的情况下,发光面积增至10倍,亮度降至1/10。

  第三,由于是利用两种荧光材料的光获得白色光,因此没有指向性,尽管是直径10mm的半球状构造,也不出现白色光不均匀现象。采用与该开发品相同的构造,组合蓝色LED芯片和黄色荧光材料试制了白色LED,结果发现蓝色光的直线传播性强,周边部分发黄。另外,还试制了紫色LED芯片组合红蓝绿3色荧光材料的白色LED,由于蓝色和绿色光被红色荧光材料吸收,因此周围发红。

  第四,通过采用直径10mm的半球状构造,照射范围比原来更大。应用于LED照明时,能够明亮地照射整个房间。第五,形状自由度高。由于没有指向性,不仅可以做成半球状还可以做成圆锥等形状。

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成本也很低

  小丝制作所利用以部分结晶原材料为溶剂(焊剂)的自熔法制成Cl_MS荧光体。处理温度为800℃左右。由于属于氧化物荧光材料,因此“不需要像YAG等氮化物荧光材料那样,做高温(2000℃)、高压(10气压)、环境控制(无氧状态)等处理,降低了成本”(小丝制作所的大长)。

  此次的研究成果已刊登在了2012年10月16日(英国时间)的英国《自然通讯》 (Nature Communications)杂志网络版上。另外,将在2012年12月4日于京都举行的显示器相关展会“IDW 2012”上发表。