新しい蛍光体が高い熱安定性で LED 効率を向上

リン酸変換LED (pcLED) は,GaNベースの青色または近紫外線 (nUV) チップとダウン変換LEDを組み合わせることで可視光を合成する.これらの光素はチップの刺激光の一部を吸収し,より長い波長に変換します1990年代に高明るさのGaNLEDが登場して以来,pcLEDは液晶ディスプレイバックライト (BLU) で至る所に存在している.,一般照明および特殊照明用途. リンゴの性能が色質とエネルギー効率を直接決定するので,LED市場への浸透を促す重要な原動力となっている..

初期PCLED開発は,CRTディスプレイと?? 光ランプのために設計されたフォスファーを使用した.セリウムドーピングされたイトリウムアルミニウムガーネット (YAG:CE) は,高い変換効率と優れた白光合成により,産業の礎石となりました.後に,低エネルギー用途のための補足黄色リンスforoとして,ヨーロッパウムドーピングアルカリ土オーソシリケート (BOSE) が導入されました.

しかし,pcLEDは基本的な限界に直面しています. 光子はLEDチップと直接物理的な接触を維持し,100°Cから150°Cの間の動作温度に耐える.この条件下では,従来の発光器は,光効率の著しい低下 (熱消化) を示します.その結果,150°Cで90%以上のルメン維持を維持できる光素の開発は,業界の主要な研究優先事項となっています.

2000年代初頭には,研究者が高溶解点を持つ耐火性材料,特にナイトリドとオキシナイトリドを中心に回転した.ナイトリド・リンス (例えば,CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu,β-シアロン:Ce) [SiN4]または[AlN4]四面体ネットワークに基づく結晶構造を特徴とする伝統的な酸化物やハロイドとは異なり,これらの材料は,eu2+またはce3+アクティベーターを窒素原子と直接連携して位置付けます.より強い共性結合と窒素原子のより高い偏性により,顕著な"スペクトル赤差効果" (ネフェラウクセティック効果) が引き起こされる.効率的な青い光吸収と緑から赤への放出を可能にし,優れた熱安定性も備えています

熱冷却は主に興奮状態と基礎状態の間の非放射性移行から生じる.結晶学分析により,材料の硬さと熱安定性との間には 肯定的な相関性があることが明らかになりましたシリケートは硬度が低い (913 GPa) でも,Si3N4 (1620 GPa) やSiC (24.5 28.2 GPa) のような材料は固さが非常に高い.この理解は,先進的なリンゴのクラスの開発につながりました:

• カービドニトライドシリーズ: Sr2Si5N8マトリックスに炭素原子を組み込むことで,格子硬さが向上し,高温でのルメン維持が劇的に改善されます.
• オキシカルビドニトライドシリーズ: Si-N/Al-O 交替による Sr7Al12O25 の化学的改変により,高性能の緑色光素が生成される.実験データによると,制御された炭素の取り込みは,格子硬さを増加させる.熱安定性を高めます

現在のフォスファーは,PCLEDの性能をフラウエンスランプの基準に上げていますが,業界は200lm/Wの効率基準を追求し続けています.主要な研究領域には以下が含まれます:

• 狭帯域放射: エネルギー損失を最小限に抑え,スペクトルと人間の光学感度曲線をより良く調整するために赤色放射帯域幅を最適化する.
• 材料工学: Si3N4とSiC構造ユニットに基づく新しいホスト結晶を開発し,格子硬度制御を通じて熱冷却をさらに抑制する.
• アプリケーション特有のカスタマイズ: 特殊な照明要件 (例えば,高いCRI,特定のCCT値) に合わせたフォスファーを作成するために金属イオン比率を精密に調整する.