温大教授发明新材料 让白光LED灯寿命更长

相较白炽灯、日光灯,白光LED灯具有体积小、寿命长、响应速度快、耗电量小、环保、发光效率高等优势,生活中运用越来越广泛。但白光LED灯用久了容易变坏、灯管老化,导致光色偏差,色泽变差,影响照明质量等问题,一般寿命在2至3年。为了解决这些难题,温州大学化学与材料工程学院瓯江特聘教授向卫东,发明了新材料,能让LED灯寿命延长10年左右,并能长时间照射,让LED灯更广泛地用于高档汽车、高铁、飞机、潜艇等照明上。日前,记者走进向卫东教授的实验室,探秘这新材料到底有何神奇之处。

2000℃高温下提炼黄光单晶,让白光LED灯寿命更长

向卫东教授介绍,现在市场上白光LED灯的主要工艺是采用发出蓝光的芯片和发出黄光的荧光粉,两者用AB胶相结合发出白光。但这种工艺存在的主要问题就是,黏结荧光粉的AB胶容易老化,尤其是当灯长时间亮着产生的高温容易让AB胶结合的荧光粉失去原有效果,从而影响白光LED灯的发光效果,如灯不够亮了,灯光发蓝了等。

要攻破这个难题,就要从黄色荧光粉身上着手。就此,向卫东教授花费多年精力,研究出了黄光单晶材料,该种材料是在2000℃高温的环境下生产制备而成,只要在每个LED蓝光芯片上放一片相匹配(例如24瓦单颗光源可用5.5mm×5.5mm单晶匹配)的黄光单晶材料,就能发出稳定的白光。因该晶体耐高温、导热性好等特性,可以让LED灯更加耐用,使用寿命更长,尤其可以让灯泡不会因长时间照射产生的高温导致损害,因此非常适合运用于高档汽车的车灯、高铁、飞机或是潜艇等照明上。

日前,记者在向卫东的实验室里看到了生产黄光晶体的高温炉和黄光晶体成品,该项研究成功已有四五年时间,目前向卫东也正在和相关企业洽谈合作。他说,在制作黄光晶体时,可以通过控制晶体的组成、浓度、厚度等,调出不同强度的灯光和色温,满足各种需求,也可以制作成各种长度和形状的白光LED灯。此外,向卫东还研制出了另一种黄光粉的替代材料黄光荧光玻璃,相较黄光晶体,黄光玻璃虽然没有那么耐用,但成本更低,制作周期更短些,这两样替代材料都已达到市场的技术指标。

科研合作突破传统工艺,让LED灯制作更方便

向卫东教授不仅发明了替代材料,让白光LED灯更加耐用,他还与外校合作,想要突破传统工艺,让LED灯的制造更加简易高效。他说,现在白光LED灯的工艺都需要芯片和黄光粉或是黄光晶体相结合,让两者黏合需要用上AB胶,该胶水并非那么耐用。那么怎样不用胶水,让制作工艺更简单,他想出了新办法,在黄光晶体上“生”出蓝色芯片来,就是让两者融合成一体,不再需要胶水黏合。目前,该工艺还在进一步研发中。

除了想要突破传统工艺外,为了让白光LED发光更加柔和,他还研制了红色晶体发出红光。他说,只有黄光和蓝光相结合发出的白光,大多有些刺眼,如果加入红光,能让白光更加柔和舒适。目前,他在研制怎样让黄色晶体和红色晶体融合,只需一片晶体就能实现两片晶体的效果,该工艺有待进一步完善。



来源:温州晚报


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