通过量子点放射色光,白光LED发光效率创新纪录

美国光学学会的研究人员利用奈米材料制作出白光LED,发光效能达每瓦105流明,写下新纪录。研究人员进一步研究后,更让发光效能达到每瓦200流明,未来可以应用在家用、办公室或电视等领域。

目前市面上的白光LED,主要是透过在蓝光LED上覆盖一层黄色磷光剂制成。但由于磷光剂发出光谱的范围太广,制造出的白光很难在细部上再做调整。这次研究人员则将蓝光LED结合具弹性的镜片,镜片上放上奈米等级的半导体粒子,也就是量子点。当量子点被蓝光照射时,会发出绿光和红光,让蓝绿红三色光结合成白光。

(来源:美国光学学会)

和磷光剂不同的是,量子点放射光谱的范围较小,生成的色光较一致,所以射出的色光和蓝光结合时能制造出高质量白光,精准呈现出需要的色温和光学特性。

为了打造新的白光LED,研究人员在透镜和LED芯片中,放入以镉、锌、硒等物质和量子点混合的溶剂,并使用一款特殊的硅树脂制成的镜片,除了能让光线传输外,也能确保溶剂放进镜片时不会渗出来。研究人员指出,透过液体发出的白光LED,效能是透过固态薄膜发出的LED光的两倍。

负责领导这项研究的Sedat Nizamoglu表示,每瓦能发出200流明光源的LED,能有效减少全球一半的照明用电,温室气体排放能减少2亿吨左右,且新款LED容易制造,成本低廉,有利于未来量产。量子点放射出的色光能透过增加半导体粒子体积改变,同时也能改变量子点密度,选择暖色系或冷色系光源。研究人员下一步是希望改用无镉溶剂,除了保持LED发光高效率,也能达到环保要求。

 


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