最近，研究人员报告了使用无稀土发光材料开发白色发光二极管 (WLED)的新方法。

基于发光二极管的固态照明 (SSL) 光源，是新一代的节能照明解决方案。在固态照明领域，开发兼具高显色指数(CRI)和良好的深红色显色性的WLED是一大难点。

大多数 WLED 依赖于稀土无机发光材料。2015年开始，稀土金属年需求翻番，预计2030年将达到31.5万吨。稀土需求的快速增长，加上供应来源的垄断，对未来WLED的发展构成严重威胁。

由于具有溶液可加工性、成本效益和低毒性等潜在特性，有机发光材料作为光子技术的光谱转换器具有吸引力，可应用于光伏、农业、眼科等各个行业。在 LED 照明中使用发光有机化合物是一种可行且有前途的选择。为了改善覆盖整个可见光范围的发射以及高质量的光，必须选择合适的紫外/蓝光 LED 和发光化学系统(荧光粉)。

在本研究中，作者介绍了显色指数 (CRI) 为 95.7 和 R9 为 78.7 的 WLED 的开发，该 WLED 是通过利用多层远程荧光体设置创建的，其中蓝色 LED 芯片作为激发源和两个用作光谱转换器的发光有机染料(Lumogen Red 和 Coumarin 6)。

发光的有机染料嵌入具有高度光学透明度的 PMMA 聚合物基质中。这些复合系统(聚合物基质和发光物质)的薄膜沉积在玻璃上。为了提高光谱转换的适应性，作者开发了具有可变染料浓度的单层和多层 WLED，从而产生了非常高质量的光。

在这项研究中，研究人员观察到发射光的光谱被扩大到包括整个可见光谱，这被认为是提高 CRI 分数的原因。蓝色 LED 芯片、香豆素 6 和 Lumogen Red 的光发射由光谱功率分布中的三个峰值表示。重要的 R9 参数值达到 78.7，是 CRI 值达到极高值的点之一。

使用 WLED-11-I 时，CRI 值达到了 95.7，R9 值达到了 78.7。使用 WLED-18-I 时，R9 值达到了 87.1 的最高值，但所获得的 CRI 值 85.4 值明显受损。在显色指数方面，WLED-11取得了最高值的CRI值96.3，同时取得了良好的R9值66.3。

据观察，可以通过在 WLED 中使用有机材料来实现发光物体的成功显色。还表明，所提出的有机染料作为远距离荧光粉运行，并由蓝色 LED 芯片泵送。由此产生的 WLED 产生的白光具有极高的 CRI 和 R9 值，分别为 95.7 和 78.7。

还确定这些是使用有机材料作为光谱转换器的 WLED 的最佳发布数字。这项研究也展示了这类材料在未来 LED 行业中的巨大潜力。

这项研究表明，WLED 是最有前途的下一代照明技术之一，具有较低的全球功耗。作者观察到 WLED 具有高发光效率，同时消耗更少的功率。还确定 WLED 目前使用单个半导体芯片来产生通常为蓝色的光，然后使用稀土发光材料将色调变为白色。

稀土有限的可用性和高成本可能会危及 LED 业务。在光子学领域，有机发光材料越来越受欢迎。在它们的各种用途中，它们作为光谱转换器在人工照明中的潜在用途正受到广泛关注，它们是稀土元素的潜在替代品。

原文链接：https://www.xianjichina.com/news/details_289775.html

来源：贤集网

著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。