照明用和顯示用對於熒光粉的要求有什麼不同?
稀土發光材料是當前照明、顯示和信息探測器件的核心材料之一,也是未來新一代照明與顯示技術發展不可或缺的關鍵材料。簡而言之:
1、 照明用的熒光粉一般要求光譜為寬譜,以提高照明光源光譜的連續性。
2、 顯示用的熒光粉一般要求為窄譜,以滿足高顯示光源中高色純度RGB三色需要。
3、 但是,效率高、穩定好、各色熒光粉之間的互吸收弱等是照明與顯示兩個領域的共性要求。
我們先來看看照明應用方面對熒光粉的要求。
關於全光譜照明
在照明領域內,隨著白光LED在照明領域的加速滲透,市場對白光LED光源的品質化需求也越來越高,特別是在室內照明方面,對白光LED光源的要求重點,已從最初的單純追求「高亮度」轉換為兼顧顯色指數、色溫等光色性能的「高品質」,甚至追求類似太陽光的全光譜照明。
目前全光譜LED實現方式主要由藍光晶元技術(藍光晶元+多顏色發射熒光粉)和紫外/近紫外晶元(紫外/近紫外晶元+多顏色發射熒光粉)技術。但是,基於藍光晶元的高顯色照明不是真正的全光譜照明,不能完全解決藍光至綠光之間的光譜「溝壑」,而且從理論上也難以達到全光譜的要求。而紫光晶元技術的發展,為以紫光晶元激發多色熒光粉的全光譜照明奠定了重要基礎。
目前藍光激發的各色熒光粉技術已經趨於成熟,但是這些熒光粉大部分不能被紫光高效激發,目前紫外/近紫外晶元激發用綠色、黃色、紅色熒光粉研究較多,然而普遍存在的問題是發光效率較低,難以滿足實際應用。開發適合紫光高效激發、寬譜帶發射且各色熒光粉之間低相互吸收的熒光粉成為業內的研究重點,也是我國在未來照明領域取得知識產權突破的重要發力點,有研稀土在該領域已有專利布局和材料研發基礎。而且有研稀土也是國內最早推出高顯色用高性能紅色和綠色熒光粉的單位之一,目前可以做到Ra大於97的高顯色照明光源。
關於激光照明
此外,作為未來照明的一個重要發展方向,激光照明近年來越來越受到人們的關注,並已率先在汽車前大燈照明系統中獲得應用,能夠獲得比氙氣大燈或LED燈高得多的亮度和更低的能耗。開發具有高穩定性、高轉化效率的新型稀土熒光材料及其應用技術將是未來激光照明的一大挑戰,將催生對新型稀土熒光材料及其陶瓷、晶體的產業化需求。
關於植物照明
光環境作為植物生長發育不可缺少的重要物理環境因素,可通過光質調節、控制植株形態,促進植物生長,減短植物開花結果用的時間,提高植物產量、產能已成為全球關注重點。目前藍光和深紅色兩種波段的熒光粉的研究已經十分廣泛,目前技術比較成熟,能夠實際應用於植物照明,但是用於植物光敏色素的非可見光的研究還很少,其發光效率還處於較低的水平。
接下來我們再看看顯示方面。
關於顯示
在顯示領域,廣色域、大尺寸、高清顯示是未來該領域的重要發展趨勢,目前廣色域實現方式有多種,液晶顯示、QLED、OLED及激光顯示技術等,其中液晶顯示技術現已形成了非常完備的液晶顯示技術和產業鏈,具有最大的成本優勢,也是國內外顯示企業開發的重點。基於新型LED背光源的液晶顯示色域產業化水平已經超過90%NTSC,國內有研稀土實現了窄帶氟化物的批量生產和廣泛應用,但是國內尚未完全解決窄帶塞隆綠粉的產業化問題。亟待開發新型的窄帶發射的紅色和綠色熒光粉及LED背光源,進一步將液晶顯示色域提升至110%NTSC、媲美OLED/QLED技術。
可喜的是,目前比現有氟化物熒光粉波長更長的窄帶發射紅粉以及比SiAlON:Eu綠粉色純度更高的綠粉研製已經已初現端倪,並有望在未來2-3年內達到應用水平,必將為高效利用我國已經建成了非常完備的液晶顯示技術和產業鏈,奪取未來廣色域液晶顯示技術的制高點,實現我國在液晶顯示技術的突破與趕超奠定非常好的材料基礎。
(來源:有研稀土 X 行家說)
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