问答 照明用和显示用对于荧光粉的要求有什么不同?

荧光粉是LED器件中成本占比较小而对性能影响又极其显著的材料,有研稀土在照明和显示领域都有布局,能帮忙解答一下,两个领域对于荧光粉都有那些性能上的差异需求吗?

刘荣辉 · 2018-05-10 · 阅读 18077

稀土发光材料是当前照明、显示和信息探测器件的核心材料之一,也是未来新一代照明与显示技术发展不可或缺的关键材料。简而言之:

1、 照明用的荧光粉一般要求光谱为宽谱,以提高照明光源光谱的连续性。

2、 显示用的荧光粉一般要求为窄谱,以满足高显示光源中高色纯度RGB三色需要。

3、 但是,效率高、稳定好、各色荧光粉之间的互吸收弱等是照明与显示两个领域的共性要求。

我们先来看看照明应用方面对荧光粉的要求。

关于全光谱照明

在照明领域内,随着白光LED在照明领域的加速渗透,市场对白光LED光源的品质化需求也越来越高,特别是在室内照明方面,对白光LED光源的要求重点,已从最初的单纯追求“高亮度”转换为兼顾显色指数、色温等光色性能的“高品质”,甚至追求类似太阳光的全光谱照明。

目前全光谱LED实现方式主要由蓝光芯片技术(蓝光芯片+多颜色发射荧光粉)和紫外/近紫外芯片(紫外/近紫外芯片+多颜色发射荧光粉)技术。但是,基于蓝光芯片的高显色照明不是真正的全光谱照明,不能完全解决蓝光至绿光之间的光谱“沟壑”,而且从理论上也难以达到全光谱的要求。而紫光芯片技术的发展,为以紫光芯片激发多色荧光粉的全光谱照明奠定了重要基础。

目前蓝光激发的各色荧光粉技术已经趋于成熟,但是这些荧光粉大部分不能被紫光高效激发,目前紫外/近紫外芯片激发用绿色、黄色、红色荧光粉研究较多,然而普遍存在的问题是发光效率较低,难以满足实际应用。开发适合紫光高效激发、宽谱带发射且各色荧光粉之间低相互吸收的荧光粉成为业内的研究重点,也是我国在未来照明领域取得知识产权突破的重要发力点,有研稀土在该领域已有专利布局和材料研发基础。而且有研稀土也是国内最早推出高显色用高性能红色和绿色荧光粉的单位之一,目前可以做到Ra大于97的高显色照明光源。

关于激光照明

此外,作为未来照明的一个重要发展方向,激光照明近年来越来越受到人们的关注,并已率先在汽车前大灯照明系统中获得应用,能够获得比氙气大灯或LED灯高得多的亮度和更低的能耗。开发具有高稳定性、高转化效率的新型稀土荧光材料及其应用技术将是未来激光照明的一大挑战,将催生对新型稀土荧光材料及其陶瓷、晶体的产业化需求。

关于植物照明

光环境作为植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素,可通过光质调节、控制植株形态,促进植物生长,减短植物开花结果用的时间,提高植物产量、产能已成为全球关注重点。目前蓝光和深红色两种波段的荧光粉的研究已经十分广泛,目前技术比较成熟,能够实际应用于植物照明,但是用于植物光敏色素的非可见光的研究还很少,其发光效率还处于较低的水平。

接下来我们再看看显示方面。

在显示领域,广色域、大尺寸、高清显示是未来该领域的重要发展趋势,目前广色域实现方式有多种,液晶显示、QLED、OLED及激光显示技术等,其中液晶显示技术现已形成了非常完备的液晶显示技术和产业链,具有最大的成本优势,也是国内外显示企业开发的重点。基于新型LED背光源的液晶显示色域产业化水平已经超过90%NTSC,国内有研稀土实现了窄带氟化物的批量生产和广泛应用,但是国内尚未完全解决窄带塞隆绿粉的产业化问题。亟待开发新型的窄带发射的红色和绿色荧光粉及LED背光源,进一步将液晶显示色域提升至110%NTSC、媲美OLED/QLED技术。

可喜的是,目前比现有氟化物荧光粉波长更长的窄带发射红粉以及比SiAlON:Eu绿粉色纯度更高的绿粉研制已经已初现端倪,并有望在未来2-3年内达到应用水平,必将为高效利用我国已经建成了非常完备的液晶显示技术和产业链,夺取未来广色域液晶显示技术的制高点,实现我国在液晶显示技术的突破与赶超奠定非常好的材料基础。

以上回答,希望能帮助到你。