追求低溫:創新方法帶來更明亮、更高效的白色 LED

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對於基於熒光粉的發光二極體 (LED) 而言,為了繼續其取代白熾燈和熒光燈泡的當前趨勢,這些小型半導體燈具的製造商正在尋求,除其他事項外,繼續改進能源效率、提高壽命和減少眩光。

LED 由半導體材料中電子的移動照亮,但用熒光粉塗覆半導體以產生白光的常用做法是潛在改進的障礙。倫斯勒理工學院照明研究中心 (LRC) 研究主任 納達拉賈·納倫德蘭 表示,對於大多數熒光粉,超過一半的光子會偏離方向,返回到稱為晶片的半導體基板,在那裡大部分光被吸收和損失。LRC 位於紐約州特洛伊。


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為了避免這些問題,研究人員多年來一直在試驗將熒光粉與底層能源分離的方法。納倫德蘭說,這種分層配置允許向後朝晶片傳播的光線從側面逸出,從而產生比典型的白色 LED 多 30% 到 60% 的光輸出(以流明測量)和發光效率(每瓦電力的流明數)。納倫德蘭也是倫斯勒建築學院的教授,他在 LRC 的研究重點是 LED 效能、封裝和照明應用。“熒光粉是方向不可知的,所以當你把熒光粉直接放在晶片上時,一半的光向下傳播,一半向上傳播,”他補充道。

2004 年,納倫德蘭和他的同事開發了散射光子提取 (SPE) 技術,這是一種透過結合最佳形狀的光學器件和將熒光粉放置在遠離半導體晶片的位置來提高白色 LED 的光輸出和效率的方法。“我們看到的兩個主要好處是光量增加和光的壽命延長,”他說。

位於加利福尼亞州弗裡蒙特的 LED 熒光粉製造商 Intematix 於週二推出了一種名為 ChromaLit 的 LED 架構,該架構遵循這種遠端熒光粉方法,據該公司稱,其系統效率提高了高達 30%。

ChromaLit 將熒光粉複合材料放置在單獨的基板上,當藍色 LED 光源激發時,該基板會發出白光。Intematix 執行長馬克·斯沃博達表示,透過將能源與發光熒光粉分離,ChromaLit 使照明系統製造商能夠保持熒光粉效能在照明燈具的整個生命週期內穩定。此外,他補充說,照明製造商還擁有更大的設計靈活性,因為 Intematix 的熒光粉從粉末變成顆粒,可以注塑成不同的形狀,或者變成可用於為覆蓋藍色光源的塑膠盤著色的油墨。

Intematix 的目標之一是使 ChromaLit 用於製造更漫射的 LED,這種 LED 更適用於酒店業和住宅市場中的大批次照明應用。“在這些環境中,人們不希望看到熱點或眩光,”斯沃博達說,他補充說,基於 ChromaLit 的產品應該會在年中之前上市。

ChromaLit 影像由 Intematix 提供;SPE 影像由倫斯勒理工學院照明研究中心提供

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