歐洲學者研發出能完全取代燈泡的高CSI演色性白光LED

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一個國際聯合研究小組最近展示了號稱全球最先實現高演色性指數(high color-rendering index)的白光LED (WLED)。該技術可望掃除白光LED在全球取代白熾燈泡和螢光燈管的最後障礙。

白光LED的功耗遠低於傳統燈泡,但市面上的LED本身只能以單波長發光;因此從LED獲得白光的唯一方法,就是將紅光、綠光和藍光LED混合封裝在一起,並在藍光LED晶體內加入黃色磷光劑(yellow phosphors),或是採用其活性區(active region)能發出藍光、同時基質能發出黃光的硒化鋅(zinc selenide)等新材料。

以上方法都可產生近似白色的光,適合一般照明應用;但經過演色性指數(CRI)測試發現,對於那些需要能在可見光譜中再生所有色彩的專業人士來說,這些方法都不適用。

現在德國Wuppertal大學教授Elisabeth Holder以及她的同事,聯合土耳其Ankara的Bilkent大學教授Hilmi Volkan Demir,開發了一種新方案,據說可產出號稱能提供極高演色性指數的白光LED,使之能符合畫家、園藝家等專業人士的應用需求。

研究人員表示,這一新技術的關鍵是將無機冷光奈米微粒(inorganic luminescent nanoparticles),嵌入到一個高螢光有機聚合物基底(highly fluorescent organic polymer base)中,隨後用一個近紫外光LED將這一混合物抽出,因而形成能產生白光的混合有機/無機LED。據說這種白光幾乎包括光譜中所有波長,因此能精確顯示幾乎各種色彩。

該研究的重點是將有機和無機材料結合;透過採用一種逐層(layer-by-layer)方法,研究人員採用一種鍍了鋅矽(zinc silicon)的鎘硒(cadmium-selenium),將黃、綠和紅色螢光奈米微粒嵌入到一個藍色螢光有機矩陣(polymatrix,或稱polyfluorene)中,然後調節該混合物來實現超過80的CRI (日光的CRI為100,白熾燈泡的CRI超過90,採用螢光的LED之CRI為70,而螢光燈管則為65)。在進一步最佳化之後,研究人員希望能將其CRI值提高到100。
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