相較白熾燈、日光燈，白光LED燈具有體積小、壽命長、響應速度快、耗電量小、環(huán)保、發(fā)光效率高等優(yōu)勢，生活中運用越來越廣泛。但白光LED燈用久了容易變壞、燈管老化，導致光色偏差，色澤變差，影響照明質量等問題，一般壽命在2至3年。為了解決這些難題，溫州大學化學與材料工程學院甌江特聘教授向衛(wèi)東，發(fā)明了新材料，能讓LED燈壽命延長10年左右，并能長時間照射，讓LED燈更廣泛地用于高檔汽車、高鐵、飛機、潛艇等照明上。日前，記者走進向衛(wèi)東教授的實驗室，探秘這新材料到底有何神奇之處。
2000℃高溫下提煉黃光單晶，讓白光LED燈壽命更長
向衛(wèi)東教授介紹，現(xiàn)在市場上白光LED燈的主要工藝是采用發(fā)出藍光的芯片和發(fā)出黃光的熒光粉，兩者用AB膠相結合發(fā)出白光。但這種工藝存在的主要問題就是，黏結熒光粉的AB膠容易老化，尤其是當燈長時間亮著產(chǎn)生的高溫容易讓AB膠結合的熒光粉失去原有效果，從而影響白光LED燈的發(fā)光效果，如燈不夠亮了，燈光發(fā)藍了等。
要攻破這個難題，就要從黃色熒光粉身上著手。就此，向衛(wèi)東教授花費多年精力，研究出了黃光單晶材料，該種材料是在2000℃高溫的環(huán)境下生產(chǎn)制備而成，只要在每個LED藍光芯片上放一片相匹配（例如24瓦單顆光源可用5.5mm×5.5mm單晶匹配）的黃光單晶材料，就能發(fā)出穩(wěn)定的白光。因該晶體耐高溫、導熱性好等特性，可以讓LED燈更加耐用，使用壽命更長，尤其可以讓燈泡不會因長時間照射產(chǎn)生的高溫導致?lián)p害，因此非常適合運用于高檔汽車的車燈、高鐵、飛機或是潛艇等照明上。
日前，記者在向衛(wèi)東的實驗室里看到了生產(chǎn)黃光晶體的高溫爐和黃光晶體成品，該項研究成功已有四五年時間，目前向衛(wèi)東也正在和相關企業(yè)洽談合作。他說，在制作黃光晶體時，可以通過控制晶體的組成、濃度、厚度等，調出不同強度的燈光和色溫，滿足各種需求，也可以制作成各種長度和形狀的白光LED燈。此外，向衛(wèi)東還研制出了另一種黃光粉的替代材料黃光熒光玻璃，相較黃光晶體，黃光玻璃雖然沒有那么耐用，但成本更低，制作周期更短些，這兩樣替代材料都已達到市場的技術指標。
科研合作突破傳統(tǒng)工藝，讓LED燈制作更方便
向衛(wèi)東教授不僅發(fā)明了替代材料，讓白光LED燈更加耐用，他還與外校合作，想要突破傳統(tǒng)工藝，讓LED燈的制造更加簡易高效。他說，現(xiàn)在白光LED燈的工藝都需要芯片和黃光粉或是黃光晶體相結合，讓兩者黏合需要用上AB膠，該膠水并非那么耐用。那么怎樣不用膠水，讓制作工藝更簡單，他想出了新辦法，在黃光晶體上“生”出藍色芯片來，就是讓兩者融合成一體，不再需要膠水黏合。目前，該工藝還在進一步研發(fā)中。
除了想要突破傳統(tǒng)工藝外，為了讓白光LED發(fā)光更加柔和，他還研制了紅色晶體發(fā)出紅光。他說，只有黃光和藍光相結合發(fā)出的白光，大多有些刺眼，如果加入紅光，能讓白光更加柔和舒適。目前，他在研制怎樣讓黃色晶體和紅色晶體融合，只需一片晶體就能實現(xiàn)兩片晶體的效果，該工藝有待進一步完善。
