Direktor der Lumineszenz-Abteilung für Seltene Erden New Materials Co., Ltd.
Schlüsselmaterialien für das Weißbuch der Aladdin Lighting Industry 2018
Seltene Erden lumineszierende Materialien sind eines der Kernmaterialien für aktuelle Beleuchtungs-, Anzeige- und Informationsdetektoren und sind unverzichtbar für die Entwicklung von Beleuchtungs- und Anzeigetechnologien der nächsten Generation. Derzeit konzentrieren sich Forschung und Entwicklung und Produktion von Leuchtstoffen auf seltene Erden hauptsächlich auf China, Japan, die Vereinigten Staaten, Deutschland und Südkorea. China ist zum weltweit größten Hersteller und Verbraucher von Seltenerd-Leuchtstoffen geworden. Im Bereich der Anzeige ist ein breiter Farbraum, ein großes, hochauflösendes Display ein wichtiger Entwicklungstrend in der Zukunft. Gegenwärtig gibt es viele Möglichkeiten, einen breiten Farbraum zu erreichen, wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige-, QLED-, OLED- und Laseranzeigetechnologie, unter denen heute eine Flüssigkristallanzeigetechnologie verfügbar ist. Entstanden eine sehr komplette Flüssigkristall-Display-Technologie und Industrie-Kette, mit dem größten Kostenvorteil, ist auch der Schwerpunkt der inländischen und ausländischen Display Enterprise Development. Im Bereich der Beleuchtung ist die Vollspektrumbeleuchtung wie das Sonnenlicht zum Fokus der Branche geworden. Als eine wichtige Entwicklungsrichtung der zukünftigen Beleuchtung hat die Laserbeleuchtung in den letzten Jahren immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen und wurde als erste in Scheinwerfern für Automobilscheinwerfer eingesetzt, die eine viel höhere Helligkeit als Xenon-Scheinwerfer oder LED-Lampen erreichen können. Geringerer Energieverbrauch Als ein unentbehrlicher physikalischer Umweltfaktor für Pflanzenwachstum und -entwicklung kann die Lichtumgebung das Pflanzenwachstum verbessern, die Blüteergebnisse der Pflanze reduzieren, den Pflanzenertrag und die Produktionskapazität durch Regulierung der Lichtqualität verbessern, die Pflanzenmorphologie kontrollieren und zu einem globalen Fokus werden. Ein leistungsstarkes lumineszierendes Material, das für Pflanzenwachstumsbeleuchtung geeignet ist. Auf dem Gebiet der Informationserkennung haben das Internet der Dinge und biometrische (biometrische) Technologien eine Marktperspektive von Billionen von Dollar, und die Kernkomponenten von beiden erfordern NIR-Sensoren, die Seltenerdlumineszenzmaterialien verwenden. Mit dem Ersatz von Beleuchtungs- und Anzeigevorrichtungen unterliegen Seltene-Erden-Lumineszenzmaterialien, die Kernmaterialien darstellen, schnellen Veränderungen. Der aktuelle Stand und die Entwicklungstendenzen von lumineszierenden Materialien sind nachstehend aufgeführt.
1 hochwertige Display-Technologie mit Leuchtstoffen
1.1 Breite Farbskala Flüssigkristallanzeige LED-Hintergrundbeleuchtung Quelle
In den letzten Jahren war die Flüssigkristallanzeige (LCD) die stärkste in Flachbildschirmen und wurde zur führenden Technologie auf dem Gebiet der Flachbildschirme [1]. Flüssigkristallanzeigen, die auf Hintergrundlichtern mit weißen Leuchtdioden (LED) basieren, haben hervorragende Vorteile, wie beispielsweise eine gute Farbreproduktion, einen niedrigen Energieverbrauch und eine lange Lebensdauer. Derzeit hat die Penetrationsrate im Bereich der Flüssigkristallanzeige 95% überschritten. Für die Erzeugungsmethode von weißen LEDs für Flüssigkristallanzeigen ist die "blaue LED-Chip + Phosphor" -Methode immer noch die derzeitige weiße LED-Generation aufgrund der hohen technischen Reife und relativ niedrigen Kosten aufgrund der umfassenden Berücksichtigung ihrer Technologie, Leistung und Kosten. Der Mainstream-Weg [2]. Für die Flüssigkristallanzeige-LED-Hintergrundbeleuchtung muss das weiße Licht, das durch den "blauen LED-Chip + Phosphor" erzeugt wird, nach dem Filtern und Teilen reines rotes, blaues und grünes Licht erzeugen, so dass der Leuchtstoff die Farbe der LED-Hintergrundbeleuchtung bestimmt. Der Schlüsselfaktor der Domäne [3].
Gegenwärtig sind die üblicherweise in LED-Hintergrundbeleuchtungs-Flüssigkristallanzeigen verwendeten Leuchtstoffe Y3Al5O12: CE (YAG: CE) -Phosphorsystem und SIAlON: EU-Grünphosphor (teilweise unter Verwendung von Silikatgrünpulver) und Nitridrot-Phosphor-Kombinationssystem [4, 5]. Da die spektralen Peaks des ersteren relativ breit sind und die Farbreinheit nicht gut ist, beträgt der Anzeigebereich des ersten Farbbildschirms etwa 70% NTSC, während das letztere technische Schema zeigt, dass der Farbbereich nur auf 80 erhöht werden kann % NTSC, aber die Farbkoordinaten des grünen Pulvers. Der Farbkoordinaten-x-Wert des y-Werts und das rote Pulver sind beide niedrig, und der Farbskala-Anzeigebereich der Anzeige ist schwer zu erreichen bei 85% NTSC oder mehr und der Lichteffekt ist 40% niedriger als bei der vorherigen technischen Lösung. Die breite Farbraum-Flüssigkristall-LED-Anzeigetechnologie bezieht sich auf einen Anzeigefarbraum mit 90% NTSC oder mehr, der Bilder und satte Farben genau anzeigen kann und den atemberaubenden visuellen Effekt der Wiederherstellung der realen Welt realisiert. Derzeit ist die Schlüsselimplementierung der LED-Hintergrundbeleuchtung mit weitem Farbumfang das System "Blue Chip + SIAlON: EU Green Powder + Fluorid Red Powder" [6]. Die Leistung der neuen hocheffizienten Fluorid-Leuchtstoffe für Flüssigkristall-LED-Hintergrundbeleuchtungen mit weitem Farbbereich, die von staatlichen Forschungs-Seltenen Erden entwickelt wurden, ist jedoch mit dem internationalen Niveau vergleichbar, insbesondere mit der Entwicklung des einzigen kommerziell erhältlichen Lanthanoids Fluorid-Leuchtstoffe. INHESE SIAlON: Die Leistung von grünem Pulver in der EU ist noch weit von den ausländischen Ländern entfernt. Obwohl inländische Seltene Erden für die Herstellung von großvolumigem Grünlandpulver in kleinen Chargen verwendet werden können, werden seine Hauptmärkte von ausländischen Unternehmen monopolisiert.
Zur Zeit hat die Industrialisierung der Flüssigkristallanzeige Farbraum basierend auf neuen LED-Hintergrundbeleuchtung 90% NTSC überschritten. Es ist dringend notwendig, neue Leuchtstoffe und LED-Hintergrundbeleuchtungen zu entwickeln und den Farbraum der Flüssigkristallanzeige auf 110% NTSC- und OLED / QLED-Technologie zu erhöhen. Glücklicherweise hat die Entwicklung von schmalbandigem roten Emissions-Pulver mit einer längeren Wellenlänge als die vorhandenen Fluorid-Leuchtstoffe und grünem Pulver mit höherer Reinheit als SIAlON: EU-grün-rosa bereits begonnen und wird voraussichtlich das Anwendungsniveau in den nächsten 2 erreichen -3 Jahre. Es wird sicherlich eine sehr komplette Flüssigkristall-Display-Technologie und Industrie-Kette in China bauen, und ergreifen Sie die kommandierenden Höhen der Zukunft breit Farbskala Flüssigkristall-Display-Technologie, und realisieren eine sehr gute materielle Grundlage für den Durchbruch und Aufholen von Flüssigkristall Display-Technologie in China.
1.2 Andere aufkommende lumineszierende Materialien der Anzeigetechnologie
OLED hat viele Vorteile wie aktive Beleuchtung, hohe Lichtausbeute, gute lumineszierende Farbreinheit, helle Farbe, geringer Stromverbrauch, ultradünnes und flexibles Gerät, etc. Es ist vorteilhaft für Vollfarbdisplays und hat gute Entwicklungsperspektiven im Display Feld. [7]. Das Anwendungspotential der OLED-Display-Technologie in tragbaren Geräten wie Fernsehern, mobilen Endgeräten, VRs, Uhren usw. sowie den heimischen OLED-Panels wird nach und nach vom Markt erkannt und wird auch der OLED-Display-Industrie explosive Energie liefern [ 9]. Laut Marktforschung, OLED-TVs in den US-High-End-Markt von 3.000 US-Dollar, der Marktanteil im ersten Quartal 2017 erreichte 65%, 55 Zoll können 100% erreichen, die gleiche Situation in Europa [12]. Daher hat OLED-Display-Technologie noch eine gute Anwendungsmöglichkeit. Lumineszierende Materialien (rot, blau, grün) sind wichtige Komponenten von OLED-Display-Geräten, die direkt die Leistung und Verwendung des Geräts bestimmen [8]. Lumineszierende Materialien, die die Anwendungsanforderungen erfüllen, müssen gute Gesamteigenschaften wie hohe Leuchtdichte und Quanten aufweisen. Ausbeute; großer Absorptionsquerschnitt und breiter Anregungsbereich unter Anregung mit nahem ultraviolettem oder blauem Licht; umweltfreundlich; gute UV-Lichttoleranz; gute Trägertransportleistung; gute thermische Stabilität, Filmbildung [10-11], die Gesamtleistung von Leuchtstoffen für OLED-Displays muss noch weiter verbessert werden.
Das Quantenpunktmaterial weist ausgezeichnete Lumineszenzeigenschaften, eine hohe Quanteneffizienz, eine kontinuierlich einstellbare Beleuchtungswellenlänge und eine schmale Halbwertsbreite auf. Der Quantenpunkt wird verwendet, um den herkömmlichen Leuchtstoff zu ersetzen, um den Farbumfang des Displays auf 110% NTSC zu erhöhen [13]. Es gibt jedoch immer noch einige Engpässe bei der Anwendung von Quantenpunktlumineszenzmaterialien, die überwunden werden müssen.
Erstens sind nanokristalline Partikel aufgrund der geringen Größe und der großen spezifischen Oberfläche nanokristalliner Partikel unter der Einwirkung von Licht, Wärme und Chemie anfällig für Oxidation und Zersetzung, was zu einer starken Abnahme der optischen Leistung führt. Das Problem des Lichtabfalls bei Betriebstemperatur ist zu einer Beschränkung geworden. Die Haupthindernisse für die Lichtausbeute und Lebensdauer von Quantenpunkt-Weiß-LEDs.
Zweitens, obwohl Quantenpunkte leichter mit Materialien wie Verkapselungsmitteln vermischt werden können als herkömmliche Seltenerd-Leuchtstoffe, bestehen Agglomeration und Phasentrennung aufgrund von Grenzflächenkompatibilitätsproblemen immer noch, wenn Nanokristalle mit verpackten Medien gemischt werden, was zu LED-Produktlicht führt. Es ist schwierig, die Wirksamkeit weiter zu verbessern. Die Verwendung von Quantenpunktlumineszenzmaterialien ist auch ein alternativer technischer Ansatz zur Herstellung von Farbumfangsanzeigevorrichtungen, aber aufgrund der hohen Kosten und Komplexität von Komponenten und des Cd enthaltenden Quantenmaterials hat es negative Auswirkungen auf die Umwelt. und wegen seiner Kosten war es nicht wirklich Maßstab Anwendung [13].
Die Stabilität von Quantenpunktlumineszenzmaterialien ist der Hauptfaktor, der ihre Vermarktung begrenzt. Relevante Forscher führen zu diesem Thema eine Reihe verwandter Forschungsarbeiten durch. Mit der Verbesserung der Materialstabilität kann die Halbwertszeit von weißen LEDs mit Quantenpunkten innerhalb von drei Jahren vorhergesagt werden. Es wird mehr als 10.000 Stunden erreichen und der Markt wird gleichzeitig gegründet [14].
Das Gebiet der Quantenpunktanzeige befindet sich in der Flaute Chinas, der USA und Südkoreas, und die Konkurrenz ist hart. Glücklicherweise hat China bei Kernmaterialien, Prototypen und Prozessen gewisse First-Mover-Vorteile. Es wird erwartet, dass es der chinesischen Display-Industrie eine gute Gelegenheit bietet, die Patentblockade ausländischer Technologierouten zu durchbrechen und "wechselndes Überholen" zu realisieren.
2 hochwertige Lichttechnik mit Leuchtstoffen
2.1 Leuchtstoffe für Vollspektrumbeleuchtung
Mit der beschleunigten Durchdringung weißer LEDs im Bereich der Beleuchtung steigt auch der Qualitätsanspruch weißer LED-Lichtquellen. Insbesondere bei der Innenbeleuchtung wurde der Fokus auf weiße LED-Lichtquellen von Anfang an konsequent verfolgt. "Umgewandelt auf die" hohe Qualität "der Farbleistung, wie Farbwiedergabeindex, Farbtemperatur und sogar das Streben nach Vollspektrumbeleuchtung ähnlich dem Sonnenlicht, haben inländische und ausländische Verpackungsunternehmen die Entwicklung von LED-Produkten mit vollem Spektrum beschleunigt [ 15-16] Gegenwärtig umfassen Vollspektrum-LED-Implementierungen hauptsächlich Multi-Chip-Typen und Single-Chip-Typen [17], von denen der Single-Chip-Typ die Vorteile einer einfachen Implementierung, niedriger Kosten und kontinuierlicherer Spektren aufweist Die Single-Chip-Implementierung ist unterteilt in Blue-Chip-Technologie (Blue-Chip + Multi-Color-Emissions-Phosphor) und Ultraviolett / Nah-Ultraviolett-Chip (UV / Nah-Ultraviolett-Chip + Mehrfarben-Emissions-Phosphor) ) Technologie [18-20] In der Blue-Chip-Technologie gibt es einen erheblichen spektralen Verlust im blau-grünen Teil des Gerätespektrums, und es ist theoretisch schwierig, qualitativ hochwertiges Vollspektrum-gesundes Licht zu erzielen aktion. Gegenwärtig werden die ultravioletten und nah-ultravioletten Chip-Technologien in den Halbleitern der dritten Generation, die in dem Land entwickelt werden, immer ausgereifter, und die UV- / Nah-Ultraviolett-Chip-Technologie ist die Technologie der Wahl für das gesamte Spektrum geworden Erleuchtung.
Die blau angeregte Leuchtstofftechnologie ist ausgereifter geworden, aber die meisten dieser Leuchtstoffe können nicht durch violettes Licht angeregt werden. Derzeit wird die Anregung von ultraviolettem / nahezu ultraviolettem Licht eher mit grünen, gelben und roten Leuchtstoffen untersucht [21-23], aber es ist üblich. Das Problem ist, dass die Lichtausbeute gering ist und es schwierig ist, praktische Anwendungen zu erfüllen. Die Entwicklung von Leuchtstoffen, die für eine hocheffiziente Anregung von violettem Licht, eine Breitbandemission und eine geringe gegenseitige Absorption zwischen Leuchtstoffen verschiedener Farben geeignet sind, ist zum Forschungsschwerpunkt der Industrie geworden und ist auch eine wichtige Kraft für den Durchbruch des geistigen Eigentums in China im Bereich der Beleuchtung in der Zukunft. Im Bereich der Vollspektrumbeleuchtung werden wir daher die Entwicklungsmöglichkeiten und -trends der hochenergetischen und kurzwelligen Halbleitertechnologien der dritten Generation erfassen und neue Leuchtstoffe insbesondere für neue UV / NUV-Chips entwickeln, die wichtig sind für grüne Gesundheitsbeleuchtung. Gelegenheit.
2.2 Leuchtende Materialien mit hoher Energiedichte
LED-Beleuchtung ist zur unbestrittenen Mainstream-Beleuchtungstechnologie geworden, und es wird erwartet, dass bis zum Jahr 2020 nur der Bereich der Halbleiterbeleuchtung eine Trillion-Marktgröße bilden wird [24]. Verglichen mit den Halbleitermaterialien der ersten und zweiten Generation weist der Halbleiter der dritten Generation die Vorteile hoher Durchbruchspannung, verbotener Bandbreite, hoher Wärmeleitfähigkeit, hoher Elektronensättigungsrate, starker Strahlungsbeständigkeit und hoher Lichtausbeute und Hochfrequenz auf. Es kann in vielen strategisch aufstrebenden Branchen wie der Halbleiterbeleuchtung eingesetzt werden, um die nächste Generation von Industrieveränderungen zu fördern und zu unterstützen. Die dritte Generation von Halbleitermaterialien, die auf dem Gebiet der Festkörperbeleuchtung verwendet werden, kann die Lichtausbeute und die Lichtfarbqualität der Vorrichtung stark verbessern, aber das wichtige Merkmal der Halbleiterbeleuchtungsquelle der dritten Generation ist die Erhöhung der Stromdichte und der Wellenlänge des emittierten Lichtes des Chips in die energiereiche kurzwellige Richtung [25]. In Anbetracht der Tatsache, dass das lumineszierende Material direkt die Lichteffizienz und die Qualität der Lichtquelle bestimmt, können die Anregungseigenschaften und die Stabilität der bestehenden Reihe von Leuchtstoffen, wie dem klassischen Aluminat, nicht die Hochenergie-Energieerregungsanforderungen des dritten erfüllen Halbleiter, daher ist es dringend notwendig, den Halbleiter der dritten Generation zu durchbrechen. Eine hochdichte Energiequelle, die effizient weißes Licht hoher Qualität anregt und formt und eine neue Art von fluoreszierendem Material und Herstellungstechnologie.
Aufgrund des Phänomens der "wesentlichen Verringerung der Effizienz" von LEDs, das heißt, wenn mit hohen Stromdichten gearbeitet wird, wird die interne Quanteneffizienz stark abfallen. Derzeit suchen Wissenschaftler auf der ganzen Welt nach einer neuen Generation von qualitativ hochwertigen Lichtquellen, der Erfinder der blauen Leuchtdioden, Nakamura Shuji, In naher Zukunft wird die LED-Technologie schließlich durch Laserdioden ersetzt werden physikalische Grenzen seiner Lichtausbeute. Im Vergleich zu LED-Beleuchtung kann Laserbeleuchtung eine höhere Effizienz erzielen. Halbleiterlaser gilt als die vielversprechendste High-End-Beleuchtung und hochwertige Lichtquelle für LED nach LED. Es wird ein Entwicklungstrend in der zukünftigen Beleuchtungs- und Display-Industrie werden. Fluoreszenz-konvertierte Laser-Display-Technologie wurde in großflächigen Anzeigefeldern wie Laser-TV, Laserprojektion und Laser-Kino [26-27] eingesetzt. Ähnlich wie bei der LED-Beleuchtung sind fluoreszierende Konversionsmaterialien auch die Schlüsselmaterialien, um Weißlicht bei der Laserbeleuchtung zu erreichen. Laser haben eine höhere Energiedichte und haben daher höhere Anforderungen an die Fähigkeit von Fluoreszenzkonversionsmaterialien, Lichtschäden zu widerstehen [28]. Die Entwicklung neuer Seltenerd-Fluoreszenzmaterialien mit hoher Stabilität und hoher Umwandlungseffizienz und deren Anwendungstechnologie wird in Zukunft eine große Herausforderung für die Laserbeleuchtung darstellen, die zur Industrialisierung des Bedarfs an neuen Seltenerd-Fluoreszenzmaterialien und deren Keramiken und Kristallen führen wird.
3 spezielle Lichtquelle lumineszierende Materialien
3.1 Leuchtstoffe für die Pflanzenbeleuchtung
In den letzten Jahren wurde mit der Entwicklung der optoelektronischen Technologie die LED-Lichtausbeute stark verbessert, und die Anwendung von LED in Anlagenfabriken wurde von Ländern auf der ganzen Welt weit verbreitet. LED hat die Vorteile von kleiner Größe, langer Lebensdauer, geringer Wärmeentwicklung, usw. Darüber hinaus wird sein einzigartiger Wellenlängenvorteil, seine große Einstellbarkeit usw. als eine effektive alternative Lichtquelle für Kunstlichtanlagenfabriken angesehen [29]. Die Marktaussichten für LED-Anwendungen in der Pflanzenbeleuchtung sind recht optimistisch und die Marktgröße wird voraussichtlich schnell wachsen. Im Jahr 2017 betrug der Markt für Anlagenbeleuchtung (System) rund 690 Millionen US-Dollar, einschließlich 193 Millionen LED-Lampen. Es wird geschätzt, dass bis zum Jahr 2020 der Markt für Pflanzenbeleuchtung (System) auf 1,424 Milliarden US-Dollar wachsen wird, und LED-Lampen werden auf 356 Millionen US-Dollar wachsen. Gegenwärtig ist der Modus der LED-Beleuchtung hauptsächlich blauer LED-Chip oder ultravioletter LED-Chip + Phosphor. In Zukunft werden Leuchtstoffe für die Pflanzenbeleuchtung auch zu den wichtigen Rohstoffen für die Realisierung von Anlagenbeleuchtungen gehören.
Die Hauptenergiequelle, die für Pflanzenwachstum und -entwicklung benötigt wird, ist leicht, aber die Absorption von Licht durch Pflanzen ist nicht vollbandig, sondern selektiv, während das Absorptionsspektrum von Licht durch verschiedene grüne Pflanzen im Wesentlichen gleich ist [30], Chlorophyll ist das am meisten Lichtwelle. Es gibt zwei starke Absorptionszonen. Einer ist der blaue und violette Teil mit einer Wellenlänge von 400-500 nm. Die Absorption von orange und gelbem Licht ist geringer und die Absorption von grünem Licht ist am geringsten, so dass die Lösung von Chlorophyll grün und die andere Wellenlänge ist. Für den roten Anteil von 640-660 nm ist rotes Licht vorteilhaft für die Synthese von pflanzlichen Kohlenhydraten und beschleunigt das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. Daher wird eine effiziente Pflanzenfüllungslichtbeleuchtung im Allgemeinen durch eine Kombination von 400 bis 500 nm blauem Licht und 640 bis 660 nm ultrarotem Licht und einigen Weißlicht-LEDs erreicht.
Zusätzlich zu den oben genannten zwei Arten von Licht, die Pflanzen absorbieren müssen, haben Pflanzen auch Photorezeptor-Systeme (Photorezeptoren). Der wichtigste Photorezeptor in Pflanzen ist das Phytochrom, das rotes oder weit rotes Licht absorbiert. Es ist äußerst empfindlich gegenüber rotem und rotem Licht und beteiligt sich am gesamten Wachstum und der Entwicklung von Pflanzen von der Keimung bis zur Reife. Das Phytochrom in Pflanzen existiert in zwei relativ stabilen Zuständen: Rotlichtabsorption (PR, lmax = 660 nm) und ferne Rotlichtabsorption (PR, lMAX = 730 nm), die ineinander überführbar sind, so vollständig sollte auch ein weit rotes Licht von 730 nm haben [31]. Blaues Pulver wird durch UV- / Nah-UV-Chips angeregt, hauptsächlich basierend auf Aluminat, Silikat, Phosphat und Nitrid, und EU2 + ist ein lumineszierendes Ion [32-33]. Die meisten der tiefroten Leuchtstoffe werden durch EU, MN oder CE-Plasma erhalten oder mit MN2 + co-dotiert [34-35]. Die Erforschung von Leuchtstoffen in diesen beiden Bändern war umfangreich, und die derzeitige Technologie ist relativ ausgereift und kann praktisch auf Pflanzenbeleuchtung angewendet werden. Es gibt jedoch nur wenige Studien über farrote Leuchtstoffe für pflanzliches Phytochrom, und ihre Lichtausbeute ist immer noch auf einem niedrigen Niveau, was schwierig praktisch anwendbar ist. Daher ist die Entwicklung neuer Ferninfrarotlumineszenzmaterialien, die dem Bereich der Pflanzenbeleuchtung entsprechen, die Lösung der wichtigsten Vorbereitungstechniken sowie die Erforschung des Verhältnisses von Licht für blaue, rote und ferrote Leuchtstoffe, die bei der Beleuchtung verwendet werden, der Beitrag von Pflanzenbeleuchtung bis heute. Die Schlüsselrichtung der Entwicklung der Bio-Landwirtschaft.
3.2 Leuchtstoffe für Nahinfrarotlichtquellen
Nahinfrarotlicht bezieht sich auf elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge im Bereich von 780-2526 nm. In den letzten Jahren hat sich die Anwendung von Nahinfrarotdetektoren in den Bereichen Gesichtserkennung, Iriserkennung, Sicherheitsüberwachung, Laserradar, Gesundheitserkennung, 3D-Erfassung usw. schnell entwickelt und ist zu einem internationalen Forschungsschwerpunkt geworden [36-38]. Es wird geschätzt, dass der Nahinfrarotdetektor im Jahr 2020 auf dem globalen biometrischen Identifikationsmarkt 25 Milliarden US-Dollar erreichen wird, von denen nur der Gesamtproduktionswert der Iriserkennungstechnologie 3,5 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Infrarotdetektoren sind ein wichtiger Teil von Kommunikations- und IoT-Systemen, und es besteht ein dringender Bedarf an Vorrichtungen im nahen Infrarotbereich (insbesondere 780-1600 nm), die hocheffiziente schmalbandige oder spezielle Breitbandsignale emittieren. Derzeit wird das Patent von Infrarot-Chip von fremden Ländern gemeistert, vor allem der Chip mit der Wellenlänge über 1000nm ist niedrig in der Effizienz, hoch in den Kosten und monopolisiert durch ausländische Patente und Technologien. Es ist dringend notwendig, einen hochenergetischen, violett-blauen Chip zu entwickeln, um das phosphorumgewandelte hocheffiziente Infrarotgerät zu stimulieren. Ende 2016 lancierte OSRAM die erste Blue-Light-Chip-Composite-Nahinfrarot-Phosphor-Nahinfrarot-LED zur Messung von Fett-, Protein-, Feuchtigkeits- oder Zuckergehalt in Lebensmitteln. Die Implementierung der Blue-Chip- und der Nahinfrarot-Phosphor-Verbundstoffpackung weist die Vorteile eines einfachen Herstellungsverfahrens, niedriger Kosten, hoher Lichtausbeute und dergleichen auf und ist international weit verbreitet. Daher ist es äußerst dringend, für jedes Band von Nahinfrarot-LEDs einen neuen Typ von Nah-Infrarot-Phosphor zu entwickeln, um seine vielfältigen Anwendungsanforderungen zu realisieren.
Gemäß der Klassifizierung von Nahinfrarotlicht ist die Nahinfrarot-Langwelle 1100-2526 nm und der Nahinfrarot-Langwellen-Leuchtstoff verwendet hauptsächlich Er3 + und Ni2 + als das Beleuchtungszentrum. Gegenwärtig sind auf diesem Gebiet eine Reihe fruchtbarer Forschungsfortschritte erzielt worden [39]. Die Phosphore verschiedener Wellenlängen der Nahinfrarot-Langwelle wurden untersucht, und der Energietransfer wurde durch die Einführung von sensibilisierten Ionen usw. realisiert, und die Lichtausbeute wurde stark verbessert [40].
Die kurzwellige Nahinfrarotstrahlung beträgt 780 ~ 1100 nm, und der kurzwellige Nahinfrarotleuchtstoff besteht hauptsächlich aus Cr3 +, Yb3 + und Nd3 + [41-42]. Gegenwärtig hat die Industrie ein relativ reichhaltiges Materialsystem auf dem Gebiet der Nahinfrarot-Lumineszenzmaterialien erhalten, aber das allgemeine Problem besteht darin, dass die Lichtausbeute gering ist und einige Systeme eine geringe Stabilität aufweisen und immer noch nicht die Marktnachfrage befriedigen können. Daher die Entwicklung eines neuen Typs von Nah-Infrarot-lumineszierenden Materialien, bricht durch das Violett-Blau-Licht-emittierende Infrarot-Fluoreszenz-Pulver und seine Schlüssel-Technologie, und ständig seine Licht-Effizienz zu verbessern, und ersetzen Sie den Nah-Infrarot-Chip.
4. Fazit
Zusammenfassend wurde die Beleuchtungs- und Anzeigetechnologie, die auf dem hocheffizienten und kostengünstigen blauen LED-Chip basiert, ausgereift eingesetzt. Unter diesen wird auch die Leistung der für die Blaulichtanregung geeigneten Aluminat- und Nitridsystem-Leuchtstoffe verbessert, jedoch mit Vollspektrumbeleuchtung und großer Power-Beleuchtungstechnologie und Anwendungsanforderungen die Entwicklung neuer Leuchtstoffe und Hochleistungs-Leuchtstoffe der Keramisierung oder Einkristall werden dringend benötigt. Obwohl sich QLED-, OLED- und Anregungsanzeigetechnologien in dem Anzeigefeld schnell entwickeln, wird erwartet, dass die Entwicklung neuer Leuchtstoffe den relativen Mangel an Farbskala der Flüssigkristallanzeige kompensiert. Die auf blauen LED-Chips basierende Flüssigkristallanzeige-Hintergrundbeleuchtungstechnologie ist immer noch extrem groß. Vitalität. Darüber hinaus wird erwartet, dass durch die Innovation von Materialsystemen, die auf blauen LEDs basieren, hocheffiziente Nahinfrarot- und sogar Ultraviolettlichtquellen erreicht werden. Die Verwendung von Phosphormaterialien und technologischen Innovationen in den oben genannten Bereichen ist ein wichtiger Weg, um den Durchbruch des Kernpatents und die industrielle Entwicklung von Chinas Materialien und sogar Photovoltaik-Geräten zu realisieren.
