晶能光电取得白光 LED 芯片及其制备方法专利，解决 LED 芯片的出光问题

金融界 2024 年 8 月 29 日消息，天眼查知识产权信息显示，晶能光电股份有限公司取得一项名为“白光 LED 芯片及其制备方法“，授权公告号 CN109980065B，申请日期为 2017 年 12 月。

专利摘要显示，本发明提供了一种白光 LED 芯片及其制备方法，包括：金属电极、倒装蓝光 LED 芯片、透明硅胶、保护层、高反胶以及荧光膜片；其中，金属电极设于 LED 芯片的下表面；荧光膜片设于 LED 芯片的上表面，且荧光膜片的面积大于 LED 芯片表面的面积；透明硅胶于荧光膜片表面呈弧状设于 LED 芯片四周；保护层位于透明硅胶表面；高反胶沿保护层表面设于 LED 芯片和荧光膜片四周。在透明硅胶和高反胶的接触界面制备一层致密的硬质保护层，有效阻挡挥发性有机物透过透明硅胶进入 LED 芯片，解决由挥发性有机物的残留导致 LED 芯片色度发生变化的技术问题，进而解决 LED 芯片的出光问题，保证 LED 芯片发出的白光均匀。

本文源自金融界

中科大团队开发新型暖白光LED，最大发光效率接近理论水平

目前，发光二极管（light-emitting diode，LED）已发展成为应用广泛的照明器件。与传统的白炽灯相比，它具备节能、亮度高、光效好、光谱的可变性强等诸多优势。

一般情况下，LED 照明灯大多是通过蓝光芯片和黄色荧光粉结合来实现的，但所带来的蓝光光谱过强，会给视力、生理变化等方面带来不利影响。因此，基于面向未来、健康高效的固态照明发展需求，该领域的科学家们正在针对该技术开展进一步探究。

通过溶液处理方法加工而成的 LED，因具有较为简单的制造工艺，被看作是下一代规模化固态照明技术发展的关键。

其中，基于碘化亚铜杂化团簇制备的 LED，更是因为材料来源丰富、发光效率高、生物毒性低等优点，而得到科学家们的重点关注。

即便如此，此类 LED 的发展依然受到了如下几个方面的制约，包括碘化亚铜团簇在溶液中的可加工性和兼容性较差，以及作为 LED 发射层的薄膜质量过低导致器件性能不佳等。

为了解决上述问题，来自中国科学技术大学的研究团队采用溶液加工法，制备了一种暖白光 LED。新型碘化亚铜杂化团簇，则是其中的关键设计。

在制备过程中，课题组成员使用二苯基-2-吡啶膦作为桥接配体、三（3-甲基苯基）膦作为溶解度增强基团，能够在极性溶剂二甲基甲酰胺中，显示出很高的结构稳定性和溶解度，并进一步得到了表面粗糙度为 0.22 纳米的溶液加工薄膜。

他们把该薄膜用于 LED 的发射层中，制备出最大外量子效率达 19.1%、最高亮度超过 40000cd m-2，以及最高使用寿命达到 232 小时的暖白光 LED 器件。

“我们做出的发光器件的发光效率接近理论水平。同时，与此前报道的同类发光器件相比，也属于第一梯队。”中国科学技术大学姚宏斌教授表示。

在此基础上，该课题组还利用工作面积为 36cm2 的高质量溶液加工薄膜，制备亮度高达~60000cd m-2 的大面积均匀暖白光 LED。这也充分展示了基于新型碘化亚铜杂化团簇的 LED，在固态照明、面板显示等领域的应用潜力。

图丨新型碘化亚铜杂化团簇 LED 的制造工艺和特性（来源：Nature Photonics）

近日，相关论文以《基于铜-碘化物杂化团簇的高效暖白色发光二极管》（High efficiency warm-white light-emitting diodes based on copper–iodide clusters）为题在 Nature Photonics 上发表[1]。

图丨相关论文（来源：Nature Photonics）

中国科学技术大学王晶晶博士、博士研究生冯力喆、硕士研究生师广益和杨俊楠博士为该论文的共同第一作者，姚宏斌担任该论文的通讯作者。

图丨团队合照（来源：姚宏斌）

据介绍，早在 2018 年，姚宏斌便带领团队开启了关于碘化亚铜杂化团簇材料的相关探索。

他们研究了许多该材料的新设计，发现其中存在一个很大的问题，即材料在溶解到二甲基甲酰胺溶剂中时会发生破坏，导致无法顺利得到初始的团簇发光材料。

“后来我们发现通过一些双核结构，再结合侧链配体和二甲基甲酰胺溶剂之间相容性较高的特性，能够保证材料在正常溶解的同时，结构不被破坏，进而设计出可以稳定存在的团簇，并得到具有高发光效率的平整薄膜。”姚宏斌解释道。

如上所说，该团队制备出的暖白光 LED 在发光效率和亮度上均具备显著优势。不过，需要说明的是，该器件的使用寿命距离实际应用还有很长一段距离。

姚宏斌表示：“我们器件的使用寿命是几百个小时，但落实到真正应用中需要达到十万小时甚至百万小时。

要想朝着这个方向迈进，实现有用的健康照明，必须解决的问题还有很多，不仅仅包括发光体，还要考虑传输层和界面的相互作用，而这也是课题组接下来的研究重点。”

事实上，除了涉及到电致发光的该项研究，该课题组还在相同的材料体系中，发展了许多其他类型的材料应用。

比如，利用该材料制备太阳能聚光器，能将吸收到的紫外光转化成可见光，并传输到太阳能电池上进行发电。又或者是，利用该材料替代荧光材料，以制备防伪材料和紫外光保护膜等。

课题组成员对于在该材料体系中能够取得目前的进展感到非常欣慰，同时也希望继续向前推进，以开辟更多新的应用场景。

参考资料：

1. Wang, JJ., Feng, LZ., Shi, G. et al. High efficiency warm-white light-emitting diodes based on copper–iodide clusters. Nature Photonics (2023). https://doi.org/10.1038/s41566-023-01340-8

运营/排版：何晨龙

相关问答

LED光源的类型有哪几种?_齐家装修问答

光源的类型有以下几种:1、二基色荧光粉转换白光LED光源二基色白光LED是利用蓝光LED芯片和YAG荧光粉制成的。一般使用的蓝光芯片是InGaN芯片,另外也...

制备白光led的重要组成部分?

目前,国内外实现白光led的主要有以下几种途径:(1)采用紫外-近紫外光的led芯片和可被紫外-近紫外光激发发射红、绿、蓝三基色的荧光粉,产生多色混合组成白光le...

LED实现白光的方法主要有哪三种?

普朗克光电为您解答:1、采用蓝光晶片表面封装黄色荧光粉的方式实现白光,这也是目前最常见最普及的方式。2、采用紫光芯片加荧光粉的方式实现白光,目前中村修...

6500k白光有危害吗?

值得注意的是,蓝光并非LED灯所独有,手机和电脑屏幕中都富含蓝光。总之,色温越高蓝光含量越高,现在市面上所谓的超白光,找出来并非雪白的,而是比较蓝。与此同...

(LED)照明可以节约大量能源。已知发出白光的LED是由氮化镓...

[最佳回答](1)GaAs(2)5Al2O3·3Y2O3(3)③⑤(1)砷元素位于ⅤA族,砷元素的最低化合价为-3,砷化镓的化学式为GaAs。(3)根据图示中离子流向,阳离子向正...

帮个忙，led芯片与紫外固化LED光源的区别?

[回答]多芯片白光LED光源将红、绿、蓝三色LED芯片封装在一起,将它们发出的光混合在一起也能获得白光。这类发光二极管的白光LED称为多芯片白光LED光源。相...

白光led灯珠为什么容易衰减?

小电流时候,晶片的波长会变高,通常PCB的LED白光晶片是450-460nm,如果你用微小电流,通常波长会到460-470nm,造成荧光粉唤起减少,所以呈现蓝色。LED...

(LED)系统(如图).已知发出白光的LED是将GaN芯片和钇铝石榴...

[最佳回答]A、太阳能光伏发电系统是向外提供电能的装置,即将太阳能直接转化为电能的装置,故A正确;B、图中N区半导体为负极,P区半导体为正极,电极从正极流向负...

显像管电视的荧光粉是发白光吗?

因为三基色红,绿,蓝加在一起就能发白光,而红加绿会变成黄色。所以蓝色LED芯片加上黄色荧光粉就相当于红,绿蓝三基色加在一起,所以就发白光了。因为三基色红,...

全光谱灯是什么意思?

1、显指对于普通灯来说,它是不含有紫光、青光等光源的,而全光谱灯它是采用芯片加荧光粉制成的,里面加入了紫光芯片等材料,所以显色性非常好。2、蓝光危害...