Des diodes électro-luminescentes à haut rendu de couleur

La part de marché des diodes électro-luminescentes (LED) dans l’industrie de l’éclairage est destinée à croître fortement dans les prochaines années. Dans ce contexte, la découverte de nouvelles sources luminescentes blanches efficaces, présentant un haut rendu de couleur (capacité du matériau à révéler les couleurs naturelles des objets) est essentielle. Cependant, la découverte de ces matériaux se fait habituellement par « essai-erreur » : expériences longues et répétitives car de très faibles modifications des conditions de synthèse peuvent avoir des effets dramatiques sur leurs propriétés de photoluminescence, voire les faire disparaître.

Les LEDs sont très souvent fabriquées à partir de  composéscontenant un ion terre rare comme l’Europium (Eu) en très faible quantité. C’est cette terre rare qui contrôle les propriétés de luminescence.

Des chercheurs de l’Institut des matériaux Jean Rouxel de Nantes (CNRS/Université de Nantes) ont développé une stratégie permettant de cibler des matériaux présentant une luminescence blanche optimale. Pour obtenir la composition souhaitée du matériau et l’effet désiré, les chercheurs ont tout d’abord chauffé le matériau à haute température. Ils ont ensuite montré que le degré d'oxydation du dopant Eu et donc le rapport « Eu³⁺/Eu²⁺ » pouvait être modulé de manière contrôlée en faisant simplement varier la température. Cette méthode qui induit des changements dans l’émission de lumière du matériau a permis d’obtenir rapidement le rapport « Eu³⁺/Eu²⁺ » optimal pour une luminescence blanche avec un excellent rendu de couleur.

Ces travaux sont publiés dans le J. Amer. Chem. Soc.

Référence

Romain Gautier, Xueyan Li, Zhiguo Xia & Florian Massuyeau

Two-Step Design of a Single-Doped White Phosphor with High Color Rendering

J. Amer. Chem. Soc. 18 janvier 2017
DOI: 10.1021/jacs.6b12597