[01656054]大功率WLED器件用可调色发光微晶玻璃生产技术

1.课题来源与背景 白色发光二极管（WLED）以其低能耗、长寿命的特点在照明领域迅速引起了各界的关注,巨大的商机带动和行业的快速发展。 WLED通常是在蓝光或紫外芯片前涂上一层分散有黄色荧光粉的硅胶,尽管此途径可以较为便捷地获得白光,但其中有机成分所致的低热稳定性和低热传导性一直为用户所诟病,严重影响了白光照明器件的使用寿命,特别是以解决环境问题为出发点而展开的大功率LED器件,由于集中发热和由此所致的散热难题严重制约了其应用,因而提高WLED的热稳定性急剧受到行业的高度关注。 从实际的角度出发,研究人员倾注了大量的精力在选择和探索低熔点玻璃（例如硼玻璃、磷酸盐玻璃和碲酸盐玻璃）以及发光材料的分散方法和途径方面,尽管目前发光微晶玻璃发光强度已经接近透明发光陶瓷材料,但其尚未在高透明度和有效颜色转化方面取得十分理想的效果。 基于以上情况,本项目拟进行可替代传统光转换WLED的YAG:Ce微晶玻璃的开发工作。 2.技术原理及性能指标 主要研究内容： 本项目拟开发大功率白色发光二极管器件用发光微晶玻璃的制备技术,初步建立制备发光微晶玻璃的技术工艺;研究发光材料在玻璃基质中的结晶生长机理;构建制备工艺与产品性能间的关联性;进行发光微晶玻璃的应用研究和初步放大试验并进行初步的市场探索。 3.技术的创造性与先进性 1)发光微晶玻璃制备技术。采用二步合成的方法制备发光波长可调的微晶玻璃,如何选择玻璃基质以及调整原料比,得到具有高透过率、高发光强度和高稳定性产物是需要重点关注的问题。主要考察因素有原料的种类、原料间反应程度和处理条件的选择、发光微晶晶化的调控等。 2)通过对制备条件和产物的跟踪比对,研究不同基质玻璃与商业化发光材料间的作用机制,获得关于发光微晶玻璃制备过程的规律性认识。研究制备技术对材料结构、发光材料结晶程度的影响,为制备不同尺寸、不同结晶度的微晶发光玻璃提供技术保障。 4.技术的成熟度 1)课题组多年来一直进行发光材料的合成和性能改进方面的工作,采用水热条件下合成了具有良好发光性能的稀土配合物材料,在高温及室温条件下合成具有较高发光强度的硅酸盐、铝酸盐、氟化物发光材料,成功地控制了产品的各项性能,相关工作已发表J. Mater. Chem. C, J. Am. Ceram. Soc., J. Electrochem. Soc., J. Eur. Ceram. Soc., Optic. Mater.,和J. Lum.等发光材料的主流学术期刊上,申请发明专利多项。在发光材料的制备和应用方面积累了丰富的经验,有能力圆满完成该项目规定的研究任务。 5.成果简介 （1） Chao Li, Hong-Wei Zheng, Heng-Wei Wei,Jie Su, Fu-Hui Liao, Zhen-Yi Zhang, Ling Xu, Zu-Pei Yang, Xiao-Ming Wang and Huan Jiao. Narrow-band blue emitting nitridomagnesosilicate phosphor Sr8Mg7Si9N22:Eu2+ for phosphorconverted LEDs. Chem. Comm. 2018, 54, 11598-11601 （2） Chao Li, Xiao-Ming Wang, Feng-Feng Chi, Zu-Pei Yang and Huan Jiao. A narrow-band blue emitting phosphor Ca8Mg7Si9N22:Eu2+ for pc-LEDs. J. Mater. Chem.C 2019, 7, 3730--3734 （3） Xiao-Ming Wang, Chun-Hai Wang, Xiao-Jun Kuang, Ru-Qiang Zou, Ying-Xia Wang and Xi-Ping Jing. Structure and luminescence properties of Mn4+-activated K3TaO2F4 red phosphor for White LEDs. Inorg. Chem. 2019, 58, 4412-4419 （4） Chao Li, Hongwei Zheng, Hengwei Wei, Shijie Qiu, Ling Xu, Xiaoming Wang and Huan Jiao. A color tunable and white light emitting Ca2Si5N8:Ce3+,Eu2+ phosphor via efficient energy transfer for near-UV white LEDs.Dalton Trans., 2018, 47, 6860–6867 （5） Shijie Qiu, Hengwei Wei, Mengmeng Wang, Shuai Zhang, Yang Zhou, Ling Xu, Xiaoming Wang and Huan Jiao.Synthesis and photoluminescence of Mn4+ activated ternary-alkaline fluoride K2NaGaF6 red phosphor for warm-white LED application.RSC Adv., 2017, 7, 50396–50402 （6） 一种Mn（Ⅳ）激活的氟化物红色荧光粉的制备方法,中国发明专利,专利号：ZL 201610841508 （7） 含Mg氮化物荧光粉及其制备方法,中国发明专利,申请号：CN108192611A （8） Ba3Si3N4O3晶体和荧光粉制备方法,中国发明专利,申请号：CN108676556A （9） Ca4Si4N2O9晶体和荧光粉制备方法,中国发明专利,申请号：CN108485655A