《大功率白光LED用高效稀土紅色發光玻璃陶瓷與器件研究》是依託中山大學，由王靜擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大功率白光LED用高效稀土紅色發光玻璃陶瓷與器件研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王靜
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大功率白光LED是未來通用照明的主流技術，然而，高的晶片結溫已經成為大功率白光LED器件所面臨的主要技術瓶頸。與傳統“LED晶片+螢光粉+封裝膠”技術相比，“LED晶片+螢光玻璃陶瓷”白光方案在高結溫下具有優良的熱傳導性能、熱穩定性和光穩定性，因而成為大功率白光LED研究的前沿熱點，其中螢光玻璃陶瓷則成為材料研究的重中之重。本申請面向未來高品質（高顯色指數或暖色溫）大功率白光LED器件套用要求，以母體玻璃與稀土螢光粉兩個角度切入，系統開展具有橙紅色或紅色發射的高效新型稀土玻璃陶瓷材料設計、合成與結構/光學/熱學性質表征工作，深入研究螢光粉與母體玻璃相互作用機理與規律，期望最終獲得適用於“藍光晶片+稀土玻璃陶瓷”白光LED方案，高效橙紅色和紅色發射的稀土玻璃陶瓷。同時，利用所合成的新型稀土玻璃陶瓷，進行大功率白光LED器件封裝，開展新型稀土玻璃陶瓷在套用中的基礎科學問題研究
結題摘要
“LED晶片+螢光玻璃陶瓷”是大功率白光LED的主流技術，其中發光玻璃陶瓷是核心與關鍵材料之一，然而橙色或紅色發射玻璃陶瓷研究嚴重匱乏，螢光粉與母體玻璃相互作用機理與規律研究不深入，且材料在大功率白光 LED 器件中的封裝研究匱乏，這嚴重製約了其在高品質大功率白光LED的相關研究；有鑒於此，本項目針對性地開展相關研究並取得了以下主要研究進展：（1）通過低溫共燒結法，獲得了基於碲酸鹽和硼酸鹽低溫玻璃母體的兩種新型氮化物發光玻璃陶瓷和氟化物發光玻璃陶瓷，深入研究了玻璃母體與螢光粉之間的熔蝕相互作用與折射率匹配規律，拓展並豐富了面向大功率白光LED用紅色發光玻璃陶瓷的相關研究；（2）深入系統地開展了紅色發光玻璃陶瓷在大功率白光LED器件的套用基礎研究，利用所研製的稀土和過渡金屬發光玻璃陶瓷材料所封裝成的白光 LED 器件的流明效率和顯色指數接近實用化水平，其中，大功率白光LED器件的光效最高達到102 lm/W，顯色指數最高達到90.3，色溫低至3585 K；（3）基於雷射LD的高功率照明器件成為未來替代大功率白光LED的技術發展趨勢，有鑒於此，我們拓展研究並獲得了一種面向高激發密度的藍光雷射LD晶片套用的高效率、高耐熱和化學穩定性的基於高熱導率藍寶石襯底的稀土矽酸鹽體系的複合YAG發光玻璃陶瓷，研製出概念型白光LD器件，在高功率激發密度下，器件光效最高達217 lm/W；上述工作進一步推進了稀土和過渡金屬發光玻璃陶瓷材料在大功率白光LED和高功率雷射LD器件的相關研究，為未來高品質大功率或超高功率固體照明提供了實驗依據和設計理念；本項目執行期間，總計在Chem. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces、Chem. Comm.、Nanoscale、Nano. Res.、J. Mater. Chem. C.等學術期刊發表SCI論文15篇; 其中, 一區文章共13篇，影響因子IF大於6的有13篇；總計授權美國發明專利1項，授權中國發明專利2項，申請美國發明專利1項，申請中國發明專利3項；此外，項目執行期間，共參加國際學術會議做邀請報告15次；參加國內學術會議做邀請報告共14次；
