《白光LED用透明玻璃陶瓷研究》是依託杭州電子科技大學，由陳大欽擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：白光LED用透明玻璃陶瓷研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳大欽
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當前商用白光LED是由藍光晶片和Ce: YAG螢光粉封裝在一起製成的，螢光粉混合於環氧樹脂（或矽膠）中並塗覆於晶片上。由於有機物導熱性和化學穩定性較差，在高功率晶片輻照或高溫環境下容易發生老化，造成LED色偏進而嚴重縮短器件的使用壽命。本項目擬研製具有高效藍光吸收、黃/紅光發射特性的新型透明玻璃陶瓷無機螢光體，將其替代傳統的螢光粉/聚合物封裝材料直接與藍光晶片耦合，得到面向室內外照明套用、光色穩定、壽命長的新一代色溫可調白光LED器件。重點研究透明玻璃陶瓷材料的可控制備、性能最佳化以及白光LED器件集成技術；探明玻璃陶瓷顯微結構對LED器件光學性能（光效、顯色指數、色溫、色坐標等）和熱/化學穩定性等的影響，進而實現器件性能的最佳化。與傳統LED相比，所研製的玻璃陶瓷白光LED器件具有品質高、壽命長和性價比高的優勢，且可望突破國外專利壁壘。
結題摘要
本項目成功設計合成多類可適用於分散Ce：YAG螢光粉的玻璃基體材料，並基於低溫共燒技術，製備出系列具有高效藍光吸收、黃/紅光發射特性的新型透明玻璃陶瓷塊材。在揭示發光玻璃陶瓷組分-顯微結構-發光性能關係規律的基礎上，通過進一步調整玻璃組分、控制離子擴散與反應過程，改善了非晶玻璃與螢光晶體兩相界面缺陷結構，最佳化螢光粉晶相在玻璃基體中的分布狀態與折射率匹配，獲得透明性好、吸收和發射截面大、物化性能穩定的目標玻璃陶瓷複合材料。進一步地，通過添加Eu3+發光中心、Eu3+螢光微晶、Eu2+:CaAlSiN3以及Mn2+和Mn4+螢光顆粒等方式，在玻璃陶瓷中獲得紅光發射成分；在此基礎上，通過最佳化螢光粉的組合，獲得系列高效發光的雙相玻璃陶瓷螢光體。最後，將獲得的透明發光玻璃陶瓷替代傳統的螢光粉+聚合物樹脂封裝材料，直接與商用藍光晶片耦合，通過最佳化材料發光與器件結構，得到系列光色穩定、壽命長的新型色溫可調白光LED器件。除了完成原定計畫，我們還在玻璃陶瓷晶化控制合成、上轉換納米晶核殼結構構築、新型複合納米結構光催化劑構築和鈣鈦礦量子點與量子點玻璃結構設計與性能最佳化等方面開展系列工作，並探索系列光電材料在溫度探測、產氫和照明等領域的套用。相關研究結果在Laser Photonics Rev., ACS Catal., Small, ACS. Appl. Mater. Interfaces等刊物上發表一區SCI論文51篇（影響因子均大於6，均標註基金號），授權發明專利5項，培養（畢業）研究生10名。
