白光LED用“Ce掺杂LuAG绿色荧光粉”的研发


  一、项目特点和技术指标
  节能灯由于含汞以及紫外线污染,2013年2月,工信部、科技部、环保部共同发布了“中国逐步降低荧光灯含汞量路线图”。 半导体白光发光二极管(LED)光电转换效率高、节能(同样亮度约白炽灯的1/8、荧光灯的1/2)、使用寿命长(达10万小时)、安全可靠(全固体化)、环保,被公认为下一代绿色照明光源。
  目前,白光LED技术主要是用掺铟(In)的氮化镓(GaN: In)发蓝光的芯片,加上掺铈(Ce)的钇铝石榴石(YAG: Ce)发黄光的荧光粉;“蓝光加黄光”形成白光。但是,仅用黄色YAG: Ce荧光粉搭配GaN: In发蓝光芯片,所获得的白光LED“显色指数”不高,不能真实显示物体的颜色;为了获得显色指数高的白光LED,需要添加红色和绿色荧光粉。添加绿粉不但可以有效的提高显色指数,而且由于人眼对绿光更为敏感,添加绿粉还可以有效提高亮度,对于高显色指数白光LED,添加绿粉必不可少。
  目前主流的绿粉是Ce掺杂LuAG荧光粉(LuAG: Ce);其耐高温、抗潮,经蓝光激发后的亮度高,是目前*4的白光LED用绿色荧光粉。本课题组以Lu、Al和Ce的氧化物或盐为主要原料,配成特殊配方,采取独特的工艺制度,制得LuAG: Ce绿色荧光粉;其优点是:无杂相,结晶良好,基本无团聚,颗粒近球形,中位粒度D50在5~25 μm可调,粒度分布范围窄。
 
  二、技术成熟程度
  本课题组负责人为2007年“福建省重大科技专题”的LED用荧光粉专题组组长;制备出的黄色荧光粉相对亮度超过主流的商品粉,而且已与相关公司合作实现了产业化合作;目前已有授权的国际发明专利3个,其中2个专利的第3申请人分别是北大苏勉曾(权威的《发光材料》两作者之一,培养出的博士生包括原北大常务副校长、现重庆大学校长)、清华的黄勇(原《硅酸盐学报》主编、清华大学材料研究员常务副院长)着名教授;但上述专利都属于厦大;本课题组组长还曾作为“LED荧光粉专家”, 受邀参加了2010年工信部“LED(暨荧光粉)招标项目专家评审会”。目前绿色LuAG: Ce荧光粉已在本实验室成功地研制出来,多项指标已经达到或接近商业化的绿色LuAG: Ce3+荧光粉。本课题组欢迎有意向的公司,“合作开发”或“委托开发”LuAG: Ce绿色荧光粉;使其主要参数超过、达到、或基本符合英特美(Intematix)产品的指标,包括颗粒度及其分布(D50 ~15μm)、色坐标(X=0.340~0.390,Y=0.570~0.557)和(相对)亮度(达到Intematix的100%或以上)等;实现该荧光粉的产业化。
 
  三、应用范围及市场前景
  LuAG: Ce绿色荧光粉主要用于“高显色指数”白光LED封装,可用于家庭照明、商业照明等领域。
  目前,国内白光LED大部分封装厂家用的LuAG: Ce绿色荧光粉,都是从Intematix购买,该荧光粉价格昂贵(约3~4万元/公斤),而国产(大连路明,中村宇极,等)的LuAG: Ce绿色荧光粉,在价格上优势不大(大概2.5万/公斤);但是,(相对)亮度都不如Intematix的。国家出台对节能灯的限制后,白光LED面临着快速发展的历史性机遇,对荧光粉“总数量”的需求急剧增大,从而促进市场对“髙质量”(如高显色指数)白光LED灯具的需求,从而极大增加了对LuAG: Ce绿色荧光粉的市场需求。
 
  名人名言:作家当然必须挣钱才能生活,写作,但是他决不应该为了挣钱而生活,写作。

 
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