大功率白光LED用高效稀土红色发光玻璃陶瓷与器件研究
批准号:
51572302
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
王静
依托单位:
学科分类:
无机非金属半导体与信息功能材料
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
张学杰、黄霖、潘凤娟、章金惠、邹睿、余金波、朱陈彪
中文摘要
大功率白光LED是未来通用照明的主流技术,然而,高的芯片结温已经成为大功率白光LED器件所面临的主要技术瓶颈。与传统“LED芯片+荧光粉+封装胶”技术相比,“LED芯片+荧光玻璃陶瓷”白光方案在高结温下具有优良的热传导性能、热稳定性和光稳定性,因而成为大功率白光LED研究的前沿热点,其中荧光玻璃陶瓷则成为材料研究的重中之重。本申请面向未来高品质(高显色指数或暖色温)大功率白光LED器件应用要求,以母体玻璃与稀土荧光粉两个角度切入,系统开展具有橙红色或红色发射的高效新型稀土玻璃陶瓷材料设计、合成与结构/光学/热学性质表征工作,深入研究荧光粉与母体玻璃相互作用机理与规律,期望最终获得适用于“蓝光芯片+稀土玻璃陶瓷”白光LED方案,高效橙红色和红色发射的稀土玻璃陶瓷。同时,利用所合成的新型稀土玻璃陶瓷,进行大功率白光LED器件封装,开展新型稀土玻璃陶瓷在应用中的基础科学问题研究
英文摘要
High-power white LED is the mainstream technology for future general illumination. However, the high junction temperature has become a major bottleneck for high-power white LED devices to face. Compared with the traditional "LED chip + phosphor + organic resin" packaging technique, "LED chip + phosphor glass ceramic" is a new promising white lighting scheme, which has excellent thermal conductivity at high junction temperature, thermal stability and light stability. And thus it becomes hot issue in the field of high-power white LED frontier research, wherein researches on luminescent glass ceramic material has become the top priority. This proposal aims to systematically investigate design, synthesis, structure, optical and thermal properties of high efficient orange or red emitting rare earth luminescent glass ceramics for high power white LEDs with excellent white qualities (high CRI or low CCT) from aspects of glasses and rare earth phosphors. We anticipate that new high efficient orange or red emitting rare earth luminescent glass ceramics for high power white LEDs with excellent white qualities (high CRI or low CCT) will be developed after pursuing the interaction relationships or mechanisms between the glasses and rare earth phosphors. Finally, luminescent glasses converted high power white LEDs will also be demonstrated and the relationships between the luminescent glasses and device properties will be studied in depth.
“LED芯片+荧光玻璃陶瓷”是大功率白光LED的主流技术,其中发光玻璃陶瓷是核心与关键材料之一,然而橙色或红色发射玻璃陶瓷研究严重匮乏,荧光粉与母体玻璃相互作用机理与规律研究不深入,且材料在大功率白光 LED 器件中的封装研究匮乏,这严重制约了其在高品质大功率白光LED的相关研究;有鉴于此,本项目针对性地开展相关研究并取得了以下主要研究进展:1)通过低温共烧结法,获得了基于碲酸盐和硼酸盐低温玻璃母体的两种新型氮化物发光玻璃陶瓷和氟化物发光玻璃陶瓷,深入研究了玻璃母体与荧光粉之间的熔蚀相互作用与折射率匹配规律,拓展并丰富了面向大功率白光LED用红色发光玻璃陶瓷的相关研究;2)深入系统地开展了红色发光玻璃陶瓷在大功率白光LED器件的应用基础研究,利用所研制的稀土和过渡金属发光玻璃陶瓷材料所封装成的白光 LED 器件的流明效率和显色指数接近实用化水平,其中,大功率白光LED器件的光效最高达到102 lm/W,显色指数最高达到90.3,色温低至3585 K;3)基于激光LD的高功率照明器件成为未来替代大功率白光LED的技术发展趋势,有鉴于此,我们拓展研究并获得了一种面向高激发密度的蓝光激光LD芯片应用的高效率、高耐热和化学稳定性的基于高热导率蓝宝石衬底的稀土硅酸盐体系的复合YAG发光玻璃陶瓷,研制出概念型白光LD器件,在高功率激发密度下,器件光效最高达217 lm/W;上述工作进一步推进了稀土和过渡金属发光玻璃陶瓷材料在大功率白光LED和高功率激光LD器件的相关研究,为未来高品质大功率或超高功率固体照明提供了实验依据和设计理念;本项目执行期间,共计在Chem. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces、Chem. Comm.、Nanoscale、Nano. Res.、J. Mater. Chem. C.等学术期刊发表SCI论文18篇; 其中, 一区文章共16篇,影响因子IF大于6的有16篇;共计授权美国发明专利1项,授权中国发明专利2项,申请美国发明专利1项,申请中国发明专利3项;此外,项目执行期间,共参加国际学术会议做邀请报告15次;参加国内学术会议做邀请报告共14次;
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
Improving the luminous efficacy and resistance to blue laser irradiation of phosphor-in-glass based solid state laser lighting through employing dual-functional sapphire plate
采用双功能蓝宝石板提高玻璃荧光粉固态激光照明的发光效率和抗蓝光激光辐射能力
DOI:
10.1039/c8tc05050c
发表时间:
2019-01
期刊:
Journal of Materials Chemistry C
影响因子:
6.4
作者:
[Zhang Xuejie, Si Shuaichen, Yu Jinbo, Wang Zijun, Zhang Ronghuan, Lei Bingfu, Liu Yingliang, Zhuang Jianle, Hu Chaofan, Cho Yujin, Xie Rong Jun, Zhang Hong Wu, Tian Zifeng, Wang Jing]
通讯作者:
Wang Jing
Monodisperse and brightly luminescent CsPbBr3/Cs4PbBr6 perovskite composite nanocrystals
单分散高亮度发光CsPbBr3/Cs4PbBr6钙钛矿复合纳米晶
DOI:
10.1039/c8nr01266k
发表时间:
2018
期刊:
Nanoscale
影响因子:
6.7
作者:
[Xuan Tongtong, Lou Sunqi, Huang Junjian, Cao Luyu, Yang Xianfeng, Li Huili, Wang Jing]
通讯作者:
Wang Jing
Thermally Stable White Emitting Eu3+ Complex@Nanozeolite@Luminescent Glass Composite with High CRI for Organic-Resin-Free Warm White LEDs
用于无有机树脂暖白光 LED 的热稳定白光发射 Eu3 配合物@纳米沸石@高显色指数发光玻璃复合材料
DOI:
10.1021/acsami.6b15739
发表时间:
2017
期刊:
ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:
9.5
作者:
[Zhang Jinhui, Gong Shuming, Yu Jinbo, Li Peng, Zhang Xuejie, He Yuwei, Zhou Jianbang, Shi Rui, Li Huanrong, Peng Aiyun, Wang Jing]
通讯作者:
Wang Jing
Hydrothermal synthesis, morphology and photoluminescent properties of an Mn4+-doped novel red fluoride phosphor elpasolite K2LiAlF6
Mn4掺杂新型红色氟化物荧光粉钾冰晶石K2LiAlF6的水热合成、形貌及光致发光性能
DOI:
10.1039/c6tc01366j
发表时间:
2016
期刊:
Journal of Materials Chemistry C
影响因子:
6.4
作者:
[Zhu Yiwen, Huang Lin, Zou Rui, Zhang Jinhui, Yu Jinbo, Wu Mingmei, Wang Jing, Sua Qiang]
通讯作者:
Sua Qiang
Facile synthesis, morphology and photoluminescence of a novel red fluoride nanophosphor K2NaAlF6:Mn4+
新型红色氟化物纳米磷光体 K2NaAlF6:Mn4 的简易合成、形貌和光致发光
DOI:
10.1039/c7tc01074e
发表时间:
2017-07
期刊:
Journal of Materials Chemistry C
影响因子:
6.4
作者:
[Zhu Yiwen, Cao Luyu, Brik Mikhail G., Zhang Xuejie, Huang Lin, Xuan Tongtong, Wang Jing]
通讯作者:
Wang Jing
共 18 条
复发性室管膜瘤的演进过程及驱动基因ADGRLX的作用机制研究
-
批准号:82073109
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:王静
-
依托单位:
高效抗湿性的锰掺杂氟化物红色荧光粉的绿色合成、发光性能优化与白光LED器件
-
批准号:51772336
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:王静
-
依托单位:
WTX遗传变异在家族性髓母细胞瘤发生发展中的作用研究
-
批准号:81772677
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:45.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:王静
-
依托单位:
干预Skp2以增强胶质瘤细胞治疗敏感性的研究
-
批准号:81572479
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:42.0万元
-
批准年份:2015
-
负责人:王静
-
依托单位:
区域气候变化背景下南海叶绿素浓度时空变异特征及其成因研究
-
批准号:41276108
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:89.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:王静
-
依托单位:
高效宽谱带敏化的新型Yb3+掺杂近红外下转换薄膜及其在硅电池的光电性能研究
-
批准号:21271191
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:78.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:王静
-
依托单位:
Skp2蛋白缺失在鼻咽癌细胞多倍体形成中的关键作用
-
批准号:81101521
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:22.0万元
-
批准年份:2011
-
负责人:王静
-
依托单位:
新型高效宽带吸收的Yb3+掺杂近红外量子剪裁发光材料的合成与光谱性质
-
批准号:20971130
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:33.0万元
-
批准年份:2009
-
负责人:王静
-
依托单位:
白光发光二极管(LED)用稀土掺杂复合氮氧化物的合成及发光性质的研究
-
批准号:20501023
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:23.0万元
-
批准年份:2005
-
负责人:王静
-
依托单位:
国内基金
海外基金