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2012 年新疆产学研洽谈会

2012 年新疆产学研洽谈会. 华南师范大学光电子材料与技术研究所 范广涵 教授、博导. 华南师范大学光电子材料与技术研究所. 目 录. 人类照明光源发展阶段. 一、研究和产业背景. LED 户外大屏幕. LED 室内信息显示屏. 交通信号灯. 白光 LED 汽车前灯. LED 在手机上的应用. LED 草坪灯. 白光 LED 矿灯. LED 将取代 CCFL 成为液晶屏背光源. LED 阵列光理疗器. LED 照明的会议室. LED 公用照明. LED 为奥运会增添异彩. 根据应用划分的超高亮度发光二极管市场. 1 、研究和产业背景.

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2012 年新疆产学研洽谈会

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Presentation Transcript

  1. 2012年新疆产学研洽谈会 华南师范大学光电子材料与技术研究所 范广涵 教授、博导

  2. 华南师范大学光电子材料与技术研究所

  3. 目 录

  4. 人类照明光源发展阶段 一、研究和产业背景

  5. LED户外大屏幕

  6. LED室内信息显示屏

  7. 交通信号灯

  8. 白光LED汽车前灯

  9. LED在手机上的应用

  10. LED草坪灯

  11. 白光LED矿灯

  12. LED将取代CCFL成为液晶屏背光源

  13. LED阵列光理疗器

  14. LED照明的会议室

  15. LED公用照明

  16. LED为奥运会增添异彩

  17. 根据应用划分的超高亮度发光二极管市场

  18. 1、研究和产业背景 R+G+B LED Blue LED+Yellow Phosphor UV LED+R G B Phosphors 色纯度易调，发光材料面广 易获取白光，亮度高 性能良好，已商品化 成本高，个别LED劣化 将影响光色 缺少长波光组分， 难突破专利封锁, 封装易老化 荧光粉稳定性差，发光效率低，封装后LED老化严重 19

  19. 我们认为：

  20. 二、国内外研究进展

  21. 三、产品介绍

  22. 研究内容 （1）荧光陶瓷的制备和测试分析 掺杂YAG的尖晶石荧光透明陶瓷的制备 荧光陶瓷的XRD晶相分析（XRD） 荧光陶瓷的显微分析和成分分析（SEM、能谱） 荧光陶瓷的发光性能分析（荧光分光光度计） （2）荧光陶瓷封装的白光LED性能研究 荧光陶瓷用于白光LED封装 荧光陶瓷封装的白光LED光电性能分析 荧光陶瓷封装的白光LED老化性能测试

  23. 实验与分析 结论：证实荧光陶瓷 在烧结成型中 没有发生物相 变化 5.1掺杂YAG的尖晶石荧光透明陶瓷的制备 5.2荧光陶瓷的XRD晶相分析 5.3 荧光陶瓷的SEM分析 结论：证实荧光陶瓷可以 有效被蓝光LED芯片激发复合成白光 5.4 荧光陶瓷的能谱分析 5.5 荧光陶瓷的发光性能分析 5.6 荧光陶瓷用于白光LED封装 结论：证实白光LED的 各方面光品质得到提升 5.7 荧光陶瓷封装的白光LED光电性能分析 5.8 荧光陶瓷封装的白光LED老化性能测试

  24. 掺杂YAG的尖晶石荧光透明陶瓷的制备 • MgAl2O4透明陶瓷粉体制备采用金属醇盐法制备MgAl2O4陶瓷粉体，合成出纯相、分散性好、颗粒均匀、烧结活性高的MgAl2O4陶瓷粉体 ( 2) 将荧光粉与MgAl2O4透明陶瓷粉体按比例混合球磨, 使其混合均匀并在一定温度下烘干 加入烧结助剂，球磨 ( 3)将上述得到的MgAl2O4荧光陶瓷粉体作为原料, 采用真空热压烧结结合热等静压制备高致密、高透明的MgAl2O4荧光陶瓷 真空烧结，等静压烧结

  25. YAG含量为30%的荧光陶瓷样品 YAG含量为40%的荧光陶瓷样品 YAG含量为10%、20%的荧光陶瓷样品 不同YAG含量的荧光陶瓷样品 （YAG含量分别为10%，20%，30%，40%）

  26. 5.2荧光陶瓷的XRD晶相分析 结论： 样品衍射峰全部都是尖晶石和YAG的特征峰，证实没有其他杂质，也没有其他物质在烧结过程中生成

  27. 5.3 荧光陶瓷的SEM分析 结论： 1.YAG晶体颗粒大小为10微米左右 2.YAG在尖晶石多晶陶瓷中分散均匀 3.两相界面良好，没有明显的缝隙和裂纹 荧光陶瓷在不同放大倍数下的SEM图 （200、400、800、3000倍）

  28. 5.4 荧光陶瓷的能谱分析

  29. 图谱6数据表 图谱7数据表 结论： 从图谱6的数据中可以发现SEM图中白色颗粒主要是Y3Al5O12:Ce 从图谱7的数据中可以发现SEM图中灰色成分主要是MgAl2O4

  30. 5.5 荧光陶瓷的发光性能分析 结论： 1.制备的荧光陶瓷片能被特定波长的紫外光（320-360nm）和蓝光（420-490nm）激发 2.发射550nm左右的一个黄色宽峰 3.此样品在475nm紫外光发光强度最高 掺杂后的荧光透明陶瓷在可见光波段的透过曲线

  31. 普通LED器件结构

  32. 透明荧光陶瓷LED器件结构

  33. 荧光陶瓷样品、封装LED发光图及样品的光谱图

  34. 四、应用与产业化 荧光陶瓷用于白光LED封装 荧光陶瓷封装的白光LED点亮图

  35. 荧光陶瓷封装的白光LED光电性能分析

  36. 透明陶瓷封装的大功率白光LED的性能指标 • 采用透明陶瓷封装的白光LED在50mA电流驱动下，光效达到132.65lm/W，色温为4010K；在350mA电流驱动下，光效为95.74lm/W，色温为4255K，是目前国内外报道透明陶瓷封装的白光LED中发光效率的最好结果。 • 通过大功率LED加速老化实验，发现透明陶瓷封装的白光LED光衰远远小于硅胶混合荧光粉涂覆式封装的白光LED（商用LED），大幅度提高了白光LED的使用寿命。在加速老化过程中，商用LED色坐标由(0.2965,0.2996)迁移至0.2820,0.2393)，变化值较大，而透明陶瓷封装的白光LED色坐标由(0.3172,0.2897)迁移至（0.3129,0.2853)，变化值很小。MgAl2O4/Ce:YAG透明陶瓷封装的白光LED具有更好的热稳定性、色坐标稳定性、色温稳定性以及白光的空间分布均匀性，这使其非常适合作为大功率白光LED的荧光转换材料。

  37. 5.8 荧光陶瓷封装的白光LED老化性能测试 3个荧光陶瓷封装的白光LED、2个商用的白光LED在350mA下同时工作 普通老化（工作电流350mA） 3个荧光陶瓷封装的白光LED、1个商用的白光LED在700mA 下同时工作 加速老化（工作电流700mA） 42

  38. 荧光陶瓷LED与普通LED发光强度衰减的比较

  39. 荧光陶瓷LED与普通LED色坐标漂移的比较

  40. 发明专利申请 专利名称： 一种荧光陶瓷透镜封装的白光LED 申请号：201110282645.5

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