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白光LED封装用高性能铝酸盐/氮化物荧光粉及其产业化制备技术

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“2014中关村十大创新成果推介活动”由中国技术交易所承办,所有项目均面向社会公开征集,符合条件的企业和个人可通过企业申报、机构推荐、专家推荐等多种方式向中国技术交易所提交资料进行申报。活动旨在引导中关村企业开展科技创新,提高科技成果产业化水平,促进示范区创新成果的涌现和创新能力的提升,增强中关村吸引国际高端创新资源的影响力。

申报详情请点击:http://www.ctex.cn/article/ggyts/jygg/201411/20141100054848.shtml

技E网及中技所将通过官方网站、微博、微信等形式向大家陆续放送申报的创新成果项目。

 

创新成果情况:

名称:白光LED封装用高性能铝酸盐/氮化物荧光粉及其产业化制备技术

起始时间:2006.01     

完成时间:2014.12

(1)通过研究荧光粉的组成-结构-性能关系,获得基质组成与发光中心间的高效匹配规律,发明了多种新型高性能铝酸盐及氮化物荧光粉及其制备方法,申报中国发明专利43项、台湾专利1项,通过PCT渠道申请国际发明专利5项,每项已进入2-4个国家,共进入14个国家,其中,19项中国发明专利、6项国外发明专利(美国、韩国、日本)获得授权,重点突破了国外在白光LED用铝酸盐荧光粉及封装器件领域的专利垄断,为国产LED荧光粉及器件出口提供了重要知识产权保障。

(2)发明了铝酸盐荧光粉的高温高氢连续化还原制备及先进后处理技术。项目组通过气氛还原强度的可控调节、烧成温度场的合理梯度化、均匀化等技术,实现铝酸盐黄色/绿色荧光粉的低成本连续化高效制备;通过荧光粉团聚晶粒的柔性解聚和表面特性改性技术,解决了业内铝酸盐荧光粉形貌和结晶度差的共性技术难题,且封装光效和稳定性得到显著改善,处于行业领先水平。

(3)针对氮化物荧光粉主要原料为高熔点惰性材料,国外主要采取高温高压条件制备现状和问题,项目组通过耦合惰性原料活化、碱土金属原料减量挥发等技术手段,在国际范围内率先发明了常压条件下产业化制备氮化物红色荧光粉技术,荧光粉发光亮度等核心性能达到国外进口粉水平;并针对氮化物红粉稳定性不佳问题,发明了荧光粉晶粒表面惰性化修饰技术,加速老化后(121℃、100%湿度、2atm、48h)荧光粉亮度衰减小于0.2%和色坐标(x)漂移小于0.0001,解决了极端条件下其结构崩塌和光色衰变的行业共性难题。

(4)利用上述关键技术发明,创新形成40余款高性能LED铝酸盐、氮化物荧光粉产品,荧光粉的粒度、形貌、亮度等综合性能达到同期国外进口粉水平;通过蓝光LED芯片与荧光粉之间以及荧光粉之间的高效匹配,利用其制成白光LED封装器件后,显色指数为75时(冷白光)光效达148 lm/W、显色指数为80时(暖白光)光效达到139 lm/W,处于国内领先水平及国外先进水平。

(5)利用上述创新成果,目前已经建成了LED荧光粉产业化生产线,拥有台湾亿光、台湾隆达、美国FULIGHT、中国大陆国星光电、鸿利光电、瑞丰光电等400余家国内外知名LED器件生产商,已累计销售收入逾1亿元,直接带动下游产值约35亿元。

 

企业情况介绍:

有研稀土新材料股份有限公司(简称有研稀土)是2001年由北京有色金属研究总院作为主发起人对稀土材料国家工程研究中心进行整体改制而设立的股份公司。有研稀土主要从事稀土及其相关材料的研究、开发与生产,拥有从稀土矿山到稀土功能材料的完整产业链,产品通过了ISO90012008质量管理体系认证,拥有自营进出口经营权。

现有员工270人(北京本部),其中,工程院院士1名、教授级高级工程师14人、高级工程师/高级技师26人;博士、硕士研究生导师13人;博士、硕士60人。40岁以下的科技人员占60%以上。有研稀土在白光LED荧光粉新产品开发、产业化制备技术、装备和应用性能等方面取得重大突破,开发了拥有具有自主知识产权的铝酸盐、氮化物/氮氧化物2大体系40余款白光LED荧光粉高性能产品开发的荧光粉的发光强度等关键性能指标达到或优于同期同类进口粉水平,封装器件显色指数为75时,光效达到148lm/W,显色指数大于80时,光效达到139 lm/W,显色指数大于90时,光效达到108 lm/W。自2011年起,有研LED荧光粉占据国内第一、国际第二的市场地位,目前占国内约20%市场份额。

目前已经建成了LED荧光粉产业化生产线,拥有台湾亿光、台湾隆达、美国FULIGHT、中国大陆国星光电、鸿利光电、瑞丰光电等400余家国内外知名LED器件生产商,已累计销售收入逾1亿元,直接带动下游产值约35亿元。

知识产权情况:

针对LED荧光粉,有研稀土通过自主创新,在白光LED荧光粉的产业化制备技术、装备和应用方面取得系列研究成果,申报中国发明专利43项、台湾专利1项,通过PCT渠道申请国际发明专利5项,每项已进入2-4个国家,共进入14个国家,其中,19项中国发明专利、6项国外发明专利(美国、韩国、日本)获得授权,重点突破了国外在白光LED用主流铝酸盐黄粉/绿粉、氮化物红粉及封装器件领域的专利垄断,为国产LED荧光粉及器件出口提供了重要知识产权保障。其中,铝酸盐黄色荧光粉专利因创新性突出、实施效果明显,先后获得第十三届中国专利优秀奖和2010年度百件优秀中国专利称号,中国有色金属工业科学技术一等奖。主持国家标准2项,其中“半导体发光二极管用荧光粉”已发布,“LED用氮化物红色荧光粉”已审定通过。

 


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