国家标准计划《LED/LD用稀土荧光片》由 TC229(全国稀土标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 江苏博睿光电股份有限公司 、有研稀土新材料股份有限公司 、江门科恒实业股份有限公司 、东南大学 、华南农业大学 、中国科学院福建物质结构研究所 、扬州吉新光电有限公司 、无锡视美乐激光显示科技有限公司 、东华大学 、中国科学院赣江创新研究院 、华南理工大学 。
77 冶金 |
77.120 有色金属 |
77.120.99 其他有色金属及其合金 |
半明导体照明技术是第三代半导体中最具代表性且最先获得应用的技术之一,具有高效、优质、舒适、安全、节能等优点,是真正的数字化光源,不仅在通用照明及液晶显示等领域具有广阔的应用前景,在健康照明、激光照明及显示、植物光照、红外传感、光通讯、物联网等新兴领域也具有巨大的发展空间。
目前,基于GaN芯片激发白光LED荧光粉实现白光是半导体照明的主流技术,荧光粉作为实现LED器件光色转换的关键材料,直接决定了光源器件的光效、光色、显色指数、热衰减及寿命,其关键作用无可比拟。
近年来,随着LED芯片和LED封装技术的不断进步,LED照明产品的功率密度不断提升,进而为其在工况照明、商业照明、体育照明等应用推广提供了良好的技术支撑。
特别是近几年,以蓝光半导体激光器(Laser diodes,LD)作为激发源的荧光转换型白激光也正在迅速发展,已经在车大灯、激光投影电视、抢瞄灯等方向得到应用。
其以可视光距离远、颜色稳定性好、高亮度、小尺寸、光学扩展量小的优势,未来将逐渐发展成为超高功率照明的主流发展方向,成为未来工业照明和道路照明的首选。
稀土荧光片具有远高于有机膜的热导率(1~15W·m-1·K-1)和抗劣化性能(包括抗高温劣化和抗高温高湿劣化性能),在高功率密度的LED或LD(3W/mm2以上)激发工作环境下,依然表现出良好的发光效率和优异的信赖性,同时由于可实现真正的无机封装,是业内公认的未来高功率密度照明首选的荧光转换材料。
未来照明将继续朝着更高的光效和更高的功率密度方向发展,高功率LED芯片和LD芯片技术的持续提升,高功率密度的工况照明、车灯、体育场馆照明、商照市场兴起,对高性能稀土荧光片的需求将会不断增大。
而目前国内多家企业已经实现稀土荧光片量产供货。
采用高功率蓝光LED或LD芯片与稀土荧光片进行组合,可以实现系列不同显色指数(Ra)的白光。
为了实现不同等级的显色指数,需要采用单一或多种荧光粉进行组合,目前主要采用石榴石体系的稀土铝酸盐黄绿色荧光粉、碱土硅酸盐体系的黄绿粉及氮化物红粉等。
光效和抗劣化性能是其最关键的两个重要技术指标,此外荧光片的力学性能也是关乎其封装工艺性能的重要参数。
目前行业内对其标准尚未建立,市面上稀土荧光片产品的光效和抗劣化性能等性能参差不齐,给下游封装厂商选用带来极大困扰。
亟需制定相关标准,指导和规范我国稀土荧光片产品的生产和销售。
LED/LD稀土荧光片是面向未来半导体照明发展方向的一种新型光转换材料,属于《中国制造2025》、《“十四五”国家战略性新兴产业发展规划》重点支持产品。
《中国制造2025》(国发[2015]28号)通知文件“三、战略任务和重点”中“(六)大力推动重点领域突破发展”提出“9.2关键战略材料。
关键战略材料主要包括高端装备用特种合金……稀土功能材料、先进半导体材料、新型显示材料等高性能新材料,是实现战略新兴产业创新驱动发展战略的重要物质基础”。
《“十四五”国家战略性新兴产业发展规划》提出的新兴产业发展方向中“新材料产业”中的“高性能稀土材料”。
该产品符合我国标准制定政策鼓励范畴,其中《国家标准化发展纲要》、《2022年全国标准化工作指南》、《“十四五”推动高质量发展的国家标准化体系建设》等文件均体现出要求或者鼓励稀土领域标准的完善和建立。
综上所述,LED/LD用稀土荧光片产品标准的制定,有助于指导和规范我国荧光片产品的生产和销售,加速推动我国半导体照明产业的向高水平方向的健康发展;填补稀土领域荧光片产品标准空白,有助于完善我国关键战略型稀土材料标准体系建设,推动建设制造强国、质量强国。
本标准规定了稀土荧光片的产品规格和质量要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存及质量说明书。 本标准适用于采用LED用铝酸盐荧光粉(Lu3(Al,Ga)5O12:Ce绿粉、Lu3Al5O12:Ce绿粉、Y3(Al, Ga)5O12:Ce黄绿粉、Y3Al5O12:Ce黄粉)、硅酸盐荧光粉(Ba2SiO4:Eu绿粉、(Ba,Sr)2SiO4:Eu黄绿粉、Sr3SiO5:Eu橙粉)、氮(氧)化物蓝绿色、绿色及红色荧光粉(Sr,Ba)Si2N2O2:Eu蓝绿粉、β-Sialon:Eu绿粉,α-Sialon:Eu橙粉,La3Si6N11:Ce黄粉、Sr2Si5N8:Eu红粉、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红粉、CaAlSiN3:Eu深红粉、Sr[LiAl3N4]:Eu红粉)及氟化物K2SiF6:Mn红粉等荧光粉制备的玻璃基或陶瓷基稀土荧光片产品及稀土单相透明荧光陶瓷等产品。适用于功率密度在3W/mm2以上波长在430nm-470nm的LED或LD激发下,可实现绿光、黄绿光、黄光、橙光、橙红光、红光或白光发射,满足照明与显示应用。 稀土荧光片主要性能指标包括:稀土荧光片发光性能(激发光源:450nm)、应用性能、相对密度、尺寸、力学性能、外观要求、表面粗糙度等。