广色域显示用Eu2+掺杂新型窄带绿色荧光粉的开发

2024/09/23
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项目计划总投入:25万元
奖励金额:面议
单位名称:厦门稀土材料研究所
所属领域:新材料与石油化工
技术需求类型:关键核心(共性)技术
期望合作方式:联合开发、全职引进
联系人:许*
联系电话:18359260006

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项目需求说明

技术难题或发展瓶颈:白光LED 作为新一代绿色照明技术已广泛应用于社会生产和生活各领域。目前,照明和显示是其主要下游应用领域,合计占据约80%的市场份额。特别的,在液晶显示领域,LED 背光源由于其紧凑、节能及长寿命等优势更是占据了绝对主导地位。对于广色域显示而言,其关键技术就在于开发出具有高色纯度的窄带发光材料。目前最新的蓝光芯片+β-Sialon:Eu2+绿光+氟化物红光技术中,蓝光和红光的带宽均较窄,较好的满足显示的需要,而β-Sialon:Eu2+虽然是目前商业化水平绿光荧光粉中发射带宽最窄的,其约54 nm 的发射峰半高宽对于广色域显示而言依然有较大的优化空间。因此,亟需开发新型高效的窄带绿色发光材料以提升显示性能。

技术攻关方向:开发出窄带绿色发光材料,目标是研发发射带宽小于40 nm的Eu2+掺杂新型窄带绿色荧光粉,以满足广色域显示的要求。

技术壁垒:窄带发射的实现:需要克服Eu2+离子由于许可跃迁且具有强的电声子耦合效应,跃迁几率大,导致发射光谱带宽较宽的问题;质心位移、晶体场劈裂、斯托克斯位移效应:理解基质晶体结构如何影响Eu2+离子的光谱特性;高效激发:确保材料能高效吸收蓝光并转换成绿光;热稳定性与化学稳定性:提高材料在高温下的发光效率和长期使用的稳定性;

期望实现的主要技术指标参数:发射波长:峰值约520 nm;发射带宽:小于40 nm;激发波长:能有效吸收蓝光(峰值约450 nm);外量子产率:大于50%;热稳定性:在150°C时发光强度不低于90%;物化稳定性:在标准老化条件下,长期使用性能稳定;生态友好性:绿色无毒;制备方案:可大规模制备。


现有基础条件情况

已开展工作和所处阶段:目前团队已在窄带绿光发射的Eu2+掺杂荧光粉的研究上取得一定进展,包括建立了一套基质晶体结构筛选的方案、制备了多种绿光发射材料并对其发光性能进行了评估。尽管如此,与商业化绿色荧光粉β-Sialon:Eu2+相比,现有研发出的新材料还需进一步优化以满足更高的性能要求。

人员配置:团队现有1位博士生导师、1位全职博士后及2位硕士研究生共同参与材料的研发工作。

仪器设备:实验室装备齐全,包括但不限于高温固相、溶胶-凝胶水浴合成、多相共沉淀、水热/溶剂热法、燃烧法等材料合成设备;以及真空干燥箱、高温炉等辅助设备。光学测试方面,拥有各类测试光源、光谱仪、量子产率测试系统等先进仪器。此外,还配备了LED封装所需的焊线机、点胶机等设备,以及用于LED光电性能分析的测试系统。最后,利用双85老化箱对材料和器件的长期物化稳定性进行评估。

生产条件:具备完善的材料合成及测试环境,能够进行从材料制备到器件封装的全流程操作。

综上所述,团队已构建起较为完备的研发体系,为下一步的技术突破奠定了坚实的基础。


预期成果及经济社会生态效益

预期应用场景:本项目预期开发出高性能的窄带绿色发光材料,主要应用于广色域液晶显示器件及其他高色纯度要求的显示技术中,以替代现有的宽带荧光粉。

产业转型升级贡献:通过攻克核心技术难题,将有助于打破国外企业在核心商用发光材料上的垄断地位,推动我国半导体照明产业从“大”向“强”转变。此技术突破对于提升我国在高端显示领域的竞争力至关重要。

解决的重大问题:解决我国在高性能发光材料方面的技术短板,特别是在窄带绿色发光材料领域,从而降低对外依赖,增强产业自主可控能力。

经济效益:自主研发的核心材料可显著降低生产成本,提高产品附加值,为企业创造更大的利润空间;

社会效益:促进国内相关产业链的完善和发展,带动上下游产业发展,增加就业机会;

生态效益:通过提高发光效率和延长使用寿命,减少能源消耗和废弃物产生,有利于环境保护和可持续发展。

综上所述,本项目的实施不仅将推动我国半导体照明及相关产业的技术进步,还将带来显著的经济、社会和生态效益,助力我国在全球显示技术领域的竞争中占据更有利的地位。


对技术难题解决应征方要求

资质条件:应征方需具备相关的行业资质证书和许可,证明其具有合法开展业务的能力。此外,还应提供过去五年内完成类似项目的成功案例。

科研能力:要求应征方拥有强大的研发团队和技术支持体系,能够进行持续的技术创新。需配备高级工程师和专业技术人员,并能展示在相关领域的专利技术或研究成果。

项目时限:明确项目的关键里程碑及其完成时间,确保按时交付成果。应征方需提交详细的工作计划表,并承诺按期完成各项任务。

产权归属:最终成果的所有知识产权归双方约定所有。应征方需签署保密协议,保证在整个项目过程中及项目结束后不对第三方泄露任何技术和商业机密。

利益分配:项目完成后,根据合同约定支付应征方相应的服务费用。若有后续商业化产品产生收益,则依据事先协商好的比例进行分成。


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