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日本Ceratec开发出LED灯具用高性能陶瓷荧光片


日本太平洋水泥公司的子公司、从事高性能陶瓷产品业务的日本Ceratec公司(总部:仙台市),开发出了仅由高性能陶瓷成分构成母相的LED灯具用荧光板“PhosCera”(正在申请商标注册),最近已经开始样品供货。Ceratec预计,能够通过量产等实现低价格化。该公司称“这是日本首次销售由高性能陶瓷成分构成的LED用荧光板”。

  此次开发的荧光板主要用于采用“远程荧光粉”方式的LED灯具。远程荧光粉是指将荧光板与封装了多个蓝色LED元件(用作热源和光源)的基板分离配置的方式。荧光板涂层中的绿黄红各色荧光粉(平均粒径为10μ~20μm)在蓝色LED光源的照射下,会被激发从而发出各色光线。这些光线混合后,就会形成白色等照明光。此次开发的荧光板主要用于大型商业设施和工厂等大规模空间的LED照明器具。

  在绿黄红各色荧光粉颗粒表面,首先包覆了一层微细的特殊陶瓷粒子(粒径为几nm)作为接合层,然后将这样的颗粒与形成涂层母相的陶瓷粒子(平均粒径为10μ~20μm)混合,并使其分散到溶剂中制成“墨水”,再利用丝网印刷法将该“墨水”涂在作为荧光片基材的耐热玻璃表面(内侧),然后干燥、烧制,形成荧光片的涂层。估计该涂层可利用陶瓷粒子的粘合功能,贴在玻璃表面。试制品上,陶瓷母相中均匀分散了绿黄红各色荧光粉的涂层的厚度约为80μm。

  Ceratec介绍说,陶瓷粒子是形成涂层的粘合剂,其主要成分是SiO2类陶瓷,“荧光粉由YAG(由钇和铝的复合氧化物Y3Al5O12构成的石榴石构造结晶)荧光粉和硫化物荧光粉构成”。通常,空气中的水分容易导致荧光粉劣化,但将荧光粉混在陶瓷粒子母相中以后,可以阻挡水分,提高耐久性。

  牧田,其他公司供应的远程荧光粉方式LED灯具估计是利用被称作有机粘合剂的树脂胶来固定各色荧光粉。据Ceratec介绍,“与采用有机粘合剂的产品相比,采用陶瓷粒子形成的母相后,灯具的耐热性、耐光性和发光效率全都会提高”,尤其是发光效率会大幅提高。

  关于耐热性,在使用试制品进行的长期耐热试验(温度为150℃和200℃,干燥环境)中,经过2000个小时的暴露试验,“相对发光亮度没有变化”。“在采用原来的有机粘合剂的情况下,相对发光亮度会慢慢下降几个百分点”,尤其是在200℃的温度下,出现了在试验中涂层从基材玻璃上剥离的情况。而样品的“耐热性在500℃以上”。

  在长期耐湿试验(温度为85℃,相对湿度为85%RH)中,“得到了2000个小时后相对发光亮度几乎没有劣化的结果”。可以确认,荧光粉得到了充分的保护。

  LED用荧光片用于照明器具时,显色指数(代表所含光线的波长光谱)非常接近自然光,十分出色。通过改变绿黄红各色荧光粉的混合比例,可以将照明光的色调等调整至最佳状态。

  Ceratec表示,此次开发的荧光片具有出色的耐光性,因此可以用于紫外线LED和激光器等要求具备出色的耐光性的用途。

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