日本产业技术综合研究所(产总研)无机功能材料研究部门的高功能玻璃研究团队,联合石塚硝子成功开发出一种可在500℃左右低温成形的无色透明低融点玻璃。该材料不仅具备优异的耐水性、耐热性和耐光性,更突破了传统玻璃必须高温熔融成形的技术瓶颈。
在光学材料领域,玻璃虽拥有卓越的透光性与耐候性,但高温加工限制了其应用灵活性;而有机树脂虽易于低温加工且成本低廉,却在耐热与耐光性能上存在短板。长期以来,LED封装与透镜多采用树脂材料,但面对高功率LED产生的高温环境,树脂易老化发黄,限制了产品寿命。
自2014年起,双方在日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的支持下,致力于开发可低温熔融的玻璃技术。此次突破的核心在于利用常温下具有流动性的磷酸与多种金属化合物制备前驱体液,加热后在约235℃即发生玻璃化转变,约260℃即可软化流动。通过调整添加物,还能灵活控制玻璃的折射率等关键物性。
这一技术使得拥有低温熔融设备的广泛用户也能轻松制造复杂形状的玻璃部件,为替代工程塑料提供了新方案。未来,该技术不仅将应用于LED透镜与封止剂,更有望拓展至更广泛的精密光学领域。相关样品已计划于2018年2月在东京国际纳米技术展上展出。
对于中国LED及光学元件行业而言,这一技术路线提示了“低温玻璃化”可能是解决高功率器件散热与寿命矛盾的关键,值得国内材料企业关注并探索类似低温成型工艺的研发合作。
