Synthèse à l'état solide d'un luminophore rouge à émission de bande étroite pour des systèmes LED – DYNAMITE

Le projet DYNAMITE sera consacré au composé K2SiF6:Mn4+ (KSF-Mn), un luminophore rouge utilisé dans les dispositifs d’éclairage et d’affichage à base de LEDs. Ce matériau luminescent permet notamment de moduler la température de couleur de la lumière émise pour obtenir un blanc orangé dit « chaud ». KSF-Mn est actuellement le luminophore le plus utilisé de par ses caractéristiques remarquables (rendement quantique élevé, émission rouge étroite, bonne stabilité thermique…). De surcroît, contrairement à la plupart des autres luminophores commerciaux, il ne contient pas de terres rares, des éléments chimiques dont l’approvisionnement est considéré critique. L’inconvénient majeur de ce luminophore provient de son procédé de synthèse qui nécessite l’utilisation de HF liquide comme source de fluor. Pour pallier ce problème, le projet DYMANITE s’appuie sur un procédé de synthèse en voie sèche, récemment breveté et utilisant du fluor moléculaire gazeux comme précurseur de fluor. Des travaux préliminaires ont permis d’optimiser l’élaboration de lots de 10g de KSF-Mn de taille micrométrique avec une bonne pureté cristalline et d’excellentes propriétés optiques. Ce projet doit permettre, avec l’aide de la société SUDFLUOR, de transférer ce procédé à plus grande échelle pour préparer des lots de 100g. Parallèlement, les paramètres de cette synthèse gaz-solide seront adaptés pour diminuer la granulométrie finale du KSF-Mn jusqu’à une taille inférieure au micron afin de pouvoir pénétrer le marché émergent des sources d’éclairage à base de micro-LEDS. Pour cela, des encres fonctionnelles seront formulées à partir de ce KSF-Mn submicronique pour réaliser des revêtements par impression jet-d’encre, technique compatible avec les dépôts sur micro-LEDs. Les différents échantillons (poudres et revêtements) seront caractérisés d’un point de vue structural, morphologique et optique. Enfin, la pérennité de leurs propriétés de fluorescence sera qualifiée en adéquation avec la norme IES LM-8