新型高效白光LED荧光材料－玻璃/晶体微纳复合研究

半导体白光LED照明是21世纪最具有发展前景的高新技术领域之一，荧光材料是白光LED封装中的关键材料之一，发光效率和显色性难以同步提高是当前白光LED荧光材料发展面临的核心瓶颈。结合晶体、玻璃及透明陶瓷在性能和制备方式上的各自优点，本项目拟在优化A3B2(CO4)3石榴石系晶体单色发光的基础上，采用类似透明陶瓷的透明化制备技术，利用玻璃的可软化复合特性，将数种单色发光性能优越的晶体在微纳尺度均匀透明复合，形成一类新型功能复合透明材料。相比以往多色发光离子共掺单一基质材料，该类材料中不同色发光离子间距离远大于可发生能量能量传递和弛豫的距离，可（在保持显色性能的前提下）大大提高白光发光效率。项目着重围绕高效单色基质晶体的材料组分设计和制备、玻璃组成-性能调控、玻璃/晶体异质复合的透明化制备技术和相关机理等进行深入探讨，发展面向白光LED的新型高性能荧光材料。

半导体白光LED照明是21世纪最具有发展前景的高新技术领域之一，荧光材料是白光LED封装中的关键材料之一，发光效率和显色性难以同步提高是当前白光LED荧光材料发展面临的核心瓶颈。结合晶体、玻璃及透明陶瓷在性能和制备方式上的各自优点，本项目拟在优化A3B2(CO4)3石榴石系晶体单色发光的基础上，采用类似透明陶瓷的透明化制备技术，利用玻璃的可软化复合特性，将数种单色发光性能优越的晶体在微纳尺度均匀透明复合，形成一类新型功能复合透明材料。相比以往多色发光离子共掺单一基质材料，该类材料中不同色发光离子间距离远大于可发生能量能量传递和弛豫的距离，可（在保持显色性能的前提下）大大提高白光发光效率。项目着重围绕高效单色基质晶体的材料组分设计和制备、玻璃组成-性能调控、玻璃/晶体异质复合的透明化制备技术和相关机理等进行深入探讨，发展面向白光LED的新型高性能荧光材料。. 第一部分，通过优化稀土离子掺杂，Ce:YAG的发光性能显著改善，制备双掺稀土晶体材料；第二部分，研究了晶体粉体与玻璃粉体的复合制备工艺，实现了复合材料的透明化制做。 制备出稀土氟化钙与氟磷酸盐玻璃的复合材料，测试证实材料结构是玻璃与晶体共同组成，并获得了2.7微米附近的较强的中红外发光输出（稀土氟磷酸盐玻璃不能获得该发光）；同样，Ce:YAG与铅玻璃复合样品也获得了白色输出，达到项目预期结果。