用以解决交流LED闪光和眩光问题的新型荧光材料及其光学特性研究

与直流(DC)LED相比，交流(AC)LED能兼容传统照明电压，可直接插拔使用，不仅节省了变压器和交直流转换器，而且省下DC-LED在交、直流电之间转换时15-30％的电力耗损，真正节能减碳，但存在闪光和眩光问题。针对AC-LED迫切需要解决的闪光问题，本项目提出在碱土铝/硅酸盐基质中，利用受选择定则禁戒与非禁戒跃迁类型的离子构筑适当的能量传递路径，以及利用不同价态的离子构建适当能级深度的缺陷中心用以捕获进而把激发能传递给发光中心，从而使余辉时间控制在10-20毫秒范围，以消除闪光，探索适于AC-LED的新型荧光材料及其合成方法。针对眩光问题，将藉由不同尺寸分布的荧光粉颗粒以及利用特定大/小的颗粒先/后多次涂覆，结合封装工艺的改进，克服眩光。进而，通过对光学特性的研究，揭示影响发光效率、荧光寿命和热稳定性的因素和机理，从而为开发高品质白光AC-LED提供重要的科学依据和理论指导。

本项目在实施过程中，已对申报书所列各项内容逐一展开研究，超额完成各项任务。为克服交流LED的闪光问题，先后合成了SrAl2O4:Ce3+,Eu2+,Li+、SrAl2O4:Eu2+,R3+(R=Y, Dy)、(Y,Gd)VO4:Bi3+,Eu3+、Li2SrSiO4:Ce3+,Eu2+、Sr4Al14O25:Mn4+、3SrO•5Al2O3:Mn4+和(Y,Gd)BO3:Sb3+,Eu3+系列荧光材料，采用XANES(X射线吸收近边结构谱)、EPR(电子自选共振谱)、XPS(光电子能谱)和荧光光谱仪等实验手段并结合理论计算，对荧光材料的结构与发光特性进行了系统地研究。首次采用基恩士VW-900高速数码显微系统(最快拍摄速度为23万桢/秒)对AC-LED器件发光进行连续观测，证实荧光材料的余辉有助于弥补LED芯片在黑暗周期的发光，相关成果被VerticalNews以今日头条(Today’s top news)报道。为消除眩光，采用在封装胶中添加纳米颗粒散射剂，增大LED发光的发散角和漫散射。提出利用不同浓度散射剂的多层结构，构筑梯度折射率，提高白光LED器件发射光的萃取。本项目有关能量传递路径和能量传递机制的研究，为开发新型发光材料奠定重要理论和实验依据。. 在研期间，已发表学术论文16篇，其中SCI收录14篇，EI收录11篇；申请专利10项；获中国物理学会同步辐射专业委员会第四届“青年之光”优秀论文三等奖一项。据Google Scholar citations实时统计，论文J Mater Chem (影响因子：6.101) 2011, 21, 3677已被引用17次。2011年研究成果被刊登为德国Wiley出版Luminescence期刊26卷第4期封面，并被选为Featured article；2012年研究成果又被刊登为美国化学会ACS Combinatorial Science期刊14卷第12期封面。连续两年被刊登为国际期刊封面，这充分说明申请人的研究成果在相关领域得到了国际同行的高度认可。. 在项目执行期间，积极参与国际国内学术交流与合作。人才培养方面，已毕业博士1人、硕士4人，另有在读博士1人、硕士6人。本项国家青年基金的资助为开启申请人的学术研究生涯奠定重要基础，在此向国家基金委表示衷心感谢！