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LED光源由于具有光效高、耗能低、寿命长、可靠性强、绿色环保等特性,近几年得到了广泛的应用。特别是在全球能源短缺、环境污染等问题日益严重的背景下,LED在照明领域的前景更备受关注。 目前流行的白光LED的都是利用LED和荧光粉的组合,最著名的是日亚化学利用蓝光LED,将黄色YAG荧光粉通过树脂封装,利用蓝黄光的互补得到白光。在这种传统的封装结构中,荧光粉以颗粒的形式分散在树脂中。随着人们对照明要求的不断提高,这种工艺结构暴露出了越来越多的局限性:如工艺繁琐,分档困难,能量耗损大,耐热性差等。 为了克服传统封装结构的缺陷,近年来开发“无粉、无胶”的高性能荧光体是白光LED研发中的重要课题,如玻璃、陶瓷、晶体以及其复合体等。本论文提出了具有高外量子效率的YAG-Al2O3共晶荧光材料和锰铬掺杂的镁铝尖晶石荧光衬底,具体研究内容主要包括: 1.Ce掺杂的YAG-Al2O3共晶荧光材料的制备工艺:采用提拉法、温梯法以及浮区法等多种方法制备共晶材料,并通过调整工艺参数改善微结构,提高共晶质量。 2.Ce掺杂的YAG-Al2O3共晶荧光材料的光谱性能的研究,以及影响光谱性能的各种因素。 3.采用Cr,Pr,Mn等各种稀土及过渡金属的共掺杂来改善光谱性能,补充光谱的红光成分。 4.基于共晶荧光体封装的LED封装测试及性能研究,初步分析了影响LED效率及色度学参数的因素。 5.基于新概念LED荧光衬底的镁铝尖晶石材料的研究:通过Mn,Cr的共掺在粉体中实现了蓝光激发的绿光+红光发射,并制备了单晶样品。