[发明专利]用于激光照明与显示的全光谱复相荧光陶瓷及制备方法

说明书

本发明公开用于用于激光照明与激光显示的全光谱复相荧光陶瓷，包含有，第一物相，化学组成为(A_2‑xCe_xMg)M_yAl_5‑y‑zD_zO₁₂；以及，第二物相，化学组成为(Y,Lu)_3‑tRe_tAl₅O₁₂。本发明的有益效果在于：具有完全致密的微观结构，优异的热导率和机械力学性能，有效提高光提取效率，可大幅度提升最终光效，从而解决入射蓝光吸收不足，显色指数太低等问题，从而得到发光更均匀色品质更高的光源。

技术领域

本发明涉及激光照明用荧光材料领域，特别地是，用于激光照明与激光显示的全光谱复相荧光陶瓷及制备方法。

背景技术

激光光源激发荧光陶瓷的光源设备具有高亮度、高光效、照射距离远、长寿命和体积小等诸多优点，可广泛应用于航空、航天、航海照明及投影显示等领域，未来有望在室内照明及各种便携式照明得到广泛应用。

通过激光光源的发光将荧光陶瓷激发，通过波长转换实现白光及多色光的出射，然而当前激光光源激发荧光陶瓷的光源设备主要存在以下突出问题：蓝光激发下同一组分的荧光陶瓷中难以实现绿光到红光的宽谱发光；荧光陶瓷中包含的气孔，第二相和反位缺陷等会产生散射、吸收和发光中心淬灭等现象会导致光效降低。

现有的荧光陶瓷主要是通过单一物相多种发光离子掺杂(J.Eur.Ceram. Soc.373403–3409(2017))或者多种物相多层结构设计(Opt.Express 23(14) 18243-55(2015))来实现光谱拓宽，但这些方式都难以避免发光效率的降低，且无法实现蓝光激发的宽光谱发射。

发明内容

本发明提供了一种全光谱复相荧光陶瓷材料，可被发蓝光半导体激光二极管激发，该材料由两种不同的物相的物质组成，可用于制作高显色白光激光照明和投影显示设备，同时相比较荧光粉具有较高的热导率、机械与力学性能，以全无机固体材料形式来替代目前混合荧光粉和有机硅胶或环氧树脂的荧光材料，从而有效解决有机封装材料低热导引起的散热差，寿命缩短，光效降低和色漂移等问题，满足在较高温度下稳定持续的使用，较大幅度延长设备的使用寿命。

本发明的技术方案为：一种荧全光谱复相荧光陶瓷材料，其化学式为 (A_2-xCe_xMg)M_yAl_5-y-zD_zO₁₂/(Y,Lu)_3-tRe_tAl₅O₁₂，其中A为La、Gd、Tb、Yb、Lu、Y、Sc、 Bi中至少一种,M为Mg、Ca、Sr、Sc、B中的至少一种,D为Ga、In、Zr、Si、Ti、 Ge中的至少一种，Re为Ce、Pr、Eu、Tb、Dy、Cr、Mn中的至少一种,0.0005≤ x≤1.5，0≤y≤1.5,z＝y+1,0.001≤t≤1；作为优选，0.005≤x≤0.1。

所述复相荧光陶瓷材料的两种物相至少有一种为石榴石结构，属于立方晶系，空间群为Ia3d。

所述复相荧光陶瓷材料的激发波长在400-490nm，作为优选，激发波长在 430-480nm可被蓝光有效激发，在蓝光激发下发射波长范围为510-780nm。

可通过调节基质组分及稀土元素的种类与浓度调整所述荧光陶瓷材料的光谱，达到低色温高显色。

本发明还提供了一种制备上述复相荧光陶瓷材料的方法，包括如下步骤：