用于白光LED的GGAG∶Ce复合荧光膜制备和性能

张伟杰，魏钦华，唐 高，陈振华，秦来顺

(中国计量大学 材料与化学学院，浙江 杭州 310018)

1 引 言

白光LED被认为是21世纪最具发展前景的高新技术[1-4]，其发展与普及能够大大节约能源并且减少温室气体的排放。目前，市场上主流产品实现白光LED的主要方法是将蓝光芯片与黄色荧光粉(主要是Ce∶YAG荧光粉)组合[5-6]。在全球倡导节能减排的背景下，LED以高光效、体积小、方向性好、重量轻、节能、寿命长、耐震动、响应速度快、色彩丰富等特性[7-9]，普遍应用于显示屏、仪表板照明、电话机、交通信号灯、景观照明、家用电器以及汽车防雾灯等领域，成为21世纪照明领域的主导角色[10]。

由于GGAG∶Ce材料具有优异的闪烁性、光输出达61 000 photons/MeV、能量分辨率为4.6%@662 keV而被广泛研究，在医学X-CT成像、空间探测、安全系统、高能物理等诸多领域有着巨大的应用潜力[11-12]。然而，GGAG∶Ce作为荧光材料，在LED发光领域方面的应用研究起步较晚[13]，相关报道也较少。仅在2008年韩国研究者Kim等研究了Ce3+、B3+共掺GGAG材料的荧光性能，表明其在白光LED领域具有潜在的应用前景[14]。随后，在2017年，宁波材料所罗等报道了GGAG∶Ce透明陶瓷在高功率白光LED方面的应用[15]，但未见后续进一步报道。GGAG掺杂Ce3+的发光材料与YAG∶Ce非常相似，也是将半导体二极管中的蓝色发射转换为Ce3+的黄色发光，然后两者互补，发出白光[16]。GGAG∶Ce晶体和陶瓷制备复杂且成本较高，纳米粉体的制备和使用则比较简单。但粉体材料在应用时主要采用环氧树脂直接与蓝光LED芯片进行封装，其存在发光效率较低以及容易老化等问题。……