近日，我院陈大钦教授团队在激光驱动宽色域投影显示用高性能荧光复合材料研究方面取得重要进展。团队针对K2SiF6:Mn4+荧光粉在高温烧结过程中易发生热损伤及在高功率蓝光激光激发条件下易出现荧光猝灭等瓶颈问题，创新性提出无烧结制备策略并成功构筑K2SiF6:Mn4+-TiO2/BN@Cu复合荧光材料，实现了超高亮度窄带红光输出，为下一代激光驱动投影显示提供了关键材料支撑。该研究成果以“Inorganic K2SiF6:Mn4+ Luminescent Layers @ Cu Composites Prepared via Sintering-Free Process for Laser-Driven Projection Display”为题，发表于国际物理领域顶级期刊《Laser & Photonics Reviews》。
激光驱动宽色域显示技术的快速发展，对红光转换材料提出了更为严苛的性能要求，尤其亟需兼具高亮度与窄带发射特性的红光发光体系。K2SiF6: Mn4+荧光粉因具有超窄带发射、高色纯度及优异的色域覆盖能力，展现出良好的应用潜力。然而，在其进一步构筑为块体转光材料的过程中，仍面临一系列关键技术障碍。一方面，高温共烧工艺容易引发荧光粉热损伤等问题，从而削弱其发光性能；另一方面，无机发光层与高导热金属基底之间热膨胀系数差异显著，导致二者难以通过传统高温烧结实现稳定而高效的界面耦合。上述问题已成为制约激光驱动红光转换材料工程化应用与实用化发展的核心瓶颈。
针对上述瓶颈，陈大钦教授团队提出了一种无需烧结的制备策略，将K2SiF6:Mn4+无机发光层与Cu金属基底实现高效集成，并引入TiO2/BN过渡层，从而实现光学反射增强与热管理调控的协同优化。实验结果表明，经过结构优化后获得的K2SiF6:Mn4+-TiO2/BN@Cu复合材料展现出卓越的综合性能，旋转模式下其红光输出功率最高可达3029 mW。尤为值得关注的是，该材料的发射峰位于691 nm，半高宽仅为7.5 nm，能够实现超窄带、高色纯度的红光发射。
此外，团队进一步搭建激光驱动投影显示原型系统，将K2SiF6:Mn4+-TiO2/BN@Cu与β-SiAlON:Eu2+绿色荧光粉协同组配，成功构建了激光显示光源。对比测试结果表明，与传统氮化物红色荧光粉及量子点红光材料相比，该复合材料优势显著，在红色画面的色彩还原精度方面表现更为突出，能够充分满足高端激光投影显示领域对材料性能的严苛要求。显然，该研究成果不仅为高性能转光材料的设计与制备提供了可行路径，而且在下一代高亮度、宽色域激光驱动显示技术中展现出重要的应用价值与广阔的发展前景。
福建师范大学为论文第一完成单位，我院硕士研究生卓思凡为第一作者，光电与信息工程学院陈怀熹副教授、我院林世盛副教授与陈大钦教授为共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金及福建省自然科学基金等项目支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lpor.71160
论文全文：
LPR-zhuo-online.pdf
