双功能光学涂层蓝宝石基磷光玻璃薄膜：面向高亮度激光投影显示的新型色彩转换材料

本文报道了一种创新性的磷光玻璃薄膜(PiGF)@涂层蓝宝石色彩转换器，通过电子束蒸发技术在蓝宝石基底背面制备单面抗反射(AR)和高反射(HR)交替Ta2O5/SiO2多层膜，实现440-470nm蓝光透射率提升至93.7%，500-700nm可见光前向反射率达94.3%。该设计使β-Sialon:Eu2+ PiGF在12.9W·mm-2激光密度下获得2770.6lm光通量和213.7lm·W-1发光效率(LE)，性能提升28.6%，并成功开发出色温6248K的CaAlSiN3:Eu2+(CASN:Eu)复合体系，为激光照明显示应用提供理想解决方案。

　　

Highlight

我们开发了一种新型单面多层涂层PiGF复合结构，显著提升了色彩转换器的光发射性能。该制备工艺创新性地将烧结与后续镀膜切割相结合，有效克服了温度对膜系损伤的挑战，在保持系统效率的同时实现了规模化生产。具体而言，该设计采用电子束蒸发技术在蓝宝石基底背面交替沉积Ta₂O₅和SiO₂薄膜，构建具有双光学功能的涂层系统。

Materials and synthesis

商用β-Sialon（D50=17.5±1.0μm）荧光粉和CASN:Eu（D50=14.5±1.0μm）荧光粉购自杭州英科材料有限公司。基础玻璃粉采用48SiO₂-23B₂O₃-15Na₂O-14CaO（mol%）体系制备，原料包括二氧化硅（阿拉丁，99.9%）、氧化硼（阿拉丁，99.9%）、氧化钠（阿拉丁，99.9%）和氧化钙（Maryer，99.98%）。原料经精确称量、充分混合后转移至...

Microscopic structure characterization of β-Sialon PiGF

研究荧光粉与玻璃的界面特性是微观表征的关键环节。通过SEM和EDS对β-Sialon PiGF样品进行测试发现（图2a），PiGF与蓝宝石基底结合牢固，荧光粉层厚度为60μm。PiGF与蓝宝石基底间未观察到明显裂纹或分层，这确保了...

Conclusion

总之，我们开发的这种新型单面多层涂层PiGF复合结构大幅提升了色彩转换器的光发射性能。该设计不仅解决了传统制备工艺中的温度敏感性问题，还通过优化光学涂层使蓝宝石基底兼具高透射和高反射特性，为高亮度激光投影显示提供了理想的色彩转换解决方案。