[发明专利]一种应用于半导体照明的荧光粉/玻璃复合体及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及应用于半导体照明的荧光粉/玻璃复合体及其制备方法，尤其是用于白光LED照明器件的荧光粉/玻璃复合体及其制备方法。

背景技术

近年来，由于蓝光、紫光及紫外光LED(Light Emitting Diode，发光二极管)的迅速发展，使LED照明器件在照明领域取代现有照明器件成为可能。与现有照明器件相比，LED照明具有节能、环保、成本低、效率高、响应时间短、使用寿命长、抗冲击及耐震动等众多优点，因而成为新一代照明器件的理想选择。

LED作为环保型新一代照明光源，主要是指白光LED。目前，较为成熟的白光LED主要是采用蓝色LED芯片激发黄色荧光粉，或者采用紫外LED芯片激发白色荧光粉实现白光发射的。在工艺上，主要采用荧光粉和有机硅胶混合体涂覆在LED芯片上进行封装。然而，荧光粉涂敷工艺存在涂敷厚度和均匀度难以控制的缺点，这会导致LED发光器件的发光稳定性较差。此外，采用荧光粉混合有机硅胶实现白光LED照明还存在发光材料光衰明显、耐紫外辐照性差、耐高温性能差的缺点，这对于实现可靠性高和超长寿命的LED发光器件是非常不利的。因此，探索发展实现白光LED照明的新型材料和相关制备工艺具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光效率高、发光性能稳定的应用于半导体照明的荧光粉/玻璃复合体及其制备方法。

本发明的应用于半导体照明的荧光粉/玻璃复合体，含有质量百分比为50～99.9％的硼铝酸盐玻璃和0.1～50％的稀土掺杂铝酸盐荧光粉，其中硼铝酸盐玻璃的组分如下：

B₂O₃        50～55mol％；

Al₂O₃       10～12mol％；

Na₂O        25～30mol％；

Li₂O        0～6mol％；

BaF₂        4～5mol％；

Nb₂O₅       0～2mol％；

TiO₂        0～2mol％；

ZrO₂       0～3mol％。

上述的稀土掺杂铝酸盐荧光粉为市售的Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺黄色荧光粉、BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺蓝色荧光粉或MgAl₁₁O₁₉:Ce³⁺，Tb³⁺绿色荧光粉。

本发明的应用于半导体照明的荧光粉/玻璃复合体制备方法，其步骤如下：

(1)以权利要求1所述的稀土掺杂铝酸盐荧光粉和硼铝酸盐玻璃粉为起始原料，按组成计量称取各组分，与刚玉磨球、无水乙醇一起置于球磨机中球磨混合至少2小时；

(2)球磨后将复合粉体置于60～100℃干燥，干燥后的复合粉体过100～200目筛；

(3)将过筛后的复合粉体填入内壁涂有氮化硼的石墨模具中，置于高温热压炉中，在保护气氛或空气气氛下进行热等静压烧结，烧结工艺为：以5～10℃/min的升温速率由室温升至烧结温度，该烧结温度确定为T_g+50℃，T_g表示原料玻璃粉的软化点，在烧结体上加压100～200bar，烧结0.5～4小时后，再以5～10℃/min的冷却速率降温至T_g-50℃进行退火保温0.5～4小时，之后随炉冷却；

(4)将制得的烧结体经平面磨削、抛光，制成半透明荧光粉/玻璃复合体。

上述烧结过程中的保护气氛可为氮气或氩气。