[发明专利]LED用可调谐发光透明玻璃陶瓷荧光体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED用荧光材料领域，具体而言涉及一种LED用可调谐发光透明玻璃陶瓷荧光体及其制备方法。

背景技术

近年来，LED由于具有高亮度、低电压、节能、长寿命、环境友好等优点，被认为是新世纪最有潜力的照明光源。普通的低效率LED光源已经很难满足市场的要求，研发具有高效率、高功率的LED光源势在必行。

目前，商用的LED多采用芯片激发荧光粉封装技术。常用的涂覆方式是将荧光粉与荧光胶(环氧树脂、硅胶或者硅树脂)混合均匀，涂覆在芯片表面。由于荧光胶的折射率通常较低(n＜1.6)，降低了光提取效率，难以实现LED的高光效。而且，荧光胶与荧光粉直接接触芯片，芯片产生的热量传递到荧光粉与荧光胶，随着温度的升高，荧光粉的量子效率逐渐减低，使得LED发光效率衰减。为了解决这些问题，一系列的玻璃荧光体被开发出来。与聚合物相比，玻璃荧光体具有更加优异的光、热稳定性。但玻璃态荧光体的量子效率及发光效率一般低于晶态荧光体，虽然提高了封装寿命，但降低了LED的发光效率。因此开发一种既具有晶态荧光体高效率优点，又具有玻璃态荧光体长寿命特性的新型高效LED荧光体具有非常重要的意义。

一些已公开的研究工作报道了一类玻璃荧光粉复合材料，是利用玻璃基质替代荧光胶来实现LED的长寿命及高量子效率。但是，因为荧光粉和玻璃基质存在折射率差，导致这种复合材料具有较低的透过性能，从而影响了LED器件的光提取效率。因此，开发一种具有高效率、长寿命、高透明、易封装的块体荧光材料具有重要的经济价值。

发明内容

根据本公开，本发明的目的在于提出一种高效率、长寿命、高透明的LED用可调谐发光透明玻璃陶瓷荧光体及其制备方法。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种LED用可调谐发光透明玻璃陶瓷荧光体，包括：荧光微纳米晶体，质量百分比为1～60％；以及玻璃基质，质量百分比为40～99％；其中：

所述荧光微纳米晶体采用立方晶相的单轴晶并掺杂发光中心制成，其中该发光中心构造为包括稀土离子或过渡金属离子中的至少一种，或者包括稀土离子与过渡金属离子的组合；并且

所述玻璃基质采用与所属荧光微纳米晶体的折射率及色散相匹配的低熔融温度无机玻璃。

进一步的实施例中，前述稀土离子选择Dy³⁺、Sm³⁺、Tb³⁺、Eu³⁺、Eu²⁺、Ce²⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、Yb³⁺、Nd³⁺中的至少一种。

进一步的实施例中，前述过渡金属离子选择Mn²⁺、Sn⁴⁺中的至少一种。

进一步的实施例中，所述玻璃基质的熔融温度小于所述立方晶相的单轴晶的熔融温度。

进一步的实施例中，前述玻璃基质采用碲酸盐玻璃、铅硅酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、硫系玻璃及氟磷酸盐玻璃中的一种。

进一步的实施例中，前述单轴晶选用Y₂O₃、YAG中的至少一种。

根据本公开，本发明的另一方面提出一种前述任意一种LED用可调谐发光透明玻璃陶瓷荧光体的制备方法，该制备方法选自下述方法中的一种：

(1)高温熔融掺晶体法：

首先，分别制备出荧光微纳米晶体及与之匹配的微纳米级玻璃基质粉；然后，把荧光微纳米晶体与玻璃基质粉按前述设定的比例混合置于坩埚中，在低于荧光微纳米晶体烧结温度的熔炉中使玻璃基质融化，充分搅拌均匀后，淬冷加工成透明均匀的荧光体薄片；

(2)热压掺晶体法：

首先，分别制备出荧光微纳米晶体及与之匹配的微纳米级玻璃基质粉；然后，把荧光微纳米晶体与玻璃基质粉按前述设定的比例混合置于一模具中并在一定热压条件下烧结成透明均匀的荧光体薄片；

(3)热诱导析晶法：

首先，分别制备出荧光微纳米晶体及与之匹配的微纳米级玻璃基质粉；然后，把荧光微纳米晶体与玻璃基质粉按前述设定的比例混合置于坩埚中，在一定温度下使粉料熔融成均一的玻璃熔体，充分搅拌均匀后淬冷加工成透明的玻璃荧光体薄片；最后，把玻璃荧光体薄片置于一定温度的退火炉中，使之析出晶体得到透明均匀的玻璃陶瓷荧光体；

(4)光诱导析晶法：