[发明专利]稀土离子共掺杂的磷酸盐白光荧光玻璃的制备方法

说明书

本发明提供了一种稀土离子共掺杂的磷酸盐新型暖白光荧光玻璃及其制备方法，属于发光材料技术领域，磷酸盐荧光玻璃化学组成为Na₂O‑ZnO‑Al₂O₃‑P₂O₅:Tm³⁺,Dy³⁺,Eu³⁺。制备过程结合溶液燃烧法与熔体冷却法两步法；本发明制备的荧光玻璃，其成型性与透过率良好，能够实现较低色温（<4000 K）的暖白光发射，且具有较优良的热稳定性，适于用近紫外光激发的白光LED用荧光玻璃。

技术领域

本发明属于LED发光材料制备技术领域，尤其是一种稀土离子共掺杂的磷酸盐白光荧光玻璃及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着固态照明技术的发展，白光发光二极管（WLED）作为新一代极具潜力的照明光源，因其具有能耗低、体积小、响应快、寿命长、稳定性高等优异性能，正逐渐取代白炽灯、荧光灯等传统照明设备，在显示、背光、汽车头灯及通用照明等领域得到越来越广泛的应用。

目前，实现白光LED主要有两种途径：一种是多芯片白光LED，即利用红、绿、蓝三种单色光LED芯片组合出白光；另一种是荧光粉转换白光LED（pc-WLED），即利用蓝色LED芯片激发黄色荧光粉，或者用紫外LED芯片激发三基色荧光粉，以此组合出白光。其中，多芯片白光LED能实现较高的发光效率，也不存在与荧光粉相关的老化问题，但是不同的LED芯片需要不同的驱动电路，导致其在制造结构上更为复杂、成本更高，所以并没有得到广泛应用。目前商业上主流的白光LED还是以pc-WLED为主，通过发射波长在450-470 nm的InGaN蓝光芯片激发Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺（Ce:YAG）黄色荧光粉复合得到白光，并用树脂封装成器件。然而，这种方案存在两个较为普遍的缺陷：一方面，与太阳光（一般认为其显色指数为100）对比，其光谱中缺少红光成分，导致显色性不佳，色温偏高；另一方面，为提高白光LED的亮度，需要增大LED芯片的输出功率，不可避免地会导致结温升高，作为荧光粉封装材料的有机树脂会由于化学键的断裂而产生黄化与碳化，从而令LED出现色漂移以及发光效率降低等问题。因此，开展能够被紫外或蓝光激发的大功率白光LED用新型荧光材料的研究具有十分重要的意义。

相比于传统的荧光粉，在光学性能上，发光玻璃不仅具有更好的热稳定性，而且避免了粉体在有机树脂中的分散不均匀问题，减少了由于光散射造成的损失；在生产制造上，玻璃材料的生产成本低、制备工艺简单、便于加工成各种形状，适合大批量生产。因此，基于白光LED的发光玻璃（LG-WLED）作为一种新型的荧光材料，具有巨大的发展优势与广阔的研究前景。

为此，有必要设计一种新型的白光荧光玻璃，能够产生更好的发光效果。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种稀土离子共掺杂的磷酸盐白光荧光玻璃，用来克服现有白光荧光玻璃发光性能有缺陷的问题。

本发明 是这样实现的，一种稀土离子共掺杂的磷酸盐白光荧光玻璃，其摩尔分数化学组成为15%Na₂O-30%ZnO-5%Al₂O₃- (50-x-y-z)% P₂O₅-x%Tm₂O₃-y%Dy₂O₃-z%Eu₂O₃，其中x、y、z的相加总值不超过50。

本发明 的进一步技术方案是：所述0≤x≤1.5。优选的，Tm₂O₃以Tm³⁺计为1.0mol%。