[发明专利]一种硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃及其制备方法和应用

说明书

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃及其制备方法和应用。该硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃的化学组成为：aMO·bLn₂O₃·cB₂O₃·dSiO₂·eAl₂O₃:xBi,yGe,zRE。本发明将稀土离子RE、Bi、Ge、Al等离子掺杂到微晶玻璃中，利用其不同的离子半径、配位电势、键型、键长、配位数等进一步调整稀土离子周围的晶体场，更有利于颜色和发光强度的控制；通过Bi离子对其他稀土离子(例如Tb³⁺、Eu³⁺、Tm³⁺、Dy³⁺等)的敏化作用，微晶玻璃的发光强度更高，可以应用于LED发光器件中。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，日益突出的能源和资源短缺问题严重，研发和使用节能型光源已成为主流趋势。其中，白光LED光源因具有低成本、高光效、长寿命、节能、环保等优点而被称为未来节能型光源发展的主流趋势。基于当前国内外的技术，实现高效、长寿命，特别是高显色性的照明方案，已经成为白光LED亟待解决的关键因素。

进一步提高发光材料的光效，研究并探索红色、绿色、橙红色发光材料；同时，研发新材料、新工艺、低成本的发光材料，满足市场上大功率、长寿命、高光效LED芯片技术的发展需求，是国内外高校、企业研发的重要课题。

目前，商用的白光LED光源主要是利用蓝光芯片激发黄色荧光粉((Y,Lu,Gd)₃(Al,Ga,In)₅O₁₂:Ce³⁺)来合成白光，但色稳定差，显色性低(Ra＜75)、色温高(＞4500K)，发光效率有待进一步提高。为了克服这些缺点，通过紫外LED芯片激发三基色荧光粉也可以合成白光。然而，在实现白光的过程中，不同荧光粉之间却相互吸收，粒度分布不一致，抗老化性能也不同，从而降低了白光的发光效率。另外，上述荧光粉与硅胶混合后直接涂覆在LED芯片上，荧光粉紧靠热源，容易造成荧光粉的光衰，进而影响发光效率。

综上，现有LED荧光粉存在稳定性差、显色性低、色温低和易光衰的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃及其制备方法和应用，该硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃稳定性好、无光衰、色温可调、透过率高，适用于LED激发。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃，化学组成为：aMO·bLn₂O₃·cB₂O₃·dSiO₂·eAl₂O₃:xBi,yGe,zRE；

其中，M为Ba、Sr、Ca和Mg中的至少一种；Ln为Y、Gd、La和Lu中的至少一种；RE为Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy和Ce中的至少一种；a:b:c:d:e＝10～45:5～20:10～30:20～50:0.1～3；0.001≤x≤0.5，0.001≤y≤0.5，0.001≤z≤0.5。

本发明提供了上述技术方案所述硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

根据硼硅酸盐稀土发光微晶玻璃的化学组成，将Ln的氧化物、Bi₂O₃、GeO₂、RE的氧化物、M的碳酸盐、Al₂O₃、SiO₂和H₃BO₃混合，进行球磨，得到混合物料；