[发明专利]一种镧系掺杂宽色域荧光玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Ln³⁺掺杂宽色域荧光玻璃及其制备方法，按摩尔百分比计所述荧光玻璃由以下原料组成：35‑45％的Te(O₂C₃H₆)₂、15‑20％的Zn(CH₃COO)₂、10‑15％的H₃BO₃、10‑15％的CH₃COONa、5‑10％的C₆H₉BiO₆、1‑3％Nd(CH₃COO)₃和0.25‑0.5％的Er(CH₃COO)₃。该荧光玻璃通过溶胶凝胶和熔融淬火两步法制备。本发明制备的荧光玻璃具有良好的物理化学机械稳定性能，在蓝光激发下，可以发射白光；通过控制Ln³⁺离子的组分，可以调节白光的色度坐标、显色指数、色温以及色域，适用于液晶显示器背光器件。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，特别涉及一种镧系掺杂的宽色域碲酸盐荧光玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

目前，白光LED已经覆盖社会各领域，与人们的生活紧密的联系在一起，在照明领域，白炽灯的使用寿命理论上少于2000小时，荧光灯的使用寿命也只在6000小时左右，但是LED理论使用寿命确达到了惊人的5万小时左右。在能耗方面，在发出同等亮度的条件下，荧光灯的耗能是LED的2倍，而白炽灯姿势达到了LED的8倍。因此，LED发展态势良好，取代传统光源成为新一代绿色照明光源。另外，LED还是电视、手机、汽车照明、高精度仪器等领域中的重要元件，奠定了白光LED的良好发展态势。白光LED器件生产主要采用黄色YAG:Ce³⁺荧光粉涂覆在蓝光LED芯片封装方式，利用蓝光与黄光的混合形成白光。但是传统白光LED封装采用导热性差的硅胶/环氧树脂，从而导致LED器件的散热不良、工作温度较高，在高温长时间工作条件下硅胶或环氧树脂易老化、发黄，严重影响LED器件的工作寿命。

无论是在照明还是显示领域，现在最具有潜力替代荧光粉与环氧树脂封装的选择是荧光玻璃。荧光玻璃不仅拥有荧光粉的发光性能，还拥有玻璃基体的耐热性、抗蚀性、高导热率、低热膨胀系数等优点。同时，其制备工艺相对简单，生产能耗低，玻璃的机械加工性能较好，可加工成各种形状。然而，这些传统YAG黄粉与蓝光芯片组合的一个限制是，由于YAG:Ce³⁺的半峰全宽(FWHM)大于100nm，它们在CIE1931标准系统中仅能达到70-80％的国家电视系统委员会(NTSC)标准，这一结果限制了LED在背光显示领域的色彩再现范围。

发明内容

为了解决现有LED封装材料热传导系数低和物理化学性能差的技术缺陷，克服现有技术中存在的无法实现高温下背光器件色域范围调控的问题。通过将Nd³⁺加入到荧光玻璃中作为滤色器调整光谱形状以调控色域，同时利用Er³⁺在450nm激发下的特征跃迁，对红光部分进行补偿，进一步加宽色域。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种Ln³⁺掺杂宽色域荧光玻璃，按摩尔百分比计，所述荧光玻璃由以下组分组成：35-45％的Te(O₂C₃H₆)₂、15-20％的Zn(CH₃COO)₂、10-15％的H₃BO₃、10-15％的CH₃COONa、5-10％的C₆H₉BiO₆、1-3％Nd(CH₃COO)₃和0.25-0.5％的Er(CH₃COO)₃。