[发明专利]无机硅酸盐发光玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，更具体地说，涉及一种紫外LED用无机硅酸盐发光玻璃及其制备方法。

背景技术

随着半导体照明技术的发展，LED(发光二极管)这种革命性的新光源逐渐走进了我们的日常生活。作为新型的照明技术，LED具有节能、绿色环保、应用灵活等诸多优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源及普通照明等领域，以第三代半导体材料氮化镓作为半导体照明光源，在同等亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/10，寿命可以达到10万小时以上，这将引发一次照明领域的革命。

目前商业化的大部分白光LED照明器件采用的是蓝光LED芯片配合受蓝光激发能够发出黄、绿或橙光的荧光粉。这类荧光粉发光介质材料具有较高的发光效率，并且制备方法成熟。但是，这种方法制作的光源器件具有以下缺陷：(1)用于封装的环氧树脂易老化，器件寿命降低；(2)工艺复杂，成本较高；(3)色坐标不稳定，白光易漂移等。

相比于类似荧光粉等粉体材料，在蓝紫光激发下能够实现发光的玻璃则具有显著的优点：(1)具有良好的透光性；(2)良好的化学稳定性和热稳定性；(3)制备工艺简单，成本低廉；(4)容易制成大块及不同形状；(5)可以替代环氧树脂，由于这些特点，能够实现高性能发光的玻璃非常适合作为LED照明领域的发光介质材料。

但现有技术中的发光玻璃，由于受到玻璃制备条件和玻璃结构的限制，很多发光活性离子在玻璃中发光强度很弱，甚至不发光。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的荧光粉和发光玻璃的技术缺点，提供一种无机硅酸盐发光玻璃，该无机硅酸盐发光玻璃具有良好的发光性能，可在紫外光的激发下发光。

本发明要解决的又一技术问题在于，针对现有发光玻璃的制备方法受到玻璃制备条件的限制、发光活性离子在玻璃中发光强度很弱甚至不发光的缺点，提供一种上述无机硅酸盐发光玻璃的制备方法。

本发明解决技术问题所采用的一技术方案是：提供一种无机硅酸盐发光玻璃，其化学式为：aRO·bMgO·cSiO₂·dB₂O₃·xEu₂O₃，其中，R为Ca、Sr、Ba中的一种或者多种元素的组合，a、b、c、d和x分别表示摩尔份数，其取值分别为：a为20～55，b为0～35，c为30～50，d为0～5，x为0.005～1。

本发明解决技术问题所采用的另一技术方案是：提供一种无机硅酸盐发光玻璃的制备方法，包括下述步骤：

步骤一：按照化学式aRO·bMgO·cSiO₂·dB₂O₃·xEu₂O₃，其中，R为Ca、Sr、Ba中的一种或者多种元素的组合，a、b、c、d和x分别表示摩尔份数，其取值分别为：a为20～55，b为0～35，c为30～50，d为0～5，x为0.005～1，来称取原料CaCO₃、SrCO₃或BaCO₃中的一种或一种以上、MgO、SiO₂、H₃BO₃和Eu₂O₃；

步骤二：将称量好的原料混合均匀后进行熔化，制得玻璃熔体；

步骤三：将所述玻璃熔体保温0.5～3小时后，再制成透明玻璃；

步骤四：将所述透明玻璃在还原气氛下升温到500～900℃，保温2～20小时，再冷却到室温制得所述无机硅酸盐发光玻璃。

在本发明所述的无机硅酸盐发光玻璃的制备方法中，所述步骤二具体为：将称量好的原料混合均匀后倒入刚玉坩埚或铂金坩埚中，将装好原料的刚玉坩埚或铂金坩埚放入高温箱式炉中，加热使得原料熔化，制得所述玻璃熔体。

在本发明所述的无机硅酸盐发光玻璃的制备方法中，所述高温箱式炉的加热温度为1500～1700℃。

在本发明所述的无机硅酸盐发光玻璃的制备方法中，所述步骤三具体为：将所述玻璃熔体保温0.5～3小时后，将其倒入铸铁模上进行压制成型，即得到所述透明玻璃。