[发明专利]一种可调节Eu2+离子荧光特性的Eu2+/Al3+共掺杂高硅氧玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及显示、照明技术领域，尤其涉及一种可调节Eu²⁺离子的蓝色荧光发射波长和荧光强度的高硅氧玻璃材料及其制备方法。

背景技术

在利用紫外或紫光激发三基色荧光粉获得白光LED方法中，Eu²⁺离子掺杂荧光粉是一种重要的蓝色荧光材料。用Eu²⁺离子掺杂玻璃代替蓝色荧光粉用于制作白光LED封装外壳，既可以吸收对人体有害的紫外线，避免紫外污染，又可以将紫外线转化成有用的可见光。并且，由于玻璃的化学稳定性好，用稀土掺杂发光玻璃代替荧光粉可大幅度减低荧光粉的光衰现象，提高白光LED光效和寿命。

为实现稀土掺杂发光玻璃上述的应用，基质玻璃的选择尤为重要。石英玻璃稳定性好、热膨胀系数小、耐热冲击、光学损耗低和机械强度高，非常适合作为稀土掺杂发光玻璃的基质材料。然而石英玻璃中Eu²⁺离子掺杂浓度不高，易自发团簇产生浓度猝灭，极大地限制了稀土掺杂石英玻璃的应用。采用纳米微孔玻璃制备Eu²⁺离子掺杂的高硅氧玻璃，可以利用纳米材料的高比表面效应来改善Eu²⁺离子在玻璃中的分布均匀性。并且，由多孔玻璃烧结成高硅氧玻璃是在较低温度下进行，Eu²⁺离子迁移困难，能抑制Eu²⁺离子的自发团簇和浓度淬灭，提高Eu²⁺离子荧光强度。

用Eu²⁺离子掺杂高硅氧玻璃代替蓝色荧光粉产生白光LED方案中，需要提高Eu²⁺离子在高硅氧玻璃中的发光强度，以提高白光LED光效；并需要调整玻璃中Eu²⁺离子的发射波长，以利于调控白光LED的色度、色温等参数。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可调节Eu²⁺离子发射波长的Eu²⁺/Al³⁺共掺杂高硅氧玻璃。

本发明的另一个目的在于提供上述可调节发射波长的Eu²⁺/Al³⁺共掺杂高硅氧玻璃的制备方法。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

Eu²⁺/Al³⁺共掺杂高硅氧玻璃中，是以高硅氧纳米多孔玻璃为基质材料，在该高硅氧纳米多孔玻璃的微孔内均匀分布有Eu³⁺离子和Al³⁺离子。经过在还原气氛中高温烧结后，Eu³⁺离子被还原为Eu²⁺离子，多孔高硅氧玻璃的微孔收缩形成无孔密实的Eu²⁺/Al³⁺共掺杂高硅氧玻璃。

Eu²⁺/Al³⁺共掺杂高硅氧玻璃中，所述的高硅氧纳米多孔玻璃主要由以下重量份数的成分组成：

SiO₂              94.0～98.0；

B₂O₃              1.0～4.0；

Na₂O              1.0～4.0。

Eu²⁺/Al³⁺共掺杂高硅氧玻璃的制备方法，包括以下步骤：

(1)配置浸泡溶液：浸泡液是以Eu³⁺离子的硝酸盐、氯化物、硫酸盐、乙酸盐中的至少一种，加上Al³⁺离子的硝酸盐、氯化物、硫酸盐、乙酸盐中的至少一种为原料，将上述原料溶解于溶剂中制成浸泡溶液；

(2)选取具有联通微孔的高硅氧纳米多孔玻璃为基质材料，将高硅氧纳米多孔玻璃放入浸泡液中至少5分钟；

(3)将浸泡后的高硅氧纳米多孔玻璃在高温炉中加热升温到1000～1300℃，于还原气氛中烧结1～4小时，制得Eu²⁺/Al³⁺共掺杂高硅氧玻璃。

所述的Eu²⁺/Al³⁺共掺杂高硅氧玻璃的制备方法中，在还原气氛中烧结过程是指用以下方法之一来产生烧结时的还原气氛：

(1)在高温炉中通入CO气体，或CO与其它气体的混合气体；