[发明专利]一种发光玻璃与微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及照明工程技术领域，尤其涉及一种白光LED用发光玻璃、微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

发光二极管(light emitting diode，LED) 是一类可直接将电能转化为可见光的半导体发光器件，具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、发光响应时间短、光色纯、结构牢固、抗冲击、耐振动、性能稳定可靠、质量轻、体积小、成本低等一系列特性，并将取代白炽灯、荧光灯成为第四代照明光源，是21世纪最有前途的电光源。

但目前市场上商品化白光LED多是利用荧光粉补色发白光，并用环氧树脂进行封装。这种发光器件在实际应用中存在荧光粉老化、亮度下降、环氧树脂导热差、易老化变色、使用时间缩短等问题，严重影响了白光LED的发光效率和使用寿命。近年来，稀土元素由于具有特殊的电子层结构，在发光方面得到飞速的发展。稀土元素的4f 5d电子层受5s²6p⁶电子层屏蔽，可产生f-f和f-d跃迁，电子能级丰富，可观察到30000条谱线，且具有激发态寿命长，色纯度高，转换效率高等优点，十分适合应用于发光领域。

近年来，有关改进白光LED发光材料的报道屡见不鲜。例如有学者合成了Ca₈Mg(SiO₄)₄Cl₂：Eu²⁺，Dy³⁺，可在紫外光的激发下发白光，但其物化性能不稳定。还有采用稀土单掺或共掺的硼硅酸盐、铝酸盐及磷酸盐玻璃发光材料替代白光LED用荧光粉，提高了光色品质及发光材料的稳定性，但光强较低。为解决这些问题，需要研制一种发光材料，使其在发白光的同时具有良好的发光性能及优异的物化稳定性。

中国专利201010022968.6介绍了：“一种稀土掺杂发光玻璃及其制备方法”。该发光材料采用高温熔融法制备出Dy³⁺、Eu³⁺共掺钡磷酸盐玻璃，用于光电子、照明工程科技等领域。

中国专利201010205012.X介绍了“一种白光玻璃及其制备方法”。该白光玻璃组分为P₂O₅-RO-SnO₂-MnO，其中R=Ca、Sr、Ba，网络中间体SnO₂和MnO为发光中心，可以引入较高浓度，且具有较高的发光强度和转换效率，同时，这两者是宽谱发光，复合出的白光色温基本不随使用时间而变化。

中国专利201010022886.1介绍了“一种稀土掺杂发光玻璃及其制备方法”。在Mn²⁺离子和稀土离子Tb³⁺掺杂的磷酸盐发光玻璃中，通过改变Tb³⁺和Mn²⁺的掺入量，混合形成白光。

中国专利201110204359.7介绍了“薄膜太阳能电池衬底用稀土掺杂硼酸盐发光玻璃”。该玻璃组分为B₂O₃-SrO-A₂O-Re_xO_y或B₂O₃-SrO-AX-Re_xO_y，其中A为一种碱金属元素，X为一种卤素元素，Re_xO_y为稀土氧化物，能以近紫外光及短波可见光作激发光，发射出长波可见光，从而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。 

中国专利201110278261.6介绍了“一种高效能紫外激发稀土和过渡金属掺杂的发光玻璃及其制备方法”。以稀土离子Eu²⁺和过渡金属离子Mn²⁺为主要成分，将其单掺或共掺在Ge-Ga-S-CsCl玻璃基质中，该发光玻璃可以有效地被紫外光激发，并且Mn²⁺可以高效地被Eu²⁺敏化提高发光效率。

未检索到与稀土掺杂SrO-TiO₂-SiO₂发光玻璃与微晶玻璃及其制备方法相同的专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种白光LED用发光玻璃及微晶玻璃，涉及稀土掺杂SrO-TiO₂-SiO₂系统发光玻璃、微晶玻璃的组分配方及其制备方法。该方法得到的发光玻璃及微晶玻璃兼具晶体材料良好的发光性能及玻璃材料稳定的物化性能，可用于取代LED中所用荧光粉及环氧树脂，或用于其它光电子器件。