[发明专利]一种金属粒子增强稀土掺杂宽色域荧光玻璃及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202011519821.8 申请日: 2020-12-21
公开(公告)号: CN112456796A 公开(公告)日: 2021-03-09
发明(设计)人: 黄飞飞;徐媛;华有杰;徐时清;叶仁广;邓德刚 申请(专利权)人: 中国计量大学
主分类号: C03C3/253 分类号: C03C3/253;C03C4/12
代理公司: 北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙) 11562 代理人: 王颖
地址: 310018 浙江省杭州市江干*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 金属 粒子 增强 稀土 掺杂 宽色域 荧光 玻璃 及其 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种金属粒子增强稀土掺杂宽色域荧光玻璃及其制备方法,包括玻璃原料、荧光粉、稀土氧化物和金属盐,所述玻璃原料包括TeO2、B2O3、GeO2和Na2O,所述荧光粉包括YAG:Ce3+,所述稀土氧化物包括Nd2O3,所述金属盐包括AgNO3,该荧光玻璃通过熔融淬火法制备,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;通过控制含有金属粒子荧光玻璃材料的退火温度,可以调节发光的色度坐标、显色指数及色温,获得更宽的色域范围,适用于液晶显示器背光器件。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域,特别是涉及一种金属粒子增强稀土掺杂宽色域荧光玻璃及其制备方法。

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理论使用寿命却达到了惊人的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

本发明为了解决现有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,另外,利用金属纳米粒子在可见光区表现出局域表面等离子体共振(LSPR)效应,提高了稀土离子的吸收效率,降低稀土离子的猝灭效应,进一步加宽色域。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

本发明提供一种金属粒子增强稀土掺杂宽色域荧光玻璃,包括玻璃原料、荧光粉、稀土氧化物和金属盐,所述玻璃原料包括TeO2、B2O3、GeO2和Na2O,所述荧光粉包括YAG:Ce3+,所述稀土氧化物为Nd2O3,所述金属盐为AgNO3

进一步地,所述玻璃原料组分按质量百分数计,包括50-62%的TeO2、12-19%的GeO2、12-18%的B2O3、14-22%的Na2O。

进一步地,所述荧光粉基于所述玻璃原料的质量分数为3-5%,所述稀土氧化物基于所述玻璃原料的质量分数为1-3%,所述金属盐基于所述玻璃原料的质量分数为1-3%。

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