[发明专利]一种复合玻璃材料的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合荧光玻璃的制备方法和应用。所述复合荧光玻璃由玻璃基体和Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉组成；其中，所述玻璃基体的组成为：60‑70wt％SiO₂，8‑13wt％SrO，4‑8wt％B₂O₃，4‑8wt％Al₂O₃，3‑6wt％Na₂O，4‑6wt％CaO，2‑4wt％K₂O，1‑2wt％MgO，各组分质量分数之和为100％；所述复合荧光玻璃的显微结构特征为Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉镶嵌在所述玻璃基体中，所述复合荧光玻璃中Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的质量百分比含量为10‑60wt％。本发明提供了制得的复合荧光玻璃在制备蓝光LD芯片激发的LD器件中的应用。本发明制备的复合荧光玻璃发光强度高、亮度高、产品颜色稳定、色彩还原性好、化学稳定优良，利用所述复合荧光玻璃制得的白光LD器件具有高激光饱和阈值和流明通量。

技术领域

本发明涉及一种Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺复合玻璃材料的制备方法和在制备LD器件中的应用，属于固体发光材料领域。

背景技术

在WLED的巨大需求和快速发展的推动下，近年来，人们探索了各种将黄色或绿色发光荧光粉掺入低熔点玻璃基质中的PiG。主要是因为其在发光方面的独特优势和生命周期方面。与传统LED相比基于嵌入荧光粉的聚合物转换器经过长期工作通常伴随着严重的衰老和发光减少，PiG表现出了出色的散热性能和WLED制造中的电阻和简单操作。没有复杂的生产过程和硬合成比如在高温高压等条件下，PiG的准备变得更加容易和经济，这使得基于PiG的LED的更有竞争力比通过填充分散在硅树脂(PiS)中的荧光粉来生产的LED。目前，CN105399325A公开了用于白光LED的Ce:YAG荧光玻璃及其制备方法，其特征是将PbO、B₂O₃、ZnO和SiO₂原料混合均匀，然后进行高温熔融(1000℃左右)、水淬得到玻璃渣，再将研磨的玻璃粉末与YAG:Ce荧光粉混合烧结成荧光玻璃。该荧光玻璃生产中使用了有毒原料PbO，不利于安全生产。另外，该荧光玻璃封装的白光为冷白光，色温较高，显指偏低，不能应用于室内照明领域。专利CN107265873A公开了一种白光LED封装用低熔点荧光玻璃片及其制备方法，其特征是将B₂O₃、ZnO、SiO₂、Na₂CO₃、CaCO₃和Al₂O₃原料混合均匀，然后进行高温熔融(1100-1200℃)，将玻璃液倒在磨具上得到基质玻璃，再将基质玻璃研磨成微米级的玻璃粉，与YAG：Ce黄色荧光粉均匀混合后烧结得到荧光玻璃。该荧光玻璃的透明度较低，且荧光玻璃组分较多，制备过程繁琐耗时，成本相对较高，另外掺杂单一的黄色荧光粉所得到光为冷白光，不能应用于要求高显指低色温的照明领域。因此，研发出一种用于高显指数、低色温暖白光LED的荧光玻璃封装材料具有重大的商业价值。

可以说LED照明正在向特种照明发展，对大功率照明器件在高亮度、长寿命以及照射距离等方面要求越来越高。与LED照明相比，激光照明(LD)的效率和亮度更高，可调制性更好，可以通过加大输入功率来提高亮度，而高功率产生的高温高热对材料的导热性、可靠性和封装模式均提出更高要求。因此，已在显示器，投影仪，前灯和其他特殊照明领域中提出了将蓝激光二极管(LD)与颜色转换器结合使用的方法，通过消耗较低的能量实现超高亮度。