[發明專利]一種白光LED用稀土摻雜發光玻璃及其制備方法

無效

• 申請號: 200810040220.1
• 申請日: 2008-07-04
• 公開（公告）號: CN101314519A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 梁曉巒;楊云霞;袁雙龍;陳國榮
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C03C4/12
• 分類號: C03C4/12;C03C3/095;C03C3/068;C03C3/062
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及發光電子、照明工程科技領域發光材料及其制備方法，尤其是涉及白光LED用稀土離子摻雜的發光玻璃。

背景技術

20世紀90年代藍光LED和長波紫外激發二極管技術上突破及產業化極大地推動和實現白光發光二極管的發展，成為光電子、照明工程科技領域中的一大成就。照明光源的發展已有三大類：白熾燈泡、普通和緊湊型熒光燈及各種類型的高強度氣體放電燈(HID)。它們各有優缺點，都屬于真空電光源器件。白光LED是一種新的固體光源。其中以半導體化合物InGaN為基礎的白光LED有很多優點：小型固體化，耐震動，不易損壞，瞬時啟動和快響應，節能且壽命長，無污染等。短短的幾年來，白光LED的光通、光效和成本價格已取得舉世矚目的成果。目前的光效已大大超過了白熾燈泡，期望將來能達到和超過熒光燈。白光LED有望在今后發展成為第四代新照明光源，實現節能的綠色照明。

目前商業化的大部分白光LED照明器件采用的是藍光InGaN?LED芯片及受藍光激發發出黃光或者綠、橙光的熒光粉。這類熒光粉具有較高的發光效率，成熟的制備方法等優勢。但是，這種同時具有以下缺陷：(a)用于封裝的環氧樹脂易老化，(b)成本較高，(c)白光易漂移等。

紫外激發稀土離子摻雜的發光玻璃和熒光粉比較，具有(a)制備工藝簡單，成本低廉；(b)良好的化學穩定性；(c)良好的熱穩定性；(d)實現RGB共同發射；(e)替代環氧樹脂等，由于這些特點使發光玻璃成為白光LED另一個可選擇的途徑。

稀土元素是指鑭系元素加上同屬IIIB族的鈧Sc和釔Y，共17種元素。稀土化合物的發光基于它們的4f電子在f-f組態之內或f-d組態之間的躍遷。具有未充滿的4f殼層的稀土離子或原子，其光譜大約有30000條可以觀察到的譜線，覆蓋了390-760nm的可見區。稀土發光材料具有許多優點：發光譜帶窄，色純度高，色彩鮮艷；光吸收能力強，轉換效率高；發射波長分布區域寬；熒光壽命從納秒跨越到毫秒達6個數量級；物理和化學性能穩定，耐高溫，可承受大功率電子束、高能輻射和強紫外光的作用。因此，稀土摻雜的發光玻璃具有成為白光LED用發光材料的可能，具有很高的應用價值。

本發明制備了雙摻(Tb³⁺和Eu³⁺)和三摻Ce³⁺，Tb³⁺和Eu³⁺的SCB發光玻璃。此發光玻璃具有穩定的發光和在紫外區優良的吸收，各種光色可以混合形成白光。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是公開一種白光LED用稀土摻雜發光玻璃及其制備方法，以作為除了熒光粉以外的白光LED照明用的候選材料。

本發明的白光LED用稀土摻雜發光玻璃(mol％)：(45-x)SiO₂·xB₂O₃·25CaO·23BaO·7Al₂O₃:yRe³⁺。當B₂O₃替代等量的SiO₂，可以改變玻璃網絡結構，進而改變稀土離子RGB發光的強度，以及調整色坐標，可以得到不同色溫白光。Al₂O₃的引入可以提高稀土離子在玻璃中的溶解度，改變發生濃度猝滅效應的臨界濃度。