[發(fā)明專利]一種稀土激活的白光熒光玻璃材料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010564216.2 | 申請日： | 2010-11-29 |
| 公開（公告）號： | CN102173583A | 公開（公告）日： | 2011-09-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王達健;徐所成;田華;鄭璽;呂天帥;仇坤;王鵬;陸啟飛;蔡毅;費沁妮;毛智勇;于文惠 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津理工大學 |
| 主分類號： | C03C3/19 | 分類號： | C03C3/19;C03C4/12 |
| 代理公司： | 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002 | 代理人： | 侯力 |
| 地址： | 300384 天津市南*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 稀土 激活 白光 熒光 玻璃 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及光電子材料技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種稀土激活的白光熒光玻璃材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
固態(tài)照明技術(shù)的白光二極管采用熒光粉轉(zhuǎn)換實現(xiàn)白光點光源，主要有紅藍綠三芯片、藍光或近紫外光單芯片激發(fā)熒光粉的方式。其中，氮化鎵基芯片與三價鈰離子摻雜的釔鋁石榴石熒光粉/環(huán)氧樹脂轉(zhuǎn)換型合成白光的模式，結(jié)構(gòu)簡單，是目前沿用的主流白光模式，按此技術(shù)在全球范圍內(nèi)形成了一個巨大產(chǎn)業(yè)鏈。從發(fā)展用于普通照明和顯示背光源用途的大功率、高亮度和高顯色性光源角度考慮，現(xiàn)有的熒光粉/環(huán)氧樹脂白光模式存在效率、穩(wěn)定性、色度、封裝等方面的嚴重不足，相應(yīng)的學術(shù)、技術(shù)以及商業(yè)競爭日益加劇。采用容易加工成型的透明熒光玻璃，與單芯片、氮化鎵基芯片直接蝕刻“扣裝”成白光器件，無疑是一個頗具吸引力的新思路，這一方案可望在提高熱穩(wěn)定和出光效率、簡化封裝工藝以及發(fā)展面光源方面，發(fā)揮重要作用
本發(fā)明通過高溫熔體冷卻法在空氣中制備了銪離子和鋱離子雙摻雜的硼磷酸鹽玻璃，在紫外光激發(fā)下發(fā)白光，并且白光的光色品質(zhì)可以通過調(diào)節(jié)玻璃基質(zhì)成分和稀土離子的摻雜濃度得到調(diào)節(jié).
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)分析，提供一種稀土激活的白光熒光玻璃材料及其制備方法和應(yīng)用，該熒光玻璃材料可與發(fā)射波長為300納米到400納米紫外激發(fā)源組合，封裝成照明器件并可以得到白光，并且白光的光色品質(zhì)可以通過調(diào)節(jié)玻璃的組成和稀土金素氧化物加入量進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)節(jié)能，簡化封裝工藝和增值的目的。
一種稀土激活的白光熒光玻璃材料，由硼磷酸鹽玻璃和稀土摻雜物組成，硼磷酸鹽玻璃的成分包括氧化鍶(SrO)、氧化硼(B2O3)和氧化磷(P2O5)，其組成的摩爾百分比為：氧化硼30％-50％、氧化磷15％-30％、余量為氧化鍶；稀土摻雜物包括氧化銪(Eu2O3)和氧化鋱(Tb4O7)，氧化銪或氧化鋱的加入量為不大于氧化鍶摩爾數(shù)的5％。
所述氧化銪(Eu2O3)和氧化鋱(Tb4O7)引入的稀土離子為Eu2+、Eu3+和Tb3+，其中Eu2+在該玻璃中的發(fā)射峰位于藍光區(qū)域的430納米、Tb3+在該玻璃中的發(fā)射峰位于綠光區(qū)域的544納米、Eu3+在該玻璃中的發(fā)射峰位于紅光區(qū)域的612納米，三種離子同時存在于這種硼磷酸鹽熒光玻璃中，在發(fā)射波長為300納米到400納米氮化鎵基芯片的紫外激發(fā)源激發(fā)下，產(chǎn)生藍綠紅三色發(fā)射從而復(fù)合產(chǎn)生白光。
一種所述稀土激活的白光熒光玻璃材料的制備方法，步驟如下：
1)將硼磷酸鹽玻璃和稀土摻雜物放入研缽，加入無水乙醇，無水乙醇的加入量為每克物料加入(1-2)ml，研磨30-60分鐘后，放入干燥箱中，在60-80℃下干燥1-3小時，得到粉狀混合物；
2)將上述粉狀混合物置于剛玉坩堝中進行玻璃熔制，熔制溫度為1300-1500℃，保溫1-3小時，然后在熔融狀態(tài)下倒入預(yù)熱好的銅模中成型，在300-600℃退火2-3小時，得到透明熒光玻璃。
所述硼磷酸鹽玻璃的原料為純度為分析純的碳酸鍶(SrCO3)、氧化硼(B2O3)和磷酸二氫銨(NH4H2PO4)；稀土摻雜物的純度為99.99％。
所述銅模成型透明熒光玻璃的尺寸是直徑為10ml、厚度為2mm。
一種所述稀土激活的白光熒光玻璃材料的應(yīng)用，與發(fā)射波長為300-400nm的氮化鎵基芯片激發(fā)源組合，按常規(guī)工藝封裝成白光照明器件。
本發(fā)明的工作機理：
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