[發(fā)明專利]一種石榴石型鋁酸鹽熒光陶瓷的制備方法及所制成的熒光陶瓷

有效

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• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104909741B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉榮輝;陳觀通;何華強;李彥峰;劉元紅;徐會兵;尉磊
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/44
• 分類號: C04B35/44;C04B35/653;C09K11/80
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青;熊國裕

本發(fā)明公開了一種石榴石型鋁酸鹽熒光陶瓷的制備方法及所制成的熒光陶瓷。該制備方法包括石榴石型鋁酸鹽熒光粉采用電子束熔煉技術進行熔煉的過程，至少包括以下步驟：1)石榴石型鋁酸鹽熒光粉采用電子束熔煉技術熔煉；2)熔煉后樣品退火處理；3)退火后的樣品經(jīng)后處理工藝得到熒光陶瓷。與現(xiàn)有陶瓷制備技術相比，本發(fā)明熒光陶瓷的制備方法簡便、成本低，制備的熒光陶瓷具有高透光率以及優(yōu)異光學輸出性能等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種石榴石型鋁酸鹽熒光陶瓷的制備方法及所制成的熒光陶瓷，屬于半導體技術領域。

背景技術

半導體照明(1ight-emitting diode，LED)因其使用壽命長、高效節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點被譽為新一代照明光源，在照明和背光源顯示領域有廣泛的應用前景。然而，作為半導體照明重要實現(xiàn)方式的白光LED，其采用的點膠封裝技術存在較多的問題：一是無法精確控制膠層涂敷厚度及形狀，造成封裝結構一致性及批量穩(wěn)定性較差；二是熒光粉存在熱猝滅現(xiàn)象導致封裝產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性差；三是環(huán)氧樹脂或硅膠耐高溫及紫外輻照能量差，降低了點膠層透明度和折射率，影響了器件的光效和光強分布，極大縮短了白光LED的壽命。近年來隨著高品質綠色照明及高端顯示技術的飛速發(fā)展，半導體照明逐漸朝著高能量密度激發(fā)光源、高器件輸出功率及器件穩(wěn)定性等方向發(fā)展。激光半導體(1aser diodes，LD)、大功率白光LED等高能量密度激發(fā)方式的應用對熒光材料耐輻照性能及結構穩(wěn)定性提出了更高的要求，而現(xiàn)有熒光粉作為一種粉體材料無法滿足。

熒光陶瓷是一種透明陶瓷材料，兼具了晶體和玻璃兩者的優(yōu)勢，具有熱導率高、耐光輻照能力強以及光學輸出性能高等優(yōu)點；采用熒光陶瓷的白光LED封裝方式還具有簡化封裝工藝、降低色容差、提高封裝器件穩(wěn)定性等優(yōu)點，可較好的滿足LED的發(fā)展對熒光材料的要求。2005年，日本電氣玻璃公司制備了YAG：Ce熒光陶瓷，在白光LED器件封裝上尤其是大功率白光LED器件上取得了較好的效果。

具有石榴石型Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺鋁酸鹽熒光粉是最早應用于白光LED的熒光材料，是目前使用最廣泛的白光LED熒光粉，也是最具應用前景的大功率白光LED用熒光陶瓷材料。目前采用共沉淀法制備的YAG：Ce熒光陶瓷封裝的白光LED器件的光效可達100lm／W左右，低于傳統(tǒng)熒光粉材料封裝器件最高可達276lm／W的光效。這主要是由于固相燒結和濕法前驅體真空燒結制備的熒光陶瓷，其雜質含量高、晶界相以及空位、色心等缺陷引起的光的吸收、散射嚴重，導致其透光率以及熒光性能等光學輸出性能無法達到最佳應用水平。同時這兩種傳統(tǒng)制備技術還面臨著高燒結活性、高分散度的高純陶瓷納米粉體以及高溫(2000℃)、高真空度(10^-4Pa)的高性能燒結設備的缺乏，大大限制熒光陶瓷的發(fā)展及應用。

因此，亟需發(fā)明一種熒光陶瓷新型制備技術，擺脫現(xiàn)有制備技術對高純粉體、高性能燒結設備依賴，實現(xiàn)大尺寸熒光陶瓷尤其是大功率白光LED用鋁酸鹽熒光陶瓷的規(guī)模化制備。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種石榴石型鋁酸鹽熒光陶瓷的制備方法，該方法簡便、成本低，制備的熒光陶瓷具有高透光率以及優(yōu)異光學輸出性能等優(yōu)點。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用所述方法制成的熒光陶瓷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種石榴石型鋁酸鹽熒光陶瓷的制備方法，包括石榴石型鋁酸鹽熒光粉采用電子束熔煉技術進行熔煉的過程。

在該方法中，電子束熔煉過程是一關鍵過程，電子束熔煉過程決定了熒光陶瓷的透光率及熒光性能。該熔煉技術具有高熔煉溫度(2000℃)、高真空度(10^-4Pa)等單晶熔煉技術優(yōu)點，還具有除氣除雜效果好、雜質元素分布均勻以及熒光陶瓷尺寸可控等優(yōu)點。