[發明專利]一種用于AC-LED的黃色余輝微晶玻璃及其制備技術

有效

• 申請號: 201410738480.1
• 申請日: 2014-12-07
• 公開（公告）號: CN104529165B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 林航;王元生;徐桔
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C03C10/02
• 分類號: C03C10/02;C03C4/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種可實現高效藍光激發、黃光余輝發射的Ln₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce,R(Ln＝Y，Gd，Lu中一種；R＝Cr，Bi中一種)微晶玻璃及其制備方法。該微晶玻璃在氧化物玻璃基體中均勻鑲嵌了Ln₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce,R熒光微晶。該微晶玻璃在藍光激發下發射黃光；在激發停止后，產生明亮的黃光余輝發射。在交流電驅動下，基于微晶玻璃構建的AC?LED原型器件的頻閃深度僅為49.5％，可開發應用于新型高功率遠程白光AC?LED。

技術領域

本發明涉及固體發光材料領域，尤其是涉及一種能夠應用于交流(AC)LED的黃色余輝微晶玻璃及其制備工藝。

技術背景

當前，市場上大功率白光LED照明產品大多需要利用交直流轉換器將市電轉換為直流電以驅動LED負載。由于交直流轉換器具有電能損耗高(15-30％)、器件中電解電容器易于損壞(壽命一般低于1萬小時)、價格高、體積大等缺點，很大程度上制約了LED器件的系統效率、實際使用壽命、成本和外觀設計。顯然，若能以交流電直接驅動LED(AC-LED)，就可以較好地解決上述問題，相關產品在住宅照明、路燈、辦公照明、景觀照明等多個領域具有傳統DC-LED無法比擬的優勢，有望引領大功率白光LED照明市場新的發展趨勢。

然而，交流電的電壓隨時間呈正弦函數規律變化，僅當輸入有效電壓值超過導通電壓時方可點亮LED，這使得AC-LED在交流電的周期循環內出現明暗不斷變換的頻閃現象。電光源頻閃會在人視覺上產生嚴重的負效應，是發展AC-LED技術面臨的一大瓶頸。最近，臺灣大學劉如熹教授提出可利用具有特定壽命熒光粉的斷電余輝特性來降低頻閃(Opt.Express，2012，20，18031)。中國專利CN 101705095公布了一種面向AC-LED應用的aY₂O₃·bAl₂O₃·SiO₂:mCe·nB·xNa·yP黃色余輝熒光粉，描述了其余輝發光(余輝壽命：5-20ms)成功減弱了AC-LED器件的頻閃。中國專利CN 102468413公布了多種適合于紫外/藍光芯片激發的AC-LED燈用多色余輝熒光粉。鑒于AC-LED具有廣闊的市場前景，發展新型的AC-LED用余輝熒光材料具有十分重要的意義。

眾所周知，傳統LED產品的封裝是將熒光粉混在有機聚合物(環氧樹脂或硅膠)中，而后直接涂敷在芯片表面。該技術存在封裝的有機聚合物材料抗熱和耐輻射性能差，容易發生黃化，從而嚴重降低大功率LED使用壽命的難題。微晶玻璃是在無機玻璃基體中均勻鑲嵌了微/納米晶的復合材料，具有制備技術簡單、熱穩定性和化學穩定性高的優勢。與有機封裝材料相比，其熱導率也大得多。此外，微晶玻璃可非常容易地加工成平板狀或者燈泡狀，并遠離芯片進行封裝。因此，若能在玻璃基質中析出AC-LED燈用余輝熒光微晶而形成余輝微晶玻璃熒光體、并組裝遠程AC-LED，這種新型器件將同時具有頻閃低、光色穩定、發光品質高、使用壽命長的顯著優點。

本發明提出一種黃色余輝微晶玻璃及其制備方法，在藍光激發下材料發射黃光；在激發停止后，材料產生明亮的黃光余輝發射。在交流電驅動下，基于這種微晶玻璃構建的AC-LED器件的頻閃效應獲得了大幅改善，頻閃深度僅為49.5％。

發明內容

本發明涉及一類含Ln₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce,R(Ln＝Y，Gd，Lu中一種；R＝Cr，Bi中一種)晶相的微晶玻璃及其制備技術，目的在于制備出物化性能穩定、黃色余輝可被藍光高效激發、余輝發光強度高、余輝時間可控于毫秒量級(5-20毫秒)的白光AC-LED燈用熒光材料。

本發明通過如下技術方案實現：

一種玻璃基體，其特征在于：所述玻璃基體的玻璃組分含量(mol％)如下：