[發明專利]一種匹配藍光LED芯片的硼鉍白光玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 201710067706.3
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN107043209A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 夏李斌;肖青輝;李子成;王林生;葉信宇;游維雄
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C03C3/068
• 分類號: C03C3/068;C03C3/15;C03C4/12
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及半導體藍光芯片光激發，發射暖白光的發光技術領域，具體為一種匹配藍光LED芯片的硼鉍白光玻璃及其制備方法。

背景技術

白光LED因其具有壽命長、節能、環境友好等優點被廣泛應用于通用照明、指示顯示、背光源、汽車大燈等領域。目前商用LED發出的白光，主要由InGaN半導體芯片發出的藍光和在藍光芯片激發下YAG熒光粉發出的黃光復合而成，這種裝置雖然制備工藝成熟，但缺點也較為明顯。一方面由于YAG熒光粉是通過硅膠或環氧樹脂有機物粘合涂敷到芯片上，隨著使用時間增加，這些有機物由于其熱穩定性較差而容易老化或黃化，使LED使用壽命縮短。另一方面，這種器件發出的白光由藍光和黃光復合而成，缺少紅光，使器件發出的白光顯色指數低，色溫高呈冷白色，照射物體時在一定程度上顏色失真。

玻璃，作為一種常見的無機非晶材料，可以替代硅膠或環氧樹脂封裝解決熱穩定性差易老化問題，在玻璃中摻雜適宜的稀土離子又能解決紅光缺少問題，紅光玻璃再通過內嵌YAG晶粒獲得白光，這引起了國內外學者的廣泛關注和研究。Eu³⁺因其獨特的4f電子能級結構，是良好的發光激活劑，在613nm左右發射強烈銳譜紅光。Eu³⁺摻雜的紅光玻璃光譜性質和結構等研究較為深入，受不同基質玻璃配位場的影響，在硅酸鹽、磷酸鹽、氟化物、碲酸鹽、硼酸鹽等玻璃體系中能較好的適合近紫外或藍光激發，值得注意的是在硼鉍酸鹽體系中，銪離子通常更為匹配藍光激發。堿土金屬氧化物添加到玻璃體系中，通常能改變玻璃的化學穩定性。硼鉍酸鹽玻璃相對其他玻璃，具有成本和熔融溫度均較低的特點，低的熔融溫度使得YAG:Ce黃粉二次熔融嵌入玻璃基質時不被侵蝕和破壞，保證了該黃粉的原始發光特性；同時，由于Eu³⁺融入在非晶態玻璃材料中，YAG:Ce黃粉獨立于玻璃中處于晶體狀態，有效阻斷了Ce³⁺和Eu³⁺之間的能量傳遞，保證了發光效率。

PIG-YAG白光LED玻璃(PIG:熒光粉嵌入玻璃工藝)，相比于目前商用PIS-YAG白光LED器件(PIS：熒光粉通過硅膠等有機物涂覆芯片工藝)，因其熱穩定性和化學穩定性均較好，同時有效補充了紅光不足問題，提升了顯色指數，降低了色溫，是目前白光LED的器件強有力的升級品，但目前從已研制的該類發光玻璃來看，其成本以及發光性質還有進一步提升的空間。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有的白光LED玻璃成本高，發光性質還有進一步提升空間的缺陷，提供一種匹配藍光LED芯片的硼鉍白光玻璃及其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

一種匹配藍光LED芯片的硼鉍白光玻璃，該白光玻璃的化學通式為x₁B₂O₃.x₂Bi₂O₃.x₃SiO₂.x₄Sb₂O₃.x₅ZnO.x₆MO.x₇Eu₂O₃。x₈(YAG:Ce),其中M為Ca、Sr和Ba中的一種或幾種；x₁至x₇為摩爾比，x₈為x₁至x₇所涉及物質總量的質量百分數，0.25≤x₁≤0.7，0.15≤x₂≤0.6，0≤x₃≤0.15，0≤x₄≤0.1，0≤x₅≤0.2，0≤x₆≤0.2，0.005≤x₇≤0.05，0.02≤x₈≤0.1。

一種匹配藍光LED芯片的硼鉍白光玻璃的制備方法，包括以下步驟：

1)、稱取H₃BO₃、Bi₂O₃,、SiO₂,、Sb₂O₃、ZnO、Eu₂O₃和M的氧化物或碳酸鹽混合后研磨均勻，研磨后的混合物料進行高溫熔融；