[發(fā)明專利]一種高光效LED/LD照明用氟磷灰石復(fù)相熒光陶瓷材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911394046.5
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111018513B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周天元;邵岑;康健;陳東順;郗曉倩;黃國燦;李明;陳浩
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號: C04B35/44
• 分類號: C04B35/44;C04B35/50;C04B35/622;C04B35/626;C09K11/77
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開了一種高光效LED/LD照明用氟磷灰石復(fù)相熒光陶瓷材料的制備方法，按照一定比例將氟磷灰石粉體與Ce³⁺:Y₃Al₅O₁₂粉體混合后一同置于球磨罐中，并加入一定量的分散劑配制成固含量為35～60vol.％的漿料，將漿料依次經(jīng)過烘干、研磨、過篩處理后，置于空氣氣氛中煅燒得到氟磷灰石?Ce³⁺:Y₃Al₅O₁₂混合粉體，將得到的混合粉體置于石墨模具中，然后一同置于放電等離子燒結(jié)爐中進(jìn)行SPS燒結(jié)，得到氟磷灰石進(jìn)入到陶瓷晶粒內(nèi)部的氟磷灰石復(fù)相熒光陶瓷材料。該方法使制備得到的復(fù)相熒光陶瓷材料在具有高透過率性能的同時(shí)，還能提升其發(fā)光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體發(fā)光材料領(lǐng)域，具體涉及一種高光效LED/LD照明用氟磷灰石復(fù)相熒光陶瓷材料的制備方法。

背景技術(shù)

作為照明光源的白光LED相較于熒光燈和白熾燈，其具有光效高、能耗低、使用壽命長、環(huán)保無污染等特點(diǎn)，因此得到各國政府的極力推廣，且目前已逐漸成為主要的照明光源之一。白光LED目前主要采用藍(lán)光LED芯片與黃色熒光粉組合的方式，這種封裝方式需要將熒光粉分散在有機(jī)樹脂或硅膠中。隨著人們的照明需求不斷提高，這種有機(jī)物封裝熒光粉的方式已不能滿足高功率高顯色性能的白光LED的需求。高功率以及高能量密度激發(fā)熒光粉將產(chǎn)生大量熱量，大量熱量致使有機(jī)物加速老化，從而導(dǎo)致白光LED的色溫色坐標(biāo)漂移，大大縮短使用壽命。

為了解決上述問題，提出白光LED的熒光轉(zhuǎn)換材料的“去有機(jī)化”概念，因此高性能的熒光玻璃、熒光晶體以及熒光陶瓷得到廣泛研究。其中，透明陶瓷作為一種新興材料，無論是其制備技術(shù)還是材料性能等方面都具有傳統(tǒng)單晶材料和玻璃材料無可比擬的優(yōu)勢，能夠完全克服單晶材料的缺陷，發(fā)展極為迅速，已經(jīng)成為白光LED/LD領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，并已經(jīng)在許多重要領(lǐng)域中獲得初步應(yīng)用，其取代單晶材料而成為下一代白光LED/LD材料正逐步成為現(xiàn)實(shí)。在所有的透明陶瓷材料體系中，鈰離子摻雜釔鋁石榴石(Ce:YAG)透明陶瓷以其易于制備和良好的物理化學(xué)性能等優(yōu)勢，是白光LED/LD發(fā)光介質(zhì)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，目前已經(jīng)成為研究成果最為豐碩、應(yīng)用最為廣泛的透明陶瓷材料體系，發(fā)展前景十分廣闊。

然而，Ce:YAG單相熒光陶瓷與藍(lán)光LED芯片組合得到的白光LED，其發(fā)光效率與熒光粉點(diǎn)膠形成的白光LED相比并無明顯優(yōu)勢。這是因?yàn)槿绻沾删哂辛己霉鈱W(xué)透過率，則大部分藍(lán)光會透過陶瓷而不會被陶瓷吸收掉，造成陶瓷光效的降低。盡管向陶瓷內(nèi)部引入氣孔能夠提升其對藍(lán)光的吸收率，但同時(shí)也會極大地降低陶瓷熱導(dǎo)率，損害發(fā)光性能。為了克服上述問題，常用的方法是通過向YAG晶格中引入具有高熱導(dǎo)率、高折射率的材料(如Al₂O₃，MgAl₂O₄、Y₂O₃等)來增強(qiáng)對藍(lán)光的散射，從而讓Ce離子吸收更多的藍(lán)光，從而起到光成分調(diào)節(jié)的作用，提升發(fā)光效率。