[发明专利]应用于半导体照明的玻璃陶瓷及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及应用于半导体照明的玻璃陶瓷及其制备方法，尤其是用于白光LED照明器件的玻璃陶瓷及其制备方法。

背景技术

近年来，由于蓝光、紫光及紫外光LED(Light Emitting Diode，发光二极管)的迅速发展，使LED照明器件在照明领域取代现有照明器件成为可能。与现有照明器件相比，LED照明具有节能、环保、成本低、效率高、响应时间短、使用寿命长、抗冲击及耐震动等众多优点，因而成为新一代照明器件的理想选择。

LED作为环保型新一代照明光源，主要是指白光LED。目前，较为成熟的白光LED是利用蓝光LED配合黄色荧光粉实现的，但是荧光粉存在光衰较明显、耐紫外辐照性差、温度稳定性差等问题。因此，探索发展实现白光LED照明的新型材料具有重要意义。

稀土离子掺杂发光玻璃陶瓷的稀土离子掺杂浓度高、发光效率高、发光性能稳定、制造方法简单、无污染、成本低，且具有良好的机械、化学和热稳定性，是一类优异的发光材料，应用稀土离子掺杂发光玻璃陶瓷取代稀土掺杂荧光粉实现白光LED照明具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光效率高、发光性能稳定的应用于半导体照明的玻璃陶瓷及其制备方法，

本发明的应用于半导体照明的玻璃陶瓷，其特征在于它的组分及摩尔百分含量如下：

SiO₂   45-60mol％

Al₂O₃  0-25mol％

Na₂O   0-10mol％

NaF    0-10mol％

ZnF₂   0-20mol％

MF₂    0-40mol％

CeF₃   0.5-30mol％

RF₃    0.1-20mol％

这里，M表示Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺中的一种或几种；R表示Dy³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺，Sm³⁺，Pr³⁺中的一种或几种，上述组分之和为100mol％，其中Al₂O₃、ZnF₂和MF₂的含量不同时为0。

上述用于半导体照明的玻璃陶瓷的制备方法，步骤如下：

1)首先按组成计量称取各组分，其中Na₂O用Na₂CO₃引入，MF₂用碱土金属氟化物引入，RF₃用稀土氟化物引入，将上述原料充分混合均匀后置入坩埚中，将坩埚放入已经升温至1300-1500℃炉中，在还原气氛下熔融成液态，熔料在熔融温度下恒温0.5-2小时后，倒入模具，得到玻璃；

2)对步骤1)制得的玻璃进行差热分析，得到其第一析晶峰温度和玻璃化温度点，在第一析晶峰温度和玻璃化温度范围对上述玻璃进行热处理，得到玻璃陶瓷。

制备过程中所用的坩埚可以是刚玉坩埚、石英坩埚或铂金坩埚。

为了降低熔制温度和加速熔融料的均化过程，可以在制备过程步骤1)的原料中加入低于原料总量3mol％的澄清剂和/或助熔剂。这里的澄清剂可以是As₂O₅，助熔剂可以是LiF。

本发明的有益效果在于：

本发明制备工艺简单、无污染、成本低。制得的玻璃陶瓷具有高的发光稳定性、耐紫外辐照性和温度稳定性。稀土离子掺杂浓度高，基质声子能低，可被紫外光、紫光或蓝光有效激发，发射出源于不同稀土离子的蓝色、绿色、黄色或红色发射峰，最终通过蓝色和黄色强发射光混合或蓝色、绿色和红色强发射光混合可实现高效、高强的白色发光。因此，本发明的玻璃陶瓷可以粘贴在紫外光、紫光或蓝光LED芯片上制备出新型的LED照明器件。

附图说明

图1是实施例1的玻璃陶瓷在576nm波长监控下的激发光谱图；

图2是实施例1的玻璃陶瓷在440nm波长监控下的激发光谱图；

图3是实施例1的玻璃陶瓷在395nm波长激发下的发光谱图；

图4是实施例1的玻璃陶瓷在315nm波长激发下的发光谱图；