[发明专利]一种白光LED发光玻璃材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光玻璃材料与LED照明领域，具体涉及一种白光LED发光玻璃材料及其制备方法。

背景技术

随着半导体照明技术（LED）的发展，LED灯已经成为一个照明新宠, 备受瞩目。如果将白炽灯替换成LED灯，可以实现CO₂减排90%。LED是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源。白光LED以其长寿命、高效节能、绿色环保等诸多优点，在固态照明方面显示出巨大的市场潜力和应用前景。然而，从发展用于普通照明的大功率、高亮度和高显色性光源角度考虑，现有的荧光灯成本高，发光效率低，显色性较低，稳定性低以及后期组装工艺不完善等问题，远远达不到社会的需求，所以采用容易制备加工成型，具有优良的物理化学和热稳定性的透明发光玻璃，与LED芯片直接组装成为LED发光器件，无疑是一个简单易行，追求低碳经济的当今社会的首选。

发明内容

本发明的目的是解决现有材料的不足而提供的一种白光LED用发光玻璃材料及其制备方法，该材料不仅制作成本低，发光效率高，而且该发光玻璃材料在紫外光（300-400nm）激发下得到白光，并且白光的光色品质调控可通过调节玻璃组成、离子掺杂浓度和激发波长方便实现，从而有望实现节能，环保，简化封装工艺的目的。

一种白光LED用发光玻璃材料，其组分式为：aZnO-bSrO-cP₂O₅-dK₂O-eTm₂O₃-fTb₄O₇-gMnO，其中Tm₂O₃、Tb₄O₇和MnO 为外加组分，a+b+c+d =100。其中，按摩尔百分数计：40 ≤a≤42, 20≤b≤22, 35≤c≤39，d=1。e、f、g分别为外加Tm₂O₃、Tb₄O₇和MnO的含量，其摩尔百分数为：0.1≤e≤0.2, 0.125≤f≤0.5, 0.5≤g≤3。

一种白光LED用发光玻璃材料，包括如下主要步骤：（1）以分析纯的磷酸二氢铵、氧化锌、碳酸锶、碳酸钾、纯度为99.95%的碳酸锰、纯度为99.99%的氧化铥和氧化铽为原料，按照组分式：aZnO-bSrO-cP₂O₅-dK₂O-eTm₂O₃-fTb₄O₇-gMnO进行配料。

（2）把上述称好的原料放入球磨罐中，加入无水乙醇的量以刚好淹没原料和磨球为宜，研磨11~13 h制成配合料；

（3）待所述配合料干燥后倒入事先准备好的干净刚玉坩埚中备用；

（4）将放置玻璃配合料的坩埚置于电炉中，先在500℃~700℃保温0.5~1h，然后升温至1150-1200℃保温0.5~1.5h得到熔化的玻璃液；

（5）随后将所述玻璃液倒入在250~350℃预热好的铜板模具中成型；

（6）然后将所述成型的玻璃迅速放进已预先加热到400~450℃的马弗炉中退火7~9h后，随炉冷却到室温，即得到白光LED用发光材料。

（7）样品的加工

块状玻璃经切割成为1mm左右厚的玻璃片，经研磨、抛光成为透明状玻璃片。

所述磷酸二氢铵、氧化锌、碳酸锶、碳酸钾为分析纯的原料，碳酸锰为高纯原料（纯度99.95%），稀土原料纯度均为99.99%

    所述步骤（4）先在600℃保温0.5h，然后升温至1150-1200℃保温1 h。

所述步骤（6）中取预热温度为450℃，退火时间为8小时为最佳。