CN104944766A - 一种发光玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请属于照明材料领域，尤其涉及一种发光玻璃及其制备方法和应用。本申请提供的发光玻璃以质量份数计，包括以下组分：SiO2 0～5份；P2O5 15～35份；B2O3 0～10份；V2O5 0～30份；CaO 0～5份；Sb2O3 10～50份；TiO2 0～10份；ZnO 5～30份；Bi2O3 0～20份；Al2O3 0～5份；R2O 1～10份；荧光粉5～15份；所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一种或多种。本申请通过调整发光玻璃的组分配比，得到了性能优异的发光玻璃，由该发光玻璃封装的LED发光器件的光效高。实验结果表明，由本申请提供的发光玻璃封装成的LED发光器件的光效大于113lm/w，显色指数大于66。此外，其光效、显色指数、色温和色坐标等性能指标可通过调节基质玻璃的组成以及发光玻璃中荧光粉的含量来改变。
Description
技术领域
本发明属于照明材料领域，尤其涉及一种发光玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
发光二极管(LED)作为一种新型半导体光源，具有效率高、功耗小、固态节能及绿色环保等显著优点和广泛的市场应用前景，正在逐步取代传统照明光源。目前，使用最多的LED光源为白光LED光源，在众多实现白光LED方案中，通过蓝光LED芯片激发钇铝石榴石(YAG：Ce)黄色荧光粉的单芯片型白光LED仍占有主导地位。现阶段，白光LED的封装方式主要采用点胶工艺，即将荧光粉和硅胶(或环氧树脂)的混合体直接涂敷在蓝光LED芯片表面。该工艺虽然操作简单，但是存在诸多问题：(1)荧光粉在硅胶(或环氧树脂)中容易发生沉降，容易造成荧光粉涂覆层的厚度不均以及产品的一致性较差，需要通过后期的分档工序(Binning)来保证产品一致性；(2)由于硅胶(或环氧树脂)等封装材料的热导率较低，因而散热困难导致环境温度升高，进而造成荧光粉的光衰以及蓝光芯片的电致发光谱发生变化；(3)环境温度的上升会造成硅胶(或)环氧树脂受热膨胀，胶体形变力很可能造成连接芯片的金线断裂，导致“死灯”；(4)硅胶(或环氧树脂)受环境温度的长期影响后易出现老化、裂解、黄变和透光率下降的现象，从而导致LED发光器件的发光性能下降。
针对以上现有技术的不足，目前采取的解决方案是采用玻璃、陶瓷等无机材料封装LED芯片。众所周知，无机材料具有较高的热导率，这极大地改善了LED芯片和荧光粉的散热环境，从而降低LED发光器件各部件的工作温度，提高LED发光器件的发光性能。同时无机封装材料具有良好的光色品质和热稳定性能等优点，不存在长时间工作下的光衰和色度漂移的问题。
在采用无机材料封装LED芯片的工艺中，无机材料的物化性能对封装得到的LED发光器件的发光性能有直接影响。专利号为CN201210204422的发明专利公开了一种复合荧光粉发光玻璃及其制备方法。在该专利中，发光玻璃由基体玻璃和荧光粉组成，其中基体玻璃的组分为P2O5-ZnO-SiO2-Al2O3-R2O(R2O为Li2O、Na2O、K2O中的一种或多种)。在该专利中，首先通过熔融法制备出基体玻璃粉，然后将基体玻璃粉与荧光粉混合制备出荧光粉复合的发光玻璃。但是由于该专利提供的发光玻璃透明性不理想，导致由其封装得到的LED发光器件的光效较低，发光性能有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发光玻璃及其制备方法和应用，由本发明提供的发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能优异。
本发明提供了一种发光玻璃，以质量份数计，包括以下组分：
所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一种或多种。
优选的，以质量份数计，所述发光玻璃包括以下组分：
优选的，以质量份数计，所述发光玻璃包括以下组分：
优选的，所述荧光粉为A3B5O12:Ce石榴石结构荧光粉；
所述A3B5O12:Ce石榴石结构荧光粉中，A选自Y、Gd、Lu、La、Tb、Sc、Eu、Sm、Pr和Mn中的一种或多种；B选自Al、Ga、In、Si、Mg和Ge中的一种或多种。
本发明提供了一种上述技术方案所述的发光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
a)、硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、钒源化合物、钙源化合物、锑源化合物、钛源化合物、锌源化合物、铋源化合物、铝源化合物和R源化合物混合熔融，混合熔融得到的玻璃熔体进行冷却，得到基质玻璃；
所述R源化合物为锂源化合物、钠源化合物和钾源化合物中的一种或多种；
b)、所述基质玻璃与荧光粉混合熔融，混合熔融得到的熔体进行冷却，得到发光玻璃。
优选的，步骤a)中，所述混合熔融的温度为900～1200℃。
优选的，步骤a)中，所述混合熔融的时间为1～2h。
优选的，步骤b)中，所述混合熔融的温度为650～800℃。
优选的，步骤b)中，所述混合熔融的时间为20～60min。
本发明提供了一种LED发光器件，包括上述技术方案所述的发光玻璃或上述技术方案所述的方法制得的发光玻璃。
与现有技术相比，本发明提供了一种发光玻璃及其制备方法和应用。本发明提供的发光玻璃以质量份数计，包括以下组分：SiO20～5份；P2O515～35份；B2O30～10份；V2O50～30份；CaO 0～5份；Sb2O310～50份；TiO20～10份；ZnO 5～30份；Bi2O30～20份；Al2O30～5份；R2O 1～10份；荧光粉5～15份；所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一种或多种。本发明通过调整发光玻璃的组分配比，得到了性能优异的发光玻璃，由该发光玻璃封装的LED发光器件的光效高。实验结果表明，由本发明提供的发光玻璃封装成的LED发光器件的光效大于113lm/w，显色指数大于66。此外，其光效、显色指数、色温和色坐标等性能指标可通过调节基质玻璃的组成以及发光玻璃中荧光粉的含量来改变。
此外，本发明提供的发光玻璃在-40℃和150℃下放置1000h后重新封装成的LED发光器件的光效、色温和显色指数基本无衰减，且色坐标几乎无偏移，说明本发明提供的发光玻璃具有良好的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的块状基质玻璃和发光玻璃的实物图；
图2是本发明实施例提供的LED发光器件的实物图；
图3是本发明实施例提供的LED发光器件的电致发光谱图；
图4是本发明实施例提供的LED发光器件的色度坐标图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种发光玻璃，以质量份数计，包括以下组分：
所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一种或多种。
本发明提供的发光玻璃包括SiO2、P2O5、B2O3、V2O5、CaO、Sb2O3、TiO2、ZnO、Bi2O3、Al2O3、R2O和荧光粉。
在本发明中，所述SiO2在发光玻璃的含量为0～5质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述SiO2在发光玻璃的含量为1～5质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述SiO2在发光玻璃的含量为2～3质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述SiO2在发光玻璃的含量为2.01～2.43质量份。在本发明中，SiO2的作用为在发光玻璃中形成不规则连续网络，从而提高发光的玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度和透明度，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述P2O5在发光玻璃的含量为15～35质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述P2O5在发光玻璃的含量为20～30质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述P2O5在发光玻璃的含量为20～23质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述P2O5在发光玻璃的含量为20.98～22.84质量份。在本发明中，P2O5在发光玻璃中的作用为玻璃的主要形成体，能提高玻璃的色散系数，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述B2O3在发光玻璃的含量为0～10质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述B2O3在发光玻璃的含量为2～10质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述B2O3在发光玻璃的含量为2～5质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述B2O3在发光玻璃的含量为2～3质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述B2O3在发光玻璃的含量为4～5质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述B2O3在发光玻璃的含量为4.69～4.72质量份。在本发明中，B2O3在发光玻璃中的作用为降低发光玻璃的膨胀系数，提高发光玻璃的热稳定性、化学稳定性及其机械性能，增加玻璃的折射率，改善玻璃光泽，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述V2O5在发光玻璃的含量为0～30质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述V2O5在发光玻璃的含量为5～30质量份在本发明提供的另一个实施例中，所述V2O5在发光玻璃的含量为5～20质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述V2O5在发光玻璃的含量为9～20质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述V2O5在发光玻璃的含量为9.78～19.66质量份。在本发明中，V2O5在发光玻璃中的作用为降低高温玻璃的粘度和熔制温度，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述CaO在发光玻璃的含量为0～5质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述CaO在发光玻璃的含量为1～1.5质量份。在本发明中，CaO在发光玻璃中的作用为提高发光玻璃的机械强度、硬度及化学性能，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述Sb2O3在发光玻璃的含量为10～50质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述Sb2O3在发光玻璃的含量为15～45质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述Sb2O3在发光玻璃的含量为26～42质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述Sb2O3在发光玻璃的含量为15～20质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述Sb2O3在发光玻璃的含量为15.77～19.61质量份。在本发明中，Sb2O3在发光玻璃中的作用为在玻璃熔融过程中能够促进排除玻璃中气泡从而达到澄清的目的，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述TiO2在发光玻璃的含量为0～10质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述TiO2在发光玻璃的含量为1～10质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述TiO2在发光玻璃的含量为2～4质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述TiO2在发光玻璃的含量为2.68～3.76质量份。在本发明中，TiO2在发光玻璃中的作用为提高发光玻璃的折射率和降低发光玻璃的热膨胀系数，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述ZnO在发光玻璃的含量为5～30质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述ZnO在发光玻璃的含量为5～20质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述ZnO在发光玻璃的含量为10～20质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述ZnO在发光玻璃的含量为17～20质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述ZnO在发光玻璃的含量为10～12质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述ZnO在发光玻璃的含量为10.86～11.97质量份。在本发明中，ZnO在发光玻璃中的作用为降低发光玻璃的热膨胀系数和提高发光玻璃的化学稳定性，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述Bi2O3在发光玻璃的含量为0～20质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述Bi2O3在发光玻璃的含量为5～20质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述Bi2O3在发光玻璃的含量为9～10质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述Bi2O3在发光玻璃的含量为9.37～9.44质量份。在本发明中，Bi2O3在发光玻璃中作为网络形成体氧化物能促使玻璃熔制过程加速并增加玻璃密度，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述Al2O3在发光玻璃的含量为0～5质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述Al2O3在发光玻璃的含量为1～5质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述Al2O3在发光玻璃的含量为1～2质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述Al2O3在发光玻璃的含量为1.37～1.38质量份。在本发明中，Al2O3在发光玻璃中的作用为降低发光玻璃析晶倾向、结晶速度和膨胀系数，提高发光玻璃的软化温度、热稳定性、化学稳定性和机械强度，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一种或多种，所述R2O具体为Li2O、Na2O和K2O中的一种或多种。在本发明中，所述R2O在发光玻璃的含量为1～10质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述R2O在发光玻璃的含量为1～5质量份；在本发明提供的另一个实施例中，所述R2O在发光玻璃的含量为2～5质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述R2O在发光玻璃的含量为3～5质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述R2O在发光玻璃的含量为2～3质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述R2O在发光玻璃的含量为2.91～2.93质量份。在本发明中，R2O在发光玻璃中的作用为提高发光玻璃的化学稳定性，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
在本发明中，所述荧光粉的作用是与封装后的LED发光器件中的LED芯片相配合，从而改变LED发光器件的灯色，改善LED发光器件的发光效率和控制LED发光器件的发光波长。在本发明提供的一个实施例中，所述荧光粉为A3B5O12:Ce石榴石结构荧光粉，其中，A选自Y、Gd、Lu、La、Tb、Sc、Eu、Sm、Pr和Mn中的一种或多种，B选自Al、Ga、In、Si、Mg和Ge中的一种或多种；在本发明提供的另一个实施例中，所述荧光粉为Y3Al5O12:Ce荧光粉、Lu3Al5O12:Ce荧光粉和Y3(Al，Ga)5O12荧光粉中的一种或多种。在本发明中，所述荧光粉在在发光玻璃的含量为5～15质量份；在本发明提供的一个实施例中，所述荧光粉在在发光玻璃的含量为8～12质量份。
在本发明提供的一个实施例中，以质量份数计，所述发光玻璃包括以下组分：
在本发明提供的另一个实施例中，以质量份数计，所述发光玻璃包括以下组分：
本发明通过调整发光玻璃中各组分的种类和配比，得到了性能优异的发光玻璃。由本发明提供的发光玻璃封装的LED发光器件在使用过程中不存在黄化、透射率下降、色度漂移、发光强度衰减和使用寿命缩短等问题。本发明提供的发光玻璃具有较高的导热率，从而极大的改善了有其封装的LED发光器件的散热环境，降低了LED发光器件各部件的工作温度，光效得到大大提高。同时，本发明提供的发光玻璃具有良好的机械性能、化学性能和稳定性能。
实验结果表明，由本发明提供的发光玻璃封装成的LED发光器件的光效大于113lm/w，显色指数大于66；同时，本发明提供的发光玻璃在-40℃和150℃下放置1000h后重新封装成的LED发光器件的光效、色温和显色指数基本无衰减，且色坐标几乎无偏移。
本发明提供了一种上述技术方案所述的发光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
a)、硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、钒源化合物、钙源化合物、锑源化合物、钛源化合物、锌源化合物、铋源化合物、铝源化合物和R源化合物混合熔融，混合熔融得到的玻璃熔体进行冷却，得到基质玻璃；
所述R源化合物为锂源化合物、钠源化合物和钾源化合物中的一种或多种；
b)、所述基质玻璃与荧光粉混合熔融，混合熔融得到的熔体进行冷却，得到上述技术方案所述的发光玻璃。
在本发明提供的制备方法中，首先将硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、钒源化合物、钙源化合物、锑源化合物、钛源化合物、锌源化合物、铋源化合物、铝源化合物和R源化合物混合熔融。
其中，所述硅源化合物优选包括SiO2；所述磷源化合物优选包括NH4H2PO4、P2O5、Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4中的一种或多种；所述硼源化合物优选包括H3BO3和/或硼砂；所述钒源化合物优选包括V2O5、Na3VO4、NaVO3和NH4VO3中的一种或多种；所述钙源化合物优选包括CaCO3；所述锑源化合物优选包括Sb2O3；所述钛源化合物优选包括TiO2；所述锌源化合物优选包括ZnO；所述铋源化合物优选包括Bi2O3；所述铝源化合物优选包括Al2O3和/或Al(OH)3；所述R源化合物为锂源化合物、钠源化合物和钾源化合物中的一种或多种；所述优选锂源化合物包括Li2CO3；所述钠源化合物优选包括Na2CO3、NaNO3和NaHCO3中的一种或多种；所述钾源化合物优选包括K2CO3。
所述硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、钒源化合物、钙源化合物、锑源化合物、钛源化合物、锌源化合物、铋源化合物、铝源化合物和R源化合物混合熔融的温度优选为900～1200℃，更优选为1000～1200℃；所述混合熔融的时间优选为1～2h。在本发明中，所述硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、钒源化合物、钙源化合物、锑源化合物、钛源化合物、锌源化合物、铋源化合物、铝源化合物和R源化合物混合熔融之前，先将所述硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、钒源化合物、钙源化合物、锑源化合物、钛源化合物、锌源化合物、铋源化合物、铝源化合物和R源化合物进行混合球磨，得到均匀的混合料。所述混合球磨的时间优选为1～2h。混合熔融完毕后，对混合熔融得到的玻璃熔体进行冷却，得到基质玻璃。所述冷却的方式可以为自然冷却，可以为水淬急冷。在本发明提供的一个冷却方式采用自然冷却的实施例中，优选在所述玻璃熔体进行自然冷却之前，先对所述玻璃熔体进行退火。所述退火的温度优选为300～450℃，更优选为400～420℃；所述退火的时间优选为1～3h。
制得所述基质玻璃后，将所述基质玻璃与荧光粉混合熔融。所述混合熔融的温度优选为650～800℃，更优选为720～780℃，最优选为770～780℃；所述混合熔融的时间优选为20～60min，更优选为50～60min。在本发明中，优选先将所述基质玻璃球磨成玻璃粉，再将所述玻璃粉与荧光粉混合熔融。混合熔融完毕后，得到熔体。所述熔体进行冷却，得到所述发光玻璃。所述冷却的方式优选为自然冷却。在本发明中，优选在所述熔体进行冷却之前，先对所述熔体进行退火。所述退火的温度优选为300～450℃，更优选为400～420℃；所述退火的时间优选为1～3h。
本发明提供的方法可以制得性能优异的发光玻璃，由该发光玻璃封装的LED发光器件光效高。此外，本发明提供的制备方法工艺简单、成本低廉、易于实现工业化生产，具有广泛的市场应用前景。
本发明提供了一种LED发光器件，包括上述技术方案所述的发光玻璃或上述技术方案所述方法制得的发光玻璃。
本发明提供的LED发光器件由所述发光玻璃和本领域技术人员熟知的其他LED发光器件元器件封装而成，所述其他LED发光器件元器件包括但不限于LED芯片。在本发明提供的一个实施例中，所采用的LED芯片为蓝光COB(ChipOn Board，板上芯片)芯片。
本发明提供的LED发光器件包括所述发光玻璃，该器件的光效高、稳定性能好。同时，该器件在使用过程中不存在黄化、透射率下降、色度漂移、发光强度衰减和使用寿命缩短等问题。实验结果表明，本发明提供的LED发光器件的光效大于113lm/w，显色指数大于66。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
成分设计：
本实施例提供的发光玻璃由基质玻璃(92wt％)和Y3Al5O12：Ce荧光粉(8wt％)组成。其中，基质玻璃的组分为(质量份数)：SiO2(2.43份)，P2O5(22.04份)，B2O3(4.72份)，V2O5(19.66份)，Sb2O3(15.77份)，TiO2(2.7份)，ZnO(10.93份)，Bi2O3(9.44份)，Al2O3(1.38份)，Na2O(2.93份)。
发光玻璃的具体制备方法及过程如下：
(1)基质玻璃的制备
根据上述玻璃组成，称取一定量的SiO2，NH4H2PO4，H3BO3，V2O5，Sb2O3，TiO2，ZnO，Bi2O3，Al2O3和Na2CO3，混合球磨1h，混合均匀后置于坩埚中，于高温炉内进行熔融，熔融温度为1000℃，保温时间为2h，得到玻璃熔体。然后，将部分玻璃熔体倒入模具成形，并在电阻炉中410℃退火3h，随炉冷却至室温，得到块状基质玻璃；同时将剩余玻璃熔体直接水淬急冷得到颗粒状基质玻璃。
(2)发光玻璃的制备
将水淬得到的颗粒状基质玻璃烘干球磨成玻璃粉，并与荧光粉按一定质量比例(基质玻璃粉：92wt％，荧光粉：8wt％)混合均匀移入坩埚，随后将其放入770℃的高温炉中保温50min使之熔融。最后将熔体倒入模具成形，并在电阻炉中420℃退火3h，随炉冷却至室温，得到发光玻璃。
本实施例得到的块状基质玻璃和发光玻璃的实物图如图1所示，图1是本发明实施例1提供的块状基质玻璃和发光玻璃的实物图，其中，(a)为块状基质玻璃，(b)为发光玻璃。通过图1可以看出，本发明提供的块状基质玻璃具有较好的透光率(最高可达95％)；本发明提供的发光玻璃具有较好的机械稳定、热稳定和发光性能。
实施例2
成分设计：
本实施例提供的发光玻璃由基质玻璃(90wt％)和Y3Al5O12：Ce荧光粉(10wt％)组成。其中，基质玻璃的组分为(质量份数)：SiO2(2.01份)，P2O5(22.84份)，B2O3(4.69份)，V2O5(12.2份)，CaO(1.5份)，Sb2O3(19.57份)，TiO2(2.68份)，ZnO(10.86份)，Bi2O3(9.37份)，Al2O3(1.37份)，Na2O(2.91份)。
发光玻璃的具体制备方法及过程如下：
(1)基质玻璃的制备
根据上述玻璃组成，称取一定量的SiO2，NH4H2PO4，H3BO3，V2O5，CaCO3，Sb2O3，TiO2，ZnO，Bi2O3，Al2O3和Na2CO3，混合球磨1h，混合均匀后置于坩埚中，在高温炉内进行熔融，熔融温度为1000℃，保温时间为2h。然后，将玻璃熔体直接水淬急冷得到颗粒状基质玻璃。
(2)发光玻璃的制备
将水淬得到的颗粒状基质玻璃烘干球磨成玻璃粉，并与荧光粉按一定质量比例(基质玻璃粉：90wt％，荧光粉：10wt％)混合均匀移入坩埚，随后将其放入770℃的高温炉中保温50min使之熔融。最后将熔体倒入模具成形，并在电阻炉中420℃退火3h，随炉冷却至室温，得到发光玻璃。
实施例3
成分设计：
本实施例提供的发光玻璃由基质玻璃(88wt％)和Y3Al5O12：Ce荧光粉(12wt％)组成。其中，基质玻璃的组分为(质量份数)：SiO2(2.01份)，P2O5(20.98份)，B2O3(4.7份)，V2O5(9.78份)，CaO(1.5份)Sb2O3(19.61份)，TiO2(3.76份)，ZnO(11.97份)，Bi2O3(9.39份)，Al2O3(1.37份)，Na2O(2.91份)。
发光玻璃的具体制备方法及过程如下：
(1)基质玻璃的制备
根据上述玻璃组成，称取一定量的SiO2，NH4H2PO4，H3BO3，V2O5，CaCO3，Sb2O3，TiO2，ZnO，Bi2O3，Al2O3，Na2CO3，混合球磨1h，混合均匀后置于坩埚中，于高温炉内进行熔融，熔融温度为1000℃，保温时间为2h。然后，将玻璃熔体直接水淬急冷得到颗粒状发光玻璃。
(2)发光玻璃的制备
将水淬得到的颗粒状发光玻璃烘干球磨成玻璃粉，并与荧光粉按一定质量比例(基质玻璃粉：88wt％，荧光粉：12wt％)混合均匀移入坩埚，随后将其放入770℃的高温炉中保温50min使之熔融。最后将熔体倒入模具成形，并在电阻炉中420℃退火3h，随炉冷却至室温，得到发光玻璃。
实施例4
成分设计：
本实施例提供的发光玻璃由基质玻璃(90wt％)和Y3Al5O12：Ce荧光粉(10wt％)组成。其中，基质玻璃的组分为(质量份数)：P2O5(20份)，B2O3(2份)，V2O5(5份)，Sb2O3(42份)，TiO2(1份)，ZnO(17份)，Na2O(3份)。
发光玻璃的具体制备方法及过程如下：
(1)基质玻璃的制备
根据上述玻璃组成，称取一定量的NH4H2PO4，H3BO3，V2O5，Sb2O3，TiO2，ZnO和Na2CO3，混合球磨1h，混合均匀后置于坩埚中，在高温炉内进行熔融，熔融温度为1000℃，保温时间为2h。然后，将玻璃熔体直接水淬急冷得到颗粒状基质玻璃。
(2)发光玻璃的制备
将水淬得到的颗粒状基质玻璃烘干球磨成玻璃粉，并与荧光粉按一定质量比例(基质玻璃粉：90wt％，荧光粉：10wt％)混合均匀移入坩埚，随后将其放入780℃的高温炉中保温50min使之熔融。最后将熔体倒入模具成形，并在电阻炉中420℃退火3h，随炉冷却至室温，得到发光玻璃。
实施例5
成分设计：
本实施例提供的发光玻璃由基质玻璃(90wt％)和Y3Al5O12：Ce荧光粉(10wt％)组成。其中，基质玻璃的组分为(质量份数)：P2O5(30份)，B2O3(3份)，V2O5(5份)，Sb2O3(26份)，TiO2(1份)，ZnO(20份)，Na2O(5份)。
发光玻璃的具体制备方法及过程如下：
(1)基质玻璃的制备
根据上述玻璃组成，称取一定量的NH4H2PO4，H3BO3，V2O5，Sb2O3，TiO2，ZnO和Na2CO3，混合球磨1h，混合均匀后置于坩埚中，在高温炉内进行熔融，熔融温度为1000℃，保温时间为2h。然后，将玻璃熔体直接水淬急冷得到颗粒状基质玻璃。
(2)发光玻璃的制备
将水淬得到的颗粒状基质玻璃烘干球磨成玻璃粉，并与荧光粉按一定质量比例(基质玻璃粉：90wt％，荧光粉：10wt％)混合均匀移入坩埚，随后将其放入780℃的高温炉中保温50min使之熔融。最后将熔体倒入模具成形，并在电阻炉中420℃退火3h，随炉冷却至室温，得到发光玻璃。
实施例6
发光性能检测
分别将实施例1～5制备的发光玻璃与蓝光COB芯片(峰值波长为450nm)封装成LED发光器件，如图2所示。图2是本发明实施例1提供的LED发光器件的实物图，其中(a)为未接通电源的LED发光器件，(b)为接通电源的LED发光器件。在一定的条件下(IF＝250mA、VF＝16.68V)对封装成的LED发光器件进行性能测试。
测试结果为：
实施例1～5提供的发光玻璃在蓝光激发下能发射黄光，其电致发光谱图如图3所示。图3是本发明实施例提供的LED发光器件的电致发光谱图。通过图3可以看出，黄光的最强发射峰位位于550nm。同时，透过发光玻璃的蓝光与激发产生的黄光能组合产生明亮的白光，其色度坐标图如图4所示，图4是本发明实施例提供的LED发光器件的色度坐标图。
实施例1～5封装的LED器件的光度与色度测试结果如表1。
表1本发明提供的LED器件的发光性能测试结果
| 光效(lm/w) | 相对色温(K) | 显色指数 | 色坐标 | |
| 实施例1 | 113.97 | 6022 | 72.7 | (0.3214，0.3348) |
| 实施例2 | 119.15 | 5615 | 70.5 | (0.3298，0.3479) |
| 实施例3 | 131.53 | 4886 | 66.4 | (0.3521，0.3883) |
| 实施例4 | 115.56 | 5970 | 72.1 | (0.3223，0.3356) |
| 实施例5 | 117.72 | 5861 | 71.8 | (0.3244，0.3389) |
由表1可以看出，由实施例1～5提供的发光玻璃封装成的LED器件具有优异的发光性能。同时，其光效、显色指数、色温和色坐标等性能指标可通过调节基质玻璃的组成以及发光玻璃中荧光粉的含量来改变。
实施例7
稳定性测试
为了评估发光玻璃在高/低温环境下的机械稳定性和光衰情况，将实施例2制备的发光玻璃样品置于-40℃的环境下维持1000h，将实施例3制备的发光玻璃样品置于150℃的环境下维持1000h，而后重新将其与COB蓝光芯片封装成LED器件并进行性能测试(LED器件的封装形式与性能测试条件与实施例4相同)，结果见表2。
表2本发明提供的发光玻璃的稳定性测试结果
| 光效(lm/w) | 相对色温(K) | 显色指数 | 色坐标 | |
| 实施例2 | 119.15 | 5615 | 70.5 | (0.3298，0.3479) |
| 实施例2(1000h后) | 117.07 | 5658 | 70.2 | (0.3289，0.3468) |
| 实施例3 | 131.53 | 4886 | 66.4 | (0.3521，0.3883) |
| 实施例3(1000h后) | 130.87 | 4924 | 66.9 | (0.3508，0.3867) |
通过表2可以看出，相比于由未在高/低温环境下放置的实施例2和实施例3提供的发光玻璃封装的LED器件，实施例2和实施例3提供的发光玻璃在高/低温环境下放置1000h后重新封装的LED发光器件的光效、色温和显色指数基本无衰减，色坐标几乎无偏移。说明本发明提供的发光玻璃稳定性良好，在高/低温环境下都能够保持较好的机械性能和发光性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种发光玻璃，以质量份数计，包括以下组分：
所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的发光玻璃，其特征在于，以质量份数计，包括以下组分：
3.根据权利要求1所述的发光玻璃，其特征在于，以质量份数计，包括以下组分：
4.根据权利要求1所述的发光玻璃，其特征在于，所述荧光粉为A3B5O12:Ce石榴石结构荧光粉；
所述A3B5O12:Ce石榴石结构荧光粉中，A选自Y、Gd、Lu、La、Tb、Sc、Eu、Sm、Pr和Mn中的一种或多种；B选自Al、Ga、In、Si、Mg和Ge中的一种或多种。
5.一种权利要求1所述的发光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
a)、硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、钒源化合物、钙源化合物、锑源化合物、钛源化合物、锌源化合物、铋源化合物、铝源化合物和R源化合物混合熔融，混合熔融得到的玻璃熔体进行冷却，得到基质玻璃；
所述R源化合物为锂源化合物、钠源化合物和钾源化合物中的一种或多种；
b)、所述基质玻璃与荧光粉混合熔融，混合熔融得到的熔体进行冷却，得到发光玻璃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述混合熔融的温度为900～1200℃。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述混合熔融的时间为1～2h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述混合熔融的温度为650～800℃。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述混合熔融的时间为20～60min。
10.一种LED发光器件，包括权利要求1～4任一项所述的发光玻璃或权利要求5～9任一项所述的方法制得的发光玻璃。
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