CN111003933A - 一种青色荧光玻璃、其制备方法及其全光谱led器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种青色荧光玻璃，所述青色荧光玻璃包括玻璃基质和青色荧光粉，所述玻璃基质包括35‑45mol％B2O3、10‑20mol％SiO2、15‑25mol％ZnO、5‑15mol％BaO以及10‑20mol％Na2O，所述青色荧光粉为蓝光激发下发射峰在485‑498nm的(Ba0.95‑xSrx)Si2O2N2:mEu2+青色氮氧化物荧光粉；还公开了其制备方法以及其在全光谱LED器件中的应用。本发明制备的青色荧光玻璃具有发光效率高，可被可见光有效激发，荧光特性设计性好(调节范围宽)，热稳定性高，环境友好等优点，且其封装成的白光器件具有显色指数高，稳定性好，色温可调可控等特点。

Description

一种青色荧光玻璃、其制备方法及其全光谱LED器件
技术领域
本发明属于发光材料技术领域，特别涉及一种青色荧光玻璃、其制备方法及其全光谱LED器件。
背景技术
近年来，能源越来越稀缺，白光LED因其具有高效、节能、抗冲击，寿命长，环保和快速响应等优点，引起了各行各业的关注。随着国家对新能源规划布局的逐步推进，将会推动半导体照明迎来新的高速增长期。随着技术的发展，只具有大功率性能的白光LED已经远远不能满足市场需求。在通用照明领域，白光LED正在由原来的中等显色指(CRI:70-80)向高显色指数(CRI:90以上)甚至全光谱方向迈进，LED照明正向健康、绿色的高色品质照明器件方向发展。全光谱白光LED是在传统LED上通过添加490nm和660nm的荧光粉来补充短波蓝绿光和长波红光，而使光谱波长覆盖整个可见光，使其具有更高的显色指数，更高的光效和更强的色彩再现能力，还可以解决蓝光过度损坏的问题。
张亮亮，贺帅等发明的一种荧光增强的硅基氮氧化物青色荧光粉，其专利公开号为CN 107722982A，该荧光粉通过M，R，A离子调控Eu2+晶体场强度，改变Eu2+的5d能级劈裂程度以及质心位移来改变Eu2+的激发的强度，使得发射光的强度得到提高。但传统白光LED用荧光粉混合硅胶封装，硅胶老化会引起热稳定性差，LED的寿命也会大大缩短。
因此，研究一种可以解决荧光粉反向散射蓝光、硅胶老化引起热稳定性差的问题的荧光玻璃具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种青色荧光玻璃、其制备方法以及其在全光谱LED器件中的应用，青色荧光玻璃可以补偿全光谱LED短波蓝绿光，解决荧光粉反向散射蓝光、硅胶老化引起热稳定性差等问题。
本发明的技术方案如下：
一种青色荧光玻璃，所述青色荧光玻璃包括玻璃基质和青色荧光粉，所述玻璃基质包括35-45mol％B2O3、10-20mol％SiO2、15-25mol％ZnO、5-15mol％BaO以及10-20mol％Na2O，所述青色荧光粉为蓝光激发下发射峰在485-498nm的(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+青色氮氧化物荧光粉。
优选的，所述青色荧光粉与所述玻璃基质质量比为0.01～0.1:1。
优选的，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+原料包括BaCO3、SrCO3、Si3N4、SiO2、Eu2O3。
优选的，所述青色荧光粉为常压下采用高温固相法制备的，所述BaCO3、SrCO3、Si3N4、SiO2、Eu2O3化学计量比为0.95-x:x:0.6:0.2:0.015，其中x的取值范围为0～0.2。
优选的，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+中m表示Eu2+的掺杂浓度，m取值范围为0.005～0.1；当m＝0.05时，荧光粉的发光强度达到最大值。
优选的，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+在制备时选取BaF2作为助熔剂。
优选的，所述的玻璃基质的粉末粒径为60～85μm，所述青色荧光粉的粒径为25～45nm。
优选的，所述青色荧光玻璃可被发射波长为450-460nm的COB蓝光芯片激发，通过调节电压电流可发射出白光，如调节工作电流，即芯片的工作电流可发射出白光。
本发明还提供所述的青色荧光玻璃的制备方法，所述青色荧光玻璃采用低温共烧结两步法制成，包括：
步骤1：称量35-45mol％B2O3、10-20mol％SiO2、15-25mol％ZnO、5-15mol％BaO以及10-20mol％Na2O，在玛瑙钵中混合均匀，将混合均匀的粉末转移到坩埚中，将坩埚置于1000-1200℃的马弗炉中保温1-2h得到透明基质玻璃溶液，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨30-60min，形成玻璃基质粉末；
步骤2：将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.01～0.1:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，将混合均匀的粉末转移到坩埚中，将坩埚在600-800℃范围内的马弗炉中共烧结15-30min制得青色荧光玻璃。
优选的，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+是在常压下采用高温固相法制备的，原料包括BaCO3、SrCO3、Si3N4、SiO2、Eu2O3，将称得的原料在玛瑙研钵中研磨4小时使其充分混合，最后将研磨后的样品置于氧化铝坩埚中放入1400℃的马弗炉中烧结8h。
优选的，烧结时选取BaF2作为助熔剂。
优选的，将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末在玛瑙钵里混合30-60min。
优选的，步骤1、步骤2中马弗炉中烧结气氛均为空气气氛。
优选的，所制得的青色荧光玻璃在空气气氛下退火48h。
优选的，步骤2中坩埚为特制坩埚，所述特制坩埚为直径3cm，高2cm的柱形铂金坩埚，所述青色荧光玻璃打磨抛光为直径2cm、高为2mm、表面光滑的玻璃片。
本发明还提供一种全光谱LED器件，包括如上任意一项所述青色荧光玻璃，所述青色荧光玻璃的侧面设置有含有红色荧光粉的红膜结构以及含有绿色荧光粉的绿膜结构，所述红膜结构、绿膜结构设置在所述青色荧光玻璃的同一侧面、或者分别设置在两侧侧面。
优选的，所述红膜结构、绿膜结构设置在所述青色荧光玻璃的同一侧面时，所述红膜结构、绿膜结构叠加成设置在所述青色荧光玻璃的同一侧面的双层膜结构，或所述红膜结构、绿膜结构按照几何形状组合成设置于所述青色荧光玻璃的同一侧面单层膜结构。
优选的，所述红膜结构、绿膜结构高度一致，均为2mm；所述红膜结构为含有氮氧化物荧光粉红膜、绿膜结构为含有YAG荧光粉的绿膜。
一种全光谱LED器件，包括如上任意一项所述青色荧光玻璃，采用喷涂、印刷或喷涂加印刷的方式，将混有红色荧光粉、和/或绿色荧光粉的胶水按照几何形状喷涂或印刷在所述青色荧光玻璃上，并由蓝光芯片激发形成全光谱白光LED。
优选的，所述喷涂是将青色荧光玻璃通过夹具固定在喷粉机的工作台上，喷粉机包括XY轴直线电机、喷阀雾化装置和风机除尘，喷粉机将含有荧光粉的胶水喷涂到工作台面上的青色荧光玻璃上，色温控制在5000-6000K范围内，误差±200K。K是开尔文，温度的单位。
优选的，所述印刷是由印刷机将混有荧光粉的胶水透过模板，在所述青色荧光玻璃上留下设定的图形。
一种全光谱LED器件，包括如上任意一项所述青色荧光玻璃，所述青色荧光玻璃采用如上任一项所述的制备方法制备，采用喷涂、印刷、喷涂加印刷的方式，依次将混有红色荧光粉、绿色荧光粉的胶水按照几何形状喷涂或印刷在青色荧光玻璃上，并由蓝光芯片激发形成全光谱白光LED。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供的青色荧光玻璃具有宽的激发光谱，可被市面上的主流芯片进行激发。在460nm蓝光激发下，该荧光玻璃可发射峰值波长为480-498nm的青光。按照不同结构所封装成的全光谱白光LED的显色指数和光效均有所提升。且由于补偿480-498nm的蓝绿光，会使得所封装的LED光谱更加连续。所述青色荧光玻璃还可以解决荧光粉混合硅胶封装，硅胶老化会引起热稳定性差等问题，其封装的LED的寿命也会大大延长。同时，该荧光玻璃还具有操作简洁，成本小，性能高、热稳定性高等优点。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1a为实施例1的激发光谱图；
图1b为实施例1的发射光谱图；
图2为实施例1的X-ray衍射图谱；
图3为实施例1的CIE图谱；
图4为实施例12的单YAG绿玻璃的发射光谱图；
图5为实施例12的YAG绿玻璃与青玻璃叠加的发射光谱图；
图6为实施例13-15的封装结构图；
图7为实施例16的封装结构图；
图8为实施例17的封装结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。
首先在常压下采用高温固相法制备(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+青色荧光粉，具体操作为将原料BaCO3(AR)，SrCO3(AR)，Si3N4(AR)，SiO2(AR)，Eu2O3(99.99％)按照0.95-x:x:0.6:0.2:0.015的化学计量比对原材料进行称重；然后将称得的原材料在玛瑙研钵中研磨4小时使其充分混合，最后将研磨后的样品置于氧化铝坩埚中放入1400℃的马弗炉中烧结8h。
关于此荧光粉x的取值，取值范围为0～0.2，在此取值范围内，制得的青色荧光粉，可以认为是同一荧光粉，x掺杂比例不同只会造成发出光的亮度强弱略有不同，不同的取x采用一样的制备方法制得的荧光玻璃的，其光谱图的相应出峰位置是一样的，只是出峰的高度略有不同。因此，下面实施例省略对于青色荧光粉制备的具体介绍。
进一步的，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+在制备时选取BaF2作为助熔剂。
然后采用低温共烧结两步法制备荧光玻璃，第一步将35-45mol％B2O3、10-20mol％SiO2、15-25mol％ZnO、5-15mol％BaO以及10-20mol％Na2O，按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1000-1200℃的马弗炉中保温1-2h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨30-60min，形成玻璃基质粉末；第二步，将制得的青色荧光粉与制得的玻璃基质按0.01～0.1:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600-800℃的马弗炉中共烧结15-30min制得青色荧光玻璃；进一步的，此步骤中，所述的玻璃基质的粉末粒径为60～85μm，所述青色荧光粉的粒径为25～45nm；
最后，按照实施例中的封装结构进行器件封装，即可制得全光谱白光LED。
实施例1
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.03:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃，其激发和发射光谱图如图1a、图1b所示。
其激发光谱说明该青色荧光玻璃具有较宽的激发带，可以从380nm扩展到470nm，这意味着它可以与当前的主流蓝光LED芯片很好地匹配。其发射光谱说明(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+青色荧光粉发光性能中的发光波段为490nm，这可以补偿全光谱短波青光，弥补传统LED光源的光谱损耗。
实施例1的X-ray衍射图谱参加图2，图2说明了(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+青色荧光粉被成功地掺入了基质玻璃中，并且荧光玻璃具有出色的性能。
图3为实施例1的CIE色度图，色调是由波长决定的色别，如700nm光的色调是红色，579nm光的色调是黄色，510nm光的色调是绿色，同样490nm光的色调为青色，任何颜色都用匹配该颜色的三基色的比例加以规定，因此每一颜色都在色度图中占有确定的位置。图3是更加直观的表述青色所在色度图的位置。
实施例2
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.03:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在650℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。
实施例3
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.03:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在700℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。
实施例4
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.03:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在750℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。
实施例5
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.03:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在800℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。
实施例6
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.04:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。
实施例7
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.05:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。
实施例8
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.06:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。
实施例9
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.07:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。
实施例10
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.04:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。将所制得的青色荧光玻璃与525nm的YAG荧光玻璃叠加，用460nm的COB蓝光芯片进行激发。
实施例11
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.04:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。将所制得的青色荧光玻璃与530nm的YAG荧光玻璃叠加，用460nm的COB蓝光芯片进行激发。
实施例12
将40mol％B2O3、15mol％SiO2、20mol％ZnO、10mol％BaO以及15mol％Na2O按照配比称量五种有效化学材料，在玛瑙钵中混合均匀，用称量纸将混合均匀的粉末转移到氧化铝坩埚中，用夹具将其置于1100℃的马弗炉中保温1h，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨60min，形成玻璃基质粉末。
将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.04:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，在600℃的马弗炉中共烧结20min制得青色荧光玻璃。将所制得的青色荧光玻璃与530nm的YAG荧光玻璃叠加，用460nm的COB蓝光芯片进行激发。
图4与图5说明了，添加青色荧光粉，可以增大强度，且明显图5中青色的部分比图4多，进一步验证补偿了青色。
实施例13
一种全光谱LED器件，在所述青色荧光玻璃基板的一侧面上整体印刷一层氮氧化物红膜，放入150℃烤箱内40min烤干，再在青色荧光玻璃基板另一侧面或者在红膜的侧面上印刷一层YAG绿膜烤干，所述红膜结构、绿膜结构高度一致，均为2mm。
或者参照上述操作，改变红膜、绿膜的印刷顺序。
最终，红膜结构、绿膜结构、青色荧光玻璃排列结构为红青绿、红绿青、绿红青、绿青红、青绿红、青红绿。结构如图6a所示。
氮氧化物红膜为现有技术中常用的包含红色荧光粉的氮氧化物红膜，YAG绿膜为现有技术中常用的包含绿色荧光粉的YAG绿膜。
实施例14
一种全光谱LED器件，在所述青色荧光玻璃基板上整体喷涂一层氮氧化物红膜，放入150℃烤箱内40min烤干，再在青色荧光玻璃基板另一侧面或者在红膜的侧面上喷涂一层YAG绿膜烤干，所述红膜结构、绿膜结构高度一致，均为2mm。
或者参照上述操作，改变红膜、绿膜的印刷顺序。
最终，红膜结构、绿膜结构、青色荧光玻璃排列结构为红青绿、红绿青、绿红青、绿青红、青绿红、青红绿；结构如图6b所示。
实施例15
一种全光谱LED器件，所述红膜结构、绿膜结构设置在所述青色荧光玻璃的同一侧面，所述红膜结构、绿膜结构按照几何形状组合成设置于所述青色荧光玻璃的同一侧面单层膜结构。
具体的，在所述青色荧光玻璃基板上侧面的一半边喷涂一层氮氧化物红膜，另一半边喷涂一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致；或者，在所述青色荧光玻璃基板上侧面一半边印刷一层氮氧化物红膜，另一半边印刷一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致；或者，在所述青色荧光玻璃基板上左半边喷涂一层氮氧化物红膜，右半边印刷一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致；或者，在所述青色荧光玻璃基板上左半边印刷一层氮氧化物红膜，右半边喷涂一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致，均为2mm，结构如图6c所示。
实施例16
本实施例是在实施例15上的进一步改进。
实施例15是将青色荧光玻璃基板上侧面分为两半，一半上设置红膜，一般上设置绿膜，两个膜未重叠交错。本实施例是，喷涂或者印刷一次后，不断重新将青色荧光玻璃基板上侧面分为两半，使得两个膜重叠交错。
具体的，在所述青色荧光玻璃基板上半边印刷一层氮氧化物红膜，半边喷涂一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致；重复上述操作，将青色荧光玻璃上的部分等分为4、6、8、12部分，红绿色交叉各喷涂一半、各印刷一半，红色印刷一半绿色喷涂一半、绿色印刷一半红色喷涂一半；结构如图7所示。
实施例17
与实施例15、16不同之处在于，本实施例是，将青色荧光玻璃基板上侧面分为圆形以及圆环形。
具体的，在所述青色荧光玻璃基板上占其一半面积的圆内印刷一层氮氧化物红膜，剩下的圆环印刷一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致；在所述青色荧光玻璃基板上占其一半面积的圆内喷涂一层氮氧化物红膜，剩下的圆环喷涂一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致；在所述青色荧光玻璃基板上占其一半面积的圆内喷涂一层氮氧化物红膜，剩下的圆环印刷一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致；在所述青色荧光玻璃基板上占其一半面积的圆内印刷一层氮氧化物红膜，剩下的圆环喷涂一层YAG绿膜，红绿膜的高度一致，均为2mm，结构如图8所示。
当然，也可根据需要，分为其它形状，红膜、绿膜可重叠交错或者不重叠交错；红膜、绿膜高度一致，优选的面积也一致。
本申请因为荧光玻璃里面未使用硅胶，解决荧光粉反向散射蓝光、硅胶老化引起热稳定性差的问题，具体的，不存在硅胶老化引起的热稳定性差的问题，此外，荧光粉反向散射蓝光是由于荧光粉混合在硅胶中直接滴涂在芯片上，大约60％的蓝光会被荧光粉反向散射后被LED芯片吸收，导致蓝光发射效率降低，因此白光转化效率降低，本申请中的荧光玻璃没有用到硅胶，也不存在该问题。本发明制备的青色荧光玻璃具有发光效率高，可被可见光有效激发，荧光特性设计性好(调节范围宽)，热稳定性高，环境友好等优点，且其封装成的白光器件具有显色指数高，稳定性好，色温可调可控等特点。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (22)

1.一种青色荧光玻璃，其特征在于，所述青色荧光玻璃包括玻璃基质和青色荧光粉，所述玻璃基质包括35-45mol％B2O3、10-20mol％SiO2、15-25mol％ZnO、5-15mol％BaO以及10-20mol％Na2O，所述青色荧光粉为蓝光激发下发射峰在485-498nm的(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+青色氮氧化物荧光粉。
2.根据权利要求1所述的青色荧光玻璃，其特征在于，所述青色荧光粉与所述玻璃基质质量比为0.01～0.1:1。
3.根据权利要求1所述的青色荧光玻璃，其特征在于，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+原料包括BaCO3、SrCO3、Si3N4、SiO2、Eu2O3。
4.根据权利要求3所述的青色荧光玻璃，其特征在于，所述青色荧光粉为常压下采用高温固相法制备的，所述BaCO3、SrCO3、Si3N4、SiO2、Eu2O3化学计量比为0.95-x:x:0.6:0.2:0.015，其中x的取值范围为0～0.2。
5.根据权利要求1或3所述的青色荧光玻璃，其特征在于，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+中m表示Eu2+的掺杂浓度，m取值范围为0.005～0.1；当m＝0.05时，荧光粉的发光强度达到最大值。
6.根据权利要求3所述的青色荧光玻璃，其特征在于，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+在制备时选取BaF2作为助熔剂。
7.根据权利要求1所述的青色荧光玻璃，其特征在于，所述的玻璃基质的粉末粒径为60～85μm，所述青色荧光粉的粒径为25～45nm。
8.根据权利要求1所述的青色荧光玻璃，其特征在于，所述青色荧光玻璃可被发射波长为450-460nm的COB蓝光芯片激发，通过调节电压电流可发射出白光。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的青色荧光玻璃的制备方法，其特征在于，所述青色荧光玻璃采用低温共烧结两步法制成，包括：
步骤1：称量35-45mol％B2O3、10-20mol％SiO2、15-25mol％ZnO、5-15mol％BaO以及10-20mol％Na2O，在玛瑙钵中混合均匀，将混合均匀的粉末转移到坩埚中，将坩埚置于1000-1200℃的马弗炉中保温1-2h得到透明基质玻璃溶液，将所得透明基质玻璃溶液倒在常温的铜板上冷却至室温形成玻璃块，然后将其在玛瑙研钵中研磨30-60min，形成玻璃基质粉末；
步骤2：将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末按0.01～0.1:1的质量比在玛瑙钵中混合均匀，将混合均匀的粉末转移到坩埚中，将坩埚在600-800℃范围内的马弗炉中共烧结15-30min制得青色荧光玻璃。
10.根据权利要求9所述的青色荧光玻璃的制备方法，其特征在于，所述青色荧光粉(Ba0.95-xSrx)Si2O2N2:mEu2+是在常压下采用高温固相法制备的，原料包括BaCO3、SrCO3、Si3N4、SiO2、Eu2O3，将称得的原料在玛瑙研钵中研磨4小时使其充分混合，最后将研磨后的样品置于氧化铝坩埚中放入1400℃的马弗炉中烧结8h。
11.根据权利要求10所述的青色荧光玻璃的制备方法，其特征在于，烧结时选取BaF2作为助熔剂。
12.根据权利要求9所述的青色荧光玻璃的制备方法，其特征在于，将所述青色荧光粉与所述的玻璃基质粉末在玛瑙钵里混合30-60min。
13.根据权利要求9所述的青色荧光玻璃的制备方法，其特征在于，步骤1、步骤2中马弗炉中烧结气氛均为空气气氛。
14.根据权利要求13所述的青色荧光玻璃的制备方法，其特征在于，所制得的青色荧光玻璃在空气气氛下退火48h。
15.根据权利要求9所述的青色荧光玻璃的制备方法，其特征在于，步骤2中坩埚为特制坩埚，所述特制坩埚为直径3cm，高2cm的柱形铂金坩埚，所述青色荧光玻璃打磨抛光为直径2cm、高为2mm、表面光滑的玻璃片。
16.一种全光谱LED器件，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述青色荧光玻璃，所述青色荧光玻璃的侧面设置有含有红色荧光粉的红膜结构以及含有绿色荧光粉的绿膜结构，所述红膜结构、绿膜结构设置在所述青色荧光玻璃的同一侧面、或者分别设置在两侧侧面。
17.根据权利要求16所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述红膜结构、绿膜结构设置在所述青色荧光玻璃的同一侧面时，所述红膜结构、绿膜结构叠加成设置在所述青色荧光玻璃的同一侧面的双层膜结构，或所述红膜结构、绿膜结构按照几何形状组合成设置于所述青色荧光玻璃的同一侧面单层膜结构。
18.根据权利要求16或17所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述红膜结构、绿膜结构高度一致，均为2mm；所述红膜结构为含有氮氧化物荧光粉红膜、绿膜结构为含有YAG荧光粉的绿膜。
19.一种全光谱LED器件，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述青色荧光玻璃，采用喷涂、印刷或喷涂加印刷的方式，将混有红色荧光粉、和/或绿色荧光粉的胶水按照几何形状喷涂或印刷在所述青色荧光玻璃上，并由蓝光芯片激发形成全光谱白光LED。
20.根据权利要求19所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述喷涂是将青色荧光玻璃通过夹具固定在喷粉机的工作台上，喷粉机包括XY轴直线电机、喷阀雾化装置和风机除尘，喷粉机将含有荧光粉的胶水喷涂到工作台面上的青色荧光玻璃上，色温控制在5000-6000K范围内，误差±200K。
21.根据权利要求19所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述印刷是由印刷机将混有荧光粉的胶水透过模板，在所述青色荧光玻璃上留下设定的图形。
22.一种全光谱LED器件，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述青色荧光玻璃，所述青色荧光玻璃采用如权利要求9-15任一项所述的制备方法制备，采用喷涂、印刷、喷涂加印刷的方式，依次将混有红色荧光粉、绿色荧光粉的胶水按照几何形状喷涂或印刷在青色荧光玻璃上，并由蓝光芯片激发形成全光谱白光LED。
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