CN113025305B - 高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法 - Google Patents

高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113025305B
CN113025305B CN201911252072.4A CN201911252072A CN113025305B CN 113025305 B CN113025305 B CN 113025305B CN 201911252072 A CN201911252072 A CN 201911252072A CN 113025305 B CN113025305 B CN 113025305B
Authority
CN
China
Prior art keywords
refractive index
edge
inner core
spectrum emission
total reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911252072.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113025305A (zh
Inventor
张攀德
王红
叶勇
李东升
曾庆兵
王盛
李春晖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Aviation Electric Co Ltd filed Critical Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Priority to CN201911252072.4A priority Critical patent/CN113025305B/zh
Publication of CN113025305A publication Critical patent/CN113025305A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113025305B publication Critical patent/CN113025305B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/0883—Arsenides; Nitrides; Phosphides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7734—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开高折射率包边宽谱发射复合荧光体及制备方法，由均匀混合黄（Ce:YAG）、绿（Ce:LuAG）色荧光粉颗粒的低折射率材料作为内芯，并用外表面镀全反膜（金属膜或者介质膜）均匀分布CaAlSiN3:Eu或者Sr2Si5N8:Eu氮化物红色荧光粉颗粒的高折射率材料包边复合构成。利用外表面镀全反膜的高折射率红光发光体材料包边，实现侧面蓝光分光，消除侧面漏出蓝光造成的损失，将进入到包边体中的蓝光转化为红光发射，有效补充发射光谱带；本发明的复合荧光体利用蓝色激光激发，可同时发射宽带黄光、绿光和红光，实现同源激发全光谱发射，提高激光照明的显色指数。

Description

高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法
技术领域
本发明涉及荧光材料，特别地是，高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法。
背景技术
照明技术历经白炽灯、荧光灯和LED时代后，随着激光技术的发展和激光二极管(Laser diode，简称LD)的应用扩展，正迎来以激光光源为代表的第四代光源技术。诺贝尔物理学奖获得者、蓝光LED与蓝色激光二极管发明人中村修二亦表示，激光照明将会是下一代照明技术。
目前常规利用蓝色激光二极管激发Ce:YAG荧光材料所得白光缺失红光成分，发光显色指数低，无法满足人类对照明光源的要求，同时侧面漏蓝光不仅造成能量损失，也会伤害人眼健康，因此迫切需要对荧光体改进，寻找能够满足显色指数高、符合人眼使用安全需求的荧光体具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合荧光体及其制备方法，更具体地说是一种由均匀混合黄(Ce:YAG)、绿(Ce:LuAG)色荧光粉颗粒的低折射率材料作为内芯，并用外表面镀全反膜(金属膜或者介质膜)均匀分布CaAlSiN3:Eu或者Sr2Si5N8:Eu氮化物红色荧光粉颗粒的高折射率材料包边复合构成及其制备方法。该复合荧光体通过均匀混合黄(Ce:YAG)、绿(Ce:LuAG)色荧光粉颗粒的低折射率材料作为内芯在激发过程中实现黄色和绿色光均匀混合输出，拓宽了发射光谱。利用外表面镀全反膜(金属膜或者介质膜)均匀分布CaAlSiN3:Eu或者Sr2Si5N8:Eu氮化物红色荧光粉颗粒的高折射率材料包边，一方面提高了进入包边材料的蓝光比例，实现红光输出比例提升，弥补原光谱中红光缺失，实现真正意义上的全光谱输出，同时采用外表面镀全反膜从根本上解决了侧面蓝光漏出的问题，解决蓝光对人眼健康危害的同时提升红光含量。实现同源激发可见全光谱发射，提高激光照明的显色指数，同时消除侧漏蓝光对人眼的危害，实现高质量、高显色指数白光输出。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：高折射率包边宽谱发射复合荧光体，包含有，
内芯部，其采用由均匀混合黄(Ce:YAG)、绿(Ce:LuAG)色荧光粉颗粒的低折射率材料；
包边部，其环绕于所述内芯的外围，所述包边部采用由均匀分布CaAlSiN3:Eu或者Sr2Si5N8:Eu氮化物红色荧光粉颗粒的高折射率材料；以及，
全反膜部，其环绕于所述包边部的外围，所述全反射膜部为金属膜或者介质膜。
作为高折射率包边宽谱发射复合荧光体的优选方案，所述内芯部的材料溶剂为折射率n≤1.5的环氧树脂或有机硅烷材料。
作为高折射率包边宽谱发射复合荧光体的优选方案，所述包边部的材料溶剂为折射率n≥1.6的丙烯酸类材料或者基于ZnO、Bi2O3、PbO的玻璃。
作为高折射率包边宽谱发射复合荧光体的优选方案，所述全反射膜部为Au、Ag、Al高反射金属膜或者SiO2/TiO2、SiO2/Al2O3、SiO2/ZrO2、SiO2/HfO2体系介质膜。
作为高折射率包边宽谱发射复合荧光体的优选方案，所述内芯部中，黄(Ce:YAG)、绿(Ce:LuAG)色荧光粉颗粒均匀混合分布于材料溶剂内，其中，黄色荧光粉颗粒浓度x为0≤x≤45wt.％,绿色荧光粉颗粒浓度为0≤y≤45wt.％；所述包边部中，氮化物红色荧光粉颗粒的浓度z为0≤z≤90wt.％。
本发明还提供高折射率包边宽谱发射复合荧光体的制备方法，用于制备复合荧光体，该方法包括下列步骤：
步骤S1，选定x、y、z值后，分别配制内芯部的溶液和包边部的溶液；
步骤S2，根据待制备的复合荧光体的直径大小选择合适压头，将配制好的包边部的溶液挤压成中空管并高温固化；
步骤S3，将内芯部的溶液注入到外包层管内，并利用紫外线或高温固化；
步骤S4，对材料进行全反膜镀膜，然后根据实际使用需求将荧光体切割至合适长度。
本发明的技术效果：
<1>目前常规利用蓝色激光二极管激发Ce:YAG荧光材料所得白光缺失红光成分，发光显色指数低，无法满足人类对照明光源的要求，本发明利用均匀混合黄(Ce:YAG)、绿(Ce:LuAG)色荧光粉颗粒的低折射率材料作为内芯，并用外表面镀全反膜(金属膜或者介质膜)均匀分布CaAlSiN3:Eu或者Sr2Si5N8:Eu氮化物红色荧光粉颗粒的高折射率材料包边复合构成。实现蓝色激光激发，可同时发射宽带黄光、绿光和红光，实现同源激发可见全光谱发射，提高激光照明的显色指数。
<2>目前常规利用蓝色激光二极管激发Ce:YAG荧光材料侧面漏蓝光不仅造成能量损失，也会伤害人眼健康，因此迫切需要对荧光体改进，本发明外表面镀全反膜完全消除侧面蓝光的漏出，提升蓝光利用率、消除侧漏蓝光对人眼的危害。
<3>本发明采用低折射率材料内芯，高折射率材料包边的结构，利于侧面蓝光分光，增加进入到包边体中的蓝光比例，增强红光发射。
<4>本发明采用低折射率材料内芯，高折射率材料包边的结构，增大发光体与空气之间的折射率差，实现更有效抑制蓝光漏出，提升蓝光利用率。实现高质量、高显色指数白光输出。
<5>本发明采用制备方法简单、样品制备可定制程度高，便于实现量产。
附图说明
图1是本发明复合荧光体的结构剖面示意图。
图2是本发明复合荧光体的俯视图。
图中1：内芯，2：包边，3全反膜。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明保护范围。
先请参阅图1、图2，图1是本发明复合荧光体的结构剖面示意图，图2是本发明复合荧光体的俯视图。本发明复合荧光体，由均匀混合黄(Ce:YAG)、绿(Ce:LuAG)色荧光粉颗粒的低折射率材料作为内芯，并用外表面镀全反膜(金属膜或者介质膜)均匀分布CaAlSiN3:Eu或者Sr2Si5N8:Eu氮化物红色荧光粉颗粒的高折射率材料包边复合构成。所述的内芯材料溶剂为折射率n≤1.5的环氧树脂或有机硅烷材料，包边材料溶剂为高折射率n≥1.6的丙烯酸类材料或者基于ZnO、Bi2O3、PbO等的高折射率玻璃，外表面所镀全反膜为Au、Ag、Al等高反射金属膜或者SiO2/TiO2、SiO2/Al2O3、SiO2/ZrO2、SiO2/HfO2等体系介质膜。其中复合结构荧光体内芯黄(Ce:YAG)、绿(Ce:LuAG)色荧光粉颗粒均匀混合分布于内芯低折射率溶剂内。其中黄色荧光粉颗粒浓度x为0≤x≤45wt.％,绿色荧光粉颗粒浓度为0≤y≤45wt.％。包边结构中氮化物红色荧光粉颗粒浓度z为0≤z≤90wt.％
实施例1：
上述的复合荧光体的制备方法，该方法包括下列步骤：
①选定x＝20wt.％、y＝20wt.％、z＝50wt.％，分别配制内芯溶液(溶剂选用折射率n＝1.4的环氧树脂)和外层包边溶液(溶剂选用折射率n＝1.6的丙烯酸类材料)；
②选用复合荧光体的包边管内径2mm，外径4mm压头，将配制好的外层包边溶液挤压成内径2mm，壁厚2mm中空管并利用紫外光固化；
③将内芯溶液注入到外包层管内，并利用紫外线或高温固化；
④对材料包边外侧进行全反膜镀膜，然后将荧光体切割为长度为2mm荧光体器件。
利用蓝光激发荧光体，可以输出高质量、高显色指数白光输出。
其余各实施例参数见下表：
Figure BDA0002309315710000041
Figure BDA0002309315710000051
实验表明，本发明的复合荧光体实现蓝色激光激发，同时发射宽带黄光、绿光和红光，实现同源激发可见全光谱发射，提高激光照明的显色指数。完全消除侧面蓝光的漏出，提升蓝光利用率、消除侧漏蓝光对人眼的危害。制备方法简单、样品制备可定制程度高，便于实现量产。
以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.高折射率包边宽谱发射复合荧光体，其特征在于，包含有，
内芯部，其采用由均匀混合黄色Ce：YAG荧光颗粒、绿色Ce:LuAG荧光粉颗粒的低折射率材料；
包边部，其环绕于所述内芯的外围，所述包边部采用由均匀分布CaAlSiN3:Eu或者Sr2Si5N8:Eu氮化物红色荧光粉颗粒的高折射率材料；以及，
全反膜部，其环绕于所述包边部的外围，所述全反射膜部为金属膜或者介质膜。
2.根据权利要求1所述的高折射率包边宽谱发射复合荧光体，其特征在于，所述内芯部的材料溶剂为折射率n≤1.5的环氧树脂或有机硅烷材料。
3.根据权利要求1所述的高折射率包边宽谱发射复合荧光体，其特征在于，所述包边部的材料溶剂为折射率n≥1.6的丙烯酸类材料或者基于ZnO、Bi2O3、PbO的玻璃。
4.根据权利要求1所述的高折射率包边宽谱发射复合荧光体，其特征在于，所述全反射膜部为Au、Ag、Al高反射金属膜或者SiO2/TiO2、SiO2/Al2O3、SiO2/ZrO2、SiO2/HfO2体系介质膜。
5.根据权利要求1所述的高折射率包边宽谱发射复合荧光体，其特征在于，所述内芯部中，黄色Ce：YAG荧光颗粒、绿色Ce:LuAG荧光粉颗粒均匀混合分布于材料溶剂内，其中，黄色Ce：YAG荧光颗粒浓度x为0＜x≤45wt.%，绿色Ce:LuAG荧光粉颗粒浓度为0＜y≤45wt.%；所述包边部中，氮化物红色荧光粉颗粒的浓度z为0＜z≤90wt.%。
6.高折射率包边宽谱发射复合荧光体的制备方法，用于制备权利要求5所述的复合荧光体，其特征在于，该方法包括下列步骤：
步骤S1，选定x、y、z值后，分别配制内芯部的溶液和包边部的溶液；
步骤S2，根据待制备的复合荧光体的直径大小选择合适压头，将配制好的包边部的溶液挤压成中空管并高温固化；
步骤S3，将内芯部的溶液注入到外包层管内，并利用紫外线或高温固化；以及，
步骤S4，对材料进行全反膜镀膜，然后根据实际使用需求将荧光体切割至合适长度。
CN201911252072.4A 2019-12-09 2019-12-09 高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法 Active CN113025305B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911252072.4A CN113025305B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911252072.4A CN113025305B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113025305A CN113025305A (zh) 2021-06-25
CN113025305B true CN113025305B (zh) 2023-07-14

Family

ID=76451401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911252072.4A Active CN113025305B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113025305B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113024253B (zh) * 2019-12-09 2023-09-12 上海航空电器有限公司 用于激光照明的高显色性包边复合结构波长转换陶瓷及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8104908B2 (en) * 2010-03-04 2012-01-31 Xicato, Inc. Efficient LED-based illumination module with high color rendering index
JP2013175548A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 白色ｌｅｄ及びそれを備える白色発光デバイス
JP6047431B2 (ja) * 2013-03-08 2016-12-21 シャープ株式会社 発光装置
WO2017021087A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 Philips Lighting Holding B.V. Crisp white with improved efficiency
CN113725342A (zh) * 2015-09-10 2021-11-30 英特曼帝克司公司 用于一般照明及显示器背光的磷光体转换白光发光装置和光致发光化合物
CN108997998A (zh) * 2017-06-06 2018-12-14 深圳市光峰光电技术有限公司 单分散的核壳结构的荧光粉颗粒及其制备方法
CN107785476B (zh) * 2017-09-29 2018-11-02 温州大学 一种白光led用荧光玻璃薄膜及其制备方法
JP2021015133A (ja) * 2017-11-08 2021-02-12 シャープ株式会社 光源装置および投影装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113025305A (zh) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI392112B (zh) 含發光磷光體之發光二極體（ｌｅｄ）照明配置
US20160149097A1 (en) Wavelength conversion member, method for manufacturing the same, and light emitting device
US10495263B2 (en) LED filament lamps with white filament appearance
EP2940747B1 (en) Wavelength conversion member and light-emitting device
CN107304984A (zh) 波长转换部件以及投光灯
KR20170068518A (ko) 네오디뮴-불소 재료를 채용하는 led 장치
JP2010016029A (ja) Ｌｅｄ光源
WO2005093860A1 (ja) 発光装置
KR20160036489A (ko) 발광 장치
JPWO2019102787A1 (ja) 波長変換部材及び発光装置
CN113025305B (zh) 高折射率包边宽谱发射复合荧光体及其制备方法
US20130308292A1 (en) Led lamp
CN107785476B (zh) 一种白光led用荧光玻璃薄膜及其制备方法
TWM474264U (zh) 含玻璃燒結螢光體之ｌｅｄ結構
WO2014026486A1 (zh) 白光led发光装置
JP2016018921A (ja) 波長変換部材及び発光デバイス
KR20180093989A (ko) 다중 네오디뮴 및 불소 화합물을 사용하여 색조정 필터링을 채택하는 led 장치
EP2947382A1 (en) Wavelenth conversion member and remote phosphor type light emitting apparatus
WO2019021846A1 (ja) 波長変換部材及び発光装置
WO2022052616A1 (zh) 透射式波长转换装置及其发光装置
CN110494776B (zh) 波长变换部件和发光装置
CN105047795A (zh) 一种荧光基板及发光装置的制备方法
JP5246774B2 (ja) 蛍光体部材、発光素子及び照明装置
WO2020189338A1 (ja) 波長変換部材及びその製造方法、並びに発光装置
Le Triple-layer remote phosphor structure: a selection of the higher color quality and lumen efficiency for WLEDs

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant