CN114920455B - LED用(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃及复合荧光玻璃的制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了LED用(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃及复合荧光玻璃的制备和应用。所述LED用(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料和复合荧光玻璃材料的制备方法采用的基玻璃体系均是10wt%B2O3‑60wt%SiO2‑20wt%CaO‑10wt%Na2O基玻璃体系;所述制备方法包括以下步骤:(1)制备玻璃粉;(2)将(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉或者(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉和CaAlSiN3:Eu2+荧光粉与步骤(1)得到的玻璃粉按比例混合、研磨并置于涂抹了纳米Al2O3层的坩埚中,放入高温熔融炉熔融成型后随炉冷却获得(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料或者复合荧光玻璃材料。本发明提供了(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料在制备绿光LED以及复合荧光玻璃材料在制备白光LED中的应用,得到了高显指的绿光和白光。
Description
技术领域
本发明涉及一种(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃及其复合白光荧光玻璃材料的制备方法和应用,属于研究玻璃陶瓷领域。
背景技术
白光发光二极管(WLED)具有效率高、功耗低和成本效益好等优点,被作为新一代绿色照明光源,获得广泛应用。如:室内照明、室外照明、显示器背光源、聚光灯、汽车前大灯、景观灯等领域,白光LED已成为人类日常生活中重要的组成部分。在液晶显示器(LCD)中被用作白光光源。将红色和绿色荧光粉与基于InGaN的蓝色LED芯片(RG-LED)结合,使用硅树脂或有机环氧树脂将荧光粉嵌入蓝色LED上,制备出wLED。虽然荧光体转换白光发光二极管(WLEDs)已经取得了重大成就,但为了获得更好的长期可靠性,人们也在继续研究新的LED结构在远程WLEDs中。蓝色芯片与封装材料完全分离,显著提高器件的热分散效率。由于有机树脂或有机硅的热降解,研究者也被鼓励研究新型光致发光转换器,包括荧光粉层、量子点掺杂玻璃和涉及涂层或薄膜的玻璃,以获得远程WLEDs的优良性能。然而,传统的RG-LED存在性能和耐久性问题,因为在长期运行过程中,作为分散传统LED封装上的荧光粉的介质的硅酮粘合剂会导致严重的问题,如由于大功率pc-WLEDs的长期热辐射的高累积能量导致的硅树脂发黄现象,硅树脂的低热稳定性和化学稳定性会导致wLED的效率和可靠性下降。
为了改善发光材料的特殊特性,如激光驱动的背光、高质量的光、温暖的白色和可擦除可重写的光存储等,人们对发光材料进行了深入的研究。荧光玻璃(PiG)是一种由荧光粉和无机玻璃基质组成的无机彩色转化器。这种配置确保了长期的稳定性,因此,这种荧光玻璃已经在高功率wLED应用中商业化,如汽车大灯。目前YAG:Ce黄色荧光粉已成为白光LED中最广泛的研究对象和最成熟的商用荧光转换材料,因其发光效率高、量子效率高、化学稳定性好、热机械性能好、成本效益低,已成为商用的主流WLED灯产品。但是其发射光谱以黄光为主,青、绿、红光成分不足,导致白光的显色指数偏低、相关色温偏高。由蓝色LED和黄色荧光粉组合产生的白光不能满足一般照明和平板显示应用的要求。在三原色中,绿色荧光粉对wLEDs的优良色度起着不可或缺的作用,因为到目前为止还很难获得高亮度的绿色LED。因此,开发高效、可靠的绿色荧光玻璃具有重要意义。目前,绿色荧光玻璃、荧光陶瓷荧光粉主要由铈掺杂的LuAG或Y3(GaxAl1-x)O12,但是元素Lu和Ga比较贵。其他绿色荧光粉主要由硅酸盐、铝酸盐和氮化物等组成。其中,硅基绿色荧光粉因其优异的化学稳定性和大量生产所需的原料而具有广阔的应用前景。一般来说,铝酸盐绿色荧光粉耐湿性差,在潮湿的环境中容易水解,这极大地影响了wLEDs的发光性能。对于氮化荧光粉,合成条件很苛刻,因为通常需要高温和高氮气压力。(BaSr)2SiO4:Eu2+绿色发光荧光粉具有优异的发光性能,具有较宽的激发波段,发射光谱峰值约为518nm。这个峰值接近人眼最敏感的波长(在暗斑条件下,人类视觉对510nm绿光最敏感)。因此,研究以简单、成本低廉、发光性能优良的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉,开发了绿色发光(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃变得十分有意义。
虽然通过蓝、黄、红按照一定比例也能复合出白光,但由于蓝、绿、红为光学基础三原色,因此通过蓝光激发,激发绿色、红色得到的白光,在配比上更容易得到复合白光,并且具有更高的显指。此外,荧光玻璃的高导热性可以弥补由于有效散热而产生的强烈温度依赖性发光特性所带来的问题。因此,发展绿色发光(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃,并利用其稳定的光学性质,在高功率的荧光化绿色/白色LED是很有价值的。
发明内容
针对目前基于YAG:Ce的荧光转换材料发光光谱中缺少绿光、红光,只能获得低显指、高色温的冷白光的问题,本发明提供了一种高效、可靠的LED用绿色(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料的制备方法。
本发明要解决的第二个技术问题是提供所述(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料在制备绿光LED中的应用。
本发明要解决的第三个技术问题是提供一种LED用(BaSr)2SiO4:Eu2+同氮化物红粉CaAlSiN3:Eu2+荧光粉复合荧光玻璃材料的制备方法。
本发明要解决的第四个技术问题是提供所述复合荧光玻璃材料在制备稳定、高效的白光LED中的应用。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种LED用(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料的制备方法,所述(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料采用的基玻璃体系是B2O3-SiO2-CaO-Na2O基玻璃体系,各组分的质量百分比含量为B2O3:10wt%,SiO2:60wt%,CaO:20wt%,Na2O 10wt%;所述制备方法包括以下步骤:
(1)原料的混合:按上述质量百分比准确称量玻璃原料B2O3、SiO2、CaO和Na2O,然后放入研钵中,均匀混合研磨后置于坩埚中;把坩埚放入高温炉中,升温使玻璃原料熔融后将坩埚中的玻璃熔体倒入冷水中炸玻璃,以消除玻璃的内应力,降低玻璃的熔点;将水淬过后的玻璃块进行烘干处理,烘干后得到的玻璃再碎化处理,处理完后放入玛瑙研钵中研磨,过200-400目的筛子,得到玻璃粉;
(2)将(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与步骤(1)得到的玻璃粉按比例混合、研磨并置于涂抹了纳米Al2O3层的坩埚中,放入高温熔融炉加热至700-800℃并保温10-20min使之熔融成型,使之随炉冷却获得(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料;
其中,以(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与玻璃粉的总质量为100%计,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉的质量百分含量为10-40%,优选10%。
本发明所用的B2O3-SiO2-CaO-Na2O基玻璃体系能够有效防止硅酸盐绿色荧光粉(BaSr)2SiO4:Eu2+在无压烧结过程中的氧化分解,使硅酸盐绿色荧光粉(BaSr)2SiO4:Eu2+与玻璃体系成功共存,并使制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料具有良好的光学性能,尤其适合用于制备LED。
作为优选,本发明步骤(1)中,所用的坩埚为刚玉坩埚。
作为优选,本发明步骤(1)中,玻璃熔制温度为1200-1550℃,其中1550℃更佳。
作为优选,本发明步骤(1)中,玻璃熔制时间为5-30分钟,其中30分钟更佳。
作为优选,本发明步骤(1)中,玻璃块的干燥温度为100-200℃,时间为3-15小时。
作为优选,本发明步骤(1)中,炸玻璃采用蒸馏水,防止实验过程中引进杂质。
本发明步骤(1)中,水淬玻璃过程所需时间简短,不需要后续的退火处理。
第二方面,本发明提供了所述(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料在制备绿光LED中的应用。
所述的应用具体为:将所述(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料切割成薄片,与商业450GaN蓝光LED芯片耦合,得到绿光LED。
第三方面,本发明提供了一种LED用复合荧光玻璃材料的制备方法,所述复合荧光玻璃材料采用的基玻璃体系是B2O3-SiO2-CaO-Na2O基玻璃体系,各组分的质量百分比含量为B2O3:10wt%,SiO2:60wt%,CaO:20wt%,Na2O 10wt%;所述制备方法包括以下步骤:
(a)原料的混合:按上述质量百分比准确称量玻璃原料B2O3、SiO2、CaO和Na2O,然后放入研钵中,均匀混合研磨后置于坩埚中;把坩埚放入高温炉中,升温使玻璃原料熔融后将坩埚中的玻璃熔体倒入冷水中炸玻璃,以消除玻璃的内应力,降低玻璃的熔点;将水淬过后的玻璃块进行烘干处理,烘干后得到的玻璃再碎化处理,处理完后放入玛瑙研钵中研磨,过200-400目的筛子,得到玻璃粉;
(b)将(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉、CaAlSiN3:Eu2+荧光粉与步骤(1)得到的玻璃粉按比例混合,置于涂抹了纳米Al2O3层的坩埚中,放入高温熔融炉加热至700-800℃并保温10-20min使之熔融成型,使之随炉冷却获得复合荧光玻璃材料;
其中,以(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉、CaAlSiN3:Eu2+荧光粉与玻璃粉的总质量为100%计,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉和CaAlSiN3:Eu2+荧光粉的总质量百分含量为10-40%;其中(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉的质量占两种荧光粉总质量的65%-70%。
本发明所用的B2O3-SiO2-CaO-Na2O基玻璃体系能够有效防止硅酸盐绿色荧光粉(BaSr)2SiO4:Eu2+和氮化物荧光粉CaAlSiN3:Eu2+在无压烧结过程中的氧化分解,使硅酸盐绿色荧光粉(BaSr)2SiO4:Eu2+、CaAlSiN3:Eu2+与玻璃体系成功共存,并使制备的复合荧光玻璃材料具有良好的光学性能,尤其适合用于制备LED。
本发明所述步骤(a)的制备细节同第一部分的步骤(1),在此不再赘述。
作为优选,以(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉、CaAlSiN3:Eu2+荧光粉与玻璃粉的总质量为100%计,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉和CaAlSiN3:Eu2+荧光粉的总质量百分含量为10%。
作为优选,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与CaAlSiN3:Eu2+荧光粉的质量比为2:1。
第四方面,本发明提供根据上述制备方法制得的复合荧光玻璃材料在制备白光LED中的应用。
所述的应用具体为:将所述复合荧光玻璃材料切割成薄片,与商业450GaN蓝光LED芯片耦合,得到白光LED。
与现有技术相比,本发明的优点是:
(1)本发明开发一种低温玻璃配方,解决了传统高温玻璃对硅酸盐绿色荧光粉(BaSr)2SiO4:Eu2+过程中的氧化、腐蚀的关键技术难题,实现硅酸盐绿色荧光粉的玻璃化,成功制备了(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料,制得的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料具有光学性能好、显色指数高、工艺简单、成本低、物化性能稳定等突出优势。
(2)本发明的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料与蓝光LED芯片耦合实现了直接出绿光,可用于LED绿光照明,制备的绿光LED具有优异的光效、色温、显指。并且,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉采用与玻璃结合的方式,增加了导热系数,减少热猝灭现象,使发光稳定性能得到极大的提高。这解决了照明器件效率下降问题和长期服役条件下荧光玻璃胶膜分层的稳定性问题。
(3)本发明将(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与CaAlSiN3:Eu2+荧光粉复合制备出可发射白光的稳定复合荧光玻璃材料,其制备的白光LED的显指达到90,并且在不同电流下,色坐标未发生明显偏移,此外蓝、绿、红的复合荧光玻璃相较蓝、黄、红复合的复合荧光玻璃材料更便于调节,更容易获得高显指的白光。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
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一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例1-4(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与制得的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料的激发发射谱图;说明制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃保持了较好的发光特性。
图2为本发明实施例1-4制得的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料样品的荧光(PL)图,通过荧光图,我们能很准确地看到在518nm有明显的发射峰,这是(BaSr)2SiO4:Eu2+的主发射峰,并且随着硅酸盐绿粉(BaSr)2SiO4:Eu2+浓度的增加,硅酸盐绿粉的发射峰越来越强,与实际符合。
图3为本发明实施例1-4制得的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料样品的X射线衍射(XRD)图。在XRD图,样品的衍射峰与(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉的衍射峰保持一致,且无多余的杂质峰,说明制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃无其他的杂质产生。
图4为用本发明实施例1-4制得的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料样品的电致发光图谱,其中S1-S4分别对应实施例1-4的样品,其中样品切割尺寸为1mm×1mm×0.1mm,从电致发光光谱上可以看出来,制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃具有良好的发光效果。
图5为本发明实施例4制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料样品(40wt%(BaSr)2SiO4:Eu2+)切割成10mm×10mm×0.2mm测得的电致发光光谱。从图中可以看出,随着电流的增加,发光效率没有太大影响,说明具有良好的稳定性。
图6为本发明实施例1-4制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料样品(10-40wt%(BaSr)2SiO4:Eu2+)切割成10mm×10mm×0.2mm的样品图。从常光跟紫光的样品照片,可以看出得到了高质量的荧光绿光玻璃。
图7为本发明实施例5制备的复合荧光玻璃材料样品,在150mA电流下的450nmGaN蓝光LED芯片耦合下得到白光,可以看出得到了高质量的荧光玻璃。
图8为实施例5制备的复合荧光玻璃材料在不同电流测试下的光谱图,光谱未发生明显变化,说明荧光玻璃材料具有优良的稳定性。
图9为LED应用实施例2制备的白光LED与LED应用实施例1制备的绿光LED的显指对比照片,其中绿光LED采用实施例1的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料制备。
图10为不同输入电流下的实施例5制备的复合荧光玻璃的色坐标图,随输入电流的增加,色坐标没有明显的变化,均十分接近白光坐标(x=0.3333,y=0.3333)。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1-4
按10wt%B2O3、60wt%SiO2、10wt%Na2O、20wt%CaO取玻璃原料放入研钵中,进行混合研磨均匀,装入刚玉坩埚后放置于高温炉中,升温至1550℃,保温30min后将坩埚中的玻璃熔体倒入冷蒸馏水中淬冷,将水淬过后的玻璃块进行烘干处理,干燥温度为150℃,时间为4小时,烘干后得到的玻璃再碎化处理,处理完后放入玛瑙研钵中研磨,过300目的筛子,得到玻璃前驱体粉末。
按照表1所示的比例往玻璃前驱体粉末中加入(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉,研磨、置于涂抹了纳米Al2O3层的坩埚中,放入高温熔融炉加热至800℃并保温15min使之熔融成型,然后随炉冷却获得(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料。其XRD、荧光图如图1、6所示。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
玻璃粉(Wt%) | 90% | 80% | 70% | 60% |
(BaSr)2SiO4:Eu2+(Wt%) | 10% | 20% | 30% | 40% |
对比例1
改变基玻璃配方,具体基玻璃配方见表2,其他同实施例1,制备得到(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料。
表2
玻璃配方 | B2O3 | SiO2 | Na2O | CaO |
对比例1 | 23.5wt% | 50wt% | 16wt% | 10.5wt% |
实施例1 | 10wt% | 60wt% | 10wt% | 20wt% |
LED应用实施例1
将实施例1-4和对比例1所制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料样品切割成薄片1mm×1mm×0.07mm、1mm×1mm×0.1mm、1mm×1mm×0.12mm、1mm×1mm×0.17mm、1mm×1mm×0.2mm、1mm×1mm×0.3mm等不同尺寸与商业460GaN蓝光LED芯片耦合发出明亮的绿光。
下表3以1×1×0.12mm尺寸为例,显示本发明实施例1-4和对比例1制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料样品在460nmGaN蓝光LED芯片耦合下的绿光LED的光学性能,可以看到实施例1的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料制备的绿光LED性能最佳,且比对比例1的光效、显指有明显提高,而色温明显降低。
表3
实施例5
按10wt%B2O3、60wt%SiO2、10wt%Na2O、20wt%CaO取玻璃原料放入研钵中,进行混合研磨均匀,装入刚玉坩埚后放置于高温炉中,升温至1550℃,保温30min后将坩埚中的玻璃熔体倒入冷蒸馏水中淬冷,将水淬过后的玻璃块进行烘干处理,温度为150℃,时间为4小时,烘干后得到的玻璃再碎化处理,处理完后放入玛瑙研钵中研磨,过300目的筛子,得到玻璃前驱体粉末。
往玻璃前驱体粉末中按照质量比荧光粉:玻璃粉=1:9、(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉:CaAlSiN3:Eu2+荧光粉=2:1的质量比例加入两种荧光粉,研磨、置于涂抹了纳米Al2O3层的坩埚中,放入高温熔融炉加热至800℃并保温15min使之熔融成型,然后随炉冷却获得白光荧光玻璃材料。
对比例2
参照实施例5,仅将基玻璃配方改为CN111574062A公开的最优基玻璃配方,制备得到复合白光荧光玻璃材料。
表4
玻璃配方 | B2O3 | SiO2 | Na2O | CaO |
对比例2 | 25.8wt% | 48.4wt% | 16.1wt% | 9.7wt% |
实施例5 | 10wt% | 60wt% | 10%wt% | 20wt% |
LED应用实施例2
将实施例5和对比例2制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+与CaAlSiN3:Eu2+荧光粉复合荧光玻璃材料样品均切割成薄片,以Φ5×0.12mm尺寸为例,将复合荧光玻璃材料样品与460nmGaN蓝光LED芯片耦合下得到白光LED,并调节不同输入电流观察光学性能,结果如表5所示。实验结果表明,虽然基玻璃主体成分相近,但使用本发明的基玻璃配方得到的复合荧光玻璃材料可以得到显指更高的白光LED。
表5
综上,本发明制备的(BaSr)2SiO4:Eu2+绿色荧光玻璃材料在460nm蓝光激发发出绿光,并通过调节电流10mA-50mA,发现色坐标没有明显的变化。随后采用同CaAlSiN3:Eu2+荧光粉复合制备的的荧光玻璃材料,成功制备出白光LED的荧光玻璃材料,与450GaN蓝光LED芯片耦合得到白光,在调节电流50-90mA,色坐标和显指没有明显变化。说明本发明的(BaSr)2SiO4:Eu2+玻璃稳定性能好,适用于蓝光LED芯片激发的高显色指数白光LED器件。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种LED用(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料的制备方法,其特征在于:所述(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料采用的基玻璃体系是B2O3-SiO2-CaO-Na2O基玻璃体系,各组分的质量百分比含量为B2O3:10wt%,SiO2:60wt%,CaO:20wt%, Na2O 10wt%;所述制备方法包括以下步骤:
(1)原料的混合:按上述质量百分比准确称量玻璃原料B2O3、SiO2、CaO和Na2O,然后放入研钵中,均匀混合研磨后置于坩埚中;把坩埚放入高温炉中,升温使玻璃原料熔融后将坩埚中的玻璃熔体倒入冷水中炸玻璃,以消除玻璃的内应力,降低玻璃的熔点;将水淬过后的玻璃块进行烘干处理,烘干后得到的玻璃再碎化处理,处理完后放入玛瑙研钵中研磨,过200-400目的筛子,得到玻璃粉;
(2)将(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与步骤(1)得到的玻璃粉按比例混合、研磨并置于涂抹了纳米Al2O3层的坩埚中,放入高温熔融炉加热至700-800℃并保温10-20min使之熔融成型,使之随炉冷却获得(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料;
其中,以(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与玻璃粉的总质量为100%计,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉的质量百分含量为10-40%。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:以(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与玻璃粉的总质量为100%计,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉的质量百分含量为10%。
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,玻璃熔制温度为1200-1550 ℃,玻璃熔制时间为5-30分钟。
4.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,玻璃熔制温度为1550℃,玻璃熔制时间为30分钟。
5.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,玻璃块的干燥温度为100-200℃,时间为3-15小时。
6.根据权利要求1所述制备方法制得的(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光玻璃材料在制备绿光LED中的应用。
7.一种LED用复合荧光玻璃材料的制备方法,其特征在于:所述复合荧光玻璃材料采用的基玻璃体系是B2O3-SiO2-CaO-Na2O基玻璃体系,各组分的质量百分比含量为B2O3:10wt%,SiO2:60wt%,CaO:20wt%, Na2O 10wt%;所述制备方法包括以下步骤:
(a)原料的混合:按上述质量百分比准确称量玻璃原料B2O3、SiO2、CaO和Na2O,然后放入研钵中,均匀混合研磨后置于坩埚中;把坩埚放入高温炉中,升温使玻璃原料熔融后将坩埚中的玻璃熔体倒入冷水中炸玻璃,以消除玻璃的内应力,降低玻璃的熔点;将水淬过后的玻璃块进行烘干处理,烘干后得到的玻璃再碎化处理,处理完后放入玛瑙研钵中研磨,过200-400目的筛子,得到玻璃粉;
(b)将(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉、CaAlSiN3:Eu2+荧光粉与步骤(1)得到的玻璃粉按比例混合,置于涂抹了纳米Al2O3层的坩埚中,放入高温熔融炉加热至700-800℃并保温10-20min使之熔融成型,使之随炉冷却获得复合荧光玻璃材料;
其中,以(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉、CaAlSiN3:Eu2+荧光粉与玻璃粉的总质量为100%计,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉和CaAlSiN3:Eu2+荧光粉的总质量百分含量为10-40%;其中(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉的质量占两种荧光粉总质量的65%-70%。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于:以(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉、CaAlSiN3:Eu2+荧光粉与玻璃粉的总质量为100%计,(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉和CaAlSiN3:Eu2+荧光粉的总质量百分含量为10%。
9.如权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于:(BaSr)2SiO4:Eu2+荧光粉与CaAlSiN3:Eu2+荧光粉的质量比为2:1。
10.根据权利要求7所述制备方法制得的复合荧光玻璃材料在制备白光LED中的应用。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001214162A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-07 | Japan Science & Technology Corp | オキシ窒化物ガラスを母体材料とした蛍光体 |
JP2009177131A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-08-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | 蛍光体含有ガラス板及び発光装置の製造方法 |
WO2014106923A1 (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-10 | 日本電気硝子株式会社 | 波長変換材料に用いられるガラス、波長変換材料、波長変換部材及び発光デバイス |
CN105523715A (zh) * | 2015-06-18 | 2016-04-27 | 温州大学 | 一种低熔点的透明荧光玻璃及其制备方法和在白光led中的应用 |
CN107721161A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-02-23 | 上海应用技术大学 | 一种应用于led封装的绿色荧光玻璃及其制备方法 |
WO2020228066A1 (zh) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | 浙江大学 | 一种绿色荧光透明陶瓷的制备方法和应用 |
CN112645592A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-13 | 温州大学 | 一种高效可调复合荧光玻璃材料的制备和应用 |
CN113045205A (zh) * | 2019-12-29 | 2021-06-29 | 西安鸿宇光电技术有限公司 | 一种绿色荧光陶瓷及其制备方法和应用 |
CN114276024A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-05 | 厦门大学 | 一种高显色复合荧光玻璃及其制备方法 |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001214162A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-07 | Japan Science & Technology Corp | オキシ窒化物ガラスを母体材料とした蛍光体 |
JP2009177131A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-08-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | 蛍光体含有ガラス板及び発光装置の製造方法 |
WO2014106923A1 (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-10 | 日本電気硝子株式会社 | 波長変換材料に用いられるガラス、波長変換材料、波長変換部材及び発光デバイス |
CN105523715A (zh) * | 2015-06-18 | 2016-04-27 | 温州大学 | 一种低熔点的透明荧光玻璃及其制备方法和在白光led中的应用 |
CN107721161A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-02-23 | 上海应用技术大学 | 一种应用于led封装的绿色荧光玻璃及其制备方法 |
WO2020228066A1 (zh) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | 浙江大学 | 一种绿色荧光透明陶瓷的制备方法和应用 |
CN113045205A (zh) * | 2019-12-29 | 2021-06-29 | 西安鸿宇光电技术有限公司 | 一种绿色荧光陶瓷及其制备方法和应用 |
CN112645592A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-13 | 温州大学 | 一种高效可调复合荧光玻璃材料的制备和应用 |
CN114276024A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-05 | 厦门大学 | 一种高显色复合荧光玻璃及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
(BaSr)2SiO4:Eu2+ nanorods with enhanced luminescence properties as green-emitting phosphors for white LED applications;E. Pavitra等;《Dyes and Pigments》;第447-456页 * |
Dawei Wen灯.Anomalous Orange Light-Emitting (Sr,Ba)2SiO4:Eu2+ Phosphors for Warm White LEDs.《ACS Applied Materials & Interfaces》.2016,第11615-11620页. * |
Preparation and Properties of Low Melting Point Sn-P-F-O-Matrix Phosphor-in-Glass for white LED;Hu Deming等;《2021 22nd International Conference on Electronic Packaging Technology (ICEPT)》;共4页 * |
白光LED用新型Eu或Gd共掺杂的Ce:YAG单晶荧光材料的光谱性能研究;华伟;向卫东;董永军;梁晓娟;杨帆;金怀东;梁续;吕春燕;《稀有金属材料与工程》(08);第1371-1375页 * |
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