專(zhuān)利名稱(chēng)：一種白光led用硼酸鹽發(fā)光玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于半導(dǎo)體照明的發(fā)光材料，尤其是涉及一種可被近紫外光LED芯片有效激發(fā)而發(fā)白光的硼酸鹽玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體白色發(fā)光二極管(light-emitting diodes，簡(jiǎn)稱(chēng)LED)是近十多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型固態(tài)照明器件。與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈相比，白光LED具有節(jié)能、效率高、 壽命長(zhǎng)、體積小、顏色可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為“第四代照明光源”。目前，常用的白光LED需采用有機(jī)樹(shù)脂將藍(lán)光LED芯片與YAG: Ce熒光粉封裝起來(lái)。但是封裝用的有機(jī)樹(shù)脂易老化，尤其是采用紫外光LED芯片來(lái)獲得白光LED的方案中，器件的壽命大大降低，開(kāi)發(fā)一種新型的材料來(lái)解決這些問(wèn)題具有重要意義。同時(shí)由于白光是由熒光體的黃色熒光與LED的藍(lán)光混合而成，器件的發(fā)光顏色隨驅(qū)動(dòng)電壓和熒光體涂層厚度的變化而變化，色彩還原性差，顯色指數(shù)低。為解決上述問(wèn)題，全色單基質(zhì)白光玻璃能在一定程度上克服混合熒光體的不足，提高了流明效率和顯色指數(shù)；并且由玻璃替代樹(shù)脂也能優(yōu)化封裝工藝。因此開(kāi)發(fā)適合紫外激發(fā)的高效單基質(zhì)白光玻璃具有廣闊的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明制備了三摻Eu2+、Tb3+和Mn2+的發(fā)光玻璃，此發(fā)光玻璃能被近紫外光有效激發(fā)而發(fā)出穩(wěn)定高效的白光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于擴(kuò)大用于白光LED照明用的材料，提供一種新型的發(fā)光效率高、均勻性高、熱穩(wěn)定性高、透過(guò)率高的制作工藝簡(jiǎn)單的用于LED白光照明的發(fā)光玻璃及其制備方法。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的近紫外光激發(fā)，而且光轉(zhuǎn)換效率高，可穩(wěn)定的發(fā)射出從400nm到750nm的覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍的白光，是一種適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型材料。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃，其特征在于所述玻璃的組成如下列化學(xué)表達(dá)式所示aSrO · bMgO · c&03:xEu2+，yMn2+, ζTb3+其中，a，b，c，x，y，z為各自的摩爾分?jǐn)?shù)，其中，0. 5<a<2，0. 5<b<2，2彡c彡4， 0. 005 ^ χ < 0. 1,0. 03 ^ y ^ 0. 2,0 ^ ζ < 0. 2。優(yōu)選的，所述化學(xué)表達(dá)式中，a+x+z = 1，b+y = 1。優(yōu)選的，所述化學(xué)表達(dá)式中0. 8 < a < 1.2，0. 8 < b < 1.2，2彡c彡4， 0. 01 彡 χ 彡 0. 06,0. 09 ^ y ^ 0. 15,0. 01 彡 ζ 彡 0. 08。本發(fā)明還提供所述的白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃的制備方法，所述方法為以各自含Sr、Mg、EU、Mn或Tb的化合物、含B的化合物為原料，按照所述白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃的化學(xué)表達(dá)式中各元素的摩爾比例稱(chēng)取相應(yīng)的所述原料，直接以固體粉末或加入少量乙醇或丙酮潤(rùn)濕，研磨混勻得混合物，將混合物在空氣或還原性氣氛中，升溫至900 1300°C 溫度下進(jìn)行焙燒，升溫速率通常為5°C /min 20°C /min，冷卻得最終焙燒產(chǎn)物即制得所述白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃；所述的焙燒是指每次焙燒時(shí)間為1 7小時(shí)，焙燒1 5次， 優(yōu)選焙燒1次即可，多次焙燒時(shí)，每?jī)纱伪簾g冷卻到室溫進(jìn)行研磨處理，最后一次焙燒在還原性氣氛下進(jìn)行，所述還原性氣氛為含5-10v%氫氣的氮?dú)饣旌蠚?、?-10v%—氧化碳的氮?dú)饣旌蠚饣蚧钚蕴吭诟邷叵潞涂諝庵械难鯕夥磻?yīng)產(chǎn)生的一氧化碳?xì)夥眨?br> 所述含Sr、Mg、Eu、Mn或Tb的化合物物為含Sr、Mg、Eu、Mn或Tb各自對(duì)應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽或有機(jī)酸鹽；所述的含B的化合物為含硼的氧化物、硼酸或硼酸鹽。
進(jìn)一步，所述含Sr、Mg、Eu、Mn或Tb的化合物優(yōu)選為含Sr、Mg、Eu、Mn或Tb各自對(duì)應(yīng)的氧化物或碳酸鹽。
在于所述的含B的化合物優(yōu)選為硼酸。
本發(fā)明所述研磨可在瑪瑙研缽或球磨機(jī)中進(jìn)行。所述研磨可以加入少量乙醇或丙酮潤(rùn)濕，起到均勻介質(zhì)的作用，通常加入量使固體原料成糊狀即可，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。
本發(fā)明制備方法中，最后一次焙燒至熔融狀態(tài)后，將熔融液按需要倒入設(shè)定形狀的模具，冷卻得到相應(yīng)形狀的所述白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃。
或者最后一次得到的最終焙燒產(chǎn)物可以經(jīng)過(guò)切割、拋光成所需要的形狀，制得特定形狀的白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃。
本發(fā)明提供的白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃，在ζ = 0時(shí)，為雙摻Eu2+和Mn2+的硼酸鹽發(fā)光玻璃，在波長(zhǎng)為380nm紫外光激發(fā)下，所述硼酸鹽發(fā)光玻璃的發(fā)射波長(zhǎng)范圍為 400-750nm，其中包括400_550nm的藍(lán)光區(qū)域和550_750nm的紅光區(qū)域，發(fā)射主波長(zhǎng)分別為 460nm 禾口 630nmo
而當(dāng)0 < ζ < 0. 06，即三摻Eu2+、Mn2+和Tb3+的硼酸鹽發(fā)光玻璃，玻璃中Tb3+的存在能有效提高發(fā)光玻璃的顯色指數(shù)，并使色坐標(biāo)更接近于正白光。在波長(zhǎng)為350nm紫外光激發(fā)下，所述硼酸鹽發(fā)光玻璃的發(fā)射波長(zhǎng)范圍為400-750nm，比雙摻Eu2+和Mn2+的硼酸鹽發(fā)光玻璃多了 488nm處的藍(lán)光和增多了 543nm的綠光。
由此可見(jiàn)，本發(fā)明提供的硼酸鹽發(fā)光玻璃可以發(fā)射出系列偏紅、偏藍(lán)的白光和正白光，顯色指數(shù)可達(dá)90以上。
本發(fā)明的提供的白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃的化學(xué)組成決定了其激發(fā)光譜非常寬，在250 450nm范圍內(nèi)具有強(qiáng)的吸收，適合于紫外光LED芯片激發(fā)。本發(fā)明發(fā)光玻璃的發(fā)射光譜覆蓋了從400nm到750nm的整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)，是一種具有高顯色指數(shù)、非常適合于白光LED的新型材料。同時(shí)該發(fā)光玻璃具有性能穩(wěn)定，發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)。并且制備方法工藝簡(jiǎn)單、易于操作、無(wú)污染、成本低。

圖1實(shí)施例1制得的雙摻Eu2+和Mn2+的硼酸鹽玻璃的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，虛線部分是激發(fā)光譜，實(shí)線部分是發(fā)射光譜；橫坐標(biāo)代表波長(zhǎng)(nm)，縱坐標(biāo)代表相對(duì)強(qiáng)度(a. U)。
圖2實(shí)施例11制得的三摻Eu2+、Mn2+和Tb3+的硼酸鹽玻璃的發(fā)射光譜，橫坐標(biāo)代CN 102531387 A
表波長(zhǎng)(nm)，縱坐標(biāo)代表相對(duì)強(qiáng)度(a. u)。 具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此實(shí)施例1 0. 995Sr0 · 0. 82Mg0 · 3B203:0. 005Eu2+，0. 18Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 7345克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1652克氧化鎂(MgO)、1. 8549克硼酸 (H3BO3)、0. 0044克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 1035克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以活性炭粉作為產(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為5°C /min,以1100°C焙燒6小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的偏紅白光在380nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。實(shí)施例2 0. 95Sr0 · 0. 97Mg0 · 2. 5B203:0. 05Eu2+，0. 03Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 7012克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1955克氧化鎂(MgO)、1. 5458克硼酸 (H3BO3)、0· 044克三氧化二銪(Eu2O3)、0· 0172克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中，添加2mL乙醇進(jìn)行研磨，研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中， 在高溫爐中以含5-10v% —氧化碳的氮?dú)饣旌蠚庾鳛檫€原氣氛，升溫速率為10°C /min,以 1200°C焙燒4小時(shí)，在熔融時(shí)倒入模具，得到特定的形狀，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的偏藍(lán)白光在380nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。實(shí)施例3 0. 99Sr0 · 0. 85Mg0 · 2. 8B203:0. OlEu2+,0. 15Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 7308克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1713克氧化鎂(MgO)、1. 7312克硼酸 (H3BO3)、0. 0088克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0862克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中，添加2mL丙酮進(jìn)行研磨，研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中， 在高溫爐中以含5-10v%—氧化碳的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為 150C /min,以1300°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。所得玻璃經(jīng)切割、拋光可形成特定的透鏡形狀。該發(fā)光玻璃發(fā)射的偏紅白光在400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。實(shí)施例4 0. 98Sr0 · 0. 94MgO · 2B203:0. 02Eu2+，0. 06Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 7234克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1894克氧化鎂(MgO)、1. 2366克硼酸 (H3BO3)、0. 0176克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0345克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中，添加2mL丙酮進(jìn)行研磨，研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中， 在高溫爐中以含5-10v%氫氣的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為20°C /min，先以900焙燒5小時(shí)，再以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的偏藍(lán)白光在400nm到730nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm 到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。
實(shí)施例5 0. 97Sr0 · 0. 9IMgO · 3. 5B203:0. 03Eu2+，0. 09Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。
制備方法如下
分別稱(chēng)取0. 7160克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1834克氧化鎂(MgO)、2. 1641克硼酸 (H3BO3)、0. 0264克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0517克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以活性炭粉作為產(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒4小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的白光在400nm到730nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。
實(shí)施例6 0. 96Sr0 · 0. 88Mg0 · 3. 2B203:0. 04Eu2+,0. 12Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。
制備方法如下
分別稱(chēng)取0. 7086克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1773克氧化鎂(MgO)、1. 9786克硼酸 (H3BO3)、0. 0352克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0690克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以含5-10v% — 氧化碳的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的白光在400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。
實(shí)施例7 0. 9Sr0 · 0. 8Mg0 · 2. 5B203:0. IEu2+,0. 2Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。
制備方法如下
分別稱(chēng)取0. 6643克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1612克氧化鎂(MgO)、1. 5458克硼酸 (H3BO3)、0. 0880克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0575克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中，添加3mL丙酮進(jìn)行研磨，研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中， 在高溫爐中以含5-10v%氫氣的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C / min,以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的白光在400nm到 760nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。
實(shí)施例8 0. 995Sr0 · 0. 97Mg0 · 3. 5B203:0. 005Eu2+，0. 03Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。
制備方法如下
分別稱(chēng)取0. 7345克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1995克氧化鎂(MgO)、2. 1641克硼酸 (H3BO3)、0. 0044克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0172克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以含5-10v% — 氧化碳的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的偏紅白光在380nm到730nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED 芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。
實(shí)施例9 0. 98Sr0 · 0. 88Mg0 · 4B203:0. 02Eu2+，0. 12Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 7234克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1773克氧化鎂(MgO)、2. 4732克硼酸 (H3BO3)、0. 0176克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0690克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中，添加2mL丙酮進(jìn)行研磨，研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中， 在高溫爐中以活性炭粉作為產(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒2 小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的白光在400nm到760nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED 芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。實(shí)施例10 0. 96Sr0 · 0. 9IMgO · 3. 8B203:0. 04Eu2+,0. 09Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 7086克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1834克氧化鎂(MgO)、2. 3495克硼酸 (H3BO3)、0. 0352克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0517克碳酸錳(MnCO3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以含5-10v% — 氧化碳的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的白光在400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。實(shí)施例11 0. 94SrO · 0. 88Mg0 · 3B203:0. 02Eu2+，0. 12Μη2+，0· 04Tb3+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 6939克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1773克氧化鎂(MgO)、1. 8549克硼酸 (H3BO3) >0. 0176 克三氧化二銪(Eu2O3)、0· 0690 克碳酸錳(MnCO3)、0· 0366 克氧化鋱(Tb2O3)， 以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中，添加2mL丙酮進(jìn)行研磨，研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以含5-10v%氫氣的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的正白光在400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm 到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃，顯色指數(shù)達(dá)到90以上。實(shí)施例12 0. 93Sr0 · 0. 9IMgO · 2. · 5 :0. 04Eu2+, 0. 09Μη2+，0· 03Tb3+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 6865克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1834克氧化鎂(MgO)、1. 5458克硼酸 (H3BO3)、0· 0352 克三氧化二銪(Eu2O3) >0. 0517 克碳酸錳(MnCO3)、0· 0274 克氧化鋱(Tb2O3)， 以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中， 在高溫爐中以含5-10v%氫氣的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C / min，以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的正白光在400nm 到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)， 是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃，顯色指數(shù)達(dá)到90以上。
實(shí)施例13 0. 93Sr0 · 0. 82Mg0 · 3. 5 :0. OlEu2+, 0. 18Mn2+，0. 06Tb3+ 發(fā)光玻璃的制備。
制備方法如下
分別稱(chēng)取0. 6865克碳酸鍶(SrCO3)、0. 1652克氧化鎂(MgO)、2. 1641克硼酸 (H3BO3)、0· 0088 克三氧化二銪(Eu2O3)、0· 1035 克碳酸錳(MnCO3)、0· 0549 克氧化鋱(Tb2O3)， 以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中， 在高溫爐中以含5-10v%氫氣的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C / min，以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的偏紅白光在 400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250匪到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。
實(shí)施例14 0. 96Sr0 · 0. 9IMgO · 3. 8B203:0. 04Eu2+,0. 09Mn2+ 發(fā)光玻璃的制備。
制備方法如下
分別稱(chēng)取0. 8430克草酸鍶(SrC2O4)、0· 1834克氧化鎂(MgO)、2· 3495克硼酸 (H3BO3)、0. 0352克三氧化二銪(Eu2O3)、0. 0391克二氧化錳(MnO2)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以含5-10v% — 氧化碳的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的白光在400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。
實(shí)施例15 0. 94SrO · 0. 88Mg0 · 3B203:0. 02Eu2+，0. 12Μη2+，0· 04Tb3+ 發(fā)光玻璃的制備。
制備方法如下
分別稱(chēng)取0. 6939 克碳酸鍶(SrCO3) >1. 1281 克硝酸鎂(MgN2O6. 6Η20)、1· 8549 克硼酸(H3BO3)、0· 0176克三氧化二銪(Eu2O3)、0· 0690克碳酸錳(MnCO3)、0· 0366克氧化鋱 (Tb2O3)，以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中，添加2mL丙酮進(jìn)行研磨， 研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以含5-10v%氫氣的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的正白光在400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃，顯色指數(shù)達(dá)到90以上。
實(shí)施例16 0. 93Sr0 · 0. 9IMgO · 2. . 5 :0. 04Eu2+，0. 09Mn2+，0. 03Tb3+ 發(fā)光玻璃的制備。
制備方法如下
分別稱(chēng)取0. 9841克硝酸鍶(Sr(NO3)2)、0· 1834克氧化鎂(MgO)U. 5458克硼酸 (H3BO3)、0· 0352 克三氧化二銪(Eu2O3)、0· 1102 克乙酸錳(Mn(CH3COO)2 · 4Η20)、0· 0274 克氧化鋱(Tb2O3),以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以含5-10ν%氫氣的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為10°C /min,以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的正白光在400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃，顯色指數(shù)達(dá)到 90以上。實(shí)施例17 0. 93Sr0 · 0. 82Mg0 · 3. 5 :0. OlEu2+, 0. 18Mn2+，0. 06Tb3+ 發(fā)光玻璃的制備。制備方法如下分別稱(chēng)取0. 6865 克碳酸鍶(SrCO3)、0· 7147 克磷酸氫鎂(MgHPO4 · 3Η20)、2· 1641 克硼酸(H3BO3)、0· 0088克三氧化二銪(Eu2O3)、0· 1035克碳酸錳(MnCO3)、0· 0549克氧化鋱 (Tb2O3),以上原料均為分析純。將上述原料混合物在瑪瑙研缽中研磨均勻以后，裝入剛玉坩堝中，在高溫爐中以含5-10ν%氫氣的氮?dú)饣旌蠚庾鳛楫a(chǎn)生還原氣氛的條件，升溫速率為 10°C/min，以1100°C焙燒2小時(shí)，冷卻至室溫，制得發(fā)光玻璃。該發(fā)光玻璃發(fā)射的偏紅白光在400nm到750nm之間，覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光范圍。該發(fā)光玻璃可被從250nm到450nm的紫外光激發(fā)，是適合于紫外光LED芯片激發(fā)的白光LED應(yīng)用的新型發(fā)光玻璃。
權(quán)利要求
1.一種白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃，其特征在于所述玻璃的組成如下列化學(xué)表達(dá)式所示aSrO · bMgO · CB2O3 :xEu2+, yMn2+, ζTb3+其中，8，13，(；，1，7，2為各自的摩爾分?jǐn)?shù)，其中，0.5<3< 2，0. 5 < b < 2，2彡c彡4， 0. 005 ^ χ < 0. 1,0. 03 ^ y ^ 0. 2,0 ^ ζ < 0. 2。
2.如權(quán)利要求1所述的白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃，其特征在于所述化學(xué)表達(dá)式中， a+x+z = 1，b+y = 1。
3.如權(quán)利要求1所述的白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃，其特征在于所述化學(xué)表達(dá)式中0. 8 < a < 1. 2,0. 8<b<1.2,2^c^ 4,0. 01 ^ χ ^ 0. 06,0. 09 ^ y ^ 0. 15， 0· 01 彡 ζ 彡 0· 08。
4.如權(quán)利要求1所述的白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃的制備方法，其特征在于所述玻璃的組成如下列化學(xué)表達(dá)式所示aSrO · bMgO · CB2O3 :xEu2+，yMn2+，ζ Tb3+其中，8，13，(；，1，7，2為各自的摩爾分?jǐn)?shù)，其中，0.5<3< 2，0. 5 < b < 2，2彡c彡4， 0. 005 ^ χ < 0. 1,0. 03 ^ y ^ 0. 2,0 ^ ζ < 0. 2 ；所述的方法為以各自含Sr、Mg、EU、Mn或Tb的化合物、含B的化合物為原料，按照所述白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃的化學(xué)表達(dá)式中各元素的摩爾比例稱(chēng)取相應(yīng)的所述原料，直接以固體粉末或加入少量乙醇或丙酮潤(rùn)濕，研磨混勻得混合物，將混合物在空氣或還原性氣氛中，升溫至900 1300°C溫度下，進(jìn)行焙燒，冷卻得最終焙燒產(chǎn)物即所述白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃；所述的焙燒是每次焙燒時(shí)間為1 7小時(shí)，焙燒1 5次，每?jī)纱伪簾g冷卻到室溫進(jìn)行研磨處理，最后一次焙燒在還原性氣氛下進(jìn)行，所述還原性氣氛為含5-10v% 氫氣的氮?dú)饣旌蠚?、?-10v% —氧化碳的氮?dú)饣旌蠚饣蚧钚蕴吭诟邷叵潞涂諝庵械难鯕夥磻?yīng)產(chǎn)生的一氧化碳?xì)夥眨凰龊琒r、Mg、Eu、Mn或Tb的化合物物為含Sr、Mg、Eu、Mn或Tb各自對(duì)應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽或有機(jī)酸鹽；所述的含B的化合物為含硼的氧化物、硼酸或硼酸鹽。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述含Sr、Mg、Eu、Mn或Tb的化合物為含Sr、 Mg、Eu、Mn或1 各自對(duì)應(yīng)的氧化物或碳酸鹽。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的含B的化合物為硼酸。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述升溫至900 1300°C溫度，所述升溫的速率為 5 0C /min 20 °C /min。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于最后一次焙燒至熔融狀態(tài)后，將熔融液按需要倒入設(shè)定形狀的模具，冷卻得到相應(yīng)形狀的所述白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于將最終焙燒產(chǎn)物經(jīng)過(guò)切割、拋光成所需要的形狀，制得白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于焙燒次數(shù)為1次。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃，如下列化學(xué)表達(dá)式所示aSrO·bMgO·cB2O3:xEu2+，yMn2+，zTb3+，其中，a，b，c，x，y，z為各自的摩爾分?jǐn)?shù)，其中，0.5＜a＜2，0.5＜b＜2，2≤c≤4，0.005≤x＜0.1，0.03≤y≤0.2，0≤z＜0.2。并公開(kāi)了所述白光LED用硼酸鹽發(fā)光玻璃的制備方法。本發(fā)明有益效果產(chǎn)品性能穩(wěn)定、激發(fā)光譜范圍寬、顯色指數(shù)高、工藝簡(jiǎn)單、易于操作、無(wú)污染、成本低。
文檔編號(hào)C03C3/15GK102531387SQ201110460420
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者朱澄靜, 潘再法, 王麗麗, 莫衛(wèi)民 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)