一种青色荧光玻璃、其制备方法及其全光谱LED器件技术

本发明专利技术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％B

A cyan fluorescent glass, its preparation method and full spectrum LED device

【技术实现步骤摘要】
一种青色荧光玻璃、其制备方法及其全光谱LED器件
本专利技术属于发光材料
，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。
技术介绍
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，贺帅等专利技术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CN107722982A，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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的技术方案如下：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。本专利技术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。本专利技术还提供一种全光谱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，本专利技术的有益效果如下：本专利技术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480-498本文档来自技高网...

【技术保护点】
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％B

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑巧瑜，邹军，杨波波，石明明，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31