專利名稱：包含新型固態(tài)透明熒光材料的白光led及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明提供一種透明熒光材料，尤其是透明陶瓷熒光體、透明玻璃熒光體、和透明復合熒光體，以及應用這三種透明熒光體的白光LED。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode-LED)可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED芯片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，主要是電子。當這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。LED作為一種新型光源，由于具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、啟動速度快、能控制發(fā)光光譜和禁止帶幅的大小使色彩度更高等傳統(tǒng)光源無可比擬的優(yōu)勢而得到了空前的發(fā)展。一般而言，LED通常有兩種產(chǎn)生白光的主要方法，一種是使用發(fā)射紅、綠、藍的三個單色二極管，混色形成白光。另一種是使用熒光材料將藍或紫外LED發(fā)出的單色光轉(zhuǎn)換成寬頻譜的白色光。其中前一種方法產(chǎn)生的白光主要應用于大屏幕顯示技術(shù)，而后一種方法產(chǎn)生的白光主要應用于照明與背光源。對于后一種白光技術(shù)，日本日亞公司擁有該領域的開創(chuàng)性發(fā)明(US5998925A):米用藍色GaN芯片激發(fā)YAG黃色熒光粉而獲得白光，該專利的發(fā)明點在于釔鋁石榴石熒光粉，該熒光粉吸收450nm至470nm波長藍光，激發(fā)產(chǎn)生550nm至560nm波長黃光，具有成本低、效率高的優(yōu)點。但對于普通藍光或紫外LED芯片，其光電轉(zhuǎn)換效率一般低于30%，即使是目前最好的LED芯片，其光電轉(zhuǎn)換效率也不會高于50%。因此LED在發(fā)光時將伴隨產(chǎn)生大量的熱。一般在點亮的芯片周圍，溫度會到達150攝氏度至200攝氏度。這樣的溫度將造成熒光粉的效率下降20-30%，從而產(chǎn)生光源的色溫與色坐標的偏移。同時也影響了 LED光源的光效與穩(wěn)定性。而釔鋁石榴石(YAG)熒光粉在120攝氏度以上的溫度會發(fā)生退化，同時由于涂敷的熒光粉材料為非透明材料，在藍光或紫外芯片發(fā)出的光通過時會發(fā)生散射吸收等現(xiàn)象，使得出光效率不高；同時由于涂敷厚度的不均勻會嚴重影響其光斑和白光色溫。例如由于涂敷不均勻造成的黃色光圈、藍色光斑、白光色溫不一致等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的前述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，光效高而且性能可靠的熒光陶瓷材料以及包含該陶瓷材料的LED芯片，以及利用LED芯片發(fā)光激發(fā)熒光陶瓷，產(chǎn)生白光的白光LED的制備方法，同時還提供一種白光LED芯片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):一、透明熒光材料本發(fā)明提供一種透明陶瓷熒光體，其中包括如下方面的技術(shù)方案:(I) 一種透明陶瓷熒光體， 其特征在于，所述熒光體具有如下化學式:Re3Al5012，其中稀土元素 Re 選自 Ce, Eu, Er, Nd, Tb, Sm, Tm, Dy, Y, Gd, Pr, Lu, Ho, Pm, La 或 Yb 中的一種或任意幾種的混合物。(2)根據(jù)(I)的透明陶瓷熒光體，其特征在于，所述透明熒光體在250nm-480nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率為大于50%，在480nm-780nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率為大于80%。(3)根據(jù)(I)或(2)的透明陶瓷熒光體，其特征在于，所述透明陶瓷熒光體激發(fā)譜的峰值波長在250nm-480nm范圍內(nèi)，發(fā)射譜的峰值波長在480_780nm范圍內(nèi)。(4)根據(jù)(I) - (3)任一項的透明陶瓷熒光體，其特征在于，所述透明陶瓷熒光體的厚度為0.5-2mm。 (5)根據(jù)(I) - (4)任一項的透明陶瓷熒光體，其特征在于，所述透明陶瓷熒光體可以根據(jù)需要制備為片狀、盒狀、半球狀等。本發(fā)明還提供一種如上(I)- (5)任一項的透明陶瓷熒光體的制備方法，其包括如下技術(shù)方案:(6) 一種透明陶瓷熒光體的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:a.粉體制備:按Re3Al5O12的化學計量比稱量Al2O3與Re2O3粉末，并添加一定的燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑、增塑劑、分散劑，其中所述Re為稀土元素。根據(jù)本發(fā)明，所述Re2O3 粉末選自 Ce2O3, Eu2O3, Er2O3, Nd2O3, Tb2O3, Sm2O3, Tm2O3, Dy2O3,Y2O3, Gd2O3, Pr2O3, Lu2O3, Ho2O3, Pm2O3, La2O3 或 Yb2O3 中的一種或幾種的混合物；b.陶瓷素坯成型:將步驟(I)獲得的熒光陶瓷粉體原料通過傳統(tǒng)的濕法或干法成型，干燥后制成素坯。c.排膠:將步驟(2)獲得的素坯放入900-1500°C的高溫爐中煅燒，時間為20min-20h,以排出素坯中的有機成份；d.燒結(jié):將步驟(4)的陶瓷素坯放入高溫燒結(jié)爐中燒結(jié)，所述燒結(jié)溫度為800-21000C，優(yōu)選溫度為 1000-1900°C，更優(yōu)選 1200_1850°C，升溫速率為 0.5_10°C /min。燒結(jié)時間2-20小時，優(yōu)選:12-30小時；e.退火:將燒結(jié)致密化后的陶瓷放入退火爐中進行退火處理，退火溫度為900-1500°C，優(yōu)選溫度為1200°C _1500°C，退火時間為lh_20h。升溫速率為0.5_10°C /min。根據(jù)本發(fā)明，所述燒結(jié)助劑為MgO或CaO或TEOS或SiO2，添加量為所述Al2O3與Re2O3混合粉末質(zhì)量的O 2wt%,優(yōu)選0.5_lwt%。根據(jù)本發(fā)明，所述粘結(jié)劑選自聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯樹膠、海藻酸胺、甲基纖維素、羥甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、甲基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺、羥丙基纖維素、聚氧乙烯中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明，所述粘結(jié)劑的添加量為上述混合氧化物質(zhì)量的0.1 10%。根據(jù)本發(fā)明，所述增塑劑選自脂肪酸、多元醇、脂肪酸脂、檸檬酸脂、聚酯增塑劑、環(huán)氧增塑劑中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明，所述增塑劑的添加量為混合氧化物質(zhì)量的0.1 10%。根據(jù)本發(fā)明，所述分散劑選自聚丙烯酸、聚丙烯、聚丙烯胺、聚乙烯、聚乙二烯、聚乙二醇、阿拉伯樹膠、明膠、鯡魚油、魚油、油酸、蓖麻油中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明，所述分散劑的添加量根據(jù)原始粉料的粒徑大小調(diào)節(jié)用量。根據(jù)本發(fā)明，所述步驟(2)的成型方法包括傳統(tǒng)的干壓法、等靜壓法、流延法、注漿法、澆鑄法、擠出法、注塑法與凝膠注模成型法等。本發(fā)明還提供一種透明玻璃熒光體，其包括如下技術(shù)方案:(I) 一種透明玻璃熒光體，其特征在于，所述透明玻璃熒光體的摩爾百分比組成為:AF, BF2, A2O或BO中的一種或幾種的混合物:0_25% ；Re2O3或ReF3中的一種或幾種的混合物:0.001-25% ；Al2O3:20-40% ；SiO2:20-70% ；其中A選自堿金屬L1、Na、K、Rb、Cs ;B 選自堿土金屬 Be、Mg、Ca、Sr、Ba ;Re 選自稀土兀素:Ce, Eu, Er, Nd, Tb, Sm, Tm, Dy, Y, Gd, Pr, Lu, Ho, Pm, La 或 Yb 中的一種或幾種。(2)根據(jù)(I)的透明玻璃熒光體，其特征在于，所述熒光體在250nm-480nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率大于50%，在480nm-780nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率大于80%。

(3)根據(jù)(I)或(2)的透明玻璃熒光體，其特征在于，所述透明玻璃熒光體激發(fā)譜的峰值波長在250nm-480nm范圍內(nèi)，發(fā)射譜的峰值波長在480_780nm范圍內(nèi)。(4)根據(jù)(I) - (3)任一項的透明玻璃熒光體，其特征在于，所述透明玻璃熒光體的厚度為0.5-2mm。(5)根據(jù)(I) - (4)任一項的透明玻璃熒光體，其特征在于，所述透明玻璃熒光體的形狀為片狀、盒狀、半球狀等。本發(fā)明還提供上述(I)- (5)任一項的透明玻璃熒光體的制備方法，其包括如下技術(shù)方案:(6) 一種上述(I) - (5)任一項的透明玻璃突光體的制備方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟:按上述(I)- (5)任一項的摩爾百分比的配方:AF, BF2, A2O或BO中的一種或幾種的混合物:0_20% ；Re2O3:0.001-25%、Al2O3:21-40% ；SiO2:25-70%，稱量原料，將原料混合均勻后倒進坩堝中熔化，熔制溫度1400-1700°C，保溫2_15小時后將玻璃熔體倒入鑄鐵模上，然后置于高溫爐中進行退火，退火溫度為400-1500°C，退火時間為2-10小時，然后隨爐冷卻至室溫。本發(fā)明還提供一種透明復合熒光體，其包括如下技術(shù)方案:(I) 一種透明復合熒光體，其特征在于，所述熒光體為復合材料，包含上述透明陶瓷熒光體與透明玻璃熒光體，其中所述透明陶瓷熒光體與透明玻璃熒光體的質(zhì)量比為:45:55 95:5，優(yōu)選 60:40 80:20。根據(jù)本發(fā)明的復合熒光體，所述透明陶瓷熒光體所占比例為45-95%，優(yōu)選為60%-90%，更優(yōu)選為 70%-80%。(2)根據(jù)(I)所述的透明復合熒光體，其特征在于該透明復合熒光體為透明陶瓷熒光體與透明玻璃熒光體的疊層結(jié)構(gòu)，兩種材料的厚度分別為0.5-2mm。(3)根據(jù)(I)或(2)所述的透明復合熒光體，其特征在于，所述透明復合熒光體的受激發(fā)射譜可以涵蓋整個可見光范圍，即380-780nm，優(yōu)選480_780nm。(4)根據(jù)(I)- (3)任一項的透明復合熒光體，其特征在于，所述熒光體在250nm-480nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率為大于50%，在480nm_780nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率為大于80%。(5)根據(jù)(I) - (4)任一項的透明復合熒光體，其特征在于，所述透明復合熒光體的形狀為片狀、盒狀或半球狀等。(6 )本發(fā)明還提供上述(1)-(3)任一項的透明復合熒光體的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:a.制備透明陶瓷熒光體，其制備步驟如透明陶瓷熒光體所述。b.按所述玻璃熒光體的配方摩爾百分比稱量原料，將原料混合均勻后倒進坩堝中熔化，熔制溫度1400-1700°C，保溫2-15小時后將玻璃熔體倒入鑄鐵模上，該鑄鐵模的底部放置了上述制備完成的陶瓷熒光體。然后將整體置于高溫爐中進行退火，退火溫度為400-1500°C，退火時間為2-10小時，然后隨爐冷卻至室溫，脫模并得到透明復合熒光體。本發(fā)明還提供一種透明陶瓷熒光體用于白光LED的應用，其特征在于，所述透明陶瓷熒光體如上所述。本發(fā)明還提供一種透明玻璃熒光體用`于白光LED的應用，其特征在于，透明玻璃熒光體如上所述。本發(fā)明還提供一種透明復合熒光體用于白光LED的應用，其特征在于，透明復合熒光體如上所述。二、應用透明熒光體的白光LED1、一種應用透明熒光材料的白光LED封裝光源本發(fā)明提供一種應用突光材料的白光LED封裝光源,包括如下技術(shù)方案:(I)一種應用透明熒光材料的白光LED封裝光源，包括封裝基板12，一顆以上的藍光或紫外光LED芯片20和透明熒光材料11，其特征在于，所述透明熒光材料11選自如本發(fā)明前述的透明陶瓷熒光體，透明玻璃熒光體和透明復合熒光體。根據(jù)本發(fā)明，所述透明熒光材料11位于封裝光源的最上部。根據(jù)本發(fā)明，所述藍光或紫外光LED芯片20位于封裝基板12的上部，通過硅膠或銀膠(可市售獲得)50固定于封裝基板12上。所述芯片20與支架底部安裝的電極30連接。根據(jù)本發(fā)明，所述透明熒光材料11覆蓋在藍光或紫外光LED芯片20上。優(yōu)選地，所述透明熒光材料11與所述芯片20通過透明膠體40 (可市售獲得)固定在封裝基板12上。(2)根據(jù)上述(I)的白光LED封裝光源，其特征在于:利用藍光或紫外LED芯片20發(fā)出的光激發(fā)透明熒光材料11所述透明熒光材料11選自如本發(fā)明前述的透明陶瓷熒光體，透明玻璃熒光體和透明復合熒光體。本發(fā)明中，透明熒光材料替代了常規(guī)白光LED封裝中熒光粉的使用，通過芯片20發(fā)出的光激發(fā)熒光材料形成白光。(3)根據(jù)上述(I)或(2)的白光LED封裝光源，其特征在于:所述的LED芯片20的發(fā)射光譜為峰值波長在400-500nm的可見光或峰值波長在250_400nm的紫外光。(4)根據(jù)上述(I)- (3)任一項的白光LED封裝光源，其特征在于:所述的LED芯片可以為垂直結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)與倒裝結(jié)構(gòu)LED芯片。2、一種應用透明熒光材料的雙面發(fā)光LED封裝光源本發(fā)明還提供一種應用透明熒光材料的雙面發(fā)光LED封裝光源，其包括如下技術(shù)方案:(I)一種應用透明熒光材料的白光LED封裝光源，包括透明熒光材料封裝基板10、一顆以上的藍光或紫外光LED芯片20和透明熒光材料11，其特征在于所述透明熒光材料封裝基板10與透明熒光材料11選自如本發(fā)明前述的透明陶瓷熒光體，透明玻璃熒光體和透明復合突光體。根據(jù)本發(fā)明，所述藍光或紫外光LED芯片20位于封裝基板10的上部，通過透明膠體(可市售獲得)51固定于封裝基板10上。所述芯片20與支架底部安裝的電極30連接。根據(jù)本發(fā)明，所述透明熒光材料11覆蓋在藍光或紫外光LED芯片20上。優(yōu)選地，所述透明熒光材料11與所述芯片20通過透明膠體40 (可市售獲得)固定在封裝基板12上。(2)根據(jù)上述(I)的白光LED封裝光源，其特征在于，所述LED芯片20的正面和背面均可以發(fā)光。根據(jù)本發(fā)明，由LED芯片20背面發(fā)出的光可以透過透明熒光材料基板10直接射出該LED封裝結(jié)構(gòu)，從而 形成了一個正反兩面發(fā)光的LED封裝光源。(3)根據(jù)上述(I)或(2)的白光LED封裝光源，其特征在于，利用藍光或紫外LED芯片20發(fā)出的光激發(fā)位于其背面的透明熒光材料封裝基板10和位于其正面的透明熒光材料11，所述透明熒光材料10和11選自如本發(fā)明前述的透明陶瓷熒光體，透明玻璃熒光體和透明復合突光體。本發(fā)明中，透明熒光材料替代了常規(guī)白光LED封裝中熒光粉的使用，通過芯片20發(fā)出的光激發(fā)熒光材料形成白光，從而使透明熒光材料替代了常規(guī)白光LED封裝中熒光粉的使用。(4)根據(jù)上述(I) - (3)任一項的白光LED封裝光源，其特征在于，所述LED芯片的發(fā)射光譜為峰值波長在400-500nm的可見光或峰值波長在250_400nm的紫外光。(5)根據(jù)上述(I) - (4)任一項的白光LED封裝光源，其特征在于:所述的LED芯片選自水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)、或倒裝結(jié)構(gòu)LED芯片。本發(fā)明利用透明熒光體代替?zhèn)鹘y(tǒng)白光LED光源中的熒光粉，白光LED。由于透明熒光體具有高熱導、高穩(wěn)定性與高結(jié)晶度的優(yōu)勢，避免白光LED光源由于高溫造成的色溫漂移，提高了白光LED光源的穩(wěn)定性，并提高了白光LED光源的光效。


:圖1為實施例1、3、5應用透明陶瓷熒光體的白光LED封裝光源；圖2為實施例1的(CeacifaY9a94st)3A15012透明陶瓷熒光體燒結(jié)后的XRD圖譜；圖3為實施例1的白光LED光源的光譜；
圖4為實施例2應用透明玻璃熒光體的白光LED封裝光源；圖5為實施例2的白光LED光源的光譜；圖6為實施例3的(CeacifaGdltwY89I)3A15012透明陶瓷熒光體燒結(jié)后的XRD圖譜；
圖7為實施例3的白光LED光源的光譜；圖8為實施例4應用透明復合熒光體的白光LED封裝光源；圖9為實施例4的白光LED光源的光譜；圖10為實施例5的(CeawGdicwUb6J3Al5O12透明陶瓷熒光體燒結(jié)后的XRD圖譜；圖11為實施例5的白光LED光源的光譜；圖12為實施例6的白光LED封裝光源；圖13為實 施例6的(CeacifaY9a94st)3A15012透明陶瓷熒光體燒結(jié)后的XRD圖譜；圖14為實施例6的白光LED光源的光譜；圖15為實施例7的白光LED封裝光源；圖16為實施例7的白光LED光源的光譜；圖17為實施例8的白光LED光源；圖18為實施例8的(CeatlfaY9a94st)3A15012透明陶瓷熒光體燒結(jié)后的XRD圖譜；圖19為實施例8的白光LED光源的光譜；圖20為實施例9的白光LED光源；圖21為實施例9的白光LED光源的光譜；圖22為實施例10的白光LED光源；圖23為實施例10的白光LED光源的光譜；
具體實施例方式本發(fā)明通過如下具體實施方式

進行詳細說明。但本領域技術(shù)人員了解，下述實施例不是對本發(fā)明保護范圍的限制，任何在本發(fā)明基礎上做出的改進和變化都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。實施例1按(Ce0.0faY9讀)3A15012化學組成稱量a -Al2O3粉體，Y2O3粉體，Ce2O3粉體原料，混合粉體加入0.1200g的TE0S，0.5400g的聚乙烯醇縮丁醛放入高純度瑪瑙球磨罐中，加入80g的高純瑪瑙球,無水乙醇12g,球磨20小時后放入烘箱中干燥15h。用研缽研磨后篩粉得到45 75 μ m的粉體，分別用IOMpa的壓力軸單向加壓，壓制成原片后，于200Mpa下冷等靜壓。在常壓下900°C排膠20小時，并將排膠后的素坯在真空中燒結(jié)，升溫速率為10°C /min,燒結(jié)溫度為1850°C，升溫速率為10°C /min，燒結(jié)時間為15小時，燒結(jié)后的樣品經(jīng)1500°C退火10小時,最后對樣品進行拋光,拋光后的樣品厚度為0.64mm?？梢姽馔高^率可達到83%。圖2為(CeatlfaY99I)3Al5O12透明陶瓷熒光體燒結(jié)后的XRD圖譜，圖中的每個峰位與Re3Al5O12陶瓷石榴石相的標準峰位相吻合，且沒有雜峰，說明該樣品經(jīng)過此燒結(jié)過程已經(jīng)完全轉(zhuǎn)變?yōu)槭袷?。如圖1所示，利用市售硅膠50將峰值波長為460nm的LED芯片20固定于氧化鋁陶瓷基板12的固晶位置上，在烘箱中烘烤使硅膠50固化。再利用金線將LED芯片20的電極與氧化鋁陶瓷基板12的電極30相連接。最后在氧化鋁陶瓷基板12的芯片20位置點上透明硅膠40并覆蓋上透明陶瓷熒光體11，在烘箱中烘烤使透明硅膠40固化。該白光LED光源的光電測試結(jié)果為:色溫為Tc=5261K，顯色指數(shù)Ra=69.5，光效n=911m/W。其測試的光譜圖如圖3所示。實施例2按表I摩爾百分比稱量以下粉體材料:表權(quán)利要求
1.一種透明陶瓷熒光體，其特征在于其化學式為Re3Al5O12，其中稀土元素Re選自Ce，EU，Er, Nd, Tb, Sm, Tm, Dy, Y, Gd, Pr, Lu, Ho, Pm, La 或 Yb 中的一種或任意幾種的混合物。
優(yōu)選地，所述透明熒光體在250nm-480nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率為大于50%，在480nm-780nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率為大于80%。
優(yōu)選地，所述透明陶瓷熒光體激發(fā)譜的峰值波長在250nm-480nm范圍內(nèi)，發(fā)射譜的峰值波長在480-780nm范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，所述透明陶瓷熒光體可以根據(jù)需要制備為片狀、盒狀、半球狀等。
更優(yōu)選地，所述透明陶瓷熒光體的厚度為0.5-2mm。
2.—種權(quán)利要求1的透明陶瓷熒光體的制備方法，其特征在于采用包括以下步驟的制備方法: a.粉體制備:按Re3Al5O12的化學計量比稱量Al2O3與Re2O3粉末，并添加一定的燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑、增塑劑、分散劑，所述 Re2O3 粉末選自 Ce2O3, Eu2O3, Er2O3, Nd2O3, Tb2O3, Sm2O3, Tm2O3,Dy2O3, Y2O3, Gd2O3, Pr2O3, Lu2O3, Ho2O3, Pm2O3, La2O3 或 Yb2O3 中的一種或幾種的混合物； b.陶瓷素坯成型:將步驟(I)獲得的熒光陶瓷粉體原料通過傳統(tǒng)的濕法或干法成型，干燥后制成素坯，其中成型方法包括傳統(tǒng)的干壓法、等靜壓法、流延法、注漿法、澆鑄法、擠出法、注塑法與凝膠注模成型法等； c.排膠:將步驟(2)獲得的素坯放入900-1500°C的高溫爐中煅燒，時間為20min-20h，以排出素坯中的有機成份； d.燒結(jié):再將陶瓷素坯放入高溫燒結(jié)爐中燒結(jié),所述燒結(jié)溫度為800-2100°C，優(yōu)選溫度為1000-1900°C，更優(yōu) 選1200-1850°C，升溫速率為0.5_10°C /min。燒結(jié)時間2-20小時，優(yōu)選:12-30小時； e.退火:將燒結(jié)致密化后的陶瓷放入退火爐中進行退火處理，退火溫度為900-1500°C，優(yōu)選溫度為1200°C _1500°C，退火時間為lh_20h。升溫速率為0.5_10°C /min。
3.—種透明玻璃熒光體，其特征在于，所述透明玻璃熒光體的摩爾百分比組成為: AF, BF2, A2O或BO中的一種或幾種的混合物:0_25% ； Re2O3或ReF3中的一種或幾種的混合物:0.001-25% ；Al2O3:20-40% ；SiO2:20-70% ； 其中A選自堿金屬L1、Na、K、Rb、Cs ； B 選自堿土金屬 Be、Mg、Ca、Sr、Ba ；Re 選自稀土元素:Ce, Eu, Er, Nd, Tb, Sm, Tm, Dy, Y, Gd, Pr, Lu, Ho, Pm, La 或 Yb 中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述突光體在250nm-480nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%,優(yōu)選透過率大于50%，在480nm-780nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率大于80%。
優(yōu)選地，所述透明玻璃熒光體激發(fā)譜的峰值波長在250nm-480nm范圍內(nèi)，發(fā)射譜的峰值波長在480-780nm范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，所述透明玻璃熒光體的厚度為0.5-2mm。
4.一種權(quán)利要求3的透明玻璃熒光體的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:按上述(I) - (5)任一項的摩爾百分比的配方: AF, BF2, A2O或BO中的一種或幾種的混合物:0_20% ；Re2O3:0.001-25%,Al2O3:21-40% ； SiO2:25-70%，稱量原料， 將原料混合均勻后倒進坩堝中熔化，熔制溫度1400-1700°C，保溫2-15小時后將玻璃熔體倒入鑄鐵模上，然后置于高溫爐中進行退火，退火溫度為400-1500°C，退火時間為2-10小時，然后隨爐冷卻至室溫。
5.一種透明復合熒光體，其包括權(quán)利要求1所述的一種透明復合熒光體和權(quán)利要求2所述的透明復合熒光體，其特征在于，該透明復合熒光體為透明陶瓷熒光體與透明玻璃熒光體的疊層結(jié)構(gòu)，兩種材料的厚度分別為0.5-2mm。
優(yōu)選地，所述透明復合熒光體的受激發(fā)射譜可以涵蓋整個可見光范圍，即380-780nm，優(yōu)選 480-780nm。
優(yōu)選地，所述透明復合突光體在250nm-480nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%,優(yōu)選透過率為大于50%，在480nm-780nm范圍內(nèi)的直線透過率大于5%，優(yōu)選透過率為大于80%。
6.一種權(quán)利要求5的透明復合熒光體的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: a.制備透明陶瓷熒光體，其制備步驟如透明陶瓷熒光體所述。
b.按所述玻璃熒光體的配方摩爾百分比稱量原料，將原料混合均勻后倒進坩堝中熔化，熔制溫度1400-1700°C，保溫2-15小時后將玻璃熔體倒入鑄鐵模上，該鑄鐵模的底部放置了上述制備完成的陶瓷熒光體。然后將整體置于高溫爐中進行退火，退火溫度為400-1500°C，退火時間為2-10小時，然后隨爐冷卻至室溫，脫模并得到透明復合熒光體。
7.一種權(quán)利要求1的透明陶瓷熒光體用于白光LED的應用。
8.—種權(quán)利要求3的透明玻璃熒光體用于白光LED的應用。
9.一種權(quán)利要求5的透明復合熒光體用于白光LED的應用。
10.一種應用透明熒光材料的白光LED封裝光源，包括封裝基板12，一顆以上的藍光或紫外光LED芯片20和透明熒光材料11，其特征在于，所述透明熒光材料11選自權(quán)利要求1的透明陶瓷熒光體，權(quán)利要求3的透明玻璃熒光體和權(quán)利要求5的透明復合熒光體。
優(yōu)選地，所述透明熒光材料11位于封裝光源的最上部。
優(yōu)選地，所述藍光或紫外光LED芯片20位于封裝基板12的上部，通過硅膠或銀膠50固定于封裝基板12上。所述芯片20與支架底部安裝的電極30連接。
優(yōu)選地，所述透明熒光材料11覆蓋在藍光或紫外光LED芯片20上。優(yōu)選地，所述透明熒光材料11與所述芯片20通過透明膠體40固定在封裝基板12上。
11.一種應用透明熒光材料的雙面發(fā)光LED光源，包括透明熒光材料封裝基板10、一顆以上的藍光或紫外光LED芯片20和透明熒光材料11，其特征在于所述透明熒光材料封裝基板10與透明熒光材料11選自權(quán)利要求1的透明陶瓷熒光體，權(quán)利要求3的透明玻璃熒光體和權(quán)利要求5的透明復合熒光體，所述封裝結(jié)構(gòu)使由LED芯片正面與背面發(fā)出的光分別經(jīng)由透明熒光材料封裝基板10與透明熒光材料11混合而成為白光，形成一個雙面發(fā)射白光的白光LED。
優(yōu)選地，所述藍光或紫外光LED芯片20位于封裝基板10的上部，通過透明膠體51固定于封裝基板10上。所述芯片20與支架底部安裝的電極30連接。
優(yōu)選地，所述透明熒光材料11覆蓋在藍光或紫外光LED芯片20上。優(yōu)選地，所述透明熒光材料11與所述芯片20通過透明膠體40固定在透明熒光材料封裝基板10上。
優(yōu)選地，所述LE D芯片20的正面和背面均可以發(fā)光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種透明熒光體，尤其是透明陶瓷熒光體、透明玻璃熒光體、和透明復合熒光體，以及應用這三種透明熒光體的白光LED。本發(fā)明利用所述透明熒光材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)白光LED光源中的熒光粉，實現(xiàn)白光LED。由于透明熒光體具有高熱導、高穩(wěn)定性與高結(jié)晶度的優(yōu)勢，避免白光LED光源由于高溫造成的色溫漂移，提高了白光LED光源的穩(wěn)定性，并提高了白光LED光源的光效。
文檔編號B32B18/00GK103205254SQ20131012389
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者曹永革, 劉著光, 鄧種華, 郭旺, 李軍庭, 陳劍, 陳東川, 蘭海 申請人:中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所