阅读说明：本技术 红光补偿荧光玻璃陶瓷及其制备方法和在白光led器件中的应用 (Red light compensation fluorescent glass ceramic, preparation method thereof and application thereof in white light LED device ) 是由 雷芳 马腾 陈璐 施鹰 谢建军 章蕾 范灵聪 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种红光补偿荧光玻璃陶瓷及其制备方法和在白光LED器件中的应用,通过高温熔融法,制备可被蓝光有效激发的红色硼磷酸盐荧光玻璃,然后通过低温共烧法将红色硼磷酸盐荧光玻璃和YAG:Ce<Sup>3+</Sup>黄色荧光粉复合成红光补偿荧光玻璃陶瓷。荧光玻璃陶瓷中的YAG:Ce<Sup>3+</Sup>黄色荧光粉和玻璃基体可同时被蓝光激发,发射出黄光和红光,获得蓝光、黄光和红光复合获得发白光的LED器件。有效提高了材料热稳定性,适用于大功率LED器件,延长器件的寿命,同时也增加了红光成分,提高了器件的显色性,避免因额外添加红色荧光粉来提高显色性而削弱材料透明度,降低芯片激发效率,拓展了发光材料的种类领域和应用范围。(The invention discloses red light compensation fluorescent glass ceramic, a preparation method thereof and application thereof in a white light LED device 3+ The yellow fluorescent powder is compounded into the red light compensation fluorescent glass ceramic. YAG: Ce in fluorescent glass-ceramics 3+ The yellow fluorescent powder and the glass substrate can be excited by blue light at the same time to emit yellow light and red light, and the blue light, the yellow light and the red light are obtained to be compounded to obtain white lightAn LED device. The thermal stability of the material is effectively improved, the material is suitable for high-power LED devices, the service life of the device is prolonged, the red light component is increased, the color rendering property of the device is improved, the phenomenon that the transparency of the material is weakened due to the fact that red fluorescent powder is additionally added to improve the color rendering property is avoided, the excitation efficiency of a chip is reduced, and the variety field and the application range of the luminescent material are expanded.)

红光补偿荧光玻璃陶瓷及其制备方法和在白光LED器件中的 应用

技术领域

本发明涉及一种发光材料其制备方法和应用，特别是涉及一种无机光转换材料其制备方法和应用，应用于无机固体发光技术领域。

背景技术

近年来，被誉为第四次照明革命的LED固态照明技术得到了快速发展。在“倡导节能减排、发展低碳经济”绿色发展主题下，大功率白光LED产品因其发光效率高、使用寿命长、响应时间短和环保无污染等优点，正逐渐取代白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯等传统照明光源，并且可以应用于移动通讯、城市景观、车灯、信号灯、液晶显示和照明等多种领域。目前常见的商用白光LED是由蓝光GaN芯片和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉封装在一起制成的，YAG:Ce³⁺为Ce³⁺掺杂的钇铝石榴石。封装是将荧光粉混合于环氧树脂/硅胶中并直接涂覆于芯片表面。这种封装方式的商用白光LED主要存在以下的问题：

(1)无法满足高功率密度白光LED照明需求，高功率芯片工作时会产生大量热量，传统有机封装材料环氧树脂/硅胶在长时间热辐射环境下极易发生老化和黄化，引起白光LED器件的光衰、色偏，并且严重缩短LED实际使用寿命；

(2)商业白光LED的白光是由蓝光和黄光复合而成的白光，缺少红光的成分，使白光LED的显色性偏低。

因此急需一种红色补偿热导热率高的无机光转换材料来替代硅胶等有机材料的封装方式以解决传统商业白光LED存在的上述技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种红光补偿荧光玻璃陶瓷及其制备方法和在白光LED器件中的应用，将本发明红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在蓝光发光芯片上，得到白光LED器件能显著改善商用白光LED因封装问题导致的性能不足缺陷，本发明利用无机材料荧光玻璃复合材料替代有机封装材料，该荧光玻璃复合材料的组成为发光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合，通过一定的烧结制度使得YAG:Ce³⁺荧光粉掺杂到红色荧光玻璃中获得玻璃陶瓷。本发明玻璃陶瓷具有良好的发光性能，较有机封装材料有高的热导率，可与蓝光芯片封装成白光LED，满足大功率器件的需求，丰富现有的发光材料，并弥补技术上的不足，实现发光效果的优化和提升。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由质量比为100:(0～8)的磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成荧光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，且YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的掺杂量不为0，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。

作为本发明优选的技术方案，通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为(16～20)：(38～42)：(25～32)：(5～15)：(1～3)；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。优选将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

作为本发明优选的技术方案，所述磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为(16～20)：(38～42)：(25～32)：(5～15)：(1～3)。

一种红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比，称量所需玻璃组分原料的氧化物、含氧酸盐或者碳酸盐，混合均匀研磨至少10min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在不低于1000℃的温度下进行高温熔融处理，并保温至少30min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨至少10min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉在研钵中研磨至少10min，进行匀均混合，得到前体混合粉料，其中，红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:(0～8)，且YAG:Ce³⁺黄色荧光粉掺杂量不为0；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在不低于100Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在不低于400℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温至少30min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

作为本发明优选的技术方案，在所述红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法中，

在所述步骤a中，研磨时间为10～90min；

或者，在所述步骤b中，控制进行高温熔融处理的反应温度为1000～1300℃，保温时间为30～120min；

或者，在所述步骤c中，制备红色荧光玻璃粉时，进行玻璃研磨成粉的时间为10～60min；

或者，在所述步骤d中，制备前体混合粉料时，将红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉进行研磨混合时间为10～60min；

或者，在所述步骤e中，制备发光玻璃陶瓷毛坯材料时，控制压片施加压力为100～200Mpa，焙烧温度为400～600℃，烧结保温时间为30～120min。

作为本发明进一步优选的技术方案，在所述红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法中，

在所述步骤a中，研磨时间为30～90min；

或者，在所述步骤b中，控制进行高温熔融处理的反应温度为1200～1300℃，保温时间为60～120min；

或者，在所述步骤c中，制备红色荧光玻璃粉时，进行玻璃研磨成粉的时间为30～60min；

或者，在所述步骤d中，制备前体混合粉料时，将红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉进行研磨混合时间为30～60min，红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:(2～8)；

或者，在所述步骤e中，制备发光玻璃陶瓷毛坯材料时，控制压片施加压力为100～200Mpa，焙烧温度为475～525℃，烧结保温时间为60～120min。

作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中，按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比，称量碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、硼酸和氧化铕作为原料。

本发明红光补偿荧光玻璃陶瓷的应用，采用红光补偿荧光玻璃陶瓷用于白光LED器件的封装材料，将红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在蓝光发光芯片上，得到白光LED器件。

作为本发明优选的技术方案，通过调整磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的混合比例，调整白光LED器件显色指数。

作为本发明优选的技术方案，将红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射450-460nm蓝光的芯片上，得到白光LED器件，在50～350mA输入电流和不高于3.5V输入电压下实现发射红光、蓝光和黄光复合而成的白光。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.相对于传统的环氧树脂/硅胶封装材料，本发明荧光玻璃陶瓷中的荧光玻璃基体不仅具有较高的热稳定性，而且通过掺杂不同的稀土离子来实现红光发射，同时解决白光LED器件的热稳定性和显色指数低的问题，所以利用本发明红光补偿荧光玻璃陶瓷作为无机光转换封装材料有望大规模应用于大功率白光LED器件上，用本发明红色补偿热导热率高的无机光转换材料来替代硅胶等有机材料的封装方式，解决了传统商业白光LED存在的光衰、色偏、热导热率低、寿命低、显色性偏低的问题；

2.本发明方法制备得到的Eu³⁺掺杂的红光补偿荧光玻璃陶瓷的玻璃转变温度低，制备成本低，且工艺简单；与传统有机封装材料相比，具有较高的热导率和良好的物理化学稳定性；在464nm蓝光激发下可发出主峰在613nm的红光和主峰在550nm的黄光；

3.本发明红光补偿荧光玻璃陶瓷同时提高了热稳定性和显色性，因此其可以代替传统的环氧树脂/硅胶有机封装材料，并大规模的应用于白光LED器件中，本发明制备工艺简单，具备很好的应用前景。

附图说明

图1为实施例2制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷、红色荧光玻璃和YAG:Ce³⁺荧光粉标准PDF卡片的XRD谱图。

图2为实施例2制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷、红色荧光玻璃和YAG:Ce³⁺荧光粉的激发光谱和发射光谱。

图3为实施例1～5中封装得到的白光LED器件的发射光谱以及工作效果图。

图4为实施例1～5中封装得到的白光LED器件工作时所对应的色坐标图。

图5为实施例10中封装得到的白光LED器件在不同输入电流工作时所对应的色坐标变化以及色温变化图。

具体实施方式

以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：

实施例1：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃，由磷酸盐红光玻璃粉混合烧结，形成荧光玻璃材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃在蓝光激发下能发出红光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2；通过低温烧结法，制成红光补偿荧光玻璃。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤c得到的红色荧光玻璃粉在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在500℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

e.后处理：将在所述步骤d得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能，参见图3、图4和表1。

实施例2：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成发光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。本实施例将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:2的比例加入到研钵中，在研钵中研磨30min，进行匀均混合，得到前体混合粉料；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在500℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能，参见图1～图4和表1。

图1为实施例2制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷、红色荧光玻璃和YAG:Ce³⁺荧光粉标准PDF卡片的XRD谱图。物相检索发现，制备的红色荧光玻璃没有出现尖锐的衍射峰，说明样品为无定型结构且没有析晶；红光补偿荧光玻璃陶瓷与红色荧光玻璃和YAG:Ce³⁺荧光粉标准PDF卡片分别都很匹配，既有玻璃基体的无定型峰也有YAG:Ce³⁺荧光粉的尖锐的衍射峰，这说明制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷可用于白光LED器件的封装材料。

图2为实施例2制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷、红色荧光玻璃和YAG:Ce³⁺荧光粉的激发光谱和发射光谱。从图中可以看出红光补偿荧光玻璃陶瓷在464nm激发下可以同时激发玻璃陶瓷中的红色荧光玻璃发射主峰为613nm红光和激发玻璃陶瓷中的YAG:Ce³⁺黄色荧光粉发射主峰为550nm黄光。这说明实施例2制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷有望提高白光LED器件的热稳定性和显色指数。

实施例3：

本实施例与实施例2基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成发光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。本实施例将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:4的比例加入到研钵中，在研钵中研磨30min，进行匀均混合，得到前体混合粉料；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在500℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能，参见图3、图4和表1。本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷能同时发射红光和黄光，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷可用于白光LED器件的封装材料，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷有望提高白光LED器件的热稳定性和显色指数。

实施例4：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成发光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。本实施例将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:6的比例加入到研钵中，在研钵中研磨30min，进行匀均混合，得到前体混合粉料；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在500℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能，参见图3、图4和表1。本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷能同时发射红光和黄光，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷可用于白光LED器件的封装材料，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷有望提高白光LED器件的热稳定性和显色指数。

实施例5：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成发光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。本实施例将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:8的比例加入到研钵中，在研钵中研磨30min，进行匀均混合，得到前体混合粉料；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在500℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能，参见图3、图4和表1。

图3为实施例1～5中封装得到的白光LED器件的发射光谱以及工作效果图。从图3中可以看出随着玻璃陶瓷中荧光粉的含量增大，黄光发射强度升高蓝光发射强度降低，并且白光LED发射光谱与其工作效果图相匹配。

图4为实施例1～5中封装得到的白光LED器件工作时所对应的色坐标。从图中可以得到白光LED器件的色坐标从蓝光区域变到白光区域最终变到暖白光区域。

表1.本发明实施例1～5中白光LED器件的组分及其光色性能对比表

组分	色坐标X	色坐标Y	色温	显色指数
					蓝光芯片+实施例1红光补偿荧光玻璃陶瓷	0.1434	0.0439	-	-
蓝光芯片+实施例2红光补偿荧光玻璃陶瓷	0.3191	0.3449	6097K	80
					蓝光芯片+实施例3红光补偿荧光玻璃陶瓷	0.3726	0.4233	4469K	69.9
蓝光芯片+实施例4红光补偿荧光玻璃陶瓷	0.3983	0.4612	4095K	65.6
					蓝光芯片+实施例5红光补偿荧光玻璃陶瓷	0.4098	0.4730	3943K	64.4

由上述表1可以得到，从实施例1～5中封装得到的白光LED器件的发光颜色可以实现从蓝光向白光和向暖白光的变换，并且实施例2中得到白光LED器件的显色指数达到80，极大的提高了白光LED器件的显色性。本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷能同时发射红光和黄光，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷可用于白光LED器件的封装材料，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷有望提高白光LED器件的热稳定性和显色指数。

实施例6：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成发光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为19：42：28：10：1；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。本实施例将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为19：42：28：10：1的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:2的比例加入到研钵中，在研钵中研磨30min，进行匀均混合，得到前体混合粉料；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在500℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能。本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷能同时发射红光和黄光，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷可用于白光LED器件的封装材料，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷有望提高白光LED器件的热稳定性和显色指数。

实施例7：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成发光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为17：42：28：10：3；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。本实施例将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为17：42：28：10：3的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:2的比例加入到研钵中，在研钵中研磨30min，进行匀均混合，得到前体混合粉料；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在500℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能。本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷能同时发射红光和黄光，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷可用于白光LED器件的封装材料，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷有望提高白光LED器件的热稳定性和显色指数。

实施例8：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成发光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。本实施例将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:2的比例加入到研钵中，在研钵中研磨30min，进行匀均混合，得到前体混合粉料；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在475℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能。本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷能同时发射红光和黄光，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷可用于白光LED器件的封装材料，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷有望提高白光LED器件的热稳定性和显色指数。

实施例9：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种红光补偿荧光玻璃陶瓷，由磷酸盐红光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合烧结，形成发光玻璃陶瓷复合材料，作为无机光转换材料，所述红光补偿荧光玻璃陶瓷在蓝光激发下能同时发出红光和黄光的复合光。通过高温熔融法制备磷酸盐红光玻璃，所制备的磷酸盐红光玻璃的组成及氧化物组分摩尔比为：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2；通过低温共烧法，在所述磷酸盐玻璃中掺杂YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，从而制成红光补偿荧光玻璃陶瓷。本实施例将红色荧光玻璃研磨得到红色荧光玻璃玻璃粉，然后将玻璃粉和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合均匀，然后将其压片并置于马弗炉中烧结，烧结结束后将样品打磨、抛光得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

在本实施例中，一种本实施例红光补偿荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a.原料准备：按照Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的氧化物组分摩尔比：Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Eu₂O₃的摩尔比为18：42：28：10：2的比例；称量所需玻璃组分原料的碳酸钠、氧化锌、磷酸二氢铵、分析纯的硼酸和4N的氧化铕，在研钵中混合均匀研磨30min，得到混合原料；

b.玻璃液制备：将在所述步骤a中所得混合原料放入坩埚中，然后在1200℃的温度下进行高温熔融处理，并保温60min，得到玻璃液；

c.红色荧光玻璃粉制备：将在所述步骤b中得到的玻璃液倒在钢板上，玻璃液凝固后得到红色荧光玻璃，然后将红色荧光玻璃在玛瑙研钵中进行研磨60min，得到红色荧光玻璃粉；

d.前体混合粉料制备：将在所述步骤c中得到的红色荧光玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉的质量比为100:2的比例加入到研钵中，在研钵中研磨30min，进行匀均混合，得到前体混合粉料；

e.发光玻璃陶瓷毛坯材料制备：将在所述步骤d得到的前体混合粉料在200Mpa的压力下进行压片成型，制成片状素坯，然后将片状素坯放进马弗炉中，在525℃的焙烧温度下进行低温烧结，并保温60min，然后随炉冷却，得到发光玻璃陶瓷毛坯材料；

f.后处理：将在所述步骤e得到的发光玻璃陶瓷毛坯材料进行打磨、抛光处理，从而得到红光补偿荧光玻璃陶瓷。

将获得的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，得到白光LED器件，在350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能。本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷能同时发射红光和黄光，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷可用于白光LED器件的封装材料，本实施例制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷有望提高白光LED器件的热稳定性和显色指数。

实施例10

将实施例2制备的红光补偿荧光玻璃陶瓷覆盖在发射波长为460nm的蓝光发光芯片上，封装成白光LED器件，在50～350mA输入电流和3.5V输入电压下测试其光色性能。参见表2，为本实施例中白光LED器件的组分及其光色性能数据表。

实施例10中白光LED器件在不同输入电流下工作时的对应的色坐标变化以及色温变化图如图5所示，从图5中可以得到：随着输入电流的变化，白光LED器件发光颜色和色温均有微小的变化，并且在可接受的范围内。

表2.本发明实施例10中白光LED器件的组分及其光色性能数据表

组分	输入电流	色温	色坐标X	色坐标Y
					蓝光芯片+实施例10红光补偿荧光玻璃陶瓷	50mA	5829K	0.3246	0.3548
蓝光芯片+实施例10红光补偿荧光玻璃陶瓷	100mA	5853K	0.3124	0.3524
					蓝光芯片+实施例10红光补偿荧光玻璃陶瓷	150mA	5875K	0.3237	0.3507
蓝光芯片+实施例10红光补偿荧光玻璃陶瓷	200mA	5897K	0.3232	0.3493
					蓝光芯片+实施例10红光补偿荧光玻璃陶瓷	250mA	5922K	0.3227	0.3482
蓝光芯片+实施例10红光补偿荧光玻璃陶瓷	300mA	5951K	0.3221	0.3475
					蓝光芯片+实施例10红光补偿荧光玻璃陶瓷	350mA	5977K	0.3216	0.3467

由上述表2可以得到，实施例10所封装的白光LED的色坐标和色温随输入电流的升高而改变幅度较小，从而说明所封装的白光LED具有较好的稳定性。

综上所述，本发明上述实施例用于白光LED器件中的红光补偿荧光玻璃陶瓷及其制备方法，首先制备得到可被蓝光有效激发的红色硼磷酸盐荧光玻璃，通过高温熔融法制备得到。然后通过低温共烧法将红色硼磷酸盐荧光玻璃和YAG:Ce³⁺黄色荧光粉复合成红光补偿荧光玻璃陶瓷。上述实施例制备的荧光玻璃陶瓷中的YAG:Ce³⁺黄色荧光粉和玻璃基体可同时被蓝光激发，并同时发射出黄光和红光，可获得蓝光，黄光和红光复合的白光LED器件。此荧光玻璃陶瓷和传统的有机封装材料相比，既有效提高了材料的热稳定性可适用于大功率LED器件，延长器件的寿命，同时也增加了红光成分避免额外添加红色荧光粉削弱材料透明度，提高了白光LED器件的显色性。上述实施例通过调控荧光粉和玻璃粉的比例，以及Eu³⁺在玻璃中的掺杂浓度，可以获得不同显色性的白光，拓展了发光材料的种类领域和应用范围有望应用于大功率白光LED器件领域。

上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明红光补偿荧光玻璃陶瓷及其制备方法和在白光LED器件中的应用的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。