双色荧光陶瓷及其合成方法和LED器件与流程

本发明涉及发光材料，特别是涉及双色荧光陶瓷及其合成方法和led器件。

背景技术：

1、传统的白光led照明是将荧光粉与封装材料有机环氧树脂混合后，进行“点胶”技术涂敷在led芯片上。此封装方式的led白光照明由于封装材料散热不良，随着使用功率增加或工作时间增长，会造成pn结温度升高，使芯片温度高达150～200℃，则导致荧光粉发生温度淬灭效应，并且还会造成led器件效率骤降，色坐标偏移，使用寿命骤减等问题。

2、利用全无机远程荧光玻璃或荧光陶瓷膜片代替荧光粉，能够有效地解决传统封装方式因高温而引起的老化和黄化等问题。目前应用最多的是将蓝光芯片与黄色荧光陶瓷膜片yag结合得到白光，如图1中(a)所示，然而，由于红光的缺失，此方案得到的led器件的显色指数会偏低。

3、目前，采用多种荧光粉混合而成的单层混合荧光膜片或多层荧光膜片叠加的方式可改善显色指数偏低的问题。然而，如图1中(b)所示，采用单层混合荧光膜片的方式，会由于混合膜片内部不同荧光粉的物理化学性质如密度、颗粒大小、热稳定性等方面的差异，导致混合膜片内部出现颗粒之间团聚等问题，大大影响器件整体的出光效果。如图1中(c)所示，采用多层荧光膜片叠加的方式，则会因为不同膜片之间是由胶水粘结而存在界面问题和连接问题，导致器件的发光性能以及封装后的稳定性和可靠性较差。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供一种双色荧光陶瓷，该双色荧光陶瓷内的双色荧光粉分别均匀分布在两层，且两层之间不存在界面问题，有利于提高器件的出光效果和可靠性，还方便对光谱进行调节。

2、本发明采取的技术方案如下：

3、一种双色荧光陶瓷，包括通过共烧结合的红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层；

4、所述红色荧光陶瓷层的材料为(sr1-x-a-bmx)2si5n8:2aeu,2bce，其中，m元素为ca、ba中的至少一种，0≤x＜1，0＜a+b≤0.2；

5、所述绿色荧光陶瓷层的材料为(sr1-y-c-dry)si2o2n2:ceu,dce，其中，r元素为ca、ba中的至少一种，0≤y＜1，0＜c+d≤0.2。

6、作为进一步的优化，通过将所述红色荧光陶瓷层的原料粉和所述绿色荧光陶瓷层的原料粉层叠铺设后共同烧结制成。

7、作为进一步的优化，所述红色荧光陶瓷层与绿色荧光陶瓷层的总厚度为1μm-5μm。

8、作为进一步的优化，所述红色荧光陶瓷层的材料为(sr1-a)2si5n8:2aeu，其中，0＜a≤0.2；所述绿色荧光陶瓷层的材料为sr1-csi2o2n2:ceu，其中，0＜c≤0.2。

9、作为进一步的优化，所述红色荧光陶瓷层的材料为(sr1-x-amx)2si5n8:2aeu，其中，m元素为ca、ba中的至少一种，0＜x＜1，0＜a≤0.2；所述绿色荧光陶瓷层的材料为(sr1-y-cry)si2o2n2:ceu，其中，r元素为ca、ba中的至少一种，0＜y＜1，0＜c≤0.2。

10、作为进一步的优化，所述红色荧光陶瓷层的材料为(sr1-a-b)2si5n8:2aeu,2bce，其中，0＜a+b≤0.2；所述绿色荧光陶瓷层的材料为sr1-b-csi2o2n2:ceu,dce，其中，0＜c+d≤0.2。

11、本发明还提供一种led器件，包括蓝光led芯片和前述的双色荧光陶瓷，所述双色荧光陶瓷设于所述蓝光led芯片上。

12、本发明还提供前述的双色荧光陶瓷的合成方法，包括原料粉配制、预压和烧结的步骤，所述预压为：将红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层中任一个的原料粉铺于模具中，预压形成第一层，将另一个的原料粉铺于第一层上，预压形成第二层；所述烧结为：将预压后层叠的第一层和第二层置于烧结设备中共同烧结。

13、作为进一步的优化，所述预压采取的压力为80mpa-200 mpa。

14、作为进一步的优化，所述烧结采取的温度为1200℃-1350℃。

15、本发明至少具有如下有益效果：

16、(1)由红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层组成双色荧光陶瓷，每个陶瓷层为单色荧光粉，避免了不同荧光粉的物理化学性质如密度、颗粒大小、热稳定性等方面的差异所导致的颗粒之间发生团聚等问题，有利于提高器件的出光效果，该双色荧光陶瓷结合蓝光芯片可得到高显色指数的白光led。

17、(2)红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层共同烧制，进一步是在原料粉阶段层叠烧结而成的，因此两层之间的结合可靠，有利于提高器件的发光性能以及增强封装后的稳定性和可靠性。

18、(3)红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层采用组成相近的两种荧光粉，两种荧光粉的骨架架构均由si-(o/n)与(sr/ca,ba)-(o/n)构成，除激活离子外，原料中仅存在sr，si/(ca,ba)，o，n几种元素，则中间的梯度成分sr-si/(ca,ba)-n-o作为过渡层，其结构在微观上与sr2si5n8与srsi2o2n2类似，可起到良好的过渡作用，不会在宏观层面上表现出界面问题和连接问题，大大提升了发光效率与材料的可靠性。

19、(4)通过微调sr2si5n8:eu红色荧光粉和srsi2o2n2:eu绿色荧光粉的成分，如用ca/ba取代部分sr，用ce全部或部分取代eu等，可以进一步对光谱进行调控，结合蓝光led芯片以得到不同光谱的器件。

20、(5)通过调节红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层各自的厚度及总厚度，可以进一步对光谱进行调控，结合蓝光led芯片以得到不同光谱的器件。

21、(6)通过调节红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层相对于蓝光芯片的位置，即通过选择将红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层中任一个所在的一侧贴合到所述蓝光led芯片的表面，以得到不同出光效果的器件。

22、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

技术特征：

1.一种双色荧光陶瓷，其特征在于：包括通过共烧结合的红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层；

2.根据权利要求1所述的双色荧光陶瓷，其特征在于：通过将所述红色荧光陶瓷层的原料粉和所述绿色荧光陶瓷层的原料粉层叠铺设后共同烧结制成。

3.根据权利要求1所述的双色荧光陶瓷，其特征在于：所述红色荧光陶瓷层与绿色荧光陶瓷层的总厚度为1μm-5μm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的双色荧光陶瓷，其特征在于：

5.根据权利要求1-3任一项所述的双色荧光陶瓷，其特征在于：

6.根据权利要求1-3任一项所述的双色荧光陶瓷，其特征在于：

7.一种led器件，其特征在于：包括蓝光led芯片和权利要求1-6任一项所述的双色荧光陶瓷，所述双色荧光陶瓷设于所述蓝光led芯片上。

8.权利要求1-6任一项所述的双色荧光陶瓷的合成方法，其特征在于：包括原料粉配制、预压和烧结的步骤，所述预压为：将红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层中任一个的原料粉铺于模具中，预压形成第一层，将另一个的原料粉铺于第一层上，预压形成第二层；所述烧结为：将预压后层叠的第一层和第二层置于烧结设备中共同烧结。

9.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于：所述预压采取的压力为80mpa-200mpa。

10.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于：所述烧结采取的温度为1200℃-1350℃。

技术总结
本发明涉及一种双色荧光陶瓷，所述双色荧光陶瓷包括通过共烧结合的红色荧光陶瓷层和绿色荧光陶瓷层。本发明还涉及所述双色荧光陶瓷的合成方法以及包括所述双色荧光陶瓷的LED器件。本发明所述双色荧光陶瓷内的双色荧光粉均匀分布在两层，且两层之间不存在界面问题，有利于提高器件的出光效果和可靠性，还方便对光谱进行调节。

技术研发人员：袁海龙,成年斌,余绍棠,陈晓仪,王冠玉,林宇珊,梁丽芳
受保护的技术使用者：佛山市国星光电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13