[發(fā)明專利]一種熒光玻璃片及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210492751.0
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103011614A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳明祥
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢利之達科技有限公司
• 主分類號: C03C17/04
• 分類號: C03C17/04;C03C14/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于玻璃及玻璃制備技術(shù)，具體涉及一種熒光玻璃片及其制備方法，該熒光玻璃片主要應(yīng)用于LED封裝，可減少熒光粉配制工藝，降低封裝材料和工藝成本。

背景技術(shù)

對于大功率白光LED封裝而言，熒光粉的作用在于光色復(fù)合，形成白光。常用的熒光粉涂敷方式是將熒光粉與封裝膠(環(huán)氧樹脂或硅膠)混合，然后點涂在LED芯片上。由于涂覆工藝難以對熒光粉涂敷層的厚度和形狀進行精確控制，導(dǎo)致LED器件的色溫和顯色性指數(shù)波動很大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。此外，由于熒光粉膠層是由環(huán)氧樹脂或硅膠與熒光粉調(diào)配而成，耐熱性、抗老化性和抗?jié)駳庑阅茌^差。如隨著溫度上升，熒光粉量子效率降低，輻射波長也會發(fā)生變化，從而引起白光LED色溫變化，當(dāng)受到紫光或紫外光輻射時，容易老化，使發(fā)光效率降低，影響LED器件的可靠性。

為了提高熒光粉層的耐熱性和抗老化性能，國內(nèi)外開展了一系列的研究。2005年日本通用電氣玻璃公司報導(dǎo)采用高溫固相法(1500～1650℃下加熱5小時)，制備出可用于LED封裝的YAG熒光玻璃。由于該熒光玻璃具有良好的耐熱性和抗?jié)駳庑?，相比普通的熒光粉膠層，LED封裝器件的可靠性大大提高；美國專利(US?2009/0212697?A1和US2010/0207512?A1)公開了一種含熒光粉的半透明陶瓷片制備方法，主要由陶瓷粉、熒光粉、粘結(jié)劑、燒結(jié)助劑在高溫(1400-1500℃)惰性氣體環(huán)境下燒結(jié)而成；中國專利文獻(公開號101314519A)公開了一種白光LED用稀土摻雜發(fā)光玻璃及其制備方法，通過高溫熔制(1450-1550℃下2-3小時)制備出含稀土熒光粉的熒光玻璃體；中國專利文獻(公開號101723586?A)則公開了一種應(yīng)用于半導(dǎo)體照明的熒光粉玻璃體及其制備方法，通過在硼鋁酸鹽玻璃粉中混合稀土摻雜鋁酸鹽熒光粉，在高溫(400-500℃)下熱壓燒結(jié)而成。此外，丁唯嘉等人利用溶膠-凝膠法制備出低溫?zé)晒獠ＡВ鞂W(xué)繪等人則利用真空燒結(jié)技術(shù)制備出Ce:YAG熒光玻璃，用于LED封裝并提高了LED器件性能。

采用熒光玻璃封裝LED，不僅省略了封裝過程中熒光粉與封裝膠的配制與涂覆工藝，提高了白光LED封裝效率，而且提高了熒光粉的均勻性和熱穩(wěn)定性，從而改善了LED器件的發(fā)光質(zhì)量與可靠性。如德國Sumita公司采用熒光玻璃封裝LED模塊，在85℃環(huán)境中點亮10000小時候后亮度沒有衰退，反而略有上升，而普通LED封裝模塊(采用熒光粉膠層)在相同條件下亮度降低了20％。但在上述熒光玻璃制備過程中，由于熒光粉是內(nèi)摻于玻璃粉中一起燒結(jié)，不僅熒光粉消耗量大(材料成本高)，而且高溫?zé)Y(jié)過程(大于1000℃)會對熒光粉的晶相(晶體結(jié)構(gòu))產(chǎn)生損壞，使熒光粉失去熒光特性從而影響熒光粉的發(fā)光效率。更為重要的是，該熒光玻璃體需要切割、研磨、拋光后才能用于LED封裝，工藝成本很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種熒光玻璃片及其制備方法，以滿足大功率LED模組封裝需求。

本發(fā)明所提供的一種熒光玻璃片，其特征在于，它由玻璃基片及其表面的熒光玻璃層組成，熒光玻璃片總厚度為0.5毫米至3毫米，熒光玻璃層材料的折射率等于或略小于玻璃基片材料的折射率。

本發(fā)明所提供的一種熒光玻璃片的制備方法，包括以下步驟：

1)選用透光率＞80％，折射率為1.4～1.6的玻璃基片，并對玻璃基片表面進行清洗；

2)配制含熒光粉的玻璃漿料；

3)在玻璃基片表面涂覆形成厚度均勻的玻璃漿料層，玻璃漿料層厚度在50微米至500微米之間；

4)將表面涂覆有玻璃漿料層的玻璃基片進行燒結(jié)，使?jié){料層玻璃化，形成透明且熒光粉均勻分布的熒光玻璃層，得到熒光玻璃片。

作為上述技術(shù)方案的改進，步驟2)中，玻璃漿料組分包括低溫玻璃粉、熒光粉、增強劑、粘合劑和分散劑；其中：低溫玻璃粉是指玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于800℃；熒光粉為單色熒光粉、多色熒光粉或多種熒光粉的混合物，熒光粉摻量為玻璃粉重量的5％-50％；增強劑為納米氧化鋯、納米氧化鋁或納米二氧化硅粉末，摻量為玻璃粉重量的1％-5％；粘合劑為松油醇、聚乙烯醇或羧甲基纖維素，摻量為玻璃粉重量的60％-100％；分散劑為魚油、纖維素及其衍生物、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇或聚丙烯酰胺，摻量為玻璃粉重量的1％-5％。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，步驟4)中，玻璃漿料層的燒結(jié)溫度高于低溫玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，且比玻璃基片的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低50℃以上。