[发明专利]一种用于光学波长转换的荧光玻璃涂层及白光发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于光学波长转换的荧光玻璃涂层的制造方法及白光LED发光装置。

背景技术

    白光LED作为新型照明光源，具有节能、环保及长寿命等诸多优点，其工作原理是利用蓝光芯片与黄色的荧光粉组合（或其它组合方式）来获得白光。传统的LED封装是将硅胶或树脂与荧光粉混合后直接涂覆在蓝光芯片表面，然而这种封装方式有其固有的缺点。荧光体受激发出的光线部分会重新进入芯片被吸收导致发光损失。LED器件的散热不畅会导致器件工作温度升高，使得荧光体的发光波长发生漂移，发光强度下降。此外，硅胶或树脂经蓝光长期照射及器件工作时高工作温度的影响会变黄而影响器件的光效。

发明内容

本发明的目的是：提出一种用于光学波长转换的荧光玻璃涂层、制造方法及利用包含荧光玻璃涂层的玻璃基板制造白光LED发光装置，该装置可以有效解决上述利用传统的LED封装工艺所制造的发光装置中出现的器件光效下降及荧光体发光特性劣化等问题。

本发明所涉及的技术方案是：一种用于光学波长转换的荧光玻璃涂层的制造方法，玻璃基板A上烧结制备荧光体C与玻璃B粉末的混合层：

（1）将质量比为100:1－100:150的玻璃B的粉末与荧光体C的粉末、粘结剂和溶剂混和成均匀的糊状物；玻璃B和荧光体的粉末的粒径在1微米到60微米之间；

（2）将糊状物均匀涂覆在玻璃基板A上，将涂有糊状物的玻璃基板A干燥，使溶剂挥发完全；

（3）将干燥后的涂有糊状物的玻璃基板A烧结，在玻璃基板A表面得到含有荧光体的玻璃B涂层；

步骤（3）中，荧光玻璃涂层的烧结温度高于玻璃B的玻璃化转变温度，但低于玻璃A的玻璃化转变温度10^oC以上。

步骤（1）中，水或有机溶剂与粘结剂的质量比为10：1－1：1，水或有机溶剂及粘结剂混练成均匀的糊状物；干燥温度为50－250^oC；玻璃基板A是有碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃，或利用有碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃制备成的磨砂玻璃；玻璃基板A的截面的轮廓线是圆弧、抛物线、双曲线、椭圆或弧线的一部分；玻璃基板A上；玻璃基板A是球面、双曲面、椭圆面、卵形面或抛物面的凸面型的板材或为柱面型，或玻璃基板A的截面的轮廓线是圆弧、抛物线、双曲线、椭圆或弧线的一部分；玻璃B是SiO₂-Nb₂O₅系、B₂O₃-F系、P₂O₅-ZnO系、P₂O₅-F系、SiO₂-B₂O₃-La₂O₃系或SiO₂-B₂O₃系低熔点玻璃。荧光体C是LED黄色荧光粉、LED绿色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物或者是LED黄色荧光粉与少量LED红色荧光粉的混合物。

本发明用于光学波长转换的荧光玻璃涂层，玻璃基板A上设有烧结的荧光体C与玻璃B粉末的混合层；玻璃B是SiO₂-Nb₂O₅系、B₂O₃-F系、P₂O₅-ZnO系、P₂O₅-F系、SiO₂-B₂O₃-La₂O₃系或SiO₂-B₂O₃系低熔点玻璃。荧光体C是LED黄色荧光粉、LED绿色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物或者是LED黄色荧光粉与少量LED红色荧光粉的混合物；玻璃基板A玻璃化转变温度高于玻璃B玻璃化转变温度。制备时玻璃B和荧光体的粉末的粒径在1微米到60微米之间，以获得均匀的封装效果。

烧结的荧光体C与玻璃B粉末的混合层完成后在其表面涂覆SiO₂或ZrO₂膜。

所述的光学波长转换荧光玻璃涂层的白光LED发光装置，包括：底座、蓝光LED芯片、反光罩和用于光学波长转换的荧光玻璃涂层，反光罩的两端分别连接底座和荧光玻璃涂层的玻璃基板A，反光罩内部反射面上设有金属层，蓝光LED芯片的电极引线穿出底座；其中蓝光LED芯片为单颗芯片、一组串联、并联或混联的芯片。