[发明专利]一种荧光玻璃光转换材料的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光玻璃光转换材料的制备方法，并涉及以该荧光玻璃转换材料作为组成部分的发光器件的制造方法。

背景技术

白光LED作为新型照明光源，具有节能及寿命长等诸多优点。现在普遍采用将蓝光芯片发出的蓝光与黄色发光荧光粉发出的黄光组合来获得白光，具体来说就是用硅胶或树脂与荧光粉的混合物作LED封装材料。这种传统封装方式有许多不足，具体如下：由于硅胶和树脂的耐热、耐温差以及耐酸碱等耐环境特性不是很充足，经过长时间的光照或经长时间热环境后，硅胶或树脂就易于变质发黄，减少LED的使用寿命。另外，如LED器件或器具的散热不良，则会易于导致工作温度升高，从而会使得荧光体的发光强度发生衰减，导致发光器件的发光效率下降。

中国发明专利CN201210125776公布了“包含荧光体的玻璃涂层及其制造方法、发光器件及其制造方法”，其中含荧光体的玻璃涂层为荧光体与玻璃的混合物，通过丝网印刷或静电喷涂的方法被制备在玻璃基板上，起光学波长转换作用。运用这种包含荧光体的玻璃涂层和蓝光LED芯片通过远程激发的方法可以制造LED发光器件。这种LED发光器件可以有效缓解散热问题。这种包含荧光体的玻璃涂层的制造方法也有其不足的地方，具体如下：1)由于玻璃粉末及荧光体的密度与溶剂的密度有较大的差异，在配置印刷浆料及印刷后热处理的过程中玻璃粉末及荧光体颗粒容易沉淀，因此在印刷一致性难以保证；2)丝网印刷的固有缺陷(印刷过程中的丝网网格会一定程度上限制浆料的流动)也会导致荧光玻璃涂层的局部不均匀；3)较厚的荧光玻璃涂层需要多次印刷才能达到要求，而每次印刷后都需要经历同样的热处理过程，因此生产效率不高。

发明内容

本发明目的是，提出一种荧光玻璃光转换材料的制备方法及应用。尤其是在玻璃基板上覆盖荧光玻璃薄片，然后利用热处理工艺将荧光玻璃薄片与玻璃基板融为一体，制造一种荧光玻璃光转换材料，以有效解决传统荧光玻璃涂层制造工艺的缺陷，提高荧光玻璃光转换材料制造工艺的一致性，并大幅提高制造效率。本发明还提出以上述荧光玻璃光转换材料为组成部分的发光器件的制造方法。

本发明的技术方案是，荧光玻璃光转换材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将质量比为100:1～100:150的玻璃B与荧光体C混合物装进氧化铝或Pt坩埚；将坩埚放进加热装置(如电炉)，并通电加热至温度T₁，T₁的范围为500℃～1200℃(全融化在1000-1200℃的较高温度)；在温度T₁所述混合物被熔化，并同时被搅拌，混合物熔体得以混合均匀；混合物熔体在T₁保温1～5小时；

2)将装混合物熔体的坩埚在T₁温度处直接退出加热装置，并将熔体倾倒进(特制的)模具造型，冷却后即获得了具有特定形状的荧光玻璃块材；模具的型腔可以呈正方体型、或长方体型、或圆柱体型；正方体、或长方体、或圆柱体，其厚度在0.5mm～30mm；

3)将获得的荧光玻璃块材利用激光或机械切割成一定尺寸的荧光玻璃薄片，荧光玻璃薄片的厚度为0.1mm～1mm；

4)将获得的荧光玻璃薄片放置在玻璃基板A上，并进行热处理；所述热处理过程为：升温至T₂，使得荧光玻璃薄片软化与玻璃基板A粘连，冷却后即可获得透明的荧光玻璃光转换材料；升温时间为10分钟－10小时；T₂不应低于玻璃B的软化温度，且温度T₂低于玻璃A的玻璃化转变温度10℃以上；降温时间为20分钟-10小时。玻璃B是具有低于玻璃A软化温度的玻璃。

玻璃基板A可以是含碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃等其他种类的氧化物或是氟氧化物玻璃，也可以是利用含碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃等其他种类的氧化物或是氟氧化物玻璃制备成的磨砂玻璃。

作为本领域公知常识，玻璃基板A和玻璃B应该有相近的热膨胀系数，以免烧结后或使用过程中发生开裂现象。

作为本领域公知常识，玻璃B和玻璃基板A应该具有相近的折射率n_B和n_A，以避免光线在荧光玻璃与玻璃基板A的界面处传输时发生损失，影响发光器件的光效。