用于LED磷光体的硼酸铋玻璃包封剂制造技术

本发明专利技术的实施方式涉及可用于LED照明装置的含磷光体玻璃料，以及相关的用于制造含磷光体玻璃料的方法，以及它们在玻璃制品如LED装置中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请根据35U.S.C.§119，要求2012年3月30日提交的美国临时申请系列第61/618194号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。领域本专利技术涉及可用于LED照明装置的含磷光体的玻璃料，以及相关的用于制造含磷光体的玻璃料的方法，以及它们在玻璃制品如LED装置中的用途。技术背景黄色和红色磷光体可用于产生发白光的GaN基LED。这些磷光体通常被硅酮包封。后一种材料随着时间倾向于变黄或变暗。此外，由于其相对于磷光体较低的折射率，所得到的反向散射降低了LED效率。之前的工作已经证实了具有低特性温度的玻璃包封剂，特别是与磷光体折射率匹配的玻璃包封剂的功效，如共同转让的2011年10月26号提交的美国专利申请第13/281671号所述，其全文通过引用结合入本文。但是，为该应用所开发的折射率匹配的玻璃通常含有Pb，其已经被认为是不能允许的组分。因此，存在对于同等的不含Pb包封剂的玻璃的需求，其可与LED磷光体折射率匹配，并且能在低于磷光体的使用上限的温度下作为密封玻璃料。概述本专利技术涉及将磷光体包封在玻璃材料中，其不会随时间降解或者变脆，其是热稳固的(thermally robust)并且与磷光体具有较好的折射率匹配，降低了蓝光消耗效率地反向散射回LED中。本专利技术的一个实施方式是一种包含玻璃层的制品，其中所述层包含具有Bi2O3和至少30摩尔％的B2O3的玻璃，以及至少一种磷光体，其中所述层是包含Bi2O3和B2O3的玻璃料和所述至少一种磷光体的烧制混合物，并且所述层不含Pb。本专利技术的另一个实施方式是一种制造玻璃制品的方法，所述方法包括：提供包含Bi2O3和B2O3的玻璃组合物；熔化该组合物并使熔融组合物形成玻璃；将玻璃研磨成颗粒，以形成具有该组合物的玻璃料玻璃；掺混玻璃料玻璃和一种或多种磷光体，以形成磷光体-玻璃料玻璃混合物；通过向混合物中加入至少一种有机液体，将磷光体-玻璃料玻璃混合物转化成糊料；将糊料施涂到表面上；以及对施涂的糊料进行烧制，以烧掉有机材料，从而形成磷光体-玻璃料玻璃。另一个实施方式是一种玻璃组合物，以摩尔百分数表示，其包含：10-30％的Bi2O3；大于0％的Na2O；15-50％的ZnO、ZnF2或其组合；30-55％的B2O3；0-3％的SiO2；0-1％的WO3；0-12％的BaO、CaO、SrO或其组合。本专利技术的实施方式具有以下一个或多个优点：固结的含磷光体玻璃层和具有含玻璃磷光体层的装置比硅酮作用包封材料时是更为热稳固的；固结的含磷光体玻璃层具有更好的化学和环境稳定性；在固结的含磷光体层和含LED的层之间具有更好的折射率匹配，这降低了反向散射，维持玻璃中的磷光体的量子效率大于90％(例如大于95％)的能力，制造厚度薄至100um的复合体的能力，维持加工温度低于约520℃从而不使磷光体发生热降解的能力，在单层中结合不同磷光体的能力，在基材上制造磷光体的几何图案的能力；控制封装LED颜色或白点的能力；和/或由于磷光体板是作为分开的片制造的，可以在组装前测量光学厚度和发光颜色，从而降低不合格的LED的数量。此外，不含Pb包封剂的玻璃可以与LED磷光体折射率匹配，并且可在低于磷光体的使用上限的温度下作为密封玻璃料。在相关的实施方式中，固体玻璃层包括玻璃基质和至少一种在整个基质中分布的磷光体，其中玻璃包含Bi2O3和至少30摩尔％的B2O3。在以下的详细描述中给出了本专利技术的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了对本专利技术的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本专利技术的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。附图简要说明图1显示装置的特征，该装置中施涂了包封在硅酮材料中的磷光体并将LED装置包封在容器中；图2显示根据本专利技术的一些实施方式的装置的特征，其中通过对混合有一种或多种磷光体的玻璃料材料进行带材浇铸并对浇铸的磷光体-玻璃料玻璃层进行烧制，来形成固结的含磷光体玻璃层；图3是由相同玻璃组合物(但是具有不同的粒度)制造的带材浇铸玻璃-磷光体膜的总透射谱的比较图；图4显示对于不同温度下烧制的不同玻璃料-磷光体掺混物，厚度标准化吸光率与波长的关系；图5是量子效率与厚度标准化吸光率峰值高度的关系图；以及图6是量子效率与波长的关系图。详细描述下面详细参考磷光体/玻璃料玻璃材料及其在LED制品中的使用的各种实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。本专利技术的一个实施方式是一种包含玻璃层的制品，其中所述层包含具有Bi2O3和至少30摩尔％的B2O3的玻璃，以及至少一种磷光体，其中所述层是包含Bi2O3和B2O3的玻璃料和所述至少一种磷光体的烧制混合物，并且所述层不含Pb。本专利技术的另一个实施方式是一种制造玻璃制品的方法，所述方法包括：提供包含Bi2O3和至少30摩尔％的B2O3的玻璃组合物；熔化该组合物并使熔融组合物形成玻璃；将玻璃研磨成颗粒，以形成具有该组合物的玻璃料玻璃；掺混玻璃料玻璃和一种或多种磷光体，以形成磷光体-玻璃料玻璃混合物；通过向混合物中加入至少一种有机液体，将磷光体-玻璃料玻璃混合物转化成糊料；将糊料施涂到表面上；以及对施涂的糊料进行烧制，以烧掉有机材料，从而形成磷光体-玻璃料玻璃。本专利技术的另一个实施方式是一种制造玻璃制品的方法，所述方法包括：提供包含Bi2O3和至少30摩尔％的B2O3的玻璃组合物；熔化该组合物并使熔融组合物形成玻璃；将玻璃研磨成颗粒，以形成具有该组合物的玻璃料玻璃；掺混玻璃料玻璃和一种或多种磷光体，以形成磷光体-玻璃料玻璃混合物；对磷光体-玻璃料玻璃混合物进行碾磨；对经碾磨的磷光体-玻璃料玻璃混合物进行筛分；通过向混合物中加入至少一种有机液体，将经碾磨和筛分的磷光体-玻璃料玻璃混合物转化成糊料；将糊料施涂到表面上；以及对糊料进行烧制，以烧掉有机材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含玻璃层的制品，其中所述层包含具有Bi2O3和至少30摩尔％的B2O3的玻璃，以及至少一种磷光体，其中所述层是包含Bi2O3和B2O3的玻璃料和所述至少一种磷光体的烧制混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.30 US 61/618,1941.一种包含玻璃层的制品，其中所述层包含具有Bi2O3和至少30摩尔％的
B2O3的玻璃，以及至少一种磷光体，其中所述层是包含Bi2O3和B2O3的玻璃料
和所述至少一种磷光体的烧制混合物。
2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述层不含Pb。
3.如权利要求1所述的制品，其特征在于，以摩尔百分数表示，玻璃包含
以下组分：
10-30％的Bi2O3；
0-20摩尔％的M2O，其中M是Li、Na、K、Cs或其组合；
0-20摩尔％的RO，其中R是Mg、Ca、Sr、Ba或其组合；
15-50％的ZnO、ZnF2或其组合；
0-5％的Al2O3；
0-5％的P2O5；以及
30-55％的B2O3。
4.如权利要求3所述的玻璃，以摩尔百分数表示，所述制品包含：
10-30％的Bi2O3；
大于0％的Na2O；
15-50％的ZnO、ZnF2或其组合；
30-55％的B2O3；
0-3％的SiO2；
0-1％的WO3；
0-12％的BaO、CaO、SrO或其组合。
5.如权利要求4所述的制品，所述制品包含至少1％的Na2O。
6.如权利要求4所述的制品，所述制品包含15-50％的ZnO。
7.如权利要求4所述的制品，其包含：
12-20％的Bi2O3；
5-12％的Na2O；
20-30％的ZnO；
38-52％的B2O3；
0-3％的SiO2；
0-1％的WO3；
1-12％的BaO、CaO、SrO或其组合。
8.如权利要求7所述的制品，其包含：
14-16％的Bi2O3；
5-11％的Na2O；
22-27％的ZnO；
40-51％的B2O3；
0-3％的SiO2；
0-1％的WO3；
1-11％的BaO、CaO、SrO或其组合。
9.如权利要求8所述的制品，其特征在于，所述玻璃具有在473nm下
1.81-1.83的折射率和小于或等于460℃的玻璃转化温度。
10.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述玻璃具有1.8-1.9的折
射率。
11.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述玻璃具有小于或等于
460℃的玻璃转化温度。
12.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述玻璃料和所述至少一
种磷光体之间的折射率差≤0.20。
13.如权利要求1所述的制品，其还包含具有设置在其上的玻璃层的基
材。
14.如权利要求13所述的制品，其特征在于，所述玻璃层和基材的CTE
相互在±2x10-6内。
15.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述至少一种磷光体的量
子效率大于90％。
16.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述玻璃层的总透射率至
少为60％。
17.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述玻璃层的厚度约为100
微米。
18.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述至少一种磷光体占玻
璃层的小于30重量％。
19.一种制造玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·G·艾特肯，M·E·波丁，N·F·伯雷利，N·T·隆罗斯，M·A·恰萨达，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US