一种LED封装玻璃及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种LED封装玻璃及其制备方法和应用。封装玻璃由玻璃基片及附着于其上、下表面的玻璃复合层组成。制备方法是采用丝网印刷、流延、喷涂等工艺在玻璃基片上下表面涂覆含高温玻璃颗粒的玻璃浆料层，然后通过控温烧结技术得到具有凸点结构的玻璃片，具有工艺简单，成本低，适宜规模化生产等特点。将该玻璃片应用于LED封装，玻璃片与LED芯片间既可填充硅胶(用于白光LED封装)，也可不填充硅胶(实现紫外LED封装)。由于玻璃片上表面的凸点结构减小了玻璃与空气界面的全反射，下表面的凸点结构则能诱导更多光线进入玻璃层，从而可有效提高LED出光效率。同时，由于玻璃片表面的高温玻璃颗粒具有光散射作用，可以降低LED灯具的眩光问题。

【技术实现步骤摘要】
一种LED封装玻璃及其制备方法和应用
本专利技术属于LED封装技术，具体涉及一种LED封装玻璃及其制备方法和应用，该玻璃可提高LED出光效率，消除眩光。
技术介绍
白光LED相比传统光源具有发光效率高、节能环保、寿命长等优点，被业界认为是照明光源市场的主要发展方向。目前，白光LED产品已广泛应用于显示器背光、汽车大灯、室内外照明等诸多领域。常用的白光LED封装方法是将荧光粉与环氧树脂或硅胶混合，涂覆在蓝光LED芯片表面。由于环氧树脂或硅胶的耐热性和抗老化性能较差，近年来研究人员开始使用玻璃或玻璃陶瓷来代替荧光粉胶，以提高LED器件可靠性。但由于LED封装玻璃的上下表面平整光滑，且玻璃与空气间折射率差较大，界面存在全反射问题，导致LED出光效率下降。为了提高出光效率，可在LED封装表面制备微纳结构，但这需要专用的模具和模压工艺，成本高，且表面清洗困难。另一方面，当前市场上的LED灯具还存在眩光问题，使人眼感到不舒适。通常LED灯具企业采用磨砂玻璃或扩散膜来解决眩光问题，但这样会降低LED出光效率。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提出了LED封装玻璃及其制备方法和应用，目的在于利用该LED封装玻璃可以在提高大功率LED出光效率的同时，降低LED灯具眩光。本专利技术提供的一种LED封装玻璃，其特征在于，由玻璃基片及附着于玻璃基片上、下表面的玻璃复合层构成，该玻璃复合层由在低温玻璃材料中加入5-30wt％的高温玻璃颗粒构成，该高温玻璃颗粒在玻璃复合层表面形成凸点，其中，低温玻璃是指软化点比玻璃基片的软化点低50℃以上的玻璃材料，高温玻璃颗粒是指比低温玻璃材料的软化点高200℃以上的玻璃材料，低温玻璃材料的折射率与高温玻璃颗粒的折射率之间的差异小于0.05，高温玻璃颗粒的粒径大于低温玻璃层的厚度值。本专利技术提供的所述LED封装玻璃的制备方法，包括以下步骤：第1步在玻璃基片上下表面涂覆形成厚度均匀的玻璃浆料层，其中，玻璃基片透光率＞80％，折射率为1.4～1.6，玻璃浆料为掺有高温玻璃颗粒的低温玻璃浆料；第2步将表面涂覆有玻璃浆料层的玻璃基片进行烧结，使浆料层中的低温玻璃粉熔化，而高温玻璃颗粒保持形态不变，冷却后形成表面含高温玻璃颗粒的玻璃复合层，得到表面具有凸点结构的LED封装玻璃。本专利技术提供的所述LED封装玻璃构成的LED模组封装结构，其特征在于，LED芯片贴装在支架的凹槽内，LED芯片电极与支架底部焊盘间通过引线键合实现电互连，LED封装玻璃覆盖在LED芯片上方，封装玻璃与LED芯片间隙填充硅胶或不填充硅胶，其中，所述硅胶折射率等于或小于玻璃片下表面低温玻璃层中的高温玻璃颗粒的折射率。与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：1)通过丝网印刷、喷涂等工艺与控温烧结技术，制备出具有表面凸点结构的玻璃片，成本低，适宜于规模化生产；2)采用高温玻璃颗粒形成表面凸点，工艺简单，玻璃片表面易于清洁与维护；3)玻璃片上表面的凸点结构减小了玻璃和空气界面的全反射，下表面的凸点结构则具有陷光功能，使更多光线进入玻璃层，从而提高LED出光效率；4)玻璃片表面的高温玻璃颗粒具有光散射作用，消除LED灯具眩光问题。附图说明图1为本专利技术所述具有表面凸点结构的玻璃片示意图。图2为本专利技术所述具有表面凸点结构的玻璃片制备工艺图。图3为本专利技术实施例1中LED封装结构示意图。图4为本专利技术实施例2中LED封装结构示意图。图5为本专利技术实施例3中LED封装结构示意图。图中，1为玻璃基片，2为高温玻璃颗粒，3为低温玻璃层，4为玻璃浆料，5为丝网印刷版，6为刮刀，7为荧光粉，8为LED芯片，9为引线，10为支架，11为硅胶，12为紫外LED芯片，13为粘结层。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术通过在玻璃基片表面涂覆含高温玻璃颗粒的低温玻璃浆料层，烧结后制备出具有表面凸点结构的玻璃片。制备方法采用表面涂覆(丝网印刷、流延或喷涂等)与控温烧结工艺，不需要专用模具和模压工艺，降低了工艺成本，并且易于清洗。如图1所示，本专利技术提供一种具有表面凸点结构的玻璃片，由玻璃基片1及涂覆在玻璃基片1上、下表面的玻璃复合层组成，其中，玻璃复合层由高温玻璃颗粒2和低温玻璃层3构成。所述低温玻璃是指软化点比玻璃基片的软化点低50℃以上的玻璃材料，高温玻璃颗粒是指比低温玻璃的软化点高200℃以上的玻璃材料。低温玻璃层单层厚度为20至150微米。高温玻璃颗粒2的粒径为30至200微米，大于低温玻璃层的厚度值。低温玻璃层3的折射率与高温玻璃颗粒2的折射率之间的差异小于0.05。高温玻璃颗粒2在低温玻璃层3中的质量百分比为5-30％。如图2所示，具有表面凸点结构的玻璃片制备过程包括以下步骤：1)选用厚度为0.2毫米至2毫米，透光率大于80％，折射率为1.4～1.6的玻璃基片，并对玻璃基片表面进行清洗；2)配制低温玻璃浆料，并掺入适量高温玻璃颗粒。玻璃浆料组分包括低温玻璃粉、高温玻璃颗粒、荧光粉(可掺或不掺)、溶剂、粘结剂和分散剂等。其中：低温玻璃粉为低硼硅玻璃、硼铝酸盐玻璃等，其软化点低于700℃；高温玻璃颗粒是指软化点比低温玻璃粉的高，且粒径为30微米至200微米的玻璃颗粒，可以是高硼硅玻璃、石英玻璃等，掺量为低温玻璃粉重量的5％-30％；荧光粉可以是单色荧光粉，也可以是多种荧光粉的混合物，掺量根据LED封装需求确定；溶剂为乙醇、松油醇、丁基卡必醇醋酸酯或邻苯二甲酸二丁酯等，掺量为低温玻璃粉重量的50％-300％；粘结剂为乙基纤维素、聚乙烯醇或羧甲基纤维素等，掺量为低温玻璃粉重量的3％-10％；分散剂为鱼油、纤维素及其衍生物、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇或聚丙烯酰胺等，掺量为低温玻璃粉重量的1％-5％；3)采用丝网印刷、流延、喷涂等工艺在玻璃基片上下表面涂覆形成厚度均匀的玻璃浆料层，厚度为30至200微米；4)将表面涂覆有玻璃浆料层的玻璃基片进行烧结，使浆料层中的低温玻璃粉熔化，而高温玻璃颗粒保持形态不变，冷却后形成表面含高温玻璃颗粒的玻璃层，得到具有表面凸点结构的玻璃片。玻璃浆料层烧结温度高于低温玻璃粉的软化点，比玻璃基片的软化点低50℃以上，且比高温玻璃颗粒的软化点低200℃以上。本专利技术所提供的一种表面凸点的玻璃应用于LED模组的封装结构，包括LED芯片、引线、支架和具有表面凸点结构的玻璃片。LED封装过程中，首先用固晶材料将LED芯片贴装在支架的凹槽内，然后通过引线键合实现LED芯片电极与支架底部焊盘间的电互连，最后将具有表面凸点结构的玻璃片覆盖在LED芯片上方，玻璃片与芯片间隙填充硅胶(或不填充硅胶)。其中，硅胶折射率等于或小于玻璃片下表面的低温玻璃层中的高温玻璃颗粒的折射率。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各种实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1如图2所示，本实施例中具有表面凸点结构的玻璃片制备过程为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED封装玻璃，其特征在于，由玻璃基片及附着于玻璃基片上、下表面的玻璃复合层构成，该玻璃复合层由在低温玻璃材料中加入5‑30wt％的高温玻璃颗粒构成，该高温玻璃颗粒在玻璃复合层表面形成凸点，其中，低温玻璃是指软化点比玻璃基片的软化点低50℃以上的玻璃材料，高温玻璃颗粒是指比低温玻璃材料的软化点高200℃以上的玻璃材料，低温玻璃材料的折射率与高温玻璃颗粒的折射率之间的差异小于0.05，高温玻璃颗粒的粒径大于低温玻璃层的厚度值。

【技术特征摘要】
1.一种LED封装玻璃，其特征在于，由玻璃基片及附着于玻璃基片上、下表面的玻璃复合层构成，该玻璃复合层由在低温玻璃材料中加入5-30wt％的高温玻璃颗粒构成，该高温玻璃颗粒在玻璃复合层表面形成凸点，其中，低温玻璃是指软化点比玻璃基片的软化点低50℃以上的玻璃材料，高温玻璃颗粒是指比低温玻璃材料的软化点高200℃以上的玻璃材料，低温玻璃材料的折射率与高温玻璃颗粒的折射率之间的差异小于0.05，高温玻璃颗粒的粒径大于低温玻璃层的厚度值。2.根据权利要求1所述的LED封装玻璃，其特征在于，所述高温玻璃颗粒的粒径为30至200微米。3.根据权利要求1所述的LED封装玻璃，其特征在于，所述低温玻璃层单层厚度为20至150微米。4.由权利要求1所述LED封装玻璃构成的LED模组封装结构，其特征在于，LED芯片贴装在支架的凹槽内，LED芯片电极与支架底部焊盘间通过引线键合实现电互连，LED封装玻璃覆盖在LED芯片上方，封装玻璃与LED芯片间隙填充硅胶或不填充硅胶，其中，所述硅胶折射率等于或小于玻璃片下表面低温玻璃层中的高温玻璃颗粒的折射率。5.一种LED封装玻璃的制备方法，包括以下步骤：第1步在玻璃基片上下表面涂覆形成厚度均匀的玻璃浆料层，其中，玻璃基片透光率＞80％，折射率为1.4～1.6，玻璃浆料为掺有高温玻璃颗粒的低温玻璃浆料；其中，低温玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明祥，王思敏，刘胜，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42