荧光玻璃陶瓷及其制备方法以及LED灯技术

本申请公开了一种荧光玻璃陶瓷及其制备方法以及LED灯。用于LED灯的荧光玻璃陶瓷，包括玻璃基体、荧光粉和导热填料；其中，所述玻璃基体的原料的摩尔百分含量为：SiO2：5％

【技术实现步骤摘要】
荧光玻璃陶瓷及其制备方法以及LED灯


[0001]本申请涉及LED灯封装
，尤其涉及一种荧光玻璃陶瓷及其制备方法以及LED灯。

技术介绍

[0002]LED光源具有环保、节能、高效、寿命长、易维护等特点，被称为将超越白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯的第四代照明光源，是21世纪最具发展前景的高
之一。LED光源的封装作为LED产业链中承上启下的重要一环，是推进半导体照明和显示走向实用化的核心制造技术。
[0003]相关技术中，LED光源的封装工艺是将荧光粉与环氧树脂或硅胶按照一定的比例混合，搅拌均匀后涂于芯片的表面，形成类似于球冠状的涂层。这种工艺和封装结构存在着明显的缺陷。首先是封装材料的选择，环氧树脂和硅胶具有低的热导率，并且耐热性差，容易老化，这使得环氧树脂外壳不能承受LED长期工作，导致现有LED很难适用于高功率和高温环境的使用，很大程度上限制了其应用范围；其次是LED工作时由于热量的累积，胶体涂层中的荧光粉可能出现热猝灭现象，进而影响LED的发光效率和显色性。另外，涂层的结构也存在严重的问题，由于难以对荧光粉的涂覆厚度和形状进行精确控制，导致出射光色彩不一致。因此，发展新型的荧光材料和优化封装结构具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种用于LED灯的荧光玻璃陶瓷及电子设备，能够解决荧光玻璃陶瓷用于LED灯光谱较窄的问题。
[0005]第一方面，本申请提供了一种用于LED灯的荧光玻璃陶瓷，包括：玻璃基体、荧光粉和导热填料；
[0006]其中，所述玻璃基体的原料的摩尔百分含量为：
[0007]SiO2：5％
‑
20％、B2O3：10％
‑
35％、ZnO：20％
‑
65％、P2O5：0.3％
‑
15％、R2O：0.1％
‑
15％，R2O为Li2O、Na2O、K2O中的至少一种或其组合。通过调整玻璃网络形成体(SiO2和P2O5)、网络中间体(ZnO)和网络外体R2O之间的含量，使玻璃基体的原料具有成玻性和透明性的前提下，降低软化温度，进而使玻璃基体、荧光粉和导热填料三者可以在较的温度下烧结形成致密的荧光玻璃陶瓷，防止高温下荧光材料的劣化；此外减少Li2O或Na2O的用量，降低碱金属离子在玻璃基体、荧光粉和导热填料三者共烧结时对荧光材料的侵蚀。
[0008]另外，使用玻璃材质作为荧光玻璃陶瓷的封装基体，使荧光玻璃陶瓷具有良好的导热率、良好的机械性能、良好的热力学性能和化学稳定性。
[0009]在一些示例性的实施例中，基于所述荧光玻璃陶瓷，所述玻璃基体的质量百分含量为A，A满足50％≤A≤94.5％，例如，A可以为55％、78％、85％、89％或90％等。
[0010]在一些示例性的实施例中，基于所述荧光玻璃陶瓷，所述荧光粉的质量百分含量为B，B满足5％≤B≤40％，在该范围内便于控制荧光粉和玻璃基体的含量在合适的范围内，
一方面能够满足荧光需求，实现多种类型的荧光粉的添加，丰富显色效果，另一方面能够满足结构强度和稳定性需求。例如，B可以为6％、11％、23％、29％或35％等。
[0011]在一些示例性的实施例中，基于所述荧光玻璃陶瓷，所述导热填料的质量百分含量为C，C满足0.5％≤C≤10％，使制得的荧光玻璃陶瓷具有良好的散热效率，降低荧光玻璃陶瓷用于LED灯的热量积累。例如，C可以为1％、2.8％、4％、5％或8％等。
[0012]在一些示例性的实施例中，所述荧光粉包括：黄绿光发射荧光粉和橙红光发射荧光粉。
[0013]在一些示例性的实施例中，所述荧光粉中，所述黄绿光发射荧光粉的质量为a1，所述橙红光发射荧光粉的质量为a2，a1和a2满足：3≤a1/a2≤15。
[0014]在一些示例性的实施例中，所述黄绿光发射荧光粉包括β
‑
Sialon:Eu
2+
、AlON:Mn
2+
和(Lu,Y,Gd)3(Al,Ga)5O
12
:Ce
3+
中的一种或其组合；所述橙红光发射荧光粉包括α
‑
SiAlON:Eu
2+
、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu
2+
和(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu
2+
中的一种或其组合。
[0015]在一些示例性的实施例中，所述导热填料包括氧化铝粉体或氮化铝粉体。其中，氮化铝和氧化铝具有良好的导热系数，利于散热。另外，氧化铝和氮化铝的禁带宽度较宽，对可见光的吸收较少，因此能够有效降低荧光粉被激发出荧光前后的光损耗。
[0016]第二方面，本申请实施例提供一种LED灯，包括：
[0017]如上所述的荧光玻璃陶瓷；及
[0018]光功率基底，具有出光面，所述荧光玻璃陶瓷设于所述出光面。光功率基底包括蓝光芯片或紫外光芯片等，光功率基底的光线激发荧光粉产生对应的荧光。
[0019]第三方面，本申请实施例提供一种用于LED灯的荧光玻璃陶瓷的制备方法，包括：
[0020]将玻璃基体的原料混匀后进行熔制处理，获得熔融的玻璃熔料；
[0021]将所述玻璃熔料倒入冷却介质中，获得玻璃碎块；
[0022]将所述玻璃碎块进行研磨，获得玻璃粉；
[0023]将所述玻璃粉、荧光粉和导热填料混匀，置于空气气氛进行烧结处理，冷却后，获得荧光玻璃陶瓷；
[0024]其中，所述玻璃基体的原料的摩尔百分含量为SiO2：5％
‑
20％、B2O3：10％
‑
35％、ZnO：20％
‑
65％、P2O5：0.3％
‑
15％、R2O：0.1％
‑
15％，R2O为Li2O、Na2O、K2O中的至少一种或其组合。
[0025]当荧光玻璃陶瓷应用于LED灯时，对荧光玻璃陶瓷进行切片、研磨、抛光处理，获得厚度为0.2mm的荧光玻璃陶瓷基片，将荧光玻璃陶瓷基片进行切割处理，获得长
×
宽为1mm
×
1mm的荧光玻璃陶瓷片，再将荧光玻璃陶瓷片贴装于光功率基底的出光面，有助于提高封装效率，且发光均匀，耐候性能好。
[0026]在一些示例性的实施例中，所述熔制处理的温度为900℃
‑
1300℃、时间为1h
‑
4h，在该温度范围内玻璃基体的原料能够充分的熔融，有助于提高熔融处理后的玻璃基体的均匀稳定性。例如，熔制处理的温度为900℃、1000℃、1150℃、1200℃、1250℃或1300℃等，熔制处理的时间为1h、1.5h、2h、2.5h、3h或4h等。
[0027]在一些示例性的实施例中，所述烧结处理的温度为400℃
‑
700℃、时间为15min
‑
2h。例如，烧结处理的温度为400℃、450℃、5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于LED灯的荧光玻璃陶瓷，其特征在于，包括：玻璃基体、荧光粉和导热填料；其中，所述玻璃基体的原料的摩尔百分含量为：SiO2：5％
‑
20％、B2O3：10％
‑
35％、ZnO：20％
‑
65％、P2O5：0.3％
‑
15％、R2O：0.1％
‑
15％，R2O为Li2O、Na2O、K2O中的至少一种或其组合。2.根据权利要求1所述的荧光玻璃陶瓷，其特征在于，基于所述荧光玻璃陶瓷，所述玻璃基体的质量百分含量为A，A满足50％≤A≤94.5％，所述荧光粉的质量百分含量为B，B满足5％≤B≤40％，所述导热填料的质量百分含量为C，C满足0.5％≤C≤10％。3.根据权利要求1所述的荧光玻璃陶瓷，其特征在于，所述荧光粉包括：黄绿光发射荧光粉和橙红光发射荧光粉。4.根据权利要求3所述的荧光玻璃陶瓷，其特征在于，所述荧光粉中，所述黄绿光发射荧光粉的质量为a1，所述橙红光发射荧光粉的质量为a2，a1和a2满足：3≤a1/a2≤15。5.根据权利要求3所述的荧光玻璃陶瓷，其特征在于，所述黄绿光发射荧光粉包括β
‑
Sialon:Eu
2+
、AlON:Mn
2+
和(Lu,Y,Gd)3(Al,Ga)5O
12
:Ce
3+
中的一种或其组合；所述橙红光发射荧光粉包括α
‑
SiAlON:Eu
2+
、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu
2+
和(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锦华，梁超，符义兵，李凯，
申请(专利权)人：江苏诚睿达光电有限公司，
类型：发明
国别省市：