本发明专利技术涉及可用于LED照明装置的含磷光体玻璃料材料及其制备方法。合适的无铅玻璃的组成范围如下：20-24摩尔%K2O、8-12摩尔%ZnO、2-6摩尔%Al2O3、35-41摩尔%B2O3以及22-28摩尔%SiO2。合适的含铅玻璃的组成范围如下：72-79摩尔%PbO、8-13摩尔%Al2O3、8-13摩尔%B2O3、2-5摩尔%SiO2以及0-0.3摩尔%Sb2O3。商用高含铅玻璃可用于实施本发明专利技术。本发明专利技术的独特优点包括：能够在相同玻璃料层中掺混两种或更多种磷光体，该玻璃料层在烧制后产生含多种磷光体的玻璃；能够以所希望的几何图案将磷光体沉积到基材上；以及可以向活动面施涂荧光层，玻璃起了保护性基材的作用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于LED照明应用的含磷光体玻璃料材料相关申请交叉参考本申请根据35U.S.C.§ 119，要求2010年10月28日提交的美国临时申请系列第61/407，710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玻璃料材料及其制备方法，以及它们在LED装置中的用途。背景照明行业正在悄然进行一场变革，其中基于LED的照明设备将会逐渐取代白炽灯和荧光灯。该变革的主要驱动力在于基于LED器件的发光装置的效率比荧光灯高10倍以上(流明/瓦)。目前来说，源LED基于氮化镓(GaN)，所述氮化镓(GaN)基于其组成可以在紫外(UV)范围发光或者在可见(Vis)范围发蓝光。典型的LED发蓝光区域由InGaN量子阱和GaN障碍构成。加入更多的铟会发绿光，但是效率下降。大多数情况下，使用受高效GaN蓝光LED激发的发红光磷光体和发绿光磷光体来制造白光LED，而非通过混合高效红光LED和蓝光LED与低效InGaN绿光LED来制造白光。磷光体发光与一些蓝光LED混合来产生白光。 白光LED的整体效率不仅取决于LED和磷光体材料，还取决于封装的光提取效率。高效的障碍之一是磷光体的反向散射，所述磷光体通常是具有高折射率的粉末。一种流行的选择是Ce = YAG (铈掺杂的钇铝石榴石)，其在460nm (典型蓝光LED的发光波长)的折射率为1.85。a.附图说明图1是典型表面安装封装中的代表性白光LED，显示了用于MarubeniSMTW47InGaN LED的被磷光体颗粒14包围的硅酮材料16中的LED10、粘线12、磷光体颗粒14 (显示为圆点)，封装基材18以及封装20。封装20由基材18、环氧树脂镜头24 (显示为黑线)以及容器或杯22，所述容器或杯22由白色塑料或陶瓷制成，用于装纳硅酮-磷光体混合物、保护LED并反射来自封装的光。图中未能示出的是由于低折射率硅酮中的高折射率颗粒使得LED发射的蓝光在所有方向上散射。光被磷光体-硅酮混合物部分俘获，不再被残留吸收在封装中。磷光体粉末通常与硅酮(折射率为1.5)或者环氧树脂混合，然后施涂到LED封装中的顶部，如图1所示。在图1所示的例子中，嵌入在硅酮包封16中的磷光体14 (红色或黄色)受到LEDlO的pn结的460nm发光激发。但是，当使用娃酮包封时存在不合乎希望的性质，包括随时间降解以及缺乏热稳固性；由于使用短发光波长产生的脆性状态；以及由于磷光体(1.82-1.95)与硅酮(1.5)之间的折射率的不匹配产生的不合乎希望的反向散射17。由于这些缺陷，因此希望更好的包封基质。LED在其封装中的一些其他细节也如图1所示。GaN LED与基材倒装粘结，这种设计提供了良好的热提取并且没有粘结板或者粘线所产生的阴影。此外，顶表面经过粗糙化处理以防止光俘获在高折射率GaN基材中。红色虚线表示InGaN量子阱发光区域。概述本专利技术涉及将磷光体包封在玻璃中，所述玻璃不会随时间降解或者变脆，其是热稳固的(thermally robust)的并且与磷光体具有较好的折射匹配,降低了蓝光消耗效率地反向散射进入LED中。在一个实施方式中，一种或多种磷光体与合适的玻璃料材料(包封材料)混合以形成磷光体-玻璃料玻璃混合物，然后施涂到容器中的LED，例如GaN或者InGaN LED。在与图1类似的图2中，磷光体114 (显示为圆点)与玻璃料材料116混合以形成磷光体-玻璃料玻璃混合物，然后将所述磷光体-玻璃料玻璃混合物沉积到玻璃基材130上，并烧制以产生在其上具有含磷光体玻璃料玻璃层的玻璃基材。此外，图2还显示了 LED110、粘线112和封装基材118以及容器或杯122。可以使用标准粘贴工艺将含磷光体玻璃料玻璃混合物(114,116)施涂到基材130上，通过丝网印刷或者喷涂，然后烧制以产生上覆在前述基材上的致密玻璃层、磷光体/玻璃料层。由于经烧制的含磷光体玻璃料混合物是玻璃，因此可以无需覆盖镜头。本专利技术涉及如图2所示形式的混合玻璃料/磷光体材料的制备、应用以及热处理。本专利技术还包括选择玻璃料玻璃组合物，该玻璃料玻璃组合物可用于提供恰当的热性质同时与加入的磷光体相一致，还包括适当玻璃基材的最终应用。本专利技术的优点是:(I)固结的含磷光体玻璃层与所得装置整体比硅酮用作包封材料时更为热稳固。 (2)固结的含磷光体玻璃层具有较好化学稳定性和环境稳定性。(3)固结的含磷光体玻璃层与降低反面散射的含pn结层之间的折射率匹配更好。(4)能够将不同磷光体结合在单层中。(5)能够使基材上的磷光体的几何图案如图10所示。(6)适合向活动面施涂厚膜。(7)能够控制封装LED的颜色或白点。由于制得的磷光体板是单独的一片，可以在组装前测量光学厚度与发光颜色，从而减少LED不合格品的数量。附图简要说明图1显示一种装置，该装置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装置，其中，通过沉积一层或多层混合了一种或多种磷光体的玻璃料材料，并在沉积的磷光体/玻璃料玻璃层施涂到基材之后对其进行烧制，在玻璃基材上形成固结的含磷光体玻璃层。图3是20重量％Ce: YAG磷光体-玻璃料组合物(玻璃C)从左到右向玻璃板施涂(a)2层、(b)3层和(c)4层以证实透明性的彩图，玻璃料的折射率=1.86，磷光体〈2μπι。图4是图3中的相同材料向玻璃板施涂(a) 4层、(b) 5层的彩图。图5是一种玻璃料材料的荧光相对强度与波长关系图，该玻璃料材料的折射率为1.86 (玻璃C)并含有20体积％YAG，其中⑴、⑵、(3)和(4)表示施涂了 I层、2层、3层和4层含磷光体玻璃料玻璃混合物。图6是总反射率与波长关系图,显不了使用玻璃C的反面散射,所述玻璃C含有20重量％YAG，其中(I)、(2)、(3)和(4)表示施涂了 I层、2层、3层和4层含磷光体玻璃料材料。图1是总反射率与波长关系图,显不了使用玻璃C的反面散射,所述玻璃C含有20重量％YAG，其中B5和B6以及C5和C6分别表示施涂了 5层和6层的含磷光体玻璃料玻璃材料B和含磷光体玻璃料玻璃材料C，负载的磷光体为15重量％。图8是显示了从左到右涂覆有I层、2层和3层含20重量％红色磷光体的玻璃料材料C的玻璃板的彩图。图9是I层、2层、3层和4层含12.5重量％YAG的玻璃B的总反射率与波长关系图，该玻璃的折射率为1.88，磷光体〈24!11，其中(I)、(2)、(3)和(4)指的是层数。图10显示通过例如丝网印刷或者喷墨印刷以所需几何图案在基材上沉积磷光体。图11显示460nm激发的相对荧光强度与施涂的含磷光体玻璃料玻璃材料层的层数关系图。图12显不磷光体/玻璃82与仅有磷光体80的发光光谱基本一致。详细说明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。本专利技术涉及含有至少一种磷光体的玻璃；并涉及一种方法，在该方法中磷光体粉末或者多种不同的磷光体粉末与合适的烧结玻璃材料(即“玻璃料玻璃”)、液态有机载体(例如但不限于，具有分散剂和表面活性剂的松油醇(turpinol)、乙基纤维素)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·F·伯雷利，L·A·兰伯森，R·M·莫伦纳，W·R·特鲁特纳，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：
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