用于高可靠性陶瓷磷光板的玻璃組合物以及使用其的陶瓷磷光板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施方案設(shè)及一種用于陶瓷磯光板的玻璃組合物W及通過(guò)使用該玻璃 組合物制造的陶瓷磯光板。
【背景技術(shù)】
[0002] 白色LED(發(fā)光二極管）作為用于具有高效率和高可靠性的白色照明裝置的光源 已經(jīng)引入注意，并且已經(jīng)用作具有小功耗的小尺寸光源。盡管有許多實(shí)現(xiàn)白色L邸的方法， 但是最常用的方法是將藍(lán)色L邸元件與具有黃色磯光體的樹(shù)脂制成的基體進(jìn)行模制的方 法。然而，因?yàn)樗{(lán)光具有高能量，所W可能容易引起樹(shù)脂的劣化。因此，因?yàn)榫哂性摌咏Y(jié)構(gòu) 的白色LED當(dāng)被長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)導(dǎo)致樹(shù)脂的變色，所W從白色L邸發(fā)射的光的顏色改變。此 夕F，因?yàn)槭褂脴?shù)脂進(jìn)行模制，所W不能容易地從該元件進(jìn)行散熱，使得溫度容易升高。由于 該種溫度的升高，所W問(wèn)題在于所發(fā)射的光的顏色變成黃色。
[0003] 為了解決該些問(wèn)題，已經(jīng)應(yīng)用了其中使用陶瓷球（pellet)作為磯光體的基體材 料的磯光板。在該樣的磯光板中使用的磯光體僅限于氧化物磯光體，特別是YAG(錠侶石惱 石）磯光體。當(dāng)僅使用氧化物磯光體時(shí)，難W實(shí)現(xiàn)各種色坐標(biāo)和色溫。此外，當(dāng)僅應(yīng)用磯光 體例如YAG等時(shí)，耐熱溫度需要為800°C或更高，因此，玻璃的組成條件不需要變得復(fù)雜。然 而，為了實(shí)現(xiàn)各種色溫，應(yīng)該W合適的量將紅色磯光體和黃色磯光體混合。該樣做，需要調(diào) 整玻璃的組成條件W降低燒結(jié)溫度，該是因?yàn)樵撔┐壒怏w易受熱的影響。
[0004] 然而，當(dāng)磯光板被長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，根據(jù)材料的性質(zhì)，由于水分與玻璃的組分反應(yīng)， 可能發(fā)生其中磯光板的表面變朦賊的白化（參見(jiàn)圖1)。關(guān)于白化，基于B、Na和Li的元素 可能對(duì)白化產(chǎn)生影響。然而，特別地，鋼容易形成水合物是已知的。圖2示出了通過(guò)由于水 分和玻璃元素（特別是化）而引起水合物的形成而產(chǎn)生白化現(xiàn)象的機(jī)制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明已經(jīng)考慮到上述問(wèn)題而做出，本發(fā)明的實(shí)施方案的一個(gè)方面提供了一種 用于陶瓷磯光板的玻璃組合物W及包括該玻璃組合物的陶瓷磯光板，該玻璃組合物包括： 75wt%至85wt%的由Si〇2、B203和ZnO構(gòu)成的氧化物混合物；lOwt%至15wt%的包含堿金 屬的至少一種碳酸鹽化合物；W及Iwt%至5wt%的AI2O3,其中B2O3的含量少于25wt%。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的一個(gè)方面，一種用于陶瓷磯光板的玻璃組合物可W包 括；75wt%至85wt%的由Si〇2、B2〇3和ZnO構(gòu)成的氧化物混合物；lOwt%至15wt%的包含堿 金屬的至少一種碳酸鹽化合物；W及Iwt%至5wt%的AI2O3,其中B203的含量少于25wt%。
[0007] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的另一方面，一種陶瓷磯光板包括：由通過(guò)玻璃組合 物的玻璃化而獲得的平均粒徑為1 ym至10 ym的玻璃料構(gòu)成的基體；W及至少一種磯光 體。
[000引此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的又一方面，照明裝置可W包括陶瓷磯光板。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 本申請(qǐng)包括附圖W提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且附圖被并入本說(shuō)明書(shū)中且構(gòu) 成本說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案并且與描述一起用于解釋本發(fā) 明的原理。在附圖中：
[0010] 圖1是對(duì)其中產(chǎn)生白化現(xiàn)象的常規(guī)磯光板的表面進(jìn)行拍攝而得到的照片；
[0011] 圖2是示出了用于說(shuō)明其中常規(guī)磯光板產(chǎn)生白化現(xiàn)象的機(jī)制的模擬圖；
[0012] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的照明裝置的示意性結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0013] 圖4是對(duì)在關(guān)于磯光板進(jìn)行高溫高濕測(cè)試1000小時(shí)之后在實(shí)施例1至實(shí)施例3 中制造的磯光板的各表面進(jìn)行拍攝而得到的照片；W及
[0014] 圖5是對(duì)在關(guān)于磯光板進(jìn)行高溫高濕測(cè)試1000小時(shí)之后在比較例中制造的磯光 板的前表面（A)和背表面炬）進(jìn)行拍攝而得到的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 在下文中，將參照附圖描述本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的本發(fā)明的實(shí)施方 案。提供在該說(shuō)明書(shū)中的實(shí)施方案和在附圖中所示出的構(gòu)造作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案， 并且應(yīng)該理解可W存在在申請(qǐng)時(shí)可W替代的各種等同方案和修改方案。另外，在設(shè)及本發(fā) 明的優(yōu)選實(shí)施方案的操作原理的情況下，當(dāng)已知功能或功能似乎會(huì)使本發(fā)明的主題不清楚 的情況下，將從本發(fā)明的描述中省略上述內(nèi)容。在考慮本發(fā)明的功能的情況下定義下面的 術(shù)語(yǔ)，并且每個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思應(yīng)該通過(guò)判斷本說(shuō)明書(shū)的所有部分來(lái)理解，而且附圖的具有類 似功能和操作的元件被給予相同的附圖標(biāo)記。在本文中使用時(shí)，除非上下文另外明確指明， 否則單數(shù)形式旨在也包括復(fù)數(shù)形式。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于陶瓷磯光板的玻璃組合物包含；由Si化、B203和化0 構(gòu)成的氧化物混合物；包含堿金屬的至少一種碳酸鹽化合物；和Al2〇3。
[0017] 由Si〇2、B2化和化0構(gòu)成的氧化物混合物是當(dāng)經(jīng)由玻璃組合物的玻璃化制造玻璃 時(shí)形成最基本結(jié)構(gòu)的材料，并且在形成玻璃的氧化物中屬于網(wǎng)絡(luò)形成氧化物或網(wǎng)架（mesh) 形成氧化物。該氧化物混合物是玻璃的最基本的組分，=元玻璃可W僅由該組合物制造。
[0018] 該氧化物混合物可基于組合物的總量的75wt%至85wt%的量被包含。此時(shí)， ZnO和Si化可WW1:1. 5至1:1. 35的比率混合。包含在氧化物混合物中的B2〇3可WW基 于組合物的總量的小于25wt%的量被包含。盡管B203是用于形成玻璃所需要的基本材料， 在制造用于照明裝置的磯光板時(shí)使用B2化的情況下，根據(jù)的B2化含量的增加，光學(xué)特性（例 如可靠性、透光率等）可W被大大降低。具體地，B,化的含量的增加可W作為對(duì)磯光板的白 化有大的影響的因素。更優(yōu)選地，B2化可基于組合物的總量的21wt%W下的量被包含。 此時(shí)，B203與ZnO之比可W為從0. 35至0. 75。
[0019] 在制造磯光板時(shí)，構(gòu)成磯光板的基體的玻璃料應(yīng)該具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TgW 降低燒結(jié)溫度。為了降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，在玻璃組合物中可W包含堿金屬。在本實(shí)施 方案中，在玻璃組合物中包含lOwt%至15wt%的至少一種包含堿金屬的碳酸鹽化合物。堿 金屬可W指對(duì)應(yīng)于元素周期表上的第I族的元素，例如，K、化或Li等?？蒞使用化合物例 如K2C〇3、Na2〇)3、Li2C〇3及其混合物作為碳酸鹽化合物?？蒞使用使至少兩種化合物混合而 得到的化合物等作為碳酸鹽化合物。然而，在玻璃組合物中的堿金屬組分的量增加的情況 下，該玻璃組合物可能不會(huì)變成玻璃（glassified)，或者磯光板的光學(xué)特性可能劣化。因 此，優(yōu)選地，堿金屬組分的總含量不超過(guò)15wt%。
[0020] 玻璃組合物包括Iwt%至5wt%的Al2〇3。Al2〇3可W改進(jìn)玻璃組合物的結(jié)晶特性并 且可W增加化學(xué)特性。此外，Al2〇3可W起到防止堿滲出的作用。然而，因?yàn)锳l2〇3是高反應(yīng) 性組分，優(yōu)選地，AI2O3的含量不超過(guò)5wt%。
[0021] 作為附加組分，在玻璃組合物中可WW5wt%或更少的量包含P2〇e。P2〇e起到通過(guò) 促進(jìn)用于微小且均勻的分相（phaseslitting)和玻璃化的相分離來(lái)提高透光率的作用。當(dāng) 減小B203的含量時(shí)，透射率可能減小。然而，該問(wèn)題可化圍過(guò)添加？2〇5來(lái)改進(jìn)。然而，因?yàn)?P2〇5是高反應(yīng)性組分，當(dāng)W過(guò)多的量添加P205時(shí)，存在對(duì)可靠性產(chǎn)生影響的可能性。因而， 優(yōu)選地是P2〇5的含量不大于5wt%。
[0022] 根據(jù)本實(shí)施方案的另一方面的陶瓷磯光板可W包括；由通過(guò)玻璃組合物的玻璃化 而獲得的平均粒徑為1 y m至10 y m的玻璃料構(gòu)成的基體；W及至少一種磯光體。
[0023] 使用球磨機(jī)將玻璃料與玻璃組合物混合40小時(shí)至50小時(shí)，該玻璃組合物包括由 Si化、B203和ZnO構(gòu)成的氧化物混合物；至少一種包含堿金屬的碳酸鹽化合物；和A12化，然 后，將該混合物放入烙化爐中?？蒞根據(jù)玻璃組合物的各組成情況調(diào)節(jié)烙化溫度來(lái)進(jìn)行烙 化工藝。此時(shí)，烙化溫度可W是1300°C至1600°C，并且可W根據(jù)常規(guī)玻璃制造工藝來(lái)制造 玻璃。通過(guò)選擇用于使得包含在玻璃組合物中的材料能夠均勻溶解的溫度來(lái)進(jìn)行烙化過(guò) 程。此時(shí)，在溫度增加至超過(guò)1600°C時(shí)，揮發(fā)性組分的量可能增加。將烙化的材料放入雙漉 機(jī)中并且進(jìn)行澤火W制備碎玻璃。通過(guò)對(duì)碎玻璃進(jìn)行粉碎來(lái)制備玻璃料。
[0024] 粉碎法分為干式粉碎法和濕式粉碎法。干式粉碎法的實(shí)例包括使用球磨機(jī)、振動(dòng) 磨機(jī)等的方法。在球磨法中使用的陶瓷球中一般使用Al2〇3或ZrO2。因?yàn)檎駝?dòng)磨機(jī)法利用 振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所W振動(dòng)磨機(jī)具有在振動(dòng)磨機(jī)撞擊在粉碎材料上時(shí)產(chǎn)生的大沖擊。濕式粉碎法 是通過(guò)在流體和球中攬拌粉碎的材料來(lái)執(zhí)行粉碎的方法。與干式粉碎相比，濕式粉碎使其 能進(jìn)行細(xì)粉碎。除了球磨機(jī)之外，還使用介質(zhì)攬拌磨機(jī)和珠磨機(jī)化eadm