一種發(fā)光玻璃及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于照明材料領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)光玻璃及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管（LED)作為一種新型半導(dǎo)體光源，具有效率高、功耗小、固態(tài)節(jié)能及綠 色環(huán)保等顯著優(yōu)點和廣泛的市場應(yīng)用前景，正在逐步取代傳統(tǒng)照明光源。目前，使用最多的 LED光源為白光LED光源，在眾多實現(xiàn)白光LED方案中，通過藍光LED芯片激發(fā)釔鋁石榴石 (YAG :Ce)黃色熒光粉的單芯片型白光LED仍占有主導(dǎo)地位?，F(xiàn)階段，白光LED的封裝方式 主要采用點膠工藝，即將熒光粉和硅膠（或環(huán)氧樹脂）的混合體直接涂敷在藍光LED芯片 表面。該工藝雖然操作簡單，但是存在諸多問題：（1)熒光粉在硅膠（或環(huán)氧樹脂）中容易 發(fā)生沉降，容易造成熒光粉涂覆層的厚度不均以及產(chǎn)品的一致性較差，需要通過后期的分 檔工序（Binning)來保證產(chǎn)品一致性；（2)由于硅膠（或環(huán)氧樹脂）等封裝材料的熱導(dǎo)率 較低，因而散熱困難導(dǎo)致環(huán)境溫度升高，進而造成熒光粉的光衰以及藍光芯片的電致發(fā)光 譜發(fā)生變化；（3)環(huán)境溫度的上升會造成硅膠（或）環(huán)氧樹脂受熱膨脹，膠體形變力很可能 造成連接芯片的金線斷裂，導(dǎo)致"死燈";(4)硅膠（或環(huán)氧樹脂）受環(huán)境溫度的長期影響后 易出現(xiàn)老化、裂解、黃變和透光率下降的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致LED發(fā)光器件的發(fā)光性能下降。
[0003] 針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，目前采取的解決方案是采用玻璃、陶瓷等無機材料封 裝LED芯片。眾所周知，無機材料具有較高的熱導(dǎo)率，這極大地改善了 LED芯片和熒光粉的 散熱環(huán)境，從而降低LED發(fā)光器件各部件的工作溫度，提高LED發(fā)光器件的發(fā)光性能。同時 無機封裝材料具有良好的光色品質(zhì)和熱穩(wěn)定性能等優(yōu)點，不存在長時間工作下的光衰和色 度漂移的問題。
[0004] 在采用無機材料封裝LED芯片的工藝中，無機材料的物化性能對封裝得到的LED 發(fā)光器件的發(fā)光性能有直接影響。專利號為CN201210204422的發(fā)明專利公開了一種復(fù)合 熒光粉發(fā)光玻璃及其制備方法。在該專利中，發(fā)光玻璃由基體玻璃和熒光粉組成，其中基體 玻璃的組分為P 2O5-ZnO-SiO2-Al2O3-R 2O(R2C)為Li20、Na2CKK2O中的一種或多種）。在該專利 中，首先通過熔融法制備出基體玻璃粉，然后將基體玻璃粉與熒光粉混合制備出熒光粉復(fù) 合的發(fā)光玻璃。但是由于該專利提供的發(fā)光玻璃透明性不理想，導(dǎo)致由其封裝得到的LED 發(fā)光器件的光效較低，發(fā)光性能有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光玻璃及其制備方法和應(yīng)用，由本發(fā)明 提供的發(fā)光玻璃封裝成的LED發(fā)光器件的發(fā)光性能優(yōu)異。
[0006] 本發(fā)明提供了一種發(fā)光玻璃，以質(zhì)量份數(shù)計，包括以下組分：
[0007]
[0008]所述R2O中，R選自Li、Na和K中的一種或多種。
[0009] 優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，所述發(fā)光玻璃包括以下組分：
[0010]
[0012] 優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，所述發(fā)光玻璃包括以下組分：
[0013]
[0014] 優(yōu)選的，所述熒光粉為A3B5O 12 = Ce石榴石結(jié)構(gòu)熒光粉；
[0015]所述 A3B5O12 = Ce 石植石結(jié)構(gòu)焚光粉中，A 選自 Y、Gd、Lu、La、Tb、Sc、Eu、Sm、Pr 和 Mn 中的一種或多種；B選自Al、Ga、In、Si、Mg和Ge中的一種或多種。
[0016] 本發(fā)明提供了一種上述技術(shù)方案所述的發(fā)光玻璃的制備方法，包括以下步驟：
[0017] a)、硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、釩源化合物、鈣源化合物、銻源化合物、 鈦源化合物、鋅源化合物、鉍源化合物、鋁源化合物和R源化合物混合熔融，混合熔融得到 的玻璃熔體進行冷卻，得到基質(zhì)玻璃；
[0018] 所述R源化合物為鋰源化合物、鈉源化合物和鉀源化合物中的一種或多種；
[0019] b)、所述基質(zhì)玻璃與熒光粉混合熔融，混合熔融得到的熔體進行冷卻，得到發(fā)光玻 璃。
[0020] 優(yōu)選的，步驟a)中，所述混合熔融的溫度為900~1200 °C。
[0021] 優(yōu)選的，步驟a)中，所述混合熔融的時間為1~2h。
[0022] 優(yōu)選的，步驟b)中，所述混合熔融的溫度為650~800 °C。
[0023] 優(yōu)選的，步驟b)中，所述混合熔融的時間為20~60min。
[0024] 本發(fā)明提供了一種LED發(fā)光器件，包括上述技術(shù)方案所述的發(fā)光玻璃或上述技術(shù) 方案所述的方法制得的發(fā)光玻璃。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種發(fā)光玻璃及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供 的發(fā)光玻璃以質(zhì)量份數(shù)計，包括以下組分：SiO 2O~5份；P20515~35份；B2O3O~10份； V 2O5O ~30 份；CaO 0 ~5 份；Sb2O3IO ~50 份；TiO2O ~10 份；ZnO 5 ~30 份；Bi2O3O ~20 份；Al2O3O~5份；R20 1~10份；焚光粉5~15份；所述R2O中，R選自Li、Na和K中的一 種或多種。本發(fā)明通過調(diào)整發(fā)光玻璃的組分配比，得到了性能優(yōu)異的發(fā)光玻璃，由該發(fā)光玻 璃封裝的LED發(fā)光器件的光效高。實驗結(jié)果表明，由本發(fā)明提供的發(fā)光玻璃封裝成的LED 發(fā)光器件的光效大于1131m/w，顯色指數(shù)大于66。此外，其光效、顯色指數(shù)、色溫和色坐標等 性能指標可通過調(diào)芐基質(zhì)玻璃的組成以及發(fā)光玻璃中熒光粉的含量來改變。
[0026] 此外，本發(fā)明提供的發(fā)光玻璃在_40°C和150°C下放置1000 h后重新封裝成的LED 發(fā)光器件的光效、色溫和顯色指數(shù)基本無衰減，且色坐標幾乎無偏移，說明本發(fā)明提供的發(fā) 光玻璃具有良好的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0027] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0028] 圖1是本發(fā)明實施例1提供的塊狀基質(zhì)玻璃和發(fā)光玻璃的實物圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明實施例提供的LED發(fā)光器件的實物圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明實施例提供的LED發(fā)光器件的電致發(fā)光譜圖；
[0031] 圖4是本發(fā)明實施例提供的LED發(fā)光器件的色度坐標圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0033] 本發(fā)明提供的一種發(fā)光玻璃，以質(zhì)量份數(shù)計，包括以下組分：
[0034]
[0035] 所述R2O中，R選自Li、Na和K中的一種或多種。
[0036] 本發(fā)明提供的發(fā)光玻璃包括Si02、P205、B203、V205、Ca0、Sb203、Ti02、Zn0、Bi203、Al203、 R2O和熒光粉。
[0037] 在本發(fā)明中，所述SiO2在發(fā)光玻璃的含量為0~5質(zhì)量份；在本發(fā)明提供的一個 實施例中，所述SiO 2在發(fā)光玻璃的含量為1~5質(zhì)量份；在本發(fā)明提供的另一個實施例中， 所述SiO2在發(fā)光玻璃的含量為2~3質(zhì)量份；在本發(fā)明提供的其他實施例中，所述SiO 2在 發(fā)光玻璃的含量為2. 01~2. 43質(zhì)量份。在本發(fā)明中，5102的作用為在發(fā)光玻璃中形成不 規(guī)則連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，從而提高發(fā)光的玻璃的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機械強度和透明度，進而提 高由該發(fā)光玻璃封裝成的LED發(fā)光器件的發(fā)光性能。
[0038] 在本發(fā)明中，所述P2O5在發(fā)光玻璃的含量為15~35質(zhì)量份；在本發(fā)明提供的一 個實施例中，所述P 2O5在發(fā)光玻璃的含量為20~30質(zhì)量份；在本發(fā)明提供的另一個實施 例中，所述P2O 5在發(fā)光玻璃的含量為20~23質(zhì)量份；在本發(fā)明提供的其他實施例中，所述 P2O5在發(fā)光玻璃的含量為20. 98~22. 84質(zhì)量份。在本發(fā)明中，P2O5在發(fā)光玻璃中的作用 為玻璃的主要形成體，能提高玻璃的色散系數(shù)，進而提高由該發(fā)光玻璃封裝成的LED發(fā)光 器件的發(fā)光性能。
[0039] 在本發(fā)明中，所述B2O3在發(fā)光玻璃的含量為0~10質(zhì)量份；在本發(fā)明提供的一個 實施例中，所述B 2O3在發(fā)光玻璃