專利名稱：釔鋁石榴石熒光玻璃及其制造方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種藍(lán)光芯片激發(fā)的釔鋁石榴石熒光玻璃及其制造方法和用途。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)以其固有的優(yōu)點(diǎn)，如省電、壽命長、耐振動、響應(yīng)速度快、和綠色 環(huán)保等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于指示燈、信號燈、顯示屏等領(lǐng)域，正開始進(jìn)入照明光源領(lǐng)域。目前利 用藍(lán)色氮化銦鎵(InGaN)LED芯片和黃色摻鈰離子(Ce3+)激活的紀(jì)鋁石榴石(Cerium-doped YttriumAlumi皿m Garnet,簡稱YAG:Ce3+)熒光粉，在實(shí)現(xiàn)白光LED的方案中占有主導(dǎo)地 位。對于這種實(shí)現(xiàn)白光LED的方法，現(xiàn)階段國內(nèi)主要采用的是點(diǎn)熒光粉混合膠工藝，即直接 在芯片表面涂覆熒光粉和有機(jī)樹脂或硅膠混合體。采用這種涂敷方法的白光LED,由于提 高輸出功率使得LED芯片溫度增加。由于熒光粉緊貼芯片發(fā)熱源，溫升導(dǎo)致熒光粉性能劣 化，產(chǎn)生光色參數(shù)衰變，同時(shí)，藍(lán)色LED芯片散發(fā)的熱量和短波輻射，導(dǎo)致藍(lán)色LED芯片上 熒光粉的有機(jī)樹脂基質(zhì)透光率下降，使得白光LED的壽命趨于縮短。為了解決這些問題， CN1836339A專利敘說在白光LED透鏡表面鍍熒光粉膜的方法，CN101016618專利敘說氣相 沉積成膜的方法，CN10112386專利敘說把熒光粉填充到開洞熒光屏的涂敷方法，CN1976069 專利敘說把熒光粉涂敷在玻璃或樹脂表面。這些及類似專利沒有涉及把YAG熒光粉均勻分 布在具體玻璃中的制作方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光效率高、性能穩(wěn)定、工藝簡單、易于加工成型、原
材料廉價(jià)的釔鋁石榴石熒光玻璃及其制造方法和用途。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 —種釔鋁石榴石熒光玻璃，其特征是玻璃基質(zhì)為BaO-Na20-B203-Si02-Al203，并 具有釔鋁石榴石熒光粉成分。 —種釔鋁石榴石熒光玻璃的制造方法，其特征是由初始成分與釔鋁石榴石熒光
粉混合后，經(jīng)煅燒、澆鑄成形制得；其中初始成分由下列重量百分比的成分組成 BaC03 20-40% Na2C03 5-20% H3B03 20-40% Si02 5-20% A1203 10-30% ; 釔鋁石榴石熒光粉的用量為初始成分重量的10 50%。 釔鋁石榴石熒光粉是YAG:Ce、 Y3—xGexAl5012:Ce、 Tb3Al5012:Ce中的一種或幾種混合 物。 煅燒溫度為1000 150(TC，煅燒時(shí)間為1 12小時(shí)。
澆鑄成形后還經(jīng)退火、切割、打磨、拋光處理。
釔鋁石榴石熒光玻璃的表面是平面、凹面或凸面。
—種釔鋁石榴石熒光玻璃在制備LED燈中的應(yīng)用。 釔鋁石榴石熒光玻璃激發(fā)源為發(fā)射450-480nm的藍(lán)色氮化銦鎵LED芯片，YAG熒 光玻璃吸收激發(fā)源藍(lán)光轉(zhuǎn)換為黃光，黃光與藍(lán)光構(gòu)成互補(bǔ)色，形成白光光源。釔鋁石榴石熒 光玻璃呈可拆卸形式。簡單地改變YAG熒光玻璃地厚度，可以改變白光LED或LED燈的色溫。 本發(fā)明具有制備工藝簡單、易于加工成型、原材料廉價(jià)和能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的 優(yōu)勢，而YAG熒光粉能較好的匹配藍(lán)光InGaN芯片，具有發(fā)光效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是封 裝白光LED首選的黃色熒光材料。把YAG熒光粉燒結(jié)在玻璃內(nèi)制作的YAG熒光玻璃，不失 為一種高性能低成本、應(yīng)用廣闊的新型熒光材料。 用YAG熒光玻璃封裝制備白光LED或LED燈，可以避免把熒光粉直接涂覆在芯片 表面，造成的熒光粉和有機(jī)樹脂或硅膠混合體衰變的缺點(diǎn)，減少芯片對散射光的吸收，提高 出光效率。而且YAG熒光玻璃薄片利用成熟的玻璃加工技術(shù)，易于加工成各種形狀，便于調(diào) 整光強(qiáng)分布、色溫分布和顯色性指標(biāo)，提高批量生產(chǎn)中色溫及其它指標(biāo)的一致性和產(chǎn)品的 成品率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是實(shí)施例4的白光LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是實(shí)施例5的白光LED筒燈結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 : 按照玻璃基質(zhì)初始材料配方，稱量所需藥品粉末，即BaC03(lg) 、 Na2C03(0. 4g)、 H3B03 (0. 9g) 、 Si02 (0. 3g) 、 A1203 (0. 56g) ， YAG (0. 83g)，將稱量好的玻璃基質(zhì)初始材料用研缽 研磨，使其混合均勻。將經(jīng)過研磨后的混合材料裝入的剛玉坩堝，加上坩堝蓋，放入氣氛保 護(hù)電阻爐中。在130(TC下煅燒4小時(shí)，澆鑄成形后50(TC退火、切割、打磨、拋光成YAG熒光 玻璃薄片，玻璃基質(zhì)為BaO-Na20-BA-SiO廠AlA，用于白光LED封裝。
實(shí)施例2 : 按照玻璃基質(zhì)初始材料配方，稱量所需藥品粉末，即BaC03(lg) 、 Na2C03(0. 4g)、 H萬(O. 9g) 、Si02 (0. 3g) 、A1203(0. 56g) ， Y3—xGexAl5012: Ce (0. 83g)，將稱量好的玻璃基質(zhì)初始 材料用研缽研磨，使其混合均勻。將經(jīng)過研磨后的混合材料裝入的剛玉坩堝，加上坩堝蓋， 放入氣氛保護(hù)電阻爐中。在130(TC下煅燒4小時(shí)，澆鑄成形后50(TC退火、切割、打磨、拋光 成YAG熒光玻璃薄片，玻璃基質(zhì)為BaO-Na20-BA-SiO廠Al203，用于低色溫白光LED封裝。
實(shí)施例3 : 按照玻璃基質(zhì)初始材料配方，稱量所需藥品粉末，即BaC03(lg) 、 Na2C03(0. 4g)、 H3B03 (0. 8g) 、 Si02 (0. 3g) 、 A1203 (0. 65g) ， YAG (0. 83g)，將稱量好的玻璃基質(zhì)初始材料用研缽 研磨，使其混合均勻。將經(jīng)過研磨后的混合材料裝入的剛玉坩堝，放入高溫電阻爐中。在 140(TC下煅燒4小時(shí)，澆鑄成形后50(TC退火、切割、打磨、拋光成YAG熒光玻璃薄片，玻璃基質(zhì)為Ba0-Na20-B203-Si02-Al203，用于白光LED封裝。
實(shí)施例4 : 首先按照實(shí)施例1制得透鏡形狀YAG熒光玻璃3，依照圖1的白光LED結(jié)構(gòu)示意圖 進(jìn)行封裝。在支架4構(gòu)成的反射碗內(nèi)通過鍵合材料2鍵合藍(lán)色氮化銦鎵(InGaN)LED芯片 1 ，芯片1發(fā)射波長為450-480nm的藍(lán)光，在芯片上不涂YAG熒光粉，直接在支架4上安裝透 鏡形狀YAG熒光玻璃3，在YAG熒光玻璃透鏡與支架反射碗之間灌硅膠5。透鏡形狀YAG熒
光玻璃吸收激發(fā)源部分藍(lán)光轉(zhuǎn)換為黃光，黃光與透射藍(lán)光構(gòu)成互補(bǔ)色，形成白光光源。
實(shí)施例5 : 按照實(shí)施例2制得平板形狀YAG熒光玻璃，依照圖2所示白光LED筒燈結(jié)構(gòu)示意 圖，把發(fā)射波長為450-480nm的藍(lán)色氮化銦鎵(InGaN) LED芯片6，通過鍵合材料7直接鍵合 在拋物形狀金屬外殼8內(nèi)，利用大面積的筒燈金屬外殼8散熱，拋物形狀金屬外殼8內(nèi)側(cè)鍍 高反射率膜，芯片6位于拋物形狀焦點(diǎn)位置，芯片1上依然不涂YAG熒光粉，直接在筒燈出 光口 ，安裝平板形狀YAG熒光玻璃9， YAG熒光玻璃9吸收芯片6激發(fā)源部分藍(lán)光轉(zhuǎn)換為黃 光，黃光與透射藍(lán)光疊加構(gòu)成白光光源。圖中還有硅膠IO。
實(shí)施例6 : 初始成分由下列重量百分比的成分組成
BaC03 20-40% (例20%、30%、40% ) Na2C035-20% (例5%、12%、20%)
H3B03 20-40 % (例20 % 、 30 % 、 40 % )
Si025-20% (例5%、12%、20% )
A1203 10-30% (例10%、20%、30% );
釔鋁石榴石熒光粉的用量為初始成分重
其余同實(shí)施例l。
的10 50% (例10%、30%、50% )
權(quán)利要求
一種釔鋁石榴石熒光玻璃，其特征是玻璃基質(zhì)為BaO-Na2O-B2O3-SiO2-Al2O3，并具有釔鋁石榴石熒光粉成分。
2. —種釔鋁石榴石熒光玻璃的制造方法，其特征是由初始成分與釔鋁石榴石熒光粉 混合后，經(jīng)煅燒、澆鑄成形制得；其中初始成分由下列重量百分比的成分組成BaC03 20-40% Na2C03 5-20% H3B03 20-40% Si02 5-20% A1203 10-30% ;釔鋁石榴石熒光粉的用量為初始成分重量的10 50%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的釔鋁石榴石熒光玻璃的制造方法，其特征是釔鋁石榴石熒 光粉是YAG: Ce、 Y3—xGexAl5012: Ce、 Tb3Al5012: Ce中的一種或幾種混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的釔鋁石榴石熒光玻璃的制造方法，其特征是煅燒溫度 為1000 1500。C，煅燒時(shí)間為1 12小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的釔鋁石榴石熒光玻璃的制造方法，其特征是澆鑄成形 后還經(jīng)退火、切割、打磨、拋光處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的釔鋁石榴石熒光玻璃的制造方法，其特征是釔鋁石榴 石熒光玻璃的表面是平面、凹面或凸面。
7. —種權(quán)利要求1所述的釔鋁石榴石熒光玻璃在制備LED燈中的應(yīng)用。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的釔鋁石榴石熒光玻璃在制備LED燈中的應(yīng)用，其特征是釔 鋁石榴石熒光玻璃激發(fā)源為發(fā)射450-480nm的藍(lán)光的藍(lán)色氮化銦鎵LED芯片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的釔鋁石榴石熒光玻璃在制備LED燈中的應(yīng)用，其特征是釔 鋁石榴石熒光玻璃呈可拆卸形式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種釔鋁石榴石熒光玻璃及其制造方法和用途，玻璃基質(zhì)為BaO-Na2O-B2O3-SiO2-Al2O3，并具有釔鋁石榴石熒光粉成分。制造時(shí)由初始成分與釔鋁石榴石熒光粉混合后，經(jīng)煅燒、澆鑄成形制得。本發(fā)明具有制備工藝簡單、易于加工成型、原材料廉價(jià)和能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢，而YAG熒光粉能較好的匹配藍(lán)光InGaN芯片，具有發(fā)光效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是封裝白光LED首選的黃色熒光材料。把YAG熒光粉燒結(jié)在玻璃內(nèi)制作的YAG熒光玻璃，不失為一種高性能低成本、應(yīng)用廣闊的新型熒光材料。
文檔編號C03C3/064GK101696085SQ200910035588
公開日2010年4月21日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者宋國華, 徐淑武, 方靖淮, 紀(jì)憲明, 繆建文 申請人:南通大學(xué);