[发明专利]包含荧光体的玻璃涂层及其制造方法、发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含荧光体的玻璃涂层及其制造方法、含有所述玻璃涂层的发光器件及其制造方法。

背景技术

白光LED作为新型照明光源，具有节能、环保及长寿命等诸多优点，其工作原理是利用蓝光芯片与黄色的荧光粉组合（或其它组合方式）来获得白光。

目前主要是利用硅胶或树脂与荧光粉混合来对LED进行封装。这种封装方式有很多缺点，具体如下：

经过长时间的光照或热环境后硅胶或树脂会变质发黄，影响LED的出光效率；

LED器件的散热不良导致工作温度升高，从而会使得荧光体的发光波长发生漂移；

此外由于树脂可透过气体，导致硫化物荧光体、铝酸盐荧光体及硅酸盐荧光体与空气中的气体（如酸性气体等）反应而发光性能发生劣化；

硫化物荧光体、铝酸盐荧光体及硅酸盐荧光体还会与空气中的水分反应使得发光性能劣化。

发明内容

本发明提供一种包含荧光体的玻璃涂层的制造方法，在玻璃基板上制造包含荧光体的玻璃涂层，以有效解决上述利用传统的LED封装工艺所制造的发光器件中出现的器件光效下降及荧光体发光特性劣化等问题。

本发明还提供上述制造方法得到的包含荧光体的玻璃涂层。

本发明还提供含有所述玻璃涂层的发光器件及其制造方法。

所述包含荧光体的玻璃涂层的制造方法包括以下步骤：

（1）将质量比为100:1~100:150的玻璃B的粉末与荧光体C的粉末、有机溶剂及粘结剂，混合成均匀的糊状物；

（2）将糊状物均匀涂覆在玻璃基板A上，将涂有糊状物的玻璃基板A干燥，使有机溶剂挥发完全；

（3）将干燥后的涂有糊状物的玻璃基板A烧结，在玻璃基板A表面得到含有荧光体的玻璃涂层，所述烧结的过程为：升温至温度D1，使粘结剂分解挥发完全后，再升温至温度D2，使玻璃B的粉末软化、结合形成连续玻璃体，在玻璃基板A表面得到含有荧光体C的玻璃涂层，温度D1低于玻璃B的玻璃化转变温度， 温度D2低于玻璃A的玻璃化转变温度10 ^oC以上。显而易见的是，温度D1不低于粘结剂的分解挥发温度，温度D2不低于玻璃B的软化温度。

上述步骤（1）中有机溶剂与粘结剂的选择方法（包括品种与用量的确定）与现有技术中用于封接的玻璃粉料制备糊状封接组合物时选择有机溶剂与粘结剂的方法相同。所述“糊状”为公知公用的术语，特指粘稠的、在基本水平状态下不会自流动的一种状态。

优选，步骤（1）中，有机溶剂与粘结剂的质量比为10：1~1：1，更优选为8:1~5:1，其中有机溶剂为丁基卡必醇已酸酯、邻苯二甲酸酯、聚乙烯醇、松油醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或其中两种任意比例的混合物，更优选为松油醇；粘结剂为丙烯酸类树脂、苯乙烯树脂、乙基纤维素、酚醛树脂或缩丁醛树脂中的一种或其中任意两种任意比例的混合物，更优选为乙基纤维素和/或缩丁醛树脂。进一步优选的是，有机溶剂与粘结剂的质量之和与玻璃B粉末的质量之比为1:10~1:3，最优选为1:5~1:4。

玻璃的玻璃化转变温度及软化温度用差热分析(DSC)方法来确定。一般测试时的升温速率为10 ^oC/分钟。

显而易见的是，步骤(2)中不应该出现步骤（3）所述粘结剂分解挥发和玻璃B软化的现象，即步骤（2）中的干燥温度应该低于粘结剂的分解挥发温度。

采用步骤（3）中分步骤升温烧结的方法可以在玻璃基板A表面成功得到透明的包含荧光体的玻璃涂层，所述玻璃涂层表面光滑，边缘无翘角。如果直接将涂层加热到玻璃B的软化温度进行烧结的话，由于粘结剂来不及分解挥发，会在涂层中形成气孔，破坏涂层的均匀性。 

玻璃基板A可以是有碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃等，也可以是利用有碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃制备成的磨砂玻璃。

作为本领域公知常识，玻璃基板A和玻璃B应该有匹配的热膨胀系数，以免烧结后发生开裂现象。

玻璃B优选SiO₂-Nb₂O₅系、B₂O₃-F系、P₂O₅-ZnO系、P₂O₅-F系、SiO₂-B₂O₃-La₂O₃系或SiO₂-B₂O₃系等低熔点玻璃。