[发明专利]一种应用于LED封装的绿色荧光玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料及其制备领域，尤其是涉及一种应用于LED封装的绿色荧光玻璃及其制备方法。

背景技术

白光LED具有高效节能、绿色环保、使用寿命长等优点，成为第四代固态照明光源，随着近些年的发展，其应用已渗透到通用照明的各个领域。而其市场背后重大的经济、社会效益，使得世界各国纷纷将之纳入国家战略性计划，我国在科技部“863”计划支持下，也启动了“国家半导体照明工程”。

目前主流市场中白光LED的封装工艺，主要是利用传统硅胶和有机树脂与荧光粉混合来进行封装，然后经加热固化成型。众所周知，LED光源在发光的同时也产生大量热量，核心PN结周围的温度甚至可达150℃。白光LED在长时间使用过程中，一些弊端会逐渐显现——封装材料的老化、黄化，白光LED的光衰和色漂移。如何解决这一难题是发展长寿命、高功率白光LED技术的关键。针对这些问题，国内外科学家提出白光LED用无机发光材料封装的思路，如玻璃陶瓷、荧光玻璃(PiG)来取代有机封装材料。由于玻璃/陶瓷无机基体具有优良的热学和化学稳定性，将更好的延长掺入的荧光粉的使用寿命。荧光粉掺入低熔点基质玻璃并在小于800度熔融条件下均匀混合制备的荧光玻璃被认为是性能优异的无机封装材料。

随着LED行业的发展，对LED产品的要求越来越高，高显色指数的暖白光LED也成为一个热点研究方向，因而应用于LED封装的绿色荧光玻璃成为需要。

华南师范大学申请的中国发明专利CN201310010509.X，名称为“一种新型荧光玻璃及其制备方法”，该文献中荧光玻璃由P₂O₅、ZnO、MgO、Na₂O、Li₂O组成的玻璃基质和Ce：YAG荧光粉原料在600-1000度共烧结制得。该基质玻璃的制备温度过高且组分复杂，制备中的水淬降温及球磨过程中可能掺入杂质；且其中含有的Na₂O易导致玻璃的潮解反应，不利于大规模生产，但是Na₂O的作用是降低熔融温度，并不能直接去除，否则会导致其制得的产品不合格。

温州大学申请的中国发明专利CN105523715.A，名称为“一种低熔点的透明荧光玻璃及其制备方法和在白光LED中的应用”，该文献中荧光玻璃由B₂O₃、Bi₂O₃、TeO₂、ZnO、Na₂O、Sb₂O₃、NaNO₃原料组分和Ce：YAG荧光粉混合均匀直接在500-650度保温1-4小时，荧光玻璃液倒入温度为300-500℃的铸铁模上，然后置于马弗炉中进行退火，玻璃转变温度Tg温度时保温2-4小时，再冷却到室温形成荧光玻璃。该专利通过一次熔融法制备荧光玻璃，步骤时间过长，且其中含有的Na₂O易导致玻璃的潮解反应，透明性不好，但是Na₂O有降低熔融温度的作用，并不能直接去除；此外，作为澄清剂的必要组分Sb₂O₃是有刺激性、有毒的氧化物，是非环保成分，并且玻璃原料中含有的TeO₂、Sb₂O₃价格较贵，不利于大规模生产。

发明内容

本发明提供一种应用于LED封装的绿色荧光玻璃及其制备方法，此荧光玻璃以较少的原料和简单的配方达到了荧光玻璃的要求，具有较高的发光性能和透明性，此制备方法具有配料工艺简单、无污染且易于民用高品质LED大规模生产、绿色荧光粉在荧光玻璃中具有较高的发光性能和透明性能等优点。

本发明的技术方案如下：

一种应用于LED封装的绿色荧光玻璃，其由基质玻璃和绿色荧光粉制成，其中所述基质玻璃由以下摩尔分数的有效材料制成：

Bi₂O₃：10-50mol％，

B₂O₃：30-80mol％，

ZnO：5-20mol％，

所述绿色荧光玻璃中，所述绿色荧光粉的质量分数为1-10wt％。

优选地，所述有效材料B₂O₃以H₃BO₃的形式加入，其余有效材料均以上述化合物形式加入。