CN103069581A - 荧光粉层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种荧光粉层（108，208）的制备方法，其包括如下步骤：步骤1：在平板状透明基材（101，201）的一个表面上涂敷一层荧光粉层（102，202）；步骤2：在一板材（103，203）表面加工形成空间曲面形状（104，204）；步骤3：在步骤1中的涂敷有荧光粉层（102，202）的基材（101，201）上放置步骤2的板材（103，203），且所述板材（103，203）上的具有空间曲面形状（104，204）的一面朝向所述基材（101，201），并将荧光粉层（102，202）夹在基材（101，201）和板材（103，203）之间；步骤4：加热所述基材（101，201）并使其软化，再给板材（103，203）施加压力，使夹在基材（101，201）和板材（103，203）之间的荧光粉层（102，202）在压力作用下形成一层和板材（103，203）具有相同曲面形状的荧光粉层（108，208），待冷却后，即得到位于基材（101，201）上的荧光粉层（108，208）。
Description
本发明涉及一种荧光粉层的制备方法，具体涉及一种可用于封装FED器件和LED器件的非平面荧光粉层的制备方法。
荧光粉的结构是影响各类电光源发光效率的重要因素。平板状的荧光粉层是目前许多电光源器件常用的荧光粉结构，例如在FED器件中，荧光粉涂覆在平面的阳极材料上形成荧光粉层，其在阴极发射的电子束加速轰击下发光；又如LED光源，采用平板状的荧光粉层对其进行封装也是一种重要的封装方式。目前有研究表明，表面具有凹凸结构的非平面荧光粉层和平板状的荧光粉层相比，由于在单位面积上增加了荧光粉层的面积，因此能够改善其所封装的FED器件和LED器件的发光效率。
然而，目前荧光粉层的制备工艺主要为沉淀法、丝网印刷法和旋转涂覆法，这些工艺只能在平整的表面上制备平板状的荧光粉层，难以制得一致性和均匀性较好的非平面荧光粉层。因此，急需研究出一种非平面荧光粉层的制备方法。
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有一致性和均匀性良好的且能提高发光器件发光效率的荧光粉层的制备方法。
解决本发明技术问题的技术方案是：提供一种荧光粉层的制备方法，其包括如下步骤：
步骤一：在平板状透明基材的一个表面上涂覆一层荧光粉层；
步骤二：在一板材表面加工形成空间曲面形状；
步骤三：在步骤一中的涂覆有荧光粉层的基材上放置步骤二的板材，且所述板材上的具有空间曲面形状的一面朝向所述基材，并将荧光粉层夹在基材和板材之间；
步骤四：加热所述基材并使其软化，再给板材施加压力，使夹在基材和板材之间的荧光粉层在压力作用下形成一层和板材具有相同曲面形状的荧光粉层，待冷却后，即得到位于基材上的荧光粉层。
在本发明的方法的步骤一中，所述透明基材为玻璃或者透明树脂或者有机玻璃。
在步骤一中，所述玻璃在可见光波段具有高透明度，所述玻璃的软化温度为小于1000℃。优选地，所述玻璃的软化温度为小于600℃。
在步骤一中，所述荧光粉层厚度控制在10μm到80μm之间，所述荧光粉的涂覆方式是丝网印刷、或沉降或喷涂方式。
在步骤二中，所述板材的材质为陶瓷或石英玻璃或金属，所述加工工艺为机械加工或刻蚀。
在步骤二中，所述板材的材质为玻璃或者透明树脂或者有机玻璃，所述加工工艺为机械加工或刻蚀。
相较于现有技术，本发明的一种荧光粉层的制备方法能够对荧光粉层的面形进行设计，得到具有设定曲面形状且一致性、均匀性良好的荧光粉层。本发明的荧光粉层的制备方法可以通过设计模具或玻璃板的表面形状，制得位于玻璃表面或玻璃内部的非平面荧光粉层结构，非平面状的荧光粉层可以增加荧光粉在单位面积内的涂覆面积，从而增加荧光粉在单位面积内的有效被激发面积，将其用于LED、FED等发光器件的封装，能够有效提高发光器件的发光效率。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明荧光粉层的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例1制备的位于玻璃表面的荧光粉层的示意图；
图3是本发明实施例2制备的位于玻璃内部的荧光粉层的示意图。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1显示了本发明一种荧光粉层的制备方法的流程，该制备方法包括如下步骤：
步骤S01：在平板状透明基材的一个表面上涂覆一层荧光粉层；
步骤S02：在一板材表面加工形成所需的空间曲面形状；
步骤S03：在步骤S01中的涂覆有荧光粉层的基材上放置步骤S02的板材，所述板材上的具有曲面形状的一面朝向所述基材，将荧光粉层夹在基材和板材之间；
步骤S04：加热所述基材并使其软化，再给板材施加压力，使夹在基材和板材之间的荧光粉层在压力作用下形成一层和板材具有相同曲面形状的荧光粉层，待冷却后，即得到位于基材上的荧光粉层。
在步骤S01中，所述透明基材为玻璃或者透明树脂或者有机玻璃。优选地，所述透明基材为玻璃，所述玻璃在可见光波段具有高透明度，所述玻璃的软化温度为小于1000℃。优选地，所述玻璃板的软化温度为小于600℃。所述荧光粉层厚度控制在10μm以上且80μm以下，所述荧光粉的涂覆方式是丝网印刷、或沉降或喷涂方式。
在步骤S02中，所述板材的材质为陶瓷或石英玻璃或金属，所述加工工艺为机械加工或刻蚀。
或者，在步骤S02中，所述板材为玻璃或者透明树脂或者有机玻璃，所述板材与所述基材为相同材料制成，所述加工为机械加工或刻蚀。从而，在步骤S04中，加热基材和板材使所述基材和板材软化，施加压力后，即得到位于所述基材和板材之间的且与所述板材的曲面形状相同的荧光粉层。
具体地，根据本发明的一种荧光粉层的制备方法，该的荧光分层可以位于玻璃板的表面，也可以位于玻璃板的内部。
所述荧光粉层所用的荧光粉材料可以选择在玻璃软化温度下不与玻璃发生反应的任意荧光粉材料，其可为适合被阴极射线激发的荧光粉，例如Y2SiO5：Tb荧光粉、Y2O3：Eu荧光粉等，其还可为适合光波激发的荧光粉，例如YAG：Ce荧光粉、硅酸盐荧光粉等。所述非平面荧光粉层具有空间曲面形状。所述曲面形状可以根据各种需求进行设计，其可以由多个凸起状或凹陷状的结构周期排列而成，也可为任意无序的空间曲面。
采用本发明的一种非平面荧光粉层的制备方法能够对荧光粉层的面形进行设计，得到具有设定曲面形状且一致性、均匀性良好的荧光粉层。本发明的非平面荧光粉层的制备工艺，可以通过设计模具或玻璃板的表面面形，制得位于玻璃表面或玻璃内部的非平面荧光粉层结构，非平面状的荧光粉层可以增加荧光粉在单位面积内的涂覆面积，从而增加荧光粉在单位面积内的有效被激发面积，将其用于LED、FED等发光器件的封装，能够有效提高发光器件的发光效率。
以下通过多个实施例来举例说明本发明荧光粉层的不同制备方法以及其他特征等。
实施例1
在本实施例中，所用的玻璃组成为钠硼硅体系的玻璃，将玻璃打磨、抛光，厚度控制在3mm，荧光粉采用Y2SiO5：Tb。制备非平面Y2SiO5：Tb荧光粉层的工艺流程如图2所示，首先利用丝网印刷技术在所制得的玻璃板101上涂覆一层50μm厚的荧光粉层102。同时准备一块陶瓷片103，利用机械加工的方法在陶瓷片103上形成具有周期性凹陷结构的表面104，在荧光粉上部放置陶瓷片103，将其整体放在另一陶瓷平板105上，在玻璃板101四周放置可调节高度的阻隔物106，然后在陶瓷片103上放一重物107，阻隔物106的作用在于控制玻璃在加热软化后和在重物107的压力下玻璃的最终厚度。将具有荧光粉层的玻璃板101，陶瓷片103、陶瓷平板105、阻隔物106及重物107一起小心的放入高温电炉中，加热到790℃，保温150分钟，使玻璃板101在陶瓷片103的模压下软化，荧光粉进入玻璃板101中，在玻璃表面形成与陶瓷片103具有相同曲面形状的非平面荧光粉层108。这种非平面荧光粉层可用于FED器件的封装，由于增大了单位面积的荧光粉涂覆面积，其能够增强FED器件的发光效率。
实施例2
在本实施例中，所用的玻璃组成为钠锂锌硅体系的玻璃，将玻璃打磨、抛光，厚度控制在2mm，荧光粉采用YAG：Ce体系荧光粉采用市售商业荧光粉。制备非平面YAG：Ce荧光粉层的工艺流程如图3所示，首先利用沉降技术在所制得的玻璃板201上涂覆一层20μm厚的荧光粉层202。同时准备另一块厚度为3mm的平板玻璃203，利用刻蚀的方法在其上形成无序的粗糙表面204，在荧光粉上部放置具有粗糙表面的平板玻璃203，将其整体放在另一陶瓷平板205上，在玻璃板四周放置可调节高度的阻隔物206，然后在陶瓷片上放一重物207，阻隔物206的作用在于控制玻璃在加热软化后和在重物207的压力下玻璃的最终厚度。将具有荧光粉层的玻璃板201，具有粗糙表面的玻璃板203、陶瓷平板205、阻隔物206及重物207一起小心的放入高温电炉中，加热到600℃，保温100分钟，使玻璃板201软化，并在重力压力的作用下，上下玻璃结合在一起，荧光粉层在上方玻璃的压力下形成和其具有相同空间曲面形状的形状，这样就得到位于玻璃内部的非平面荧光粉层208。这种非平面荧光粉层可用于LED封装，由于增大了单位面积的荧光粉涂覆面积，其能够增强LED的发光效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
- 一种荧光粉层的制备方法，其包括如下步骤：步骤一：在平板状透明基材的一个表面上涂覆一层荧光粉层；步骤二：在一板材表面加工形成空间曲面形状；步骤三：在步骤一中的涂覆有荧光粉层的基材上放置步骤二的板材，且所述板材上的具有空间曲面形状的一面朝向所述基材，并将荧光粉层夹在基材和板材之间；步骤四：加热所述基材并使其软化，再给板材施加压力，使夹在基材和板材之间的荧光粉层在压力作用下形成一层和板材具有相同曲面形状的荧光粉层，待冷却后，即得到位于基材上的荧光粉层。
- 如权利要求1所述的荧光粉层的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述透明基材为玻璃或者透明树脂或者有机玻璃。
- 如权利要求2所述的荧光粉层的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述玻璃的软化温度为小于1000℃。
- 如权利要求3所述的荧光粉层的制备方法，其特征在于：所述玻璃的软化温度为小于600℃。
- 如权利要求1所述的荧光粉层的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述荧光粉层厚度控制在10μm到80μm之间，所述荧光粉的涂覆方式是丝网印刷、或沉降或喷涂方式。
- 如权利要求1所述的荧光粉层的制备方法，其特征在于：在步骤二中，所述板材的材质为陶瓷或石英玻璃或金属，所述加工工艺为机械加工或刻蚀。
- 如权利要求1所述的荧光粉层的制备方法，其特征在于：在步骤二中，所述板材的材质为玻璃或者透明树脂或者有机玻璃，所述加工工艺为机械加工或刻蚀。
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