CN107785476A - 一种白光led用荧光玻璃薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种白光LED用荧光玻璃薄膜及其制备方法，包括有镀有ITO导电膜的第一玻璃基片、第二玻璃基片和复合夹设在所述第一玻璃基片与第二玻璃基片之间的荧光粉层，所述ITO导电膜为掺Sn的In2O3(ITO)膜，SnO2:In2O3=1:9，透光率达90%以上，所述荧光粉层包括有Ce:YAG黄色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉的混合物，绿色荧光粉选自卤化铅铯绿色荧光粉、Ce:LuAG绿色荧光粉或Ce:GaAG绿色荧光粉，红色荧光粉选自硅酸盐红色荧光粉或者氮化物红色荧光粉。

Description

一种白光LED用荧光玻璃薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于LED荧光材料技术领域,具体是涉及一种荧光玻璃薄膜,特别是指一种白光LED用荧光玻璃薄膜及其制备方法。
背景技术
白光发光二极管 (White light emitting diode，简称WLED)，在过去这些年得到了广泛的研究，展示了巨大的市场潜力，得益于它具有耗电量低、体积小、效率高、反应速度快、寿命长、环境友好等优点，是一种符合环保和节能要求的绿色照明光源，被人们看成未来最有潜力替代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统照明光源的新一代高效固态照明光源。
白光LED 相比于传统光源优势非常明显，其应用也很广泛，但仍然存在着一些问题。由于环氧树脂/硅胶导热性和化学稳定性较差，在高功率芯片照射或者工作较长时间的使用环境下容易导致封装树脂发生老化、黄化、透过率下降等，并且造成荧光粉性能劣化，从而降低了LED 的光效、光色质量和寿命。此外， Ce:YAG荧光粉的发射光谱缺少红光成分，导致LED 灯具不能实现暖白光发射。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种发光效率高、热稳定性好的一种白光LED用荧光玻璃薄膜。
本发明的第二个目的是提供一种白光LED用荧光玻璃薄膜的制备方法。
为实现本发明的第一个发明目的，其技术方案是包括有镀有ITO导电膜的第一玻璃基片、第二玻璃基片和复合夹设在所述第一玻璃基片与第二玻璃基片之间的荧光粉层，所述ITO导电膜为掺Sn的In2O3(ITO)膜，SnO2:In2O3=1:9，透光率达90%以上，所述荧光粉层包括有Ce:YAG黄色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉的混合物，绿色荧光粉选自卤化铅铯绿色荧光粉、Ce:LuAG绿色荧光粉或Ce:GaAG绿色荧光粉，红色荧光粉选自硅酸盐红色荧光粉或者氮化物红色荧光粉。
进一步设置是所述第一玻璃基片和第二玻璃基片为耐高温、高强度、高透光率的高硼硅玻璃，大小一样，厚度为0.1~0.4mm。
为实现本发明的第二个发明目的，其技术方案是一种白光LED用荧光玻璃薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将第一玻璃基片贴合在载体玻璃基片上；
（2）在第一玻璃基片表面磁控溅射一层ITO导电膜，形成ITO导电玻璃；
（3）黄色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉混合得到混合荧光粉，在ITO导电玻璃表面静电喷涂混合好的混合荧光粉，烘烤固化后形成薄膜；
（4）从所述载体玻璃基片卸载第一玻璃基片；
（5）利用真空吸附的方式，将第一玻璃基片与第二玻璃基片紧紧贴合在一起，形成荧光玻璃薄膜。
进一步设置是所述载体玻璃基片选择与所述第一玻璃基片相同材质的高硼硅玻璃，长度和宽度都比所述第一玻璃基片大一个预设尺寸，厚度不小于0.4mm。
进一步设置是步骤（1）中，利用胶粘的方式，将所述第一玻璃基片贴合在载体玻璃基片上。
进一步设置是步骤（3）中，黄色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉比例是根据白光LED光效、色温、显指需求调整的，所述荧光粉粒度为5-10μm，电阻率为108-1011Ω • cm。
进一步设置是步骤（3）中，静电压为30kv，喷涂时间为0.9s，喷涂厚度为0.06~0.08mm，固化温度为180~200℃，固化时间为15~20分钟。
本发明上述方案，所述荧光玻璃薄膜具有高强度、高透过率、耐高温等突出优势，能很好地保护荧光粉，应用于白光LED，可优化白光LED封装结构，实现无树脂封装。另外，添加了红色荧光粉，能够有效的补充了红光。
与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）本发明制备的荧光玻璃薄膜添加了红色荧光粉，能够有效的补充红色成分。
（2）本发明制备的荧光玻璃薄膜，通过静电喷涂工艺并对制备工艺步骤和参数的控制，可以很好地控制荧光粉层的厚度和荧光粉的均匀分布。
（3）本发明制备的荧光玻璃薄膜，通过调整黄色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉比例、荧光粉层的厚度，可以获得所高光效、低色温、高显色指数的白光LED。
（4）本发明制备的荧光玻璃薄膜，荧光粉层上下是耐高温、高强度、高透过率的高硼硅玻璃，能够很好的对荧光粉起到保护作用，防止芯片过高的温度对荧光层的热冲击，以达到其使用寿命更长；尤其在是大功率的LED上应用时候能够耐住更高的温度。
（5）本发明制备的荧光玻璃薄膜， 应用于白光LED，在封装上无需加工，直接切割就可以适配任何形状的芯片，可有效简化封装工艺，实现无树脂封装。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
附图说明
图1为本发明实施例提供的荧光玻璃薄膜示意图；
图2为实施例1的荧光玻璃薄膜与3328蓝光芯片耦合后的光源图；
图3为实施例2的荧光玻璃薄膜与3328蓝光芯片耦合后的光源图；
图4为实施例3的荧光玻璃薄膜与3328蓝光芯片耦合后的光源图；
图5为实施例4的荧光玻璃薄膜与3328蓝光芯片耦合后的光源图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
利用胶黏的方式，将厚度为0.3mm，30×20mm的高硼硅玻璃基片贴合在厚度为0.5mm，35×25mm的高硼硅玻璃载体基片上；在高硼硅玻璃基片表面磁控溅射一层厚度为0.17mm掺Sn的In2O3(ITO)膜，形成ITO导电玻璃；Ce:YAG黄色荧光粉、Ce:LuAG绿色荧光粉和(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光粉总质量为1kg，按比例7:2:1混合，在ITO导电玻璃表面静电喷涂混合好的荧光粉，200℃下烘烤固化15分钟后形成薄膜；从所述载体玻璃基片卸载薄膜；利用真空吸附的方式，将薄膜与第二玻璃基片紧紧贴合在一起，形成荧光玻璃薄膜。将所制得的荧光玻璃薄膜切割成2.55×2.05mm大小，与3328的蓝光LED芯片匹配，进行测试，得到其光效达到了84.32 lm/W，色温为4238K，显色指数为89.1。
实施例2
该实施例中，是将实施例1中的(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光粉换成Sr2Si5N8:Eu红色荧光粉，其余同实施例1，不再赘述。最后测试得到其光效达到了82.76 lm/W，色温为4087K，显色指数为88.6。
实施例3
该实施例中，是将实施例1中的Ce:YAG黄色荧光粉、Ce:LuAG绿色荧光粉和(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光粉的比例7:2:1改为13:6:1，其余同实施例1，不再赘述。最后测试得到其光效达到了91.30 lm/W，色温为4732K，显色指数为85.9。
实施例4
该实施例中，是将实施例1中的Ce:YAG黄色荧光粉、Ce:LuAG绿色荧光粉和(Sr,Ca)AlSiN3:Eu红色荧光粉的比例7:2:1改为15:9:1，其余同实施例1，不再赘述。最后测试得到其光效达到了95.06 lm/W，色温为4346K，显色指数为81.6。
本发明还可以具有多种实施例，如可以根据荧光粉层厚度的要求，可以增加静电喷涂次数，以及用不同玻璃基片的形状以及厚度，以及更换绿色荧光粉、红色荧光粉等替换上述实施例的各部件。
本发明还提供所述的荧光玻璃薄膜作为应用材料在白光LED器件制备中的应用，直接将切割好的荧光玻璃薄膜与蓝光芯片组装成光源，无需用AB胶进行点装，优化白光LED封装结构，实现无树脂封装。

Claims (7)

1.一种白光LED用荧光玻璃薄膜，其特征在于：包括有镀有ITO导电膜的第一玻璃基片、第二玻璃基片和复合夹设在所述第一玻璃基片与第二玻璃基片之间的荧光粉层，所述ITO导电膜为掺Sn的In2O3(ITO)膜，SnO2:In2O3=1:9，透光率达90%以上，所述荧光粉层包括有Ce:YAG黄色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉的混合物，绿色荧光粉选自卤化铅铯绿色荧光粉、Ce:LuAG绿色荧光粉或Ce:GaAG绿色荧光粉，红色荧光粉选自硅酸盐红色荧光粉或者氮化物红色荧光粉。
2.根据权利要求1所述的一种白光LED用荧光玻璃薄膜，其特征在于：所述第一玻璃基片和第二玻璃基片为耐高温、高强度、高透光率的高硼硅玻璃，大小一样，厚度为0.1~0.4mm。
3.一种白光LED用荧光玻璃薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将第一玻璃基片贴合在载体玻璃基片上；
（2）在第一玻璃基片表面磁控溅射一层ITO导电膜，形成ITO导电玻璃；
（3）黄色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉混合得到混合荧光粉，在ITO导电玻璃表面静电喷涂混合好的混合荧光粉，烘烤固化后形成薄膜；
（4）从所述载体玻璃基片卸载第一玻璃基片；
（5）利用真空吸附的方式，将第一玻璃基片与第二玻璃基片紧紧贴合在一起，形成荧光玻璃薄膜。
4.根据权利要求3所述的白光LED用荧光玻璃薄膜的制备方法，其特征在于：所述载体玻璃基片选择与所述第一玻璃基片相同材质的高硼硅玻璃，长度和宽度都比所述第一玻璃基片大一个预设尺寸，厚度不小于0.4mm。
5.根据权利要求3所述的白光LED用荧光玻璃薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，利用胶粘的方式，将所述第一玻璃基片贴合在载体玻璃基片上。
6.根据权利要求3所述的白光LED用荧光玻璃薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，黄色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉比例是根据白光LED光效、色温、显指需求调整的，所述荧光粉粒度为5-10μm，电阻率为108-1011Ω • cm。
7.根据权利要求3所述的白光LED用荧光玻璃薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，静电压为30kv，喷涂时间为0.9s，喷涂厚度为0.06~0.08mm，固化温度为180~200℃，固化时间为15~20分钟。
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