CN108105605A - 一种基于透明基体制造的发光片及其制作方法 - Google Patents

一种基于透明基体制造的发光片及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于透明基体制造的发光片，所述发光片的原料包括透明基体以及由荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物组成的混合物；所述透明基体一面镀有增强蓝光透射的增透膜，另外一面镀有增强黄光反射的反射膜；所述透明基体镀有增透膜一面的上方涂刷有由荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物组成的混合物。本发明还提供了一种基于透明基体制造的发光片的制作方法。与现有技术相比，本发明发光片不仅制备方法简单，而且制作出来的成品发光片不仅发光强度高、发光层致密坚固，还具有较高的机械强度。

Description

一种基于透明基体制造的发光片及其制作方法
技术领域
本发明属于照明技术领域，尤其涉及一种基于透明基体制造的发光片及其制作方法。
背景技术
激光照明，就是以半导体激光器为核心光源，使用激光混光、色彩调节等技术，将激光光源转换成任意形式光源，形成各种照明灯具，进而应用到照明领域。
受限于商业化激光二极管的结构，目前基于的激光照明光源多采用远程封装的形式，即将覆有荧光粉的基体所形成的发光片固定在激光二极管上方，通电后，激光二极管发出的光激发发光片，发光片发光，发光片在激光作用下发出的光与未被发光层吸收的激光复合，得到白光。
但这种激光照明光源存在较多问题，包括：(1)发光片上涂覆荧光粉时，常采用硅胶与荧光粉混合的点胶工艺，而硅胶的耐热性差，强度低，在激光常时间照射下，荧光粉和硅胶的混合物容易炭化，或从基体上掉落；(2)为保证激光的透过性，基体都是采用透明材料制成，但这些基体的表面对激光有较强的镜面反射效果，导致激光的利用率较低；(3)激光透射过基体后，激发荧光粉层，荧光粉发出的光，一部分会出射，另外一部分会透过基体，没有出射，即荧光粉发出的光并没有完全被利用；(4)点胶过程看似简单，但却最终决定出光品质。因为荧光粉易于在胶水固化过程中发生沉降，由沉降造成的荧光粉分布不均对白光色区集中度有很大影响，同时如抽真空除泡(胶+荧光粉混合物)时，如果工艺操作不当，胶体内的气泡对的光散射也会比较强，这会降低出光效率。
而使用发光陶瓷或发光玻璃替代点胶，则可避免上述缺点，同时也能极大地简化传统封装过程，且有利于实现广角发光。但发光陶瓷制作合成温度极高(通常大于1500℃)，工艺复杂，需要二次烧成工艺(先预烧结，再真空退火)，得到的发光片成本较高；而发光玻璃制作的温度较低(通常小于1000℃)，但所获得产品的机械强度低，应用于发光器件时存在一定难度。
因此，开发出一种既有较高的机械强度，发光强度也较高的激光照明用发光片是本领域内的技术人员需要努力研究的一个方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于透明基体制造的发光片及其制作方法。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于透明基体制造的发光片，所述发光片的原料包括透明基体以及由荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物组成的混合物；所述透明基体一面镀有增强蓝光透射的增透膜，另外一面镀有增强黄光反射的反射膜；所述透明基体镀有增透膜一面的上方涂刷有由荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物组成的混合物。
优选地，所述透明基体为蓝宝石。
优选地，所述增透膜对波长范围在400～800nm之间的入射光的透过率须超过86％。
优选地，所述反射膜对波长范围在400～500nm之间的入射光的透过率须超过86％，对波长范围在520-800nm之间的入射光的反射率须超过95％。
优选地，所述荧光粉的主要成分为掺杂Ce离子的Y3Al5O12黄色荧光粉。
优选地，所述低熔点玻璃的熔点范围在300℃～900℃。
优选地，所述有机物的粘度大于1.46毫帕·秒，更优选地，所述有机物为松油醇、乙基纤维素和丁基卡必醇乙酸酯的混合有机载体。
本发明还提供了一种基于透明基体制造的发光片的制作方法，包括以下步骤：
步骤a：首先，将制作该发光片的透明基体一面镀上能增强蓝光透射的增透膜，另外一面镀上能增强黄光反射的反射膜；
步骤b：其次，将荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物的混合物涂刷在透明基体增透膜的上方；
步骤c：最后，将步骤b中的半成品进行热处理，最终得到所述的发光片。
优选地，所述步骤c中热处理的温度范围在300℃～1000℃，热处理时间为1分钟～4小时。
本发明提供了一种基于透明基体制造的发光片及其制作方法，制作该发光片的透明基体，一面镀有增强蓝光透射的增透膜，另外一面镀有增强黄光透过的反射膜；然后将荧光粉、低熔点玻璃粉和有机载体的混合物涂刷在透明基体增透膜的上方，通过热处理，就可得到本申请一种于透明基体制造的发光片。与现有技术相比，本发明发光片不仅制备方法简单，而且制作出来的成品发光片发光强度高、发光层致密坚固，还具有较高的机械强度。
附图说明
图1为本发明实施例1中得到的发光片断面的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种基于透明基体制造的发光片，该发光片的原料包括透明基体以及由荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物组成的混合物；该透明基体一面镀有增强蓝光透射的增透膜，另外一面镀有增强黄光反射的反射膜；其中，透明基体为蓝宝石；增透膜对波长范围在400～800nm之间的入射光的透过率超过86％；反射膜对波长范围在400～500nm之间的入射光的透过率超过86％，对波长范围在520-800nm之间的入射光的反射率超过95％。
本发明透明基体镀有增透膜一面的上方涂刷有由荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物组成的混合物；其中，荧光粉为掺杂Ce离子的Y3Al5O12黄色荧光粉；低熔点玻璃的熔点范围在300℃～900℃，更优选为800℃；有机物的粘度大于1.46毫帕·秒，且有机物更优选为松油醇、乙基纤维素和丁基卡必醇乙酸酯的混合有机载体。
本发明一种基于透明基体制造的发光片的制作方法中，首先，将制作该发光片的透明基体一面镀上能增强蓝光透射的增透膜，另外一面镀上能增强黄光反射的反射膜；其次，将荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物的混合物涂刷在透明基体增透膜的上方；最后，将步骤b中的半成品进行热处理，最终得到所述的发光片。其中，热处理的温度范围在300℃～1000℃，更优选为800℃；热处理时间为1分钟～4小时，更优选为2小时。
为了进一步说明本发明，以下结合具体的比较例和实施例对本发明提供的一种基于透明基体制造的发光片进行详细描述。
比较例1
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和硅胶按照质量比1：4混合均匀，将混合物倒入模具，然后在200℃下固化，固化时间为2小时。固化完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例2
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和硅胶按照质量比1：4混合均匀，将混合物倒入模具，然后在真空烘箱内于200℃下固化，固化时间为2小时。固化完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例3
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和硅胶按照质量比1：4混合均匀，将混合物涂刷到蓝宝石基体上，然后在200℃下固化，固化时间为2小时。固化完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例4
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和硅胶按照质量比1：4混合均匀，选取一面镀有增强蓝光透射的增透膜的蓝宝石为基体，将混合物涂刷到增透膜上，然后在200℃下固化，固化时间为2小时。固化完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例5
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和硅胶按照质量比1：4混合均匀，选取一面镀有增强蓝光透射的增透膜的蓝宝石为基体，将混合物涂刷到增透膜上，然后然后在真空烘箱内于200℃下固化，固化时间为2小时。固化完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例6
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和硅胶按照质量比1：4混合均匀，选取一面镀有增强蓝光透射的增透膜、另外一面镀有增强黄光反射的反射膜的蓝宝石为基体，将混合物涂刷到增透膜上，然后在200℃下固化，固化时间为2小时。固化完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例7
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和硅胶按照质量比1：4混合均匀，选取一面镀有增强蓝光透射的增透膜、另外一面镀有增强黄光反射的反射膜的蓝宝石为基体，将混合物涂刷到增透膜上，然后在真空烘箱内于200℃下固化，固化时间为2小时。固化完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例8
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉压片，然后放入高温烧结炉于1600℃烧结4小时，然后将所得陶瓷片放入真空烧结炉中退火，退火温度为1200℃，时间为4小时。将退火后的陶瓷片抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例9
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和低熔点玻璃粉按照质量比1：4混合均匀，将混合物倒入模具，然后在800℃下热处理，热处理时间为2小时。热处理完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例10
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和低熔点玻璃粉按照质量比1：4混合均匀，将混合物涂刷到蓝宝石基体上，然后在800℃下热处理，热处理时间为2小时。热处理完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例11
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和低熔点玻璃粉按照质量比1：4混合均匀，选取一面镀有增强蓝光透射的增透膜的蓝宝石为基体，将混合物涂刷到另一侧蓝宝石上，然后在800℃下热处理，热处理时间为2小时。热处理完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例12
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉和低熔点玻璃粉按照质量比1：4混合均匀，选取一面镀有增强蓝光透射的增透膜、另外一面镀有增强黄光透过的反射膜的蓝宝石为基体，将混合物涂刷到反射膜上，然后在800℃下热处理，热处理时间为2小时。热处理完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例13
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉、低熔点玻璃粉和有机载体按照质量比1：4：0.1混合均匀，将混合物涂刷到蓝宝石基体上，然后在800℃下热处理，热处理时间为2小时。热处理完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
比较例14
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉、低熔点玻璃粉和有机载体按照质量比1：4：0.1混合均匀，选取一面镀有增强蓝光透射的增透膜的蓝宝石为基体，将混合物涂刷到增透膜上，然后在800℃下热处理，热处理时间为2小时。热处理完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
实施例1
将Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉、低熔点玻璃粉和有机载体按照质量比1：4：0.1混合均匀，选取一面镀有增强蓝光透射的增透膜、另外一面镀有增强黄光反射的反射膜的蓝宝石为基体，将混合物涂刷到反射膜上，然后在800℃下热处理，热处理时间为2小时。热处理完毕后取出，抛光减薄至1毫米，得到发光片。将上述发光片安装到功率为5W、波长为450纳米激光二极管出光口上方，点亮激光二极管，测量发光片的发光强度。所得结果列于表1中。
表1
样品厚度 耐压强度 相对发光强度
比较例1 1毫米 0.5MPa 32
比较例2 1毫米 0.6MPa 45
比较例3 1毫米 356MPa 31
比较例4 1毫米 344MPa 35
比较例5 1毫米 349MPa 52
比较例6 1毫米 355MPa 50
比较例7 1毫米 361MPa 66
比较例8 1毫米 301MPa 95
比较例9 1毫米 6MPa 80
比较例10 1毫米 336MPa 79
比较例11 1毫米 352MPa 88
比较例12 1毫米 355MPa 93
比较例13 1毫米 356MPa 96
比较例14 1毫米 354MPa 106
实施例1 1毫米 360MPa 150
由上表1可以看出，采用本发明技术方案制作出来的一种基于透明基体制造的发光片相较于其他比较例，不仅具有超高的机械强度，同时还具有超高的发光强度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；本发明不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的修改或者对部分技术特征进行等同替换，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于透明基体制造的发光片，其特征在于，所述发光片的原料包括透明基体以及由荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物组成的混合物；所述透明基体一面镀有增强蓝光透射的增透膜，另外一面镀有增强黄光反射的反射膜；所述透明基体镀有增透膜一面的上方涂刷有由荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种基于透明基体制造的发光片，其特征在于：所述透明基体为蓝宝石。
3.根据权利要求1所述的一种基于透明基体制造的发光片，其特征在于：所述增透膜对波长范围在400～800nm之间的入射光的透过率须超过86％。
4.根据权利要求1所述的一种基于透明基体制造的发光片，其特征在于：所述反射膜对波长范围在400～500nm之间的入射光的透过率须超过86％，对波长范围在520-800nm之间的入射光的反射率须超过95％。
5.根据权利要求1所述的一种基于透明基体制造的发光片，其特征在于：所述荧光粉为掺杂Ce离子的Y3Al5O12黄色荧光粉。
6.根据权利要求1所述的一种基于透明基体制造的发光片，其特征在于：所述低熔点玻璃的熔点范围在300℃～900℃。
7.根据权利要求1所述的一种基于透明基体制造的发光片，其特征在于：所述有机物的粘度大于1.46毫帕·秒。
8.一种基于透明基体制造的发光片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a：首先，将制作该发光片的透明基体一面镀上能增强蓝光透射的增透膜，另外一面镀上能增强黄光反射的反射膜；
步骤b：其次，将荧光粉、低熔点玻璃粉和有机物的混合物涂刷在透明基体增透膜的上方；
步骤c：最后，将步骤b中的半成品进行热处理，最终得到权利要求1-7中任一项所述的发光片。
9.根据权利要求8所述的一种基于透明基体制造的发光片的制作方法，其特征在于，所述热处理的温度范围在300℃～1000℃，热处理时间为1分钟～4小时。
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