CN108431488A - 磷光体板封装件、发光封装件和包括其的车辆前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方案涉及磷光体板封装件，其包括：基底；设置在所述基底的表面上的磷光体板；以及设置在所述基底与所述磷光体板之间的玻璃糊料层。

Description

磷光体板封装件、发光封装件和包括其的车辆前照灯
技术领域
本发明涉及具有宽的光分布的磷光体板封装件、发光封装件和包括所述磷光体板封装件的车辆前照灯。
背景技术
激光二极管(LD)具有高的光线性度的优点，但缺点在于，由于其光的铺展性(spreadability)弱，因此难以将LD应用于需要宽的光分布的车辆前照灯。
为了提高LD的光的铺展性，通过向介于磷光体板与基底之间的粘合层中添加无机颗粒等来提高光的扩散性的技术已经变得常见。然而，存在的问题在于，透射率由于添加无机颗粒等而降低，以及亮度由于反向散射而降低。
此外，由于聚合物树脂应当被用作粘合层，因此由于其制造工艺或其使用而产生的热而在粘合层中发生碳化现象，这导致透射率和亮度降低。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供具有提高的透射率和宽的光分布的磷光体板封装件、发光封装件以及包括其的车辆前照灯。
技术方案
本发明的一个方面提供了一种磷光体板封装件，其包括基底、设置在所述基底的一个表面上的磷光体板以及介于所述基底与所述磷光体板之间的玻璃糊料层。
有益效果
根据本发明的一个实施方案，可以提供具有提高的透射率和宽的光分布的磷光体板封装件。
此外，在所述磷光体板封装件中不会发生在常规磷光体板封装件中发现的碳化现象，并且可以通过简单的制造工艺来制造所述磷光体板封装件而不使用昂贵的无机颗粒，由此提高其生产率。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的磷光体板封装件的截面图。
图2是示出了在根据本发明的一个实施方案的磷光体板封装件内部存在非晶玻璃结晶结构的X射线衍射(XRD)图。
图3是示出了常规磷光体板封装件的光分布(a)和根据本发明的一个实施方案的磷光体板封装件的光分布(b)的一组图。
图4是示出了常规磷光体板封装件(a)和根据本发明的一个实施方案的磷光体板封装件(b)的碳化现象的测试结果的一组照片。
图5是根据本发明的一个实施方案的发光封装件的截面图。
图6是根据本发明的一个实施方案的车辆前照灯的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本领域技术人员容易执行的本发明的示例性实施方案。然而，本说明书中描述的实施方案和附图中示出的配置仅是本发明的示例性实例。应当理解，本发明涵盖在提交本申请时可以替代本文中的实施方案和附图的不同等同方案和修改。此外，在本发明的示例性实施方案的工作原理的详细描述中，当确定对相关公知的功能和配置的详细描述不必要地使本发明的主旨模糊时，将省略其详细描述。考虑到在本发明中的功能来限定以下描述的一些术语。因此，术语的含义应当基于整个本说明书中的内容来解释。
如图1所示，根据本发明的一个实施方案的磷光体板封装件100可具有其中依次堆叠基底200、玻璃糊料层300和磷光体板400的结构。
根据本发明的实施方案的基底200可以是玻璃基底或塑料基底。
根据本发明的实施方案的玻璃糊料层300可包含粘合剂树脂和玻璃料。此外，玻璃糊料层300还可包含分散剂、添加剂等。玻璃糊料层300的厚度优选为5mm至10mm。当玻璃糊料层300的厚度小于5mm时，改善光分布的效果可能不足，而当玻璃糊料层300的厚度大于10mm时，透射率可能降低。
粘合剂树脂可以是基于乙基的聚合物树脂、基于丁基的聚合物树脂或基于甲基的聚合物树脂。就无机磷光体的分散性和耐热性而言，粘合剂树脂优选为甲基有机硅树脂。
根据本发明的实施方案的玻璃料可以是基于B2O3-SiO2的玻璃料、基于BaO-B2O3-SiO2的玻璃料或基于ZnO-B2O3-SiO2的玻璃料，其与无机磷光体具有低的反应性并且与粘合剂混合良好。优选地，玻璃料可以是基于ZnO-B2O3-SiO2的玻璃料。基于100体积份的烧结层，玻璃料优选以0.5体积份至2体积份的量存在。
基于玻璃糊料层300的总重量份，玻璃料可以以30重量％至70重量％的量存在。
根据本发明的实施方案的玻璃料可具有与包含在磷光体板400中的玻璃料相同的组成。优选的是，就简化制造工艺而言，根据本发明的实施方案的玻璃料与包含在磷光体板400中的玻璃料具有相同的组成。
根据本发明的实施方案的玻璃糊料层300可具有非晶玻璃结晶结构。图2是示出了使用X射线衍射(XRD)设备的包括玻璃糊料层的磷光体板封装件的分析结果的图。图2的图中示出的峰表明磷光体板封装件100中包含非晶结构。可以看出，非晶结构是包含在玻璃糊料层300中的玻璃料的结构，并且通过非晶结构提高了磷光体板封装件100的光束角。
图3是表明光束角得到提高的一组图，其中(a)是示出了具有“基底+含有氧化锆的甲基硅粘合构件+磷光体板”结构的常规磷光体板封装件的光束角的图，(b)是示出了根据本发明的实施方案的磷光体板封装件的光束角的图。从以上图中可以看出，常规磷光体板封装件(a)可具有在正面(90度)从激光二极管(LD)发射的光的强峰，而根据本发明的实施方案的磷光体板封装件可具有宽的光分布。
与图3类似，图4是示出了具有“基底+含有氧化锆的甲基硅粘合构件+磷光体板”结构的常规磷光体板封装件(a)和根据本发明的实施方案的磷光体板封装件(b)的一组扫描电子显微镜(SEM)照片。可以看出，当以1A或更高驱动LD时，常规磷光体板由于热而被碳化。如上所述，碳化现象可能是妨碍磷光体板封装件的透射率和散射特性的因素。
根据磷光体板400、其应用领域等中所需的光学特性和照明颜色，包含在根据本发明的实施方案的磷光体板400中的无机磷光体可以是黄色磷光体、绿色磷光体和红色磷光体中的一种，或者无机磷光体可以是其中根据需要激发具有不同波长的光的两种或更多种类型的磷光体。
基于钇铝石榴石(YAG)的磷光体、基于镥铝石榴石(LuAG)的磷光体、基于氮化物的磷光体、基于硫化物的磷光体或基于硅酸盐的磷光体可用作无机磷光体，并且优选地，与本发明的玻璃料具有低反应性且在高温下具有高稳定性的基于镥铝石榴石(LuAG)的磷光体或基于氮化物的磷光体可用作无机磷光体。
根据本发明的实施方案的磷光体板封装件可应用于包括LD光源的发光封装件，并且该发光封装件可应用于车辆前照灯。如上所述，当将具有高线性度的LD光源应用于车辆前照灯时，根据本发明的实施方案的磷光体板封装件可确保宽的光分布和高透射率。
图5是根据本发明的一个实施方案的发光封装件的截面图。
参照图5，根据本发明的实施方案的发光封装件1000可包括发光单元2000、粘合构件3000和光转换基底4000。
发光单元2000可以是选自以下中的任一种：发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、LD、激光器和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
粘合构件可介于发光单元2000和光转换基底4000之间。粘合构件3000可包含分散在有机硅树脂中的无机纳米颗粒3100。基于乙基的有机硅树脂、基于丁基的有机硅树脂、基于甲基的有机硅树脂或基于苯基的有机硅树脂可用作有机硅树脂，并且甲基有机硅树脂可在保持高折射率的同时保持热稳定性。
如图1所示，光转换基底可具有其中依次堆叠基底200、玻璃糊料层300和磷光体板400的结构。
根据本发明的实施方案的基底200可以是玻璃基底或塑料基底。
根据本发明的实施方案的玻璃糊料层300可包含粘合剂树脂和玻璃料。此外，玻璃糊料层300还可包含分散剂、添加剂等。玻璃糊料层300的厚度的范围为从5mm至10mm。当玻璃糊料层300的厚度小于5mm时，改善光分布的效果可能不足，而当玻璃糊料层300的厚度大于10mm时，透射率可能降低。
包含在玻璃糊料层300中的粘合剂树脂可以是基于乙基的聚合物树脂、基于丁基的聚合物树脂或基于甲基的聚合物树脂，并且具有高的无机磷光体分散性和耐热性的甲基有机硅树脂可用作粘合剂树脂。
根据本发明的实施方案的玻璃料可以是基于B2O3-SiO2的玻璃料、基于BaO-B2O3-SiO2的玻璃料、基于ZnO-B2O3-SiO2的玻璃料或基于ZnO-B2O3-SiO2的玻璃料，其与无机磷光体具有低的反应性并且与粘合剂混合良好。
基于玻璃糊料层的总重量份，玻璃料可以以30重量％至70重量％的量存在。
根据本发明的实施方案的玻璃料可具有与包含在磷光体板400中的玻璃料相同的组成。当根据本发明的实施方案的玻璃料与包含在磷光体板400中的玻璃料具有相同的组成时，可促进制造过程。
根据本发明的实施方案的玻璃糊料层300可具有非晶玻璃结晶结构。
磷光体板400可包含无机磷光体。根据磷光体板400、其应用领域等中所需的光学特性和照明颜色，无机磷光体可以是黄色磷光体、绿色磷光体和红色磷光体中的一种，或者无机磷光体可以是其中根据需要激发具有不同波长的光的两种或更多种类型的磷光体。
基于钇铝石榴石(YAG)的磷光体、基于镥铝石榴石(LuAG)的磷光体、基于氮化物的磷光体、基于硫化物的磷光体或基于硅酸盐的磷光体可用作无机磷光体，并且优选地，与本发明的玻璃料具有低反应性且在高温下具有高稳定性的基于镥铝石榴石(LuAG)的磷光体或基于氮化物的磷光体可用作无机磷光体。
图6是根据本发明的一个实施方案的车辆前照灯的截面图。
参照图6，在发光封装件1000的光转换基底中转换的光传播到反射器5000并沿X方向发射。反射构件(未示出)可设置在发光封装件1000的后表面上，可反射已经转换并朝向发光封装件1000传播的一些转换光以使光返回到反射器5000并发射光。
此外，在本发明中，发光单元可设置在印刷电路板上。光转换基底可设置在发光单元上。粘合构件可介于发光单元和光转换基底之间。尽管在本发明中未示出，但是透明基底可介于发光单元和粘合构件之间，并且发光单元和透明基底可彼此接触或者可彼此间隔开。透明基底可包含金属氧化物、蓝宝石或塑料。在本发明中，发光单元可作为包括透明基底的概念组合使用。
可提供复数个发光单元。发光单元可包括安装在基底上的光源，并且可提供复数个光源。复数个光转换基底或单个光转换基底可设置在复数个光源中的每一个上。此外，介于发光单元和光转换基底之间的粘合构件可介于光转换基底之间。
光转换基底可与发光单元接触或者可与发光单元间隔开。
尽管以上已经详细描述了本发明的实施方案，但是本领域技术人员应当理解，可在不脱离本发明的范围的情况下对实施方案进行不同地修改。因此，本发明的范围不是由所述实施方案限定，而是由所附权利要求书限定，并且涵盖落入所附权利要求书的范围内的等同方案。

Claims (20)

1.一种磷光体板封装件，包括：
基底；
设置在所述基底的一个表面上的磷光体板；以及
介于所述基底与所述磷光体板之间的玻璃糊料层。
2.根据权利要求1所述的磷光体板封装件，其中所述玻璃糊料层包含粘合剂树脂和玻璃料。
3.根据权利要求1所述的磷光体板封装件，其中所述玻璃糊料层包含非晶玻璃结晶结构。
4.根据权利要求2所述的磷光体板封装件，其中所述粘合剂树脂包含选自基于乙基的聚合物树脂、基于丁基的聚合物树脂和基于甲基的聚合物树脂中的一种或更多种。
5.根据权利要求2所述的磷光体板封装件，其中基于所述玻璃糊料层的总重量份，所述玻璃料的含量的范围为从30重量％至70重量％。
6.根据权利要求2所述的磷光体板封装件，其中所述玻璃料具有与应用于所述磷光体板的玻璃料相同的组成。
7.根据权利要求1所述的磷光体板封装件，其中所述玻璃糊料层的厚度的范围为从5mm至10mm。
8.根据权利要求1所述的磷光体板封装件，其中所述玻璃料包含选自基于B2O3-SiO2的材料、基于BaO-B2O3-SiO2的材料和基于ZnO-B2O3-SiO2的材料的一种或更多种材料。
9.根据权利要求1所述的磷光体板封装件，其中所述玻璃糊料层使从外部入射的光散射。
10.根据权利要求9所述的磷光体板封装件，其中基于所述从外部入射的光的入射角，所述玻璃糊料层使光分布区域增加15度至30度。
11.一种发光封装件，包括：
发光单元；和
设置在所述发光单元的一个表面上的光转换基底，
其中所述光转换基底包括
基底，
设置在透明构件的一个表面上的磷光体板，以及
介于所述透明构件与所述磷光体板之间的玻璃糊料层。
12.根据权利要求11所述的发光封装件，其中所述玻璃糊料层包含粘合剂树脂和玻璃料。
13.根据权利要求11所述的发光封装件，其中所述玻璃糊料层包含非晶玻璃结晶结构。
14.根据权利要求12所述的发光封装件，其中所述粘合剂树脂包含选自基于乙基的聚合物树脂、基于丁基的聚合物树脂和基于甲基的聚合物树脂中的一种或更多种。
15.根据权利要求12所述的发光封装件，其中基于所述玻璃糊料层的总重量份，所述玻璃料的含量的范围为从30重量％至70重量％。
16.根据权利要求12所述的发光封装件，其中所述玻璃料具有与应用于所述磷光体板的玻璃料相同的组成。
17.根据权利要求11所述的发光封装件，其中所述玻璃糊料层的厚度的范围为从5mm至10mm。
18.根据权利要求11所述的发光封装件，其中所述玻璃糊料层使从外部入射的光散射。
19.根据权利要求18所述的发光封装件，其中基于所述从外部入射的光的入射角，所述玻璃糊料层使光分布区域增加15度至30度。
20.一种车辆前照灯，包括：
激光二极管光源；和
设置在所述激光二极管光源上方的磷光体板封装件，
其中所述磷光体板封装件包括
基底，
设置在所述基底的一个表面上的磷光体板，以及
介于所述基底与所述磷光体板之间的玻璃糊料层。
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