TWI657064B - 螢光玻璃陶瓷材料、其製造方法及包括其的發光裝置 - Google Patents

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Abstract

一種螢光玻璃陶瓷材料、其製造方法及包括其的發光裝置。螢光玻璃陶瓷材料包括玻璃材料以及螢光粉，其中玻璃材料包括SiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO與B 2O 3。

Description

螢光玻璃陶瓷材料、其製造方法及包括其的發光裝置
本發明是有關於一種玻璃陶瓷材料、其製造方法及發光裝置，特別是有關於螢光玻璃陶瓷材料、其製造方法及發光裝置。
發光二極體(light emitting diode，LED)除了具有低耗能、體積小、亮度高、使用壽命長等優點，也是一種符合環保和節能的綠色光源。一般來說，包括發光二極體的發光裝置主要是以螢光粉與樹脂結合成的封裝材料來進行封裝，然而該封裝材料在長時間使用下有劣化以及黃化的問題，進而降低發光裝置的發光效率。
本發明提供一種螢光玻璃陶瓷材料、其製造方法及包括其的發光裝置，可避免傳統封裝材料所造成的劣化以及黃化的問題，進而提高發光裝置的發光效率。
本發明提出一種螢光玻璃陶瓷材料，包括玻璃材料以及螢光粉。玻璃材料包括SiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO與B 2O 3。
在本發明的一實施例中，在上述的螢光玻璃陶瓷材料中，以玻璃材料以及螢光粉的總重量計，玻璃材料可為90重量%至99重量%，且螢光粉可為1重量%至10重量%。
在本發明的一實施例中，在上述的螢光玻璃陶瓷材料中，玻璃材料可包括67.2重量%至82.1重量%的SiO 2、6.5重量%至8重量%的Al 2O 3、5.5重量%至6.7重量%的Na 2O、1.7重量%至2.1重量%的K 2O、0.7重量%至0.9重量%的CaO與8.4重量%至10.3重量%的B 2O 3。
在本發明的一實施例中，在上述的螢光玻璃陶瓷材料中，螢光粉可包括(Y,Lu,Gd) 3(Al,Ga) 5O 12:Ce 3+、(Ca,Sr,Ba) 2Si 5N 8:Eu 2+、(Sr,Ca)AlSiN 3:Eu 2+、α-SiAlON:Eu 2+、β-SiAlON:Eu 2+、(Ca,Sr,Ba) 2SiO 4:Eu 2+、(Ca,Sr,Ba)Si 2O 2N 2:Eu 2+或K 2(Si,Ti)F 6:Mn 4+。
本發明提出一種螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，包括下列步驟。對玻璃材料與螢光粉進行混合處理，以形成混合物，其中玻璃材料包括SiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO與B 2O 3。對混合物進行燒結處理。對經燒結處理後的混合物進行降溫處理，而獲得螢光玻璃陶瓷材料。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，玻璃材料可包括67.2重量%至82.1重量%的SiO 2、6.5重量%至8重量%的Al 2O 3、5.5重量%至6.7重量%的Na 2O、1.7重量%至2.1重量%的K 2O、0.7重量%至0.9重量%的CaO與8.4重量%至10.3重量%的B 2O 3。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，螢光粉可包括(Y,Lu,Gd) 3(Al,Ga) 5O 12:Ce 3+、(Ca,Sr,Ba) 2Si 5N 8:Eu 2+、(Sr,Ca)AlSiN 3:Eu 2+、α-SiAlON:Eu 2+、β-SiAlON:Eu 2+、(Ca,Sr,Ba) 2SiO 4:Eu 2+、(Ca,Sr,Ba)Si 2O 2N 2:Eu 2+或K 2(Si,Ti)F 6:Mn 4+。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，在混合處理中，以玻璃材料以及螢光粉的總重量計，例如是將90重量%至99重量%的玻璃材料與1重量%至10重量%的螢光粉混合。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，進行燒結處理時的燒結溫度可為800°C~1200°C。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，降溫處理例如是採用自然降溫法。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，更可包括在混合處理之後，且在燒結處理之前，使用承載片承載混合物。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，承載片例如是石英棉片。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，更可包括在降溫處理之後，使螢光玻璃陶瓷材料與承載片分離。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，更可包括將螢光玻璃陶瓷材料切割為片狀。
依照本發明的一實施例所述，在上述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法中，片狀的螢光玻璃陶瓷材料厚度可為0.01毫米(mm)至10毫米。
本發明提出一種發光裝置，包括發光二極體以及上述螢光玻璃陶瓷材料。螢光玻璃陶瓷材料覆蓋發光二極體。
依照本發明的一實施例所述，在上述的發光裝置中，發光二極體的波長可為254奈米(nm)至480奈米。
依照本發明的一實施例所述，在上述的發光裝置中，螢光玻璃陶瓷材料的形狀可為片狀。
基於上述，在本發明所提出的螢光玻璃陶瓷材料及其製造方法中，由於上述螢光玻璃陶瓷材料包括玻璃材料與螢光粉，且玻璃材料包括SiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO與B 2O 3，因此可具有高熱穩定性、高散熱性、高透光性，進而能避免傳統封裝材料所造成的劣化以及黃化的問題。此外，由於本發明所提出的發光裝置是藉由上述螢光玻璃陶瓷材料來覆蓋發光二極體，因此可具有較佳的發光效率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明一實施例的螢光玻璃陶瓷材料的示意圖。
請參照圖1，螢光玻璃陶瓷材料100包括玻璃材料110以及螢光粉120。螢光玻璃陶瓷材料100的形狀可為片狀。以玻璃材料110以及螢光粉120的總重量計，玻璃材料110可為90重量%至99重量%，且螢光粉120可為1重量%至10重量%。
玻璃材料110包括SiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO與B 2O 3(亦可用SiO 2-Al 2O 3-Na 2O-K 2O-CaO-B 2O 3來表示)。玻璃材料可包括67.2重量%至82.1重量%的SiO 2、6.5重量%至8重量%的Al 2O 3、5.5重量%至6.7重量%的Na 2O、1.7重量%至2.1重量%的K 2O、0.7重量%至0.9重量%的CaO與8.4重量%至10.3重量%的B 2O 3。
此外，螢光粉120可包括(Y,Lu,Gd) 3(Al,Ga) 5O 12:Ce 3+、(Ca,Sr,Ba) 2Si 5N 8:Eu 2+、(Sr,Ca)AlSiN 3:Eu 2+、α-SiAlON:Eu 2+、β-SiAlON:Eu 2+、(Ca,Sr,Ba) 2SiO 4:Eu 2+、(Ca,Sr,Ba)Si 2O 2N 2:Eu 2+或K 2(Si,Ti)F 6:Mn 4+。
基於上述實施例可知，由於螢光玻璃陶瓷材料100包括玻璃材料110與螢光粉120，且玻璃材料110包括SiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO與B 2O 3，因此可具有高熱穩定性、高散熱性、高透光性，進而能避免傳統封裝材料所造成的劣化以及黃化的問題。此外，螢光玻璃陶瓷材料100能應用於LED等發光裝置的封裝上，且經過光學測試後具有良好的光學表現，進而使得具有螢光玻璃陶瓷材料100的發光裝置能夠應用在高功率照明及各類螢幕顯示器。
圖2為本發明一實施例的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法的流程圖。
本實施例的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法是以用於製作圖1的螢光玻璃陶瓷材料100來進行說明，但本發明並不以此為限。螢光玻璃陶瓷材料100的各構件的詳細說明可參照上述實施例的說明，於此不再重複說明。
請參照圖1與圖2，進行步驟S100，對玻璃材料110與螢光粉120進行混合處理，以形成混合物，其中玻璃材料110包括SiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO與B 2O 3。舉例來說，在混合處理中，以玻璃材料以及螢光粉的總重量計，可將90重量%至99重量%的玻璃材料與1重量%至10重量%的螢光粉混合。
在混合物中的玻璃材料110可包括67.2重量%至82.1重量%的SiO 2、6.5重量%至8重量%的Al 2O 3、5.5重量%至6.7重量%的Na 2O、1.7重量%至2.1重量%的K 2O、0.7重量%至0.9重量%的CaO與8.4重量%至10.3重量%的B 2O 3。
另外，在混合物中的螢光粉120可包括(Y,Lu,Gd) 3(Al,Ga) 5O 12:Ce 3+、(Ca,Sr,Ba) 2Si 5N 8:Eu 2+、(Sr,Ca)AlSiN 3:Eu 2+、α-SiAlON:Eu 2+、β-SiAlON:Eu 2+、(Ca,Sr,Ba) 2SiO 4:Eu 2+、(Ca,Sr,Ba)Si 2O 2N 2:Eu 2+或K 2(Si,Ti)F 6:Mn 4+。
可選擇性地進行步驟S110，使用承載片承載混合物。承載片例如是石英棉片。
進行步驟S120，對混合物進行燒結處理。進行燒結處理時的燒結溫度可為800°C~1200°C，如900°C。舉例來說，燒結處理可包括下列步驟。首先，將混合物置入高溫爐，然後在空氣氣氛中以每分鐘5°C的升溫速率升溫，並且當溫度上升至300°C以及600°C時分別持溫30分鐘。最後，以每分鐘5°C的升溫速率升溫至900°C時，持溫4小時。
進行步驟S130，對經燒結處理後的混合物進行降溫處理，而獲得螢光玻璃陶瓷材料100。降溫處理例如是採用自然降溫法將經燒結處理後的混合物的溫度降至室溫。在此實施例中，所獲得的螢光玻璃陶瓷材料100可為塊狀。
可選擇性地進行步驟S140，使螢光玻璃陶瓷材料100與承載片分離。
可選擇性地進行步驟S150，將螢光玻璃陶瓷材料100切割為片狀。其中片狀的螢光玻璃陶瓷材料的厚度例如是0.01 mm至10 mm。
基於上述實施例可知，螢光玻璃陶瓷材料100的製造方法所製作出的螢光玻璃陶瓷材料100可具有高熱穩定性、高散熱性、高透光性，進而能避免傳統封裝材料所造成的劣化以及黃化的問題。此外，螢光玻璃陶瓷材料100能應用於LED等發光裝置的封裝上，且經過光學測試後具有良好的光學表現，因而使得具有螢光玻璃陶瓷材料100的發光裝置可應用在高功率照明及各類螢幕顯示器。
圖3為本發明一實施例的發光裝置的示意圖。
以下，藉由圖3來說明將圖1的螢光玻璃陶瓷材料100應用於發光裝置的實施例。此外，圖3與圖1中相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。
請參照圖3，發光裝置200包括發光二極體210以及螢光玻璃陶瓷材料100，其中螢光玻璃陶瓷材料100覆蓋發光二極體210。發光二極體的波長可為254 nm至480 nm。
基於上述實施例可知，由於發光裝置200使用螢光玻璃陶瓷材料100作為封裝材料，因此可避免傳統封裝材料所造成的劣化以及黃化的問題，且具有良好的光學表現，因而可應用在高功率照明及各類螢幕顯示器。
以下，藉由實驗例來確認上述實施例的功效，但本發明的範圍並不侷限於以下內容。
＜實驗例＞
＜實驗例1至實驗例7的螢光玻璃陶瓷材料的製備方法＞
首先，依照下表1所示的玻璃材料與螢光粉的種類與重量，對玻璃材料與螢光粉進行混合處理，以形成混合物。玻璃材料採用SiO 2-Al 2O 3-Na 2O-K 2O-CaO-B 2O 3，其中玻璃材料包括74.64重量%的SiO 2、7.27重量%的Al 2O 3、6.06重量%的Na 2O、1.91重量%的K 2O、0.79重量%的CaO與9.32重量%的B 2O 3。
表1 實驗例 玻璃材料 螢光粉 螢光玻璃陶瓷片狀的厚度(mm) 種類 重量(克) 種類 重量(克) 1 SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-B2O3 9 YAG:Ce3+ (Y3Al5O12:Ce3+) 1 0.5 2 0.2 3 0.4 4 0.6 5 LuAG:Ce3+ (Lu3Al5O12:Ce3+) 0.2 6 0.4 7 0.6
接著，使用石英棉片分別承載實驗例1至實驗例7的混合物。然後，將混合物置入高溫爐進行燒結處理，其中燒結處理包括下列步驟。在空氣氣氛中以每分鐘5°C的升溫速率升溫，並且當溫度上升至300°C以及600°C時，分別持溫30分鐘。最後，以每分鐘5°C的升溫速率升溫至900°C時，持溫4小時。
之後，以自然降溫法對實驗例1至實驗例7的經燒結處理後的混合物進行降溫處理，使溫度降低至室溫，而形成塊狀的螢光玻璃陶瓷材料。繼之，使石英棉片與塊狀的螢光玻璃陶瓷材料分離。再者，將塊狀的螢光玻璃陶瓷材料切割為片狀，其中實驗例1至實驗例7所製得螢光玻璃陶瓷片的厚度如表1所示。
＜螢光光譜分析＞
圖4為實驗例1所製得的螢光玻璃陶瓷材料的螢光光譜。
對實驗例1所製得的螢光玻璃陶瓷材料進行螢光光譜分析，結果如圖4所示，實驗例1的螢光玻璃陶瓷材料與一般商業用螢光粉YAG:Ce 3+的螢光光譜大致相同。
＜變溫光譜分析＞
圖5為實驗例1所製得的的螢光玻璃陶瓷材料的變溫光譜。圖6為實驗例1所製得的的螢光玻璃陶瓷材料與一般商業用螢光粉YAG:Ce 3+的進行標準化後的變溫光譜。
對實驗例1所製得的螢光玻璃陶瓷片與螢光粉YAG:Ce 3+分別進行變溫光譜分析。
根據圖5的結果，溫度變化對實驗例1所製得的螢光玻璃陶瓷片在波峰處的波長值影響非常小，所以說明了該螢光玻璃陶瓷片具備很高的熱穩定性。
圖6為實驗例1所製得的螢光玻璃陶瓷片與一般商業用螢光粉YAG:Ce 3+的進行標準化後的變溫光譜。根據圖6的結果，當溫度相同時，實驗例1的螢光玻璃陶瓷片的標準化發光強度較大，所以說明了該螢光玻璃陶瓷片具有高散熱性。
＜實驗例2至實驗例7的發光裝置的製備方法＞
將上述實驗例2至7的螢光玻璃陶瓷片分別覆蓋於同一種發光二極體，以製作成六個發光裝置，且其中該發光二極體發出的光的波長為450 nm至460 nm。
＜定電流電致激發光譜分析＞
圖7為實驗例2至4所製得的發光裝置的定電流電致激發光譜。圖8為實驗例5至7所製得的發光裝置的定電流電致激發光譜。
對包含實驗例2至4的發光裝置分別進行定電流電致激發光譜分析，其結果如圖7所示。另，將實驗例5至7的發光裝置分別進行定電流電致激發光譜分析，其結果如圖8所示。其中，圖7與圖8中，左半部為發光二極體的光譜，右半部為螢光玻璃陶瓷片的光譜。此外，根據圖7與圖8可知，當螢光玻璃陶瓷片的厚度增加時，發光二極體的發光強度降低，而螢光玻璃陶瓷片的發光強度相對較高，所以藉由調整螢光玻璃陶瓷片的厚度可以改變發光裝置的發光顏色。
＜CIE色度分析＞
對實驗例2至7的發光裝置進行國際照明委員會(CIE)色度分析，其結果如表2所示。
表2 實驗例 CIE色度座標 x y 2 0.25 0.20 3 0.33 0.35 4 0.39 0.44 5 0.21 0.19 6 0.26 0.32 7 0.27 0.35
根據表2可知，藉由調整實驗例2至7所製得的螢光玻璃陶瓷片的厚度可以改變發光裝置的發光顏色。
＜變電流電致激發光譜分析＞
圖9為實驗例3所製得的發光裝置的變電流電致激發光譜。圖10為實驗例6所製得的發光裝置的變電流電致激發光譜。
對實驗例3與實驗例6所製得的發光裝置進行變電流電致激發光譜分析，其結果分別如圖9與圖10所示。在圖9與圖10中，左半部為發光二極體的光譜，右半部為螢光玻璃陶瓷片的光譜。此外，根據圖9與圖10的結果可知，電流變化對實驗例3與實驗例6所製得的螢光玻璃陶瓷片與發光二極體在波峰處的波長值影響非常小，所以說明了電流變化對實驗例3與實驗例6的發光裝置的發光顏色的影響很小。
＜發光效率測試＞
對實驗例2至7所製得的發光裝置進行發光效率測試，其結果如表3所示。
表3 實驗例 發光效率 (流明/瓦特(lm/W)) 2 61.7 3 57.6 4 48.8 5 62.8 6 78.2 7 73.5
根據表3可知，實驗例2至7所製得的發光裝置具有很高的發光效率。
綜上所述，在上述實施例的螢光玻璃陶瓷材料、其製造方法及包括其的發光裝置中，由於螢光玻璃陶瓷材料中的玻璃材料具有特定的組成，因此可避免傳統封裝材料所造成的劣化以及黃化的問題，進而提高發光裝置的發光效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100：螢光玻璃陶瓷材料 110：玻璃材料 120：螢光粉 200：發光裝置 210：發光二極體 S100、S110、S120、S130、S140、S150：步驟
圖1為本發明一實施例的螢光玻璃陶瓷材料的示意圖。 圖2為本發明一實施例的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法的流程圖。 圖3為本發明一實施例的發光裝置的示意圖。 圖4為實驗例1所製得的螢光玻璃陶瓷材料的螢光光譜。 圖5為實驗例1所製得的的螢光玻璃陶瓷材料的變溫光譜。 圖6為實驗例1所製得的的螢光玻璃陶瓷材料與一般商業用螢光粉YAG:Ce 3+的進行標準化後的變溫光譜。 圖7為實驗例2至4所製得的發光裝置的定電流電致激發光譜。 圖8為實驗例5至7所製得的發光裝置的定電流電致激發光譜。 圖9為實驗例3所製得的發光裝置的變電流電致激發光譜。 圖10為實驗例6所製得的發光裝置的變電流電致激發光譜。

Claims (16)

  1. 一種螢光玻璃陶瓷材料，包括：玻璃材料，包括SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO與B2O3；以及螢光粉，其中所述玻璃材料包括67.2重量%至82.1重量%的SiO2、6.5重量%至8重量%的Al2O3、5.5重量%至6.7重量%的Na2O、1.7重量%至2.1重量%的K2O、0.7重量%至0.9重量%的CaO與8.4重量%至10.3重量%的B2O3。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的螢光玻璃陶瓷材料，其中以所述玻璃材料以及所述螢光粉的總重量計，所述玻璃材料為90重量%至99重量%，且所述螢光粉為1重量%至10重量%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的螢光玻璃陶瓷材料，其中所述螢光粉包括(Y,Lu,Gd)3(Al,Ga)5O12：Ce3+、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8：Eu2+、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu2+、α-SiAlON：Eu2+、β-SiAlON：Eu2+、(Ca,Sr,Ba)2SiO4：Eu2+、(Ca,Sr,Ba)Si2O2N2：Eu2+或K2(Si,Ti)F6：Mn4+。
  4. 一種螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，包括：對玻璃材料與螢光粉進行混合處理，以形成混合物，其中所述玻璃材料包括SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO與B2O3；對所述混合物進行燒結處理；以及對經燒結處理後的所述混合物進行降溫處理，而獲得螢光玻 璃陶瓷材料，其中所述玻璃材料包括67.2重量%至82.1重量%的SiO2、6.5重量%至8重量%的Al2O3、5.5重量%至6.7重量%的Na2O、1.7重量%至2.1重量%的K2O、0.7重量%至0.9重量%的CaO與8.4重量%至10.3重量%的B2O3。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，其中所述螢光粉包括(Y,Lu,Gd)3(Al,Ga)5O12：Ce3+、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8：Eu2+、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu2+、α-SiAlON：Eu2+、β-SiAlON：Eu2+、(Ca,Sr,Ba)2SiO4：Eu2+、(Ca,Sr,Ba)Si2O2N2：Eu2+、K2(Si,Ti)F6：Mn4+。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，其中在所述混合處理中，以所述玻璃材料以及所述螢光粉的總重量計，將90重量%至99重量%的所述玻璃材料與1重量%至10重量%的所述螢光粉混合。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，其中進行所述燒結處理時的燒結溫度為800℃~1200℃。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，其中所述降溫處理包括採用自然降溫法。
  9. 如申請專利範圍第4項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，更包括在所述混合處理之後，且在所述燒結處理之前，使用承載片承載所述混合物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，所述承載片包括石英棉片。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，更包括在所述降溫處理之後，使所述螢光玻璃陶瓷材料與所述承載片分離。
  12. 如申請專利範圍第4項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，更包括將所述螢光玻璃陶瓷材料切割為片狀。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的螢光玻璃陶瓷材料的製造方法，其中片狀的所述螢光玻璃陶瓷材料厚度為0.01毫米至10毫米。
  14. 一種發光裝置，包括：發光二極體；以及如申請專利範圍第1項所述的螢光玻璃陶瓷材料，覆蓋所述發光二極體。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的發光裝置，其中所述發光二極體的波長為254nm至480nm。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的發光裝置，其中所述螢光玻璃陶瓷材料的形狀包括片狀。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110316963B (zh) * 2019-05-17 2022-10-04 有研稀土新材料股份有限公司 一种荧光玻璃陶瓷材料以及含该材料的发光装置
CN110272208B (zh) * 2019-07-18 2020-10-02 浙江大学 一种绿色荧光玻璃陶瓷及其制备方法和应用
TWI740329B (zh) * 2019-12-27 2021-09-21 鑫虹光電有限公司 螢光玻璃複合材料、包含其之螢光玻璃基板及光轉換裝置
CN113054082B (zh) * 2019-12-27 2022-10-18 鑫虹光电有限公司 荧光玻璃复合材料、包含其的荧光玻璃基板及光转换装置
CN113292314B (zh) * 2021-06-10 2022-07-05 穆棱市隆森特新材料科技有限责任公司 一种无机蓄能陶瓷夜光材料及其制备方法
CN115895655B (zh) * 2022-09-15 2023-10-31 包头稀土研究院 光修饰材料及其制造方法和用途

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1583624A (zh) * 2003-06-06 2005-02-23 肖特玻璃制造厂 可见光范围内吸收少的紫外线吸收玻璃，其制备方法及应用
TW201726563A (zh) * 2016-01-28 2017-08-01 中原大學 硼酸鹽玻璃及其製備方法與應用
CN107207957A (zh) * 2015-01-21 2017-09-26 三菱化学株式会社 烧结荧光体、发光装置、照明装置、车辆前照灯及烧结荧光体的制造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4795651B2 (ja) * 2003-06-06 2011-10-19 ショット アクチエンゲゼルシャフト 特に蛍光ランプへ用いる高耐薬品性紫外線吸収ガラス、製造方法、及び使用方法
US20140179509A1 (en) * 2012-12-22 2014-06-26 Università di Padova Porous glass ceramic composition and method for manufacturing the same
US9434876B2 (en) * 2014-10-23 2016-09-06 Central Glass Company, Limited Phosphor-dispersed glass
JP6740616B2 (ja) * 2015-09-15 2020-08-19 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光デバイス
CN106016179A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 华南师范大学 一种基于荧光玻璃的白光led及其制备方法
CN107056068A (zh) * 2017-03-29 2017-08-18 广东工业大学 玻璃材料、荧光玻璃陶瓷材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1583624A (zh) * 2003-06-06 2005-02-23 肖特玻璃制造厂 可见光范围内吸收少的紫外线吸收玻璃，其制备方法及应用
CN107207957A (zh) * 2015-01-21 2017-09-26 三菱化学株式会社 烧结荧光体、发光装置、照明装置、车辆前照灯及烧结荧光体的制造方法
TW201726563A (zh) * 2016-01-28 2017-08-01 中原大學 硼酸鹽玻璃及其製備方法與應用

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