一种发光玻璃及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于照明材料领域，尤其涉及一种发光玻璃及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)作为一种新型半导体光源，具有效率高、功耗小、固态节能及绿 色环保等显著优点和广泛的市场应用前景，正在逐步取代传统照明光源。目前，使用最多的 LED光源为白光LED光源，在众多实现白光LED方案中，通过蓝光LED芯片激发钇铝石榴石 (YAG :Ce)黄色荧光粉的单芯片型白光LED仍占有主导地位。现阶段，白光LED的封装方式 主要采用点胶工艺，即将荧光粉和硅胶（或环氧树脂）的混合体直接涂敷在蓝光LED芯片 表面。该工艺虽然操作简单，但是存在诸多问题：（1)荧光粉在硅胶（或环氧树脂）中容易 发生沉降，容易造成荧光粉涂覆层的厚度不均以及产品的一致性较差，需要通过后期的分 档工序（Binning)来保证产品一致性；（2)由于硅胶（或环氧树脂）等封装材料的热导率 较低，因而散热困难导致环境温度升高，进而造成荧光粉的光衰以及蓝光芯片的电致发光 谱发生变化；（3)环境温度的上升会造成硅胶（或）环氧树脂受热膨胀，胶体形变力很可能 造成连接芯片的金线断裂，导致"死灯";(4)硅胶（或环氧树脂）受环境温度的长期影响后 易出现老化、裂解、黄变和透光率下降的现象，从而导致LED发光器件的发光性能下降。
[0003] 针对以上现有技术的不足，目前采取的解决方案是采用玻璃、陶瓷等无机材料封 装LED芯片。众所周知，无机材料具有较高的热导率，这极大地改善了 LED芯片和荧光粉的 散热环境，从而降低LED发光器件各部件的工作温度，提高LED发光器件的发光性能。同时 无机封装材料具有良好的光色品质和热稳定性能等优点，不存在长时间工作下的光衰和色 度漂移的问题。
[0004] 在采用无机材料封装LED芯片的工艺中，无机材料的物化性能对封装得到的LED 发光器件的发光性能有直接影响。专利号为CN201210204422的发明专利公开了一种复合 荧光粉发光玻璃及其制备方法。在该专利中，发光玻璃由基体玻璃和荧光粉组成，其中基体 玻璃的组分为P 2O5-ZnO-SiO2-Al2O3-R 2O(R2C)为Li20、Na2CKK2O中的一种或多种）。在该专利 中，首先通过熔融法制备出基体玻璃粉，然后将基体玻璃粉与荧光粉混合制备出荧光粉复 合的发光玻璃。但是由于该专利提供的发光玻璃透明性不理想，导致由其封装得到的LED 发光器件的光效较低，发光性能有待提高。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发光玻璃及其制备方法和应用，由本发明 提供的发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能优异。
[0006] 本发明提供了一种发光玻璃，以质量份数计，包括以下组分：
[0007]
[0008]所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一种或多种。
[0009] 优选的，以质量份数计，所述发光玻璃包括以下组分：
[0010]
[0012] 优选的，以质量份数计，所述发光玻璃包括以下组分：
[0013]
[0014] 优选的，所述荧光粉为A3B5O 12 = Ce石榴石结构荧光粉；
[0015]所述 A3B5O12 = Ce 石植石结构焚光粉中，A 选自 Y、Gd、Lu、La、Tb、Sc、Eu、Sm、Pr 和 Mn 中的一种或多种；B选自Al、Ga、In、Si、Mg和Ge中的一种或多种。
[0016] 本发明提供了一种上述技术方案所述的发光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
[0017] a)、硅源化合物、磷源化合物、硼源化合物、钒源化合物、钙源化合物、锑源化合物、 钛源化合物、锌源化合物、铋源化合物、铝源化合物和R源化合物混合熔融，混合熔融得到 的玻璃熔体进行冷却，得到基质玻璃；
[0018] 所述R源化合物为锂源化合物、钠源化合物和钾源化合物中的一种或多种；
[0019] b)、所述基质玻璃与荧光粉混合熔融，混合熔融得到的熔体进行冷却，得到发光玻 璃。
[0020] 优选的，步骤a)中，所述混合熔融的温度为900~1200 °C。
[0021] 优选的，步骤a)中，所述混合熔融的时间为1~2h。
[0022] 优选的，步骤b)中，所述混合熔融的温度为650~800 °C。
[0023] 优选的，步骤b)中，所述混合熔融的时间为20~60min。
[0024] 本发明提供了一种LED发光器件，包括上述技术方案所述的发光玻璃或上述技术 方案所述的方法制得的发光玻璃。
[0025] 与现有技术相比，本发明提供了一种发光玻璃及其制备方法和应用。本发明提供 的发光玻璃以质量份数计，包括以下组分：SiO 2O~5份；P20515~35份；B2O3O~10份； V 2O5O ~30 份；CaO 0 ~5 份；Sb2O3IO ~50 份；TiO2O ~10 份；ZnO 5 ~30 份；Bi2O3O ~20 份；Al2O3O~5份；R20 1~10份；焚光粉5~15份；所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一 种或多种。本发明通过调整发光玻璃的组分配比，得到了性能优异的发光玻璃，由该发光玻 璃封装的LED发光器件的光效高。实验结果表明，由本发明提供的发光玻璃封装成的LED 发光器件的光效大于1131m/w，显色指数大于66。此外，其光效、显色指数、色温和色坐标等 性能指标可通过调苄基质玻璃的组成以及发光玻璃中荧光粉的含量来改变。
[0026] 此外，本发明提供的发光玻璃在_40°C和150°C下放置1000 h后重新封装成的LED 发光器件的光效、色温和显色指数基本无衰减，且色坐标几乎无偏移，说明本发明提供的发 光玻璃具有良好的稳定性。
【附图说明】
[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0028] 图1是本发明实施例1提供的块状基质玻璃和发光玻璃的实物图；
[0029] 图2是本发明实施例提供的LED发光器件的实物图；
[0030] 图3是本发明实施例提供的LED发光器件的电致发光谱图；
[0031] 图4是本发明实施例提供的LED发光器件的色度坐标图。
【具体实施方式】
[0032] 下面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。
[0033] 本发明提供的一种发光玻璃，以质量份数计，包括以下组分：
[0034]
[0035] 所述R2O中，R选自Li、Na和K中的一种或多种。
[0036] 本发明提供的发光玻璃包括Si02、P205、B203、V205、Ca0、Sb203、Ti02、Zn0、Bi203、Al203、 R2O和荧光粉。
[0037] 在本发明中，所述SiO2在发光玻璃的含量为0~5质量份；在本发明提供的一个 实施例中，所述SiO 2在发光玻璃的含量为1~5质量份；在本发明提供的另一个实施例中， 所述SiO2在发光玻璃的含量为2~3质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述SiO 2在 发光玻璃的含量为2. 01~2. 43质量份。在本发明中，5102的作用为在发光玻璃中形成不 规则连续网络，从而提高发光的玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度和透明度，进而提 高由该发光玻璃封装成的LED发光器件的发光性能。
[0038] 在本发明中，所述P2O5在发光玻璃的含量为15~35质量份；在本发明提供的一 个实施例中，所述P 2O5在发光玻璃的含量为20~30质量份；在本发明提供的另一个实施 例中，所述P2O 5在发光玻璃的含量为20~23质量份；在本发明提供的其他实施例中，所述 P2O5在发光玻璃的含量为20. 98~22. 84质量份。在本发明中，P2O5在发光玻璃中的作用 为玻璃的主要形成体，能提高玻璃的色散系数，进而提高由该发光玻璃封装成的LED发光 器件的发光性能。
[0039] 在本发明中，所述B2O3在发光玻璃的含量为0~10质量份；在本发明提供的一个 实施例中，所述B 2O3在发光玻璃