[发明专利]一种高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃，由基质玻璃粉和Ce：YAG 荧光粉制备而成，基质玻璃粉由0‑15mol%SiO₂、20‑55mol%B₂O₃、10‑50mol%ZnO、0‑15mol%TiO₂、5‑20mol%Na₂O、0‑5mol%Li₂O 组成，Ce：YAG荧光粉的掺杂量为基质玻璃粉总重量的1‑10wt%。还提供了上述荧光玻璃的制备方法，本荧光玻璃片作为白光LED的荧光转换材料具有热导率高、热稳定性好的优势。相比于传统的硅胶和环氧树脂的封装形式，本发明具有环境稳定性好，不存在老化、黄化、色衰和光效降低等问题，尤其适用于一些高功率LED照明装置中。

技术领域

本发明属于材料学领域，涉及一种LED封装技术，具体来说是一种高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料及其制备方法。

背景技术

LED光源具有寿命长、能耗低、无污染、效率高、体积小等显著优点，在照明和显示领域具有广阔的应用前景，符合未来光源的发展方向。

目前主流的LED封装形式是采用透明有机硅胶与Ce：YAG荧光粉进行混合，然后在InGaN蓝光芯片上进行点胶。当前的这种封装模式由于有机硅胶的存在，在光源持续工作的情况下，芯片发热会导致粘附在上面的有机物黄化，老化，继而引起色坐标飘逸和光衰，影响了LED光源的发光效率和使用寿命。尤其是对于瓦级的大功率LED光源，其芯片的工作电流为300mA以上，长时间工作的情况下发热严重，加速了有机硅胶的老化，缩短了光源寿命。荧光玻璃是一种有效的解决LED灯发热的材料。国内外对LED荧光转换玻璃材料做了大量的研究，目前使用最多的制备方法是首先制备基质玻璃，然后磨粉与荧光粉共烧结制备荧光玻璃块体。当前有关的荧光玻璃专利主要集中在荧光玻璃的组成和制备技术上。国内外的技术专家已经先后开发了磷酸盐、硼磷酸盐、硼硅酸盐、硼铝酸盐、碲酸盐等玻璃体系。荧光片的制备技术一般采用两步法，第一步合成基质玻璃，采用的玻璃制备技术包括水淬法、熔融法、溶胶凝胶法和化学气相沉积等。第二步荧光玻璃片的制备，采用的制备技术为共烧结法、丝网印刷法、流延法、涂覆法等。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料及其制备方法，所述的这种高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料及其制备方法要解决现有技术中的LED封装后由于散热问题引起色坐标飘逸和光衰，影响了LED光源的发光效率和使用寿命的技术问题。

本发明提供了一种高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料，由基质玻璃粉和Ce：YAG荧光粉制备而成，所述的基质玻璃粉由如下摩尔百分比的原料制备而成：

Ce：YAG荧光粉的掺杂量为基质玻璃粉总重量的1-10wt％

本发明还提供了上述的一种高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料的制备方法，包括如下步骤：

1)按照摩尔百分比称取各反应物质，将上述各反应物质混合后充分研磨，然后混合均匀；

2)将研磨好的混合料放入刚玉坩埚中，然后置于温度区间1050～1100℃的硅钼棒电炉中进行熔制，熔化时间为15～40min，待原料完全熔融澄清后浇注至室温下的蒸馏水中进行水淬，干燥球磨至粒径在40～50μm之间，得到基质玻璃粉体；

3)将制备好的基质玻璃粉体与Ce：YAG荧光粉进行混合，Ce：YAG荧光粉的掺杂量为基质玻璃粉总重量的1-10wt％，将混合后的粉体置于马弗炉中进行烧制，烧制温度为500～600℃，烧制时间为20～30分钟，高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料。

进一步的，所述的高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料的热导率在1.23W/m/K-1.35W/m/K。

进一步的，所述的高导热系数硼硅酸盐荧光玻璃材料的色度坐标可以根据荧光玻璃片的厚度进行调节。