[发明专利]一种蓝宝石基荧光玻璃陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供一种蓝宝石基荧光玻璃陶瓷及其制备方法，该玻璃陶瓷由基质蓝宝石片和印刷料浆通过丝网印刷烧结制备得到；印刷料浆是由混合粉末和有机混合混合制备；混合粉末是由低熔点细玻璃粉和荧光粉混合制备；低熔点细玻璃粉的化学通式如下：x₁B₂O₃·x₂SiO₂·x₃ZnO·x₄MO·x₅Al₂O₃；M为Mg、Ca、Sr中的任意一种或多种。通过采用不含碱金属和氧化铅的硼硅钙等氧化物为原料，制备了物理/化学性质更为稳定的低熔点玻璃粉，然后将低熔点玻璃粉、有机混合料和荧光粉混合配成印刷料浆，采用丝网印刷技术均匀印刷在蓝宝石片上，通过二次烧结，制备成了一种发光性能优良的荧光玻璃陶瓷。

技术领域

本发明涉及荧光玻璃陶瓷技术领域，具体涉及一种高功率照明用蓝宝石基荧光玻璃陶瓷及其制备方法。

背景技术

白光LED，具有节能、长寿命、环境友好等优点，广泛应用于指示显示、汽车大灯、通用照明等领域。然而，商用白光LED仍然存在因有机物封装而导致的热稳定性差的问题，由此，限制了商用白光LED在高功率照明领域的应用和发展。

采用氧化物玻璃，利用其良好的热传导性和热稳定性，替代目前商业白光LED中的硅胶或环氧树脂封装，可以有效解决商用白光LED目前存在的热稳定性差、易老化等问题。蓝宝石片，具有高传导率、高透射率等优点，被用做衬底，以替代常规玻璃衬底，可以使白光LED获得更好的热稳定性能和发光性能。因此，以蓝宝石片用做衬底，氧化物玻璃用做粘结(封装)玻璃制备得到的荧光粉玻璃陶瓷，是解决目前白光LED不能有效应用于高功率照明领域的有效途径之一。

目前，关于荧光玻璃陶瓷的现有技术有：(1)Cheng Yang等人(Cheng Yang，Xiaojuan Liang，Weidong Xiang，et al.Ceram.Int.2016(42)：14526-14532)提出，以SiO₂-B₂O₃-ZnO-PbO为配方先制备低熔点玻璃粉后，将该玻璃粉与YAG:Ce³⁺黄色荧光粉混合，采用流延技术将其涂覆在光学玻璃基板上，再通过二次烧结制备成玻璃陶瓷。(2)2019年，Yun Mou等人提出(Yun Mou,Hao Wang,Mingxiang Chen,et al.J.Non-Cryst.Solids.2019,515:98-105)，以25B₂O₃-10SiO₂-35ZnO-6Li₂O-12La₂O₃-12WO₃为配方先行制备低熔点玻璃粉，再将该玻璃粉、YAG:Ce³⁺、CaAlSiN₃:Eu²⁺和有机物混合浆料三者充分调匀制成料浆混合，通过丝网印刷技术将浆料印刷于蓝宝石片上，二次烧结后得到双相荧光粉玻璃陶瓷。(3)袁瑞等人提出(袁瑞、郭钒、张志军，等.发光学报，2021,42(10):1627-1636)以3Al₂O₃-30SiO₂-10B₂O₃-48Bi₂O₃-4ZnO-4Na₂O-1Li₂O为配方制备了低熔点玻璃粉，同现有技术(2)的制备工艺，制备了双荧光粉玻璃陶瓷。

上述技术的粘结玻璃中，为保证其低熔点以降低荧光粉和玻璃粉发生反应的可能性，均含有碱金属或有毒性的氧化铅等低熔点成分，然而，这些低熔点成分一定程度上又破坏了玻璃网络结构，即使在相对低的二次烧结温度下，荧光粉尤其是热稳定性相对较差的红色荧光粉，还是与玻璃粉不同程度的发生了反应，从而使得制备的玻璃陶瓷其发光性能相对不高。

发明内容