用于光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的玻璃組合物及使用其的陶瓷光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施方案涉及構(gòu)成照明裝置的光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的玻璃組合物，以及通過玻璃 組合物的玻璃化和粉碎而得到的玻璃料。
【背景技術(shù)】
[0002] 白色LED(發(fā)光二極管）作為用于具有高效率和高可靠性的白色照明裝置的光源 已經(jīng)引入注意，并且已經(jīng)部分地用作具有小功耗的小尺寸光源。盡管有許多實(shí)現(xiàn)白色LED 的方法，但是最常用的方法是將藍(lán)色LED元件與具有黃色磷光體（phosphor)的樹脂制成的 基體進(jìn)行模制的方法。然而，因?yàn)樗{(lán)光具有強(qiáng)能量，所以可能容易引起樹脂的劣化。因此， 因?yàn)榫哂羞@樣結(jié)構(gòu)的白色LED當(dāng)被使用長(zhǎng)時(shí)間時(shí)導(dǎo)致樹脂的變色，所以從白色LED發(fā)射的 光的顏色改變。此外，因?yàn)槭褂脴渲M(jìn)行模制，所以可能不容易從該元件散熱，使得溫度容 易升高。由于溫度的升高，所以問題在于所發(fā)射的光的顏色變?yōu)辄S色。
[0003] 為了解決這些問題，已經(jīng)應(yīng)用了其中使用陶瓷球（pellet)作為磷光體的基體材 料的磷光板。在這樣的磷光板中使用的磷光體僅限于氧化物磷光體，具體為YAG (釔鋁石榴 石）磷光體。當(dāng)僅使用氧化物磷光體時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)各種顏色坐標(biāo)和色溫。此外，當(dāng)僅應(yīng)用磷 光體例如YAG等時(shí)，耐熱溫度需要為800°C或更高，因此，玻璃的組成條件不需要變得復(fù)雜。 然而，為了實(shí)現(xiàn)各種色溫，應(yīng)該以合適的量將紅色磷光體和黃色磷光體混合。這樣做，需要 調(diào)整玻璃的組成條件以降低燒結(jié)溫度，這是因?yàn)檫@些磷光體易受熱。
[0004] 另外，當(dāng)用于玻璃組合物玻璃化的玻璃組合物被施加到光轉(zhuǎn)換構(gòu)件時(shí)，孔隙率作 為影響光轉(zhuǎn)換元件的耐久性和光效率的因素。即，在光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面上或內(nèi)部中的孔 (圖19中表示為圓圈的部分）由于熱沖擊或潮濕而被損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明已經(jīng)考慮到上述問題而做出，本發(fā)明的實(shí)施方案的一個(gè)方面提供了一種包 括Si0 2、B2O3和ZnO的三元玻璃組合物，其中B2O 3以30mol%至45mol%的含量包含在玻璃 組合物中，并且ZnO以40mol %至60mol %的含量包含在玻璃組合物中。此外，本發(fā)明的實(shí) 施方案的另一方面提供了一種用于陶瓷光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的的玻璃料，所述玻璃料通過多組分玻 璃組合物的玻璃化和粉碎而獲得，該多組分玻璃組合物包含由Si0 2、B203和ZnO構(gòu)成的氧化 物混合物以及5mol%至25mol%的至少一種堿金屬氧化物。
[0006] 此外，本發(fā)明的實(shí)施方案的另一方面提供了一種用于光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的玻璃組合物， 該玻璃組合物包括：由Si0 2、B203和ZnO構(gòu)成的氧化物混合物；以及包含第I族或第II族的 金屬的氧化物中的至少一種氧化物，其中包含B 2O3的氧化物和包含第I族或第II族的金屬 的氧化物的含量為基于所述組合物的總重量的35wt%或更少，并且還提供了一種陶瓷磷光 板，所述陶瓷磷光板包括通過用于光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的玻璃組合物的玻璃化而獲得的玻璃料作為 基體，并且通過對(duì)至少一種磷光體進(jìn)行燒結(jié)而獲得。
[0007] 此外，本發(fā)明的實(shí)施方案的又一方面提供了一種用于陶瓷光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的玻璃組合 物，該玻璃組合物包括：由Si02、B2O3和ZnO構(gòu)成的氧化物混合物；以及包含第I族或第II 族的金屬的氧化物中的至少一種氧化物，其中包含B2O3的氧化物和包含第I族或第II族的 金屬的氧化物以35mol %或更少的含量包含在總組合物中。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的一個(gè)方面，三元玻璃組合物可包括Si02、B2OjPZnO, 其中B 2O3以30mol %至45mol %的含量包含在所述玻璃組合物中，并且ZnO以40mol %至 60mol %的含量包含在所述玻璃組合物中。此外，用于陶瓷光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的玻璃料可以通過對(duì) 包含由Si02、B 2O3和ZnO構(gòu)成的氧化物混合物以及5mol %至25mol %的至少一種堿金屬氧 化物的多組分玻璃組合物進(jìn)行玻璃化和粉碎來獲得。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的另一 方面，陶瓷光轉(zhuǎn)換構(gòu)件可包括玻璃料。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的另一方面，用于光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的玻璃組合物可以包括：由 Si02、B2O3和ZnO構(gòu)成的氧化物混合物；以及包含第I族或第II族的金屬的氧化物中的至 少一種氧化物，其中包含B 2O3的氧化物和包含第I族或第II族的金屬的氧化物的含量為基 于玻璃組合物的總重量的35wt%或更少。
[0010] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的又一方面，一種陶瓷磷光板可以包括通過用于光 轉(zhuǎn)換元件的玻璃組合物的玻璃化而獲得的玻璃料作為基體，并且該陶瓷磷光板可以通過對(duì) 至少一種磷光體進(jìn)行燒結(jié)來獲得。
[0011] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的又一方面，用于陶瓷光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的玻璃組合物可 以包括：由Si02、B203和ZnO構(gòu)成的氧化物混合物；以及包含第I族或第II族的金屬的氧化 物中的至少一種氧化物，其中包含B2O3的氧化物和包含第I族或第II族的金屬的氧化物以 35mol %或更少的含量包含在總組合物中。
【附圖說明】
[0012] 本申請(qǐng)包括附圖以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且附圖被并入本說明書中且構(gòu) 成本說明書的一部分。附圖例示了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案并且與描述一起用于解釋本發(fā) 明的原理。在附圖中：
[0013] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的三元玻璃組合物的三元圖；
[0014] 圖2是例示玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的三元玻璃組合物的 每個(gè)組分的含量的圖；
[0015] 圖3是例示玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg關(guān)于包含在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的三元玻璃組 合物中的B 2O3與ZnO的比率的圖；
[0016] 圖4是例示玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg關(guān)于包含在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的多組分玻璃 組合物中的Li 2O的含量的圖；
[0017] 圖5是例示玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg關(guān)于包含在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的多組分玻璃 組合物中的Na2O的含量的圖；
[0018] 圖6是例示玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg關(guān)于包含在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的多組分玻璃 組合物中的K 2O的含量的圖；
[0019] 圖7是例示發(fā)光效率關(guān)于包含在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的多組分玻璃組合物中 的Al2O3的含量的圖；
[0020] 圖8是例示根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的玻璃球的各個(gè)平均顆粒尺寸的發(fā)光效 率的圖；
[0021] 圖9是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的用于光學(xué)特性評(píng)估的目的的積分球的簡(jiǎn)圖結(jié) 構(gòu)的截面圖；
[0022] 圖10是通過在將常規(guī)磷光板置于高溫和濕度環(huán)境下進(jìn)行可靠性測(cè)試之前和之后 所觀察和拍攝的狀態(tài)（A)和（B)得到的照片；
[0023] 圖11是通過在將常規(guī)磷光板置于高溫和濕度環(huán)境下進(jìn)行可靠性測(cè)試之后使用掃 描電子顯微鏡（SEM)觀察和拍攝常規(guī)磷光板的表面而得到的照片；
[0024] 圖12是例示用于解釋其中從常規(guī)磷光板中引起增白（whitening)的機(jī)制的模擬 圖；
[0025] 圖13是使用SEM(掃描電子顯微鏡）觀察和拍攝形成在常規(guī)磷光板的表面上的孔 而得到的照片；
[0026] 圖14是示出旨在測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的陶瓷磷光板的光學(xué)特性的積分球 的截面圖；
[0027] 圖15是通過使用光學(xué)顯微鏡（A)和SEM(掃描電子顯微鏡）（B)觀察在本發(fā)明的 實(shí)施例中制造的光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面而得到的照片；
[0028] 圖16是通過使用光學(xué)顯微鏡（A)和SEM(掃描電子顯微鏡）（B)觀察在比較例中 制造的光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面而得到的照片；
[0029] 圖17是通過使用光學(xué)顯微鏡（A)和SEM(掃描電子顯微鏡）（B)觀察在另一比較 例中制造的光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面而得到的照片；
[0030] 圖18是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例和比較例通過離子溶出試驗(yàn)測(cè)定的pH的浮動(dòng)而得到 的圖；
[0031] 圖19是通過使用SEM(掃描電子顯微鏡）觀察常規(guī)光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的橫截面而得到的 照片；
[0032] 圖20是用于測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的陶瓷光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的光學(xué)特性的積 分球的截面圖；
[0033] 圖21是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例和比較例中的每一個(gè)制造的玻璃料的顆粒尺寸 分布的圖；
[0034] 圖22是通過使用光學(xué)顯微鏡（A)和SEM(掃描電子顯微鏡）（B)觀察在本發(fā)明的 實(shí)施例中制造的光轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面而得到的照片；