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Patent Searching and Data


Title:
WHITE LIGHT LED LIGHT-EMITTING DEVICE AND METHOD FOR PREPARING THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/159664
Kind Code:
A1
Abstract:
A white light LED light-emitting device comprises a base (1), an LED chip (2), a light reflecting cover (3) and a glass substrate (5). The two ends of the light reflecting cover (3) are respectively connected with the base (1) and the glass substrate (5). The LED chip (2) is arranged facing to one side of the glass substrate (5) on the base (1), and an electrode lead of the LED chip (2) is passed through the base (1). One surface of the glass substrate (5) is coated with a glass coating (4) of phosphor. When the refractive index of the glass coating (4) is less than that of the glass substrate (5), the surface of the glass substrate (5), coated with the glass coating (4), faces towards the base (1). When the refractive index of the glass coating (4) is more than that of the glass substrate (5), one surface of the glass substrate (5), not coated with the glass coating (4), faces towards the base (1). Blue light emitted by the blue light LED chip (2) can be utilized for irradiating the glass substrate (5) with the glass coating (4) containing the phosphors to obtain uniform white light; Blue light emitted by the blue light LED chip (68) and red light emitted by the red light LED chip (69) can be utilized for irradiating the glass coating containing the phosphors to obtain uniform warm white light with high color rendering index; the base with curve-shaped surface and the glass substrate with curve-shaped surface can be utilized for obtaining wide and uniform light irradiating area. The white light LED light-emitting device can relieve the heat dissipation problem, and can overcome such defects of the phosphors that the light-emitting property is serious deteriorated, the light irradiating is not uniform, the light irradiating area is narrow, and the secondary optical design is needed caused by heat dissipation of the device.

Inventors:
QIAN ZHIQIANG (CN)
JIN ZHENGWU (CN)
YIN JIANG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/074277
Publication Date:
October 31, 2013
Filing Date:
April 16, 2013
Export Citation:
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Assignee:
QIAN ZHIQIANG (CN)
International Classes:
H01L25/075; C03C17/04; H01L33/50; H01L33/64
Foreign References:
US20110215700A12011-09-08
CN102646674A2012-08-22
CN102633440A2012-08-15
CN102945914A2013-02-27
CN102945918A2013-02-27
CN102272517A2011-12-07
CN101881420A2010-11-10
Attorney, Agent or Firm:
NANJING RUIHONG PATENT & TRADEMARK OFFICE (ORDINARY PARTNERSHIP) (CN)
南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种白光 LED发光装置, 其特征在于, 包括: 底座、 蓝光 LED芯片、 反光罩和玻璃基板,反 光罩的两端分别连接底座和玻璃基板, 蓝光 LED芯片设置在底座面对玻璃基板的一面, 且蓝光 LED芯 片的电极引线穿出底座, 玻璃基板的一个表面上涂覆含荧光体的玻璃涂层 (或称为荧光玻璃涂层), 当 荧光玻璃涂层的折射率小于玻璃基板的折射率时, 玻璃基板涂有荧光玻璃涂层的一面朝向底座, 当荧光 玻璃涂层的折射率大于玻璃基板的折射率时, 玻璃基板没有荧光玻璃涂层的一面朝向底座。

2、根据权利要求 1所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, LED芯片是宝石 (A1203)衬底上生长的蓝 光芯片、 SiC衬底上生长的蓝光芯片、 Si衬底上生长的蓝光芯片或是在上述三种基板中的任意一种上生 长后被转移到其他基板上的。

3、 根据权利要求 2所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 荧光体是 LED黄色荧光粉; 任意比例 的 LED绿色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物、或任意比例的 LED黄色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合 物。

4、根据权利要求 2所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 包含荧光体的玻璃涂层采用 2层涂层 结构,且每层的涂层厚度是 3微米至 5毫米。

5、根据权利要求 1所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 其中反射罩内部反射面上镀有金属薄 膜。

6、 根据权利要求 1所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 其中反光罩呈圆柱形, 底座和玻璃基 板分别作为所述圆柱形的两个底面; 或反光罩呈倒圆台形或碗形, 底座作为倒圆台的下底或碗底, 玻璃 基板作为倒圆台形的上底或位于碗口的位置;或反光罩呈长方体或倒棱台形,底座作为长方体的下底或 倒棱台形的下底, 玻璃基板作为长方体的下底或倒棱台形的上盖; 或反光罩呈半圆柱形, 底座沿着一条 直线设置,该直线与半圆柱形的矩形面平行,且该直线落在通过柱轴并与半圆柱的矩形面垂直的平面内, 玻璃基板作为半圆柱形的矩形面。

7、根据权利要求 1所述的白光 LED发光装置,其特征在于,所述含荧光体的玻璃涂层的制备方法:

( 1 )将质量比为 100: 1~100: 150的玻璃 B的粉末与荧光体 C的粉末、有机溶剂及粘结剂, 混合成均 匀的糊状物; (2)将糊状物均匀涂覆在玻璃基板上, 将涂有糊状物的玻璃基板干燥, 使有机溶剂挥发完 全; (3 )将干燥后的涂有糊状物的玻璃基板烧结, 在玻璃基板表面得到含有荧光体的玻璃涂层, 所述烧 结的过程为: 升温至温度 Dl, 使粘结剂分解挥发完全后, 再升温至温度 D2, 使玻璃 B的粉末软化、 结合 形成连续玻璃体, 在玻璃基板 A表面得到含有荧光体 C的玻璃涂层, 温度 D1 低于玻璃 B的玻璃化转变温 度, 温度 D2低于玻璃 A的玻璃化转变温度 10 °C以上。

8、 根据权利要求 7所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 步骤 (1 ) 中, 有机溶剂与粘结剂的 质量比为 10: 1-10: 10,其中有机溶剂为丁基卡必醇已酸酯、邻苯二甲酸酯、聚乙烯醇、松油醇、 2,2,4- 三甲基 -1, 3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或其中两种任意比例的混合物; 粘结剂为丙烯酸类树脂、 苯乙 烯树脂、 乙基纤维素、 酚醛树脂或缩丁醛树脂中的一种或其中任意两种任意比例的混合物。

9、 根据权利要求 7所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 所述玻璃基板在涂覆糊状物之前, 表 面涂覆有 Si02薄膜, 所述糊状物均匀涂覆在 Si02薄膜上。

10、 根据权利要求 7所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 还包括步骤(4): 在步骤(3 )结束 后, 降温至室温, 将荧光体 C替换为荧光体 D, 重复步骤 (1 ) - (3 ), 在玻璃基板 A表面得到顺序含 有荧光体 C的玻璃涂层和荧光体 D的玻璃涂层。

11、 根据权利要求 7所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 玻璃基板 A是有碱玻璃、 无碱玻璃或 石英玻璃, 或是用有碱玻璃、 无碱玻璃或石英玻璃制备成的磨砂玻璃; 玻璃 B选 Si02-Nb205系、 B203-F 系、 P205-ZnO系、 P205-F系、 Si02-B203-La203系或 Si02-B203系低熔点玻璃; 荧光体 C是 LED黄色荧光粉、 LED绿色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物, 或者是 LED黄色荧光粉与少量 LED红色荧光粉的混合物, 荧 光体 C的玻璃涂层的厚度为 3微米到 5毫米。

12、 如权利要求 8— 11中任一项所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 步骤(3 ) 中, 使粘结剂 分解挥发完全后, 在 10分钟一 10小时内升温至温度 D2; 升温至温度 D2, 使玻璃 B软化, 在玻璃基板 表面得到含有荧光体 C的玻璃涂层后, 在 20分钟 -10小时内降温至室温。

13、根据权利要求 7所述的白光 LED发光装置,其特征是用于光学波长转换的荧光玻璃涂层烧结的 荧光体 C与玻璃 B粉末的混合层完成后, 再在涂层表面涂覆 S i 02或 Zrf 莫。

14、 根据权利要求 7所述白光 LED发光装置, 其特征在于玻璃基板 A是曲面型, 其截面的轮廓线 是圆弧的一部分、 或抛物线、 或双曲线、 或其他的弧线的一部分; 或玻璃基板 A是球面、 双曲面、 椭圆 面、 卵形面或抛物面的凸面型的板材或为柱面型。

15、 根据权利要求 14所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 其中反光罩呈半圆柱形, 底座沿 着一条直线设置, 该直线与半圆柱的矩形面平行,且该直线落在通过柱轴并与半圆柱的矩形面垂直的平 面内, 柱面型玻璃基板作为半圆柱形的盖;

或其中反光罩的截面轮廓线呈抛物线型, 底座沿着一条直线设置, 该直线与抛物面的焦线重合, 柱面型玻璃基板作为半圆柱形反光罩的盖;

或反光罩呈细长的长方体或细长倒棱台形, 底座作为细长长方体或细长倒棱台形的下底, 柱面型 玻璃基板作为细长长方体或倒棱台形的盖。

16、根据权利要求 14一 15之一所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, 反光罩与透明基板之间设 有转接板或转接环。

17、 根据权利要求 7所述所述的白光 LED发光装置, 其特征在于包含荧光体的玻璃涂层采用二层 涂层结构; 所述涂层 1和涂层 2制备过程中所用的有机溶剂和粘结剂与步骤 (1 ) 中所述的有机溶剂与 粘结剂一致; 所述涂层 1和涂层 2中的荧光体是 LED黄色荧光粉、 LED绿色荧光粉或 LED红色荧光粉, 但是涂层 1和涂层 2的荧光体成分不同。

18、 白光 LED发光装置, 其特征在于, 包括底座、 蓝光 LED芯片组及红光 LED芯片组、 反光罩和 波长转换组件; 反光罩的两端分别连接底座和波长转换组件,蓝光 LED芯片组和红光 LED芯片组设置在 底座、面对波长转换组件的一个面, 且蓝光 LED芯片组和红光 LED芯片组的电极引线穿出底座; 荧光体 的涂层设在在波长转换组件的迎着 LED蓝光芯片和红光芯片出射光线的一面或在另一面。

19、 根据权利要求 18所述的白光 LED发光装置, 其特征在于, LED蓝光芯片是宝石 (A1203)衬底 上生长的蓝光芯片, 或是 SiC衬底上生长的蓝光芯片, 或者是 Si衬底上生长的蓝光芯片, 或是在上述 三种基板中的任意一种上生长后被转移到其他基板上的;红光 LED芯片包括 III/V族化合物半导体红光 芯片及其衍生品种。

20、根据权利要求 19所述的暖白光 LED发光装置, 其特征在于, 蓝光 LED芯片及红光 LED芯片为 一组串联、并联或混联的芯片; 红光 LED芯片所发红光的光通量与红光 LED芯片所发红光的光通量与蓝 光 LED芯片所发蓝光的光通量的总和之比为 0. 5%〜25%。

21、根据权利要求 18所述的暖白光 LED发光装置, 其特征在于, 其中反射罩为一体化反射罩或反 射罩内部反射面上镀有金属薄膜、反光罩呈圆柱形,底座和波长转换组件分别作为所述圆柱形的两个底 面。

22、根据权利要求 18— 21所述的暖白光 LED发光装置, 其特征在于, 波长转换组件为涂有包含荧 光体的有机涂层的透明树脂板或玻璃板、 或涂有包含荧光体的玻璃涂层的玻璃板。

23、 根据权利要求 18— 21所述的暖白光 LED发光装置, 其特征在于, 波长转换组件呈多种物理 形状, 如平板型、 球面型、 抛物面型、 柱面型、 双曲面型或任意弧面型。

24、根据权利要求 22所述的暖白光 LED发光装置, 其特征在于, 波长转换组件中有机涂层所包含 的荧光体是包括 YAG黄色荧光粉、 或硅酸盐黄色荧光粉的任意一种 LED黄色荧光粉。

Description:
一种白光 LED发光装置及制备方法

技术领域

本发明涉及发光装置, 且特别是涉及白光 LED发光装置。

背景技术

白光 LED 作为一种新的照明方式具有节能、 环保及长寿命等优点, 其基于以下的工作原理: LED 蓝光芯片发出蓝光照射荧光体(荧光粉),荧 光体受到蓝光的激发发出黄光、或绿光与红光 的混合光线、 或黄光与红光的混合光线。 这些荧光体受激发出的光线与蓝光芯片发出的 部分蓝光混合而合成白光。

如 CN200910036503—种白光 LED,利用超高亮度 InGaN蓝色 LED芯片,再在芯片上加少许的钇石榴 石为主体的荧光粉,使其在蓝光激发下产生黄 绿光,而此黄绿光又可与透出的蓝光合成白光 。 CN200710079928的白光发射装置包括蓝色 LED以及设置于蓝色 LED上的橙色憐光体与绿色憐光体的混 合物。

现有荧光体通过硅胶或树脂混合均匀地被固化 在芯片表面。 这种封装方式有其固有的缺点, 具体 如下: 荧光粉颗粒会反射一部分光线进入蓝光芯片, 影响了发光器件的光效; 硅胶或树脂经过 LED芯 片发出的蓝光长时间照射后会变黄, 影响发光器件的光效; 器件工作时热量来不及散发导致器件工作 温度升高, 使得荧光体的发光波长会发生漂移; 树脂具有透气性, 导致硫化物荧光体、 或铝酸盐荧光 体、 或硅酸盐荧光体与空气中的气体 (如酸性气体等) 反应而发生性能劣化; 硫化物荧光体、 或铝酸 盐荧光体、 或硅酸盐荧光体还会与空气中的水分反应而发 生性能劣化。

为了提高 LED发光器件的显色指数, 人们还在普通的白光 LED的黄色荧光粉中加入适量的红色荧 光粉来提高其显色指数, 或使用三基色荧光粉(绿色荧光粉 +红色荧光粉)来提高其显色指数。 由于绿 色荧光粉及红色荧光粉的光效普遍较低, 因此发光器件的光效下降。

利用上述发光装置制作的照明灯具中由于采用 分立的发光芯片, 因此所发出的光线在空间分布不 均匀, 而且所发出的光线有 "刺眼" 的感觉。 CN102301176 A具有远程憐光体层 /或散射层的照明系统 公布了一种远程憐光体薄膜, 该薄膜具有 "三明治"型结构, 即所谓的 "远程激发技术"。 这种多层膜 结构在发光装置中长时间使用后容易脱落, 稳定性较差。 CN101711435 A 具有由带开口的支撑结构保 持的波长转换原件的照明装置公布了一种远程 激发用透明或半透明的发光陶瓷片。 这种陶瓷片通过高 温高压的固相合成工艺获得, 成本太高, 不利于大规模生产。

在远程激发技术中蓝光芯片的安置区域与光转 换部件的面积可能有较大差异, 因此光转换部件单 位面积上接收的蓝光光通量会有较大差异, 难以做到整个光转换部件完成波长转换并混光 后获得的白 光都具有相同的质量(如色温及显色指数等) 。 此外, 为了使得光线照射区域扩大, 并获得均匀的光照 效果, 需要对发光装置进行二次光学设计 (如路灯等), 工艺复杂。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用蓝光 LED芯片发出的蓝光照射含有荧光玻璃涂层的玻 璃基板来获得 白光的装置。 本发明还提供一种包含荧光体的玻璃涂层的制 造方法, 在玻璃基板上制造包含荧光体的 玻璃涂层, 以有效解决上述利用传统的 LED封装工艺所制造的发光器件中出现的器件光 效下降及荧光 体发光特性劣化等问题。 另外, 本发明还提供含有所述玻璃涂层的发光器件及 其制造方法; 在使得发 光装置获得高的显色指数的同时, 还可以获得高的光效; 大幅改善发光装置所发出光线的均匀性; 有 效扩大发光装置的光线照射区域。

为达成上述目的, 本发明提出一种白光 LED发光装置:

白光 LED发光装置包括: 底座、蓝光 LED芯片、 反光罩和玻璃基板,反光罩的两端分别连接底 座和 玻璃基板, 蓝光 LED芯片设置在底座面对玻璃基板的一面, 且蓝光 LED芯片的电极引线穿出底座, 玻 璃基板的一个表面上涂覆含荧光体的玻璃涂层 , 当荧光玻璃涂层的折射率小于玻璃基板的折射 率时, 玻璃基板涂有玻璃涂层的一面朝向底座, 当玻璃涂层的折射率大于玻璃基板的折射率时 , 玻璃基板没 有涂有荧光玻璃涂层的一面朝向底座。 当荧光玻璃涂层的折射率大于玻璃基板的折射 率时, 玻璃基板 没有荧光玻璃涂层的一面朝向底座, 以提高发光器件的白光提取效率。

进一步的, 荧光体是 LED黄色荧光粉; 任意比例的 LED绿色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物或 任意比例的 LED黄色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物。 可以通过调节荧光粉的比例来调节发光颜色 或色温, 只要调节比例就可以获得全色温范围的 LED光。

包含荧光体的玻璃涂层采用 2层涂层结构,且每层的涂层厚度是 3微米至 5毫米。其中上述 2层涂 层结构的荧光体分别是 LED绿色荧光粉和 LED红色荧光粉, 或分别是 LED黄色荧光粉和 LED红色荧光 粉。

其中反射罩内部反射面上镀有金属薄膜。

其中反光罩呈圆柱形, 底座和玻璃基板分别作为所述圆柱形的两个底 面; 反光罩呈倒圆台形或碗 形, 底座作为倒圆台的下底或碗底, 玻璃基板作为倒圆台形的上底或位于碗口的位 置; 反光罩呈长方 体或倒棱台形, 底座作为长方体的下底或倒棱台形的下底, 玻璃基板作为长方体的下底或倒棱台形的 上盖; 反光罩呈半圆柱形, 底座沿着一条直线设置, 该直线与半圆柱的矩形面平行, 且该直线落在通 过柱轴并与半圆柱的矩形面垂直的平面内, 玻璃基板作为半圆柱的矩形面。

其中反光罩呈半圆柱形, 底座沿着一条直线设置, 该直线与半圆柱形的矩形面平行, 且该直线落 在通过柱轴并与半圆形的矩形面垂直的平面内 , 柱面型玻璃基板作为半圆柱形的盖;

或其中反光罩的截面轮廓线呈抛物线型, 底座沿着一条直线设置, 该直线与抛物面的焦线重合, 柱面型玻璃基板作为半圆柱形反光罩的盖;

或反光罩呈细长的长方体或细长倒棱台形, 底座作为细长长方体或细长倒棱台形的下底, 柱面型 玻璃基板作为细长长方体或倒棱台形的盖。 反光罩与透明基板之间设有转接板或转接环。

进一步, 玻璃基板 A是曲面型, 其截面的轮廓线是圆弧的一部分、 或抛物线、 或双曲线、 或其他 的弧线的一部分; 或玻璃基板 A是球面、 双曲面、 椭圆面、 卵形面或抛物面的凸面型的板材或为柱面 型。

LED芯片可以是宝石 (A1 2 0 3 )衬底上生长的蓝光芯片, 也可以是 SiC衬底上生长的蓝光芯片, 或者是 Si衬底上生长的蓝光芯片, 或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被 转移到其他基板上的。 所述 LED蓝光芯片 4可以使用单颗 LED芯片,也可以使用多颗或多组 LED芯片,其目的是提供蓝光发光光源。

进一步, 其中蓝光 LED芯片可以是单颗芯片, 也可以是芯片组, 多颗芯片之间可以串联, 也可以 并联或混联。 另外, 也可以以其它方式将电极引出。 进一步, 本发明中, 白光 LED发光装置还包括透镜, 透镜的一个平面与玻璃基板密切贴合。上述 透镜呈半球面形、 类似半球面形、 半圆柱形、 或类似半圆柱形。

进一步, 其中所述透镜由玻璃材质、 或亚克力材质、 或其它任何透明固体材料制成。

进一步, 所述透镜的一个平面与玻璃基板利用硅胶或树 脂材料进行密切贴合。

进一步, 底座具有散热功能, 由铝或陶瓷制成。

作为改进的白光 LED发光装置, 包括: 底座、 同时设有蓝光 LED芯片组及红光 LED芯片组、 反光 罩和玻璃基板; 反光罩的两端 (上端与下端或前端与后端两端) 分别连接底座和玻璃基板, 蓝光 LED 芯片组和红光 LED芯片组设置在底座、 面对波长转换组件的一个面, 且蓝光 LED芯片组和红光 LED芯 片组的电极引线穿出底座。 含荧光体的玻璃涂层设在玻璃基板的迎着 LED蓝光芯片和红光芯片出射光 线的一面、 或在另一面。

进一步的, 玻璃基板的一面涂有包含荧光体的玻璃涂层。 其中, 玻璃涂层所包含的荧光体是任意 一种 LED黄色荧光粉 (如 YAG黄色荧光粉、 或硅酸盐黄色荧光粉等); 任意比例的 LED绿色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物。

进一步的, 玻璃基板可以呈多种物理形状, 如平板型、 球面型、 抛物面型、 柱面型、 双曲面型或 任意弧面型。

进一步的, LED蓝光芯片可以是宝石 (A1 2 0 3 )衬底上生长的蓝光芯片,也可以是 SiC衬底上生长的蓝 光芯片, 或者是 Si衬底上生长的蓝光芯片, 或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被 转移到其他 基板上的。 红光 LED芯片包括 III/V族化合物半导体红光芯片 (如 InGa、 A1P ) 及其衍生品种。

进一步的, 蓝光 LED芯片及红光 LED芯片为一组串联、并联或混联的芯片; 红光 LED芯片所发红 光的光通量与红光 LED芯片所发红光的光通量与蓝光 LED芯片所发蓝光的光通量的总和之比为 0. 5%〜 25%。

进一步, 玻璃基板和底座呈曲面形状, 两者横截面的轮廓线是圆弧、 抛物线、 双曲线、 椭圆或任 意弧线的一部分。

进一步, 其中玻璃基板和底座是球面、 双曲面、椭圆面、 卵形面或抛物面的凸面型的板材或为柱 面型板材。

进一步,其中玻璃基板和底座呈一类或大致一 类的形状,无需二次光学设计可以增加光线的 照射 范围, 获得均匀的光照。

本发明包含荧光体的玻璃涂层及制备:

( 1 ) 将质量比为 100: 1~100: 150的玻璃 B的粉末与荧光体 C的粉末、 有机溶剂及粘结剂, 混合成 均匀的糊状物; (2) 将糊状物均匀涂覆在玻璃基板上, 将涂有糊状物的玻璃基板干燥, 使有机溶剂挥 发完全; (3 )将干燥后的涂有糊状物的玻璃基板烧结,在 璃基板表面得到含有荧光体的玻璃涂层, 所述烧结的过程为: 升温至温度 Dl, 使粘结剂分解挥发完全后, 再升温至温度 D2, 使玻璃 B的粉末软 化、 结合形成连续玻璃体, 在玻璃基板 A表面得到含有荧光体 C的玻璃涂层, 温度 D1低于玻璃 B的玻璃 化转变温度, 温度 D2低于玻璃 A的玻璃化转变温度 10 °C以上。

显而易见的是, 温度 D1不低于粘结剂的分解挥发温度, 温度 D2不低于玻璃 B的玻璃化转变温 度。

进一步的, 步骤 (1 ) 中, 有机溶剂与粘结剂的质量比为 10: 1-10: 10, 其中有机溶剂为丁基卡 必醇已酸酯、邻苯二甲酸酯、 聚乙烯醇、 松油醇、 2, 2, 4-三甲基 -1, 3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或其 中两种任意比例的混合物; 粘结剂为丙烯酸类树脂、 苯乙烯树脂、 乙基纤维素、 酚醛树脂或缩丁醛树 脂中的一种或其中任意两种任意比例的混合物 。更优选为乙基纤维素和 /或缩丁醛树脂。进一步优选的 是, 有机溶剂与粘结剂的质量之和与玻璃 B粉末的质量之比为 1 : 10~1 :3, 最优选为 1 :5~1 :4。

步骤 (1 ) 中有机溶剂与粘结剂的选择方法 (包括品种与用量的确定) 与现有技术中用于封接的 玻璃粉料制备糊状封接组合物时选择有机溶剂 与粘结剂的方法相同。所述 "糊状"为公知公用的术语, 特指粘稠的、 在基本水平状态下不会自流动的一种状态。 玻璃的玻璃化转变温度及软化温度用差热分 析 (DSC)方法来确定。 一般测试时的升温速率为 10 °C/分钟。

进一步的, 所述玻璃基板在涂覆糊状物之前, 表面涂覆有 Si0 2 薄膜, 所述糊状物均匀涂覆在 Si0 2 薄膜上。 在玻璃 A基板上先涂覆一层 Si0 2 薄膜可以防止烧结过程中发生玻璃 A与玻璃 B成分的扩散。涂覆 Si0 2 膜可以采用化学方法, 如溶胶一凝胶方法, 或使用物理方法, 如溅射方法等。

进一步的, 还包括步骤 (4 ) : 在步骤 (3 ) 结束后, 降温至室温, 将荧光体 C替换为荧光体 D, 重复步骤 (1 ) - ( 3 ), 在玻璃基板 A表面得到顺序含有荧光体 C的玻璃涂层和荧光体 D的玻璃涂层。 含有荧光体 C的玻璃涂层的厚度为 3微米到 5毫米。 这样, 玻璃基板 A表面具有 2层玻璃涂层结构, 示意图如图 21所示。 其中的荧光体 C和荧光体 D可以是 LED黄色荧光粉、 或 LED绿色荧光粉、 或 LED红色荧光粉, 但是荧光体 C和荧光体 D成分不一样。 用于制备含有荧光体 C的玻璃涂层和荧光 体 D的玻璃涂层中玻璃粉末的材质可以相同, 也可以不同, 优选材质相同; 当材质不同时, 用于两种 玻璃涂层的玻璃粉末均需满足前述关于玻璃 B的要求。

进一步的, 步骤(3 ) 中, 使粘结剂分解挥发完全后, 在 10分钟一 10小时内升温至温度 D2; 升 温至温度 D2, 使玻璃 B软化, 在玻璃基板表面得到含有荧光体 C的玻璃涂层后, 在 20分钟 -10小时 内降温至室温。

显而易见的是, 步骤 (2)中不应该出现步骤(3 )所述粘结剂分解挥发和玻璃 B软化的现象, 即步 骤 (2 ) 中的干燥温度应该低于粘结剂的分解挥发温度 。

采用步骤 (3 ) 中分步骤升温烧结的方法可以在玻璃基板 A表面成功得到透明的包含荧光体的玻 璃涂层, 所述玻璃涂层表面光滑, 边缘无翘角。 如果直接将涂层加热到玻璃 B的软化温度进行烧结的 话, 由于粘结剂来不及分解挥发, 会在涂层中形成气孔, 破坏涂层的均匀性。

玻璃基板 A可以是有碱玻璃、 无碱玻璃或石英玻璃等, 也可以是利用有碱玻璃、 无碱玻璃或石 英玻璃制备成的磨砂玻璃。

作为本领域公知常识, 玻璃基板 A和玻璃 B应该有匹配的热膨胀系数, 以免烧结后发生开裂现 象。

玻璃 B优选 Si0 2 -Nb 2 0 5 系、 B 2 0 3 -F系、 P 2 0 5 -ZnO系、 P 2 0 5 -F系、 Si0 2 -B 2 0 3 -La 2 0 3 系或 Si0 2 -B 2 0 3 系 等低熔点玻璃。

为了使荧光体 C被激发出的光线与 LED蓝光芯片发出的蓝光混合后可以获得白光, 荧光体 C可以 是 LED黄色荧光粉。 为了提高白光的显色指数, 荧光体也可以是 LED绿色荧光粉与 LED红色荧光粉的 混合物, 或者是 LED黄色荧光粉与少量 LED红色荧光粉的混合物。 荧光体 C可以由本领域技术人员根 据实际需要进行选择。

作为本领域公知常识, 玻璃 B和荧光体的粉末的粒径在 3微米到 60微米之间, 以获得均匀的封 装效果。

优选步骤 (2 ) 中的干燥温度为 50°C到 250°C。

优选, 含有荧光体 C的玻璃涂层的厚度为 3微米到 5毫米, 玻璃涂层的厚度可以由本领域技术 人员根据所得白光的质量要求来确定, 如果玻璃涂层太薄的话, 涂层中含有的荧光粉量太少, LED 蓝 光芯片发出的蓝光被荧光粉转换成的白光的比 例较小, 最后合成的白光质量较差(色温太高)。如果 涂 层太厚的话, LED 蓝光芯片发出的蓝光被荧光粉转换成的白光的 比例较高, 最后合成的白光质量较差 (色温太低)。

本发明中升、降温的速度可以结合现有技术的 启示,根据具体情况(如玻璃 A、 B的材质等因素) 进行确定, 尤其是参照玻璃封接技术领域的相关现有技术 进行确定。 优选的是, 步骤(3 ) 中, 使粘结 剂分解挥发完全后, 在 10分钟一 10小时内升温至温度 D2; 升温至温度 D2, 使玻璃 B软化, 在玻璃 基板 A表面得到含有荧光体 C的玻璃涂层后, 在 20分钟 -10小时内降温至室温。

根据上述制造方法可以在玻璃基板 A表面得到的包含荧光体的玻璃涂层, 玻璃涂层可以为一层 或两层。

所述发光器件包含 LED芯片和 LED芯片上的玻璃基板 A。

所述有机溶剂及粘结剂如前所述。

根据所述制造方法得到的发光器件的结构示意 图图 22所示:

发光器件包含有热沉 127, LED蓝光芯片 128, 芯片的电极引线 131, 电极 129和 130, 光线反射 装置 132, 含有荧光体 C的玻璃 B 136涂层的玻璃基板 A 135。

LED蓝光芯片 128 可以是宝石 (A1 2 0 3 )衬底上生长的蓝光芯片, 也可以是 SiC衬底上生长的蓝光芯 片, 或者是 Si衬底上生长的蓝光芯片, 或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被 转移到其他基板 上的。 所述 LED蓝光芯片 128可以使用单颗 LED芯片, 也可以使用多颗或多组 LED芯片, 其目的是提供 蓝光发光光源。

通过电极 129和 130给 LED蓝光芯片 128接通电源, LED蓝光芯片 128就可以发出蓝光,如图 22 中的 133所示。

光线反射装置 132的作用是将 LED蓝光芯片 128发出的光线汇聚到上面的含荧光体的玻璃涂 层 上。

在不损害本发明目的的范围内,发光器件的光 线反射装置 132也可以设计成其它形状,它的作用 就是将蓝光芯片发出的光线汇聚到上面的含荧 光体的玻璃涂层上。

LED蓝光芯片 128发出的蓝光激发玻璃 B涂层中的荧光体 C 137, 荧光体发出黄光, 或绿光, 或 红光, 或者是上述三种光中的某两种光的混合光线。 具体荧光体发出何种光线取决于荧光体 C 137的 组分。

LED蓝光芯片 128发出的蓝光与荧光体 C 137受激发发出的光线混合可以发出白光, 如图 22中 的 134所示。

在安装含荧光体玻璃 B涂层的玻璃基板 A前, 需要先测量玻璃 A和玻璃 B的折射率 n A 和 n B 。 根据物理 光学原理, 如果玻璃 A的折射率 n A 大于玻璃 B的折射率 n B , 荧光体 C受蓝光芯片 128发出的蓝光激发所发 出的光线 133在玻璃 A和玻璃 B的界面处不发生反射。如果玻璃 A的折射率 n A 小于玻璃 B的折射率 n B ,荧光 体 C受蓝光芯片 128发出的蓝光激发所发出的光线在玻璃 A和玻璃 B的界面处将发生反射,差异越大,被 反射的光线越多。 这时需要将玻璃基板 A的没有涂层的一面迎接 LED蓝光芯片 128的入射光线 133, 如 图 23所示, 以提高发光器件的出光效率。

发光器件还可以采用图 24所示的含荧光体的 2层玻璃涂层的玻璃基板。在制造这种发光器 时, 同样要采取上述措施。 2层涂层的涂覆顺序对发光器件的出光质量有 响, 但这种影响可以通过调节 第一涂层 1和第二涂层 2的涂覆厚度加以矫正。 以玻璃基板 A有涂层的一面朝向 LED蓝光芯片的方 向为例, 调节第一涂层 1和第二涂层 2的厚度依据示意图 24来说明。 如图 24所示, 如果第一涂层 1 受蓝光激发发出绿光, 第二涂层 2受蓝光激发发出红光, 制造第一涂层 1和第二涂层 2的顺序按图 24 所示来完成; 如果第一涂层 1受蓝光激发发出红光, 第二涂层 2受蓝光激发发出绿光, 则第二涂层 2 受蓝光激发发出的绿光部分被第一涂层 1中的荧光体 C吸收而再度发出红光。 这样, 混合光线 134中 的蓝、 绿和红光的总的光强比例就发生了变化。 为了不使发光器件的出光质量发生劣化, 可以适当增 加涂层 2的厚度来调节混合光线中的绿光的比例来改 器件的出光质量。

上述荧光体的玻璃涂层及制备的改进方案:光 学波长转换的荧光玻璃涂层烧结的荧光体 C与玻璃 B 粉末的混合层完成后, 再在涂层表面涂覆 S i 0 2 或 Zrf 莫。

本发明涉及的包含荧光体的玻璃涂层可以采用 二层涂层结构。所述涂层 1和涂层 2制备过程中所 用的有机溶剂和粘结剂与步骤(1 )中所述的有机溶剂与粘结剂一致。所述涂层 1和涂层 2中的荧光体 C和荧光体 D可以是 LED黄色荧光粉、 或 LED绿色荧光粉、 或 LED红色荧光粉, 但是荧光体 C和荧光 体 D成分不一样。 所述涂层 1和涂层 2的制备方法与上述涂层制备方法一致。

二层涂层的涂覆顺序对发光器件的出光质量有 影响,但这种影响可以通过调节第一涂层 1和第二 涂层 2的涂覆厚度加以矫正。

本发明引用以下中国申请作为本发明的优先权 : 201210127190. 4, 201210125776. 7,

2012102945707, 201210512951. 8, 201310006398. 5„

本发明的有益效果如下:

1) LED蓝光芯片表面未涂覆含荧光体的硅胶或树脂 , 因此散热问题大为缓解, 同时可以避免运用 传统技术封装的 LED发光器件中由于硅胶或树脂变质发黄导致的 器件光效下降问题。

2) 发光器件中, 荧光体被玻璃密封, 可以杜绝荧光体与空气中的酸性气体或水气反 应而导致的 发光特性劣化问题。

3)发光装置中含有荧光玻璃涂层的玻璃基板远 LED蓝光芯片,荧光体的环境温度低,发光器件 芯片散热问题被有效缓解, 因此不会出现荧光体因器件散热问题导致的发 光波长漂移现象, 也不会发 生因器件的高工作温度导致的发光性能劣化等 问题。

4) 蓝光芯片周围对称分布有红光芯片, 红光芯片发出的红光可以补充蓝光芯片加黄色 荧光粉组 合所获得的白光中缺少的红光成分, 因此发光装置获得的白光显色指数较高; 另外, 由于红光芯片光 效较高, 因此本发明中发光器件的光效比利用蓝光芯片 加三基色荧光粉或黄色荧光粉加红色荧光粉组 合获得暖白光器件的光效高。

5 ) 利用呈曲面均匀分布的蓝光光源及呈曲面形状 的光转换涂层获得均匀的白光, 且白光照射区 域可以有效扩大; 发光装置在结构上不需要二次光学设计就可以 获得大面积的均匀光照。

附图说明

图 1为本发明实施例 1的白光 LED发光装置的示意图。

图 2为本发明实施例 2的白光 LED发光装置的示意图。

图 3为本发明实施例 3的白光 LED发光装置的示意图。

图 4为本发明实施例 4的白光 LED发光装置的示意图。

图 5为本发明实施例 5的白光 LED发光装置的示意图。

图 6为本发明实施例 6的白光 LED发光装置的示意图。

图 7为本发明实施例 7的白光 LED发光装置的示意图。

图 8为本发明实施例 8的白光 LED发光装置的示意图。

图 9为本发明实施例 9的白光 LED发光装置的示意图。 图 10为本发明实施例 10的白光 LED发光装置的示意图。

图 11为本发明实施例 11的白光 LED发光装置的示意图。

图 12为本发明实施例 12的白光 LED发光装置的示意图。

图 13为本发明实施例 13的白光 LED发光装置的示意图。

图 14为本发明实施例 14的白光 LED发光装置的示意图。

图 15为本发明实施例 15的白光 LED发光装置的示意图。

图 16为本发明实施例 16的白光 LED发光装置的示意图。

图 17为本发明实施例 17的白光 LED发光装置的示意图。

图 18为本发明实施例 18的白光 LED发光装置的示意图。

图 19为本发明实施例 19的白光 LED发光装置的示意图。

图 20是本发明实施例 20的白光 LED发光装置的示意图。

图 21是包含荧光体的多层玻璃涂层结构示意图。

图 22是利用含荧光体玻璃涂层的玻璃基板制造白 LED发光器件的结构示意图。

图 23是当玻璃 A的折射率 n A 小于包含荧光体的玻璃 B的折射率 n B 时所制造白光 LED发光器件的结构 示意图。

图 24是利用含荧光体的多层玻璃涂层的玻璃基板 造白光 LED发光器件的结构示意图。

图 25是包含多层荧光体的玻璃涂层的柱面型基板 结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容, 特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

图 1为本发明实施例 1的白光 LED发光装置的示意图。白光 LED发光装置包括:底座 1、蓝光 LED 芯片 2、 反光罩 3和玻璃基板 5。

其中, 反光罩 3的两端分别连接底座 1和玻璃基板 5, 蓝光 LED芯片 2设置在底座 1面对玻璃基 板 5的一面, 且蓝光 LED芯片 2的电极引线穿出底座 1, 玻璃基板 5的一个表面上涂覆含荧光体的玻 璃涂层 4 (转换层), 包含荧光体的玻璃涂层 4的折射率小于玻璃基板 5的折射率, 此时,玻璃基板 5有 玻璃涂层 4的一面朝向底座 1上的蓝光 LED芯片 2, 以提高发光器件的白光提取效率。

本实施例的发光装置中, 为了获得白光, 荧光体可以是 LED黄色荧光粉。为了提高白光的显色指 数, 荧光体也可以是任意比例的 LED绿色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物, 或者是 LED黄色荧光粉 与少量 LED红色荧光粉的混合物。 可以通过调节荧光粉的比例来调节发光颜色, 或着说色温, 只要调 节比例就可以获得全色温范围的 LED光。

本实施例的发光装置中,含有荧光体的玻璃涂 层 4可以采用 2层涂层结构,且每层的涂层厚度是 3微米至 5毫米。 两层涂层中的玻璃材质一致, 都是一种低熔点玻璃。 两层涂层中的荧光体可以分别 是 LED绿色荧光粉和 LED红色荧光粉, 或者分别是 LED黄色荧光粉和 LED红色荧光粉。 但是两层涂层 中的荧光体成分不一样。

本实施例中, 发光装置的底座 1兼有散热功能。

本实施例中,发光装置的 LED蓝光芯片 2可以是外延生长在 SiC基板上的,或是生长在宝石 (A1203) 基板上的,或是生长在 Si基板上的, 或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被 转移到其他基板上 的。

本实施例中, 发光装置的 LED蓝光芯片 2可以是单颗的, 或者是多颗(芯片组) 的, 多颗芯片组 可以是通过连接线串联、 或并联、 或混联。

在 LED蓝光芯片 2与包含荧光体的玻璃涂层 4之间设有反光罩 3, 目的是将 LED蓝光芯片 2发出 的蓝光反射到包含荧光体的玻璃涂层 4上, 激发荧光体发光, 经与 LED蓝光芯片 2发出的部分蓝光混 合后获得白光。

本实施例中, 反光罩呈圆柱形, 内部反射面可以镀上金属薄膜以加强光线反射 效果。

图 2为本发明实施例 2的白光 LED发光装置的示意图。本实施例与实施例 1的区别在于反光罩 8 成倒圆台形, 底座 6作为倒圆台形的下底, 玻璃基板 10作为倒圆台形的上底。

图 3为本发明实施例 3的白光 LED发光装置的示意图。 本实施例与实施例 1的区别在于反光罩 13呈碗形, 底座 11作为碗底, 芯片 12, 转接口 14, 玻璃基板 15位于碗口的位置。

图 4为本发明实施例 4的白光 LED发光装置的示意图。 本实施例与实施例 1的区别在于反光罩 23呈长方体, 底座 21作为长方体的下底, LED芯片 22, 白光转换层 25, 玻璃基板 26作为长方体的上 底。 反射罩由 4个矩形的反射面 23和 24构成。 4个反射面 23和 24中相对的一组反射面几何尺寸完 全相同, 相邻的两个反射面几何尺寸可以相同, 也可以不同, 其形状可以是正方形或长方形。

图 5为本发明实施例 5的白光 LED发光装置的示意图。 本实施例与实施例 1的区别在于反光罩 29呈倒棱台形, 底座 27作为倒棱台形的下底, LED芯片 28、 白光转换层 31、 玻璃基板 32作为倒棱台 形的上底。 反射罩由 4个倒梯形的反射面 29和 30构成。 4个反射面 29和 30中相对的一组反射面几 何尺寸完全相同, 相邻的两个反射面几何尺寸可以相同, 也可以不同。

图 6为本发明实施例 6的白光 LED发光装置的示意图。本实施例与实施例 1的区别在于反光罩呈 半圆柱形, 具有反射面 41和 42, 底座 39与半圆柱形的矩形面平行设置, 当然底座 39也可以与半圆 柱形的矩形面非平行设置, LED芯片 40、 白光转换层 43, 玻璃基板 44作为半圆柱形的矩形面。

图 7-12分别为本发明实施例 7-12的白光 LED发光装置的示意图。 实施例 7_12的与实施例 1_6 的区别分别在于, 白光 LED发光装置还包括透镜, 透镜的一个平面与玻璃基板密切贴合。

实施例 7中, 图 7中透镜的外轮廓 52呈半球面形,透镜底部 51与玻璃基板 5利用硅胶或树脂材 料进行密合。

实施例 8-11中, 图 8-11中透镜的外轮廓 54、 56、 60、 62呈类似半球面形, 透镜底部 53、 55、 59、 61分别与玻璃基板 10、 15、 26、 32利用硅胶或树脂材料进行密合。

实施例 12中, 图 12中透镜的外轮廓 64呈半圆柱形, 透镜底部 65与玻璃基板 44利用硅胶或树 脂材料进行密合。

进一步, 上述实施例中, 透镜由玻璃材质、 或亚克力材质、 或其它任何透明固体材料制成。 上述实施例中, 均是以玻璃涂层 4的折射率小于玻璃基板 5的折射率的情形来说明的。反之, 如 果包含荧光体的玻璃涂层的折射率大于玻璃基 板 5的折射率, 则玻璃基板 5没有玻璃涂层 4的一面朝 向底座 1上的蓝光 LED芯片 2。

图 13为本发明实施例 13的白光 LED发光装置的示意图。本实施例与实施例 1的区别在于,图 13 中白光 LED发光装置包括: 底座 67、 蓝光 LED芯片 68、 红光 LED芯片 69、 反光罩 70和玻璃基板 72 (包含涂层或转换层 71 )。

13中, 反光罩 70的两端分别连接底座 67和玻璃基板 72, 蓝光 LED芯片 68和红光 LED芯片 69设 置在底座 67面对玻璃基板的一面,且蓝光 LED芯片组及红光 LED芯片组的电极引线穿出底座,或含有荧 光体的玻璃涂层的一面可以迎着 LED蓝光芯片和红光芯片出射光线,也可以反向 设置。本实施例中, LED 蓝光芯片可以是宝石 (A1 2 0 3 )衬底上生长的蓝光芯片, 也可以是 SiC衬底上生长的蓝光芯片, 或者是 Si 衬底上生长的蓝光芯片, 或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被 转移到其他基板上的。红光 LED 芯片可以是 III/V族化合物半导体红光芯片 (如 InGaAlP) 或其衍生品种。

本实施例中, 蓝光 LED芯片及红光 LED芯片为一组串联、并联或混联的芯片。红光 芯片应在几何 上对称安置以保证红光光线分布均匀。 为了获得暖白光, 红光芯片的设置原则为, 红光 LED芯片所发 红光的光通量与红光 LED 芯片所发红光的光通量与蓝光 LED 芯片所发蓝光的光通量的总和之比为 0. 5%〜25%。

在本实施例中, 玻璃基板的涂层所包含的荧光体是任意一种 LED黄色荧光粉。

本实施例中, 反光罩呈圆柱形, 内部反射面可以镀上金属薄膜以加强光线反射 效果。

图 14为本发明实施例 14的白光 LED发光装置的示意图。 本实施例与实施例 13的区别在于反光 罩 76成倒圆台形, 底座 73作为倒圆台形的下底, 玻璃基板作为倒圆台形的上底。

图 15为本发明实施例 15的白光 LED发光装置的示意图。 本实施例与实施例 13的区别在于反光 罩 82呈碗形, 底座 79作为碗底, 玻璃基板位于碗口的位置。

图 16为本发明实施例 16的白光 LED发光装置的示意图。 本实施例与实施例 13的区别在于反光 罩呈长方体, 底座 85作为长方体的下底, 玻璃基板作为长方体的上底。 反射罩由 4个矩形的反射面 88和 89构成。 4个反射面 88和 89中相对的一组反射面几何尺寸完全相同,相 的两个反射面几何尺 寸可以相同, 也可以不同, 其形状可以是正方形或长方形。

图 17为本发明实施例 17的白光 LED发光装置的示意图。 本实施例与实施例 13的区别在于反光 罩呈倒棱台形, 底座 92作为倒棱台形的下底, 玻璃基板作为倒棱台形的上底。 反射罩由四个倒梯形的 反射面 95和 96构成。 四个反射面 95和 96中相对的一组反射面几何尺寸完全相同, 相邻的两个反射 面几何尺寸可以相同, 也可以不同。

图 18为本发明实施例 18的白光 LED发光装置的示意图。 本实施例与实施例 13的区别在于反光 罩呈半圆柱形, 具有反射面 104和 105, 底座 99与半圆柱形的矩形面平行设置, 或者底座 99也可以 与半圆柱形的矩形面非平行设置, 玻璃基板作为半圆柱形的矩形面。

图 19为本发明实施例 19的白光发光装置的示意图。本实施例与实施 1的区别在于, 白光发光 装置包括: 底座 118、 蓝光 LED芯片 120、 反光罩 119和玻璃基板 119 ; 图中轮廓线 106、 107、 108、 109围成的区域为底座 118, 呈圆柱面形; 图中轮廓线 110、 111、 112、 113围成的区域为含荧光体涂 层的玻璃基板 119, 呈圆柱面型; 图中轮廓线 106、 111、 114、 116围成的区域, 轮廓线 107、 110、 115、 116围成的区域, 轮廓线 109、 112、 115、 117围成的区域及轮廓线 108、 113、 114、 115围成的区域 为光线反射罩的组成部分。

其中, 反光罩 119的两端分别连接底座 118和玻璃基板 119, 蓝光 LED芯片 120设置在底座 118 面对玻璃基板 119的一面, 且蓝光 LED芯片 120的电极引线穿出底座 118, 玻璃基板 119的一个表面 上涂覆含荧光体的玻璃涂层, 包含荧光体的玻璃涂层的折射率小于玻璃基板 119的折射率, 此时玻璃 基板 119有玻璃涂层的一面朝向底座 118上的蓝光 LED芯片 120, 以提高发光器件的白光提取效率。

其中透明基板和底座呈一类或大致一类的形状 , 只是尺寸不同。

蓝光 LED芯片均匀分布于圆柱面形的底座 118上;蓝光 LED芯片 120为一组串联、并联或混联的芯 片; 蓝光 LED芯片 120是宝石 (A1 2 0 3 )衬底上生长的蓝光芯片, 或 SiC衬底上生长的蓝光芯片, 或 Si衬底 上生长的蓝光芯片, 或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被 转移到其他基板上的。

其中荧光体是 LED黄色荧光粉。为了提高白光的显色指数,荧 光体也可以是任意比例的 LED绿色 荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物、 或任意比例的 LED黄色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物。 进一 步, 其中包含荧光体的涂层采用 2层结构,且每层结构的厚度是 3微米至 5毫米。 2层结构的荧光体分 别是 LED绿色荧光粉和 LED红色荧光粉, 或 LED黄色荧光粉和 LED红色荧光粉。 为了增强反射效果, 反射罩内部反射面上镀有金属薄膜。

为了提高白光的显色指数,还可以在蓝光芯片 组中均匀安放一些红光 LED芯片来调节发光装置所 发出光线的色温,此时荧光体涂层可以只包含 黄色荧光粉;红光 LED芯片所发红光的光通量与红光 LED 芯片所发红光的光通量与蓝光 LED芯片所发蓝光的光通量的总和之比为 0. 3%〜27%。 红光 LED芯片可 以是 III/V族化合物半导体红光芯片 (如 InGaAlP ) 或其衍生品种。

玻璃基板接收来自蓝光芯片 (组) 120发出的蓝光激发荧光体发出黄色光线, 或黄光与红光的混 合光线, 或绿光与红光的混合光线; 荧光体受激发出的光线与蓝光芯片 120发出的部分蓝光混合获得 白光。

图 20是本发明实施例 20的白光发光装置的结构示意图。 本实施例与实施例 19的区别主要在于 玻璃基板 123呈球面型。 芯片 121、 芯片基板 122、 转接 124。

当然在其他实施例中, 玻璃基板和底座也可以是双曲面、椭圆面、 卵形面、 抛物面的凸面型、 或 柱面型的板材。 当底座和波长转换组件是球面或类球面的凸面 型板材时, 反光罩是半圆锥型; 当底座 和波长转换组件是圆柱面或类圆柱面型的板材 时, 底座连同与其相连的其它附件的表面起反光罩 的作 用。

图 21— 24中, 125是第一涂层, 126是第二涂层, 127是热沉 (支架), 128是蓝光 LED芯片, 129和 130是 LED芯片的电极, 131是 LED芯片的电极引线, 132是发光器件的光线反射装置, 133 是蓝光 LED芯片发出的蓝光, 134是发光装置发出的白光, 135是玻璃基板 A, 136是玻璃 B, 137是 荧光体 C, 138是荧光体 D, 139是玻璃基板 A。

以下实施例中缩丁醛树脂的分子式为 C 16 H 28 0 5 , 乙基纤维素分子式为 [C 6 H 7 0 2 (OC 2 H 5 ) 3 ] n

实施例 21, 玻璃 A为普通钠钙玻璃, 厚度为 1毫米, 在 460纳米波长处折射率约为 1.52, 玻璃化 转变温度 570 °C, 软化温度 620 °C;

玻璃 B为一种低熔点憐酸盐玻璃, 组分包含 P 2 0 5 : 41%, ZnO: 34%, B 2 0 3 : 19%, (Li 2 0 3% + Na 2 0 1. 5% + K 2 0 1. 5%): 6%。 在 460纳米波长处折射率约为 1.49, 玻璃化转变温度 480 °C, 软化温度为 526 °C; 荧光体 C为 YAG黄色荧光粉, 其粒径分布 d 5 。为 10微米。

玻璃 B用气流粉碎设备粉碎, 其粒径分布为 d 5 。=15微米。

将玻璃 B粉末 20克与 YAG黄色荧光粉 3.5克加有机液体 4g (松油醇与缩丁醛树脂的混合物, 质量比为 6: 1 )进行混炼获得糊状物。在不损害本发明目的 范围内, 还可以在玻璃 B的粉末与 YAG 黄色荧光粉的混合物中加进适量的二氧化硅颗 粒或三氧化铝颗粒来增强光线散射, 从而改善光线的混 合效果。

运用刀片式涂布机将上述糊状物均匀涂覆在清 洁过的玻璃 A基板上, 涂覆糊状物的厚度通过调 节刀片到玻璃基板的距离来控制, 刀刃至玻璃基板的距离为 0.2毫米。

为了防止玻璃 A的成分与玻璃 B的成分在后面的烧结过程中相互扩散, 可以在涂覆前在玻璃 A基 板上先涂覆一层 Si0 2 膜。 涂覆 Si0 2 膜可以采用化学方法, 如溶胶一凝胶方法, 或使用物理方法, 如溅 射方法等。

将涂覆了糊状物的玻璃板在 160 °C干燥 1小时,然后先冷却至室温。用 1小时升温到 430 °C保温 1小时, 然后用 21分钟快速升温到至 540 °C保温 1小时, 再用 2小时降温至室温。 这样在玻璃 A的基 板上就获得了包含荧光体的玻璃涂层。

在该实施例中包含荧光体的玻璃涂层在烧结后 透明, 表面光滑, 边缘无翘角。

使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射带有包含荧光体的玻 璃 B涂 层的玻璃 A基板后, 获得明亮的白光 (128 1mAV)。

实施例 22, 本实施例与实施例 21的区别在于, 将玻璃 B粉末 20克与 YAG黄色荧光粉 3.5克加 有机液体 4.5g (松油醇与乙基纤维素的混合物, 质量比为 6. 6: 1 ) 进行混炼获得糊状物。

本实施例中的烧结过程为: 将涂覆了糊状物的玻璃板在 170 °C干燥 1小时, 然后先冷却至室温。 用 1小时升温到 450 °C保温 1小时,然后用 21分钟快速升温到至 550 °C保温 1小时, 再用 2小时降温 至室温。 这样在玻璃 A的基板上就获得了包含荧光体的玻璃涂层。

在该实施例中包含荧光体的玻璃涂层在烧结后 透明, 表面光滑, 边缘无翘角。

使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射带有包含荧光体的玻 璃 B涂 层的玻璃 A基板后, 获得明亮的白光 (125 1mAV)。

实施例 23, 本实施例与实施例 21的区别在于, 将玻璃 B粉末 20克与 YAG黄色荧光粉 0.2克加 有机液体 4g (松油醇与缩丁醛树脂的混合物, 质量比为 6: 1 ) 进行混炼获得糊状物。

在该实施例中包含荧光体的玻璃涂层在烧结后 透明, 表面光滑, 边缘无翘角。

使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射带有包含荧光体的玻 璃 B涂 层的玻璃 A基板后, 获得偏蓝色的白光 (135 lm/W)。 这是因为蓝光芯片发出的蓝光少部分被荧光玻 璃 吸收发出黄光, 而剩余的透出的蓝光较多, 总的混合光中缺乏黄光成分。

实施例 24, 本实施例与实施例 21的区别在于, 将玻璃 B粉末 20克与 YAG黄色荧光粉 25克加 有机液体 4g (松油醇与缩丁醛树脂的混合物, 质量比为 6: 1 ) 进行混炼获得糊状物。

在该实施例中包含荧光体的玻璃涂层在烧结后 透明, 表面光滑, 边缘无翘角。

使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射带有包含荧光体的玻 璃 B涂 层的玻璃 A基板后, 获得偏黄色的白光(85 1m/W)。 这是因为蓝光芯片发出的蓝光大部分被荧光玻 璃 吸收发出黄光, 而剩余的蓝光较少, 总的混合光中缺乏蓝光成分; 另外, 由于高密度荧光粉颗粒对光 线的散射作用使得涂层的透光性降低, 因此总的混合光的强度降低。

实施例 25,本实施例与实施例 21的区别在于,运用刀片式涂布机将上述糊状 均匀涂覆在清洁 过的玻璃 A基板上时, 刀刃至玻璃基板的距离为 5毫米。

在该实施例中包含荧光体的玻璃涂层在烧结后 透明, 表面光滑, 边缘无翘角。

使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射带有包含荧光体的玻 璃 B涂 层的玻璃 A基板后, 获得略偏黄色的白光(95 1m/W)。 这是因为蓝光芯片发出的蓝光大部分被荧光玻 璃吸收发出黄光, 而剩余的透出的蓝光较少, 总的混合光中缺乏蓝光成分。

实施例 26, 本实施例与实施例 21 的区别在于所使用的玻璃 B组分为 (摩尔比): P 2 0 5 : 28%, Bi 2 0 3 : 16%, Nb 2 0 5 : 17.5%, ZnO: 23, Li 2 0: 5%, W0 3 : 10.5%。 其在 460纳米波长处折射率为 1.99, 玻璃化 转变温度 489 °C, 软化温度为 535 °C。

本实施例中的烧结过程为: 将涂覆了糊状物的玻璃板在 160 °C干燥 1小时, 然后先冷却至室温。 用 1小时升温到 430 °C保温 1小时,然后用 23分钟快速升温到至 550 °C保温 1小时, 再用 2小时降温 至室温。 这样在玻璃 A的基板上就获得了包含荧光体的玻璃涂层。

在该实施例中包含荧光体的玻璃涂层在烧结后 透明, 表面光滑, 边缘无翘角。

使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射带有包含荧光体的玻 璃 B涂 层的玻璃 A基板后 (有玻璃涂层的一面背对蓝光芯片), 获得明亮的白光 (116 1mAV)。

实施例 27, 本实施例与实施例 21的区别在于使用如图 21所示的双层含荧光体的玻璃涂层, 其 中: 125为含(5! (¾) 5 ^ 1 2+ 红色荧光粉的玻璃涂层, 126为含 YAG黄色荧光粉的玻璃涂层。两层涂层的 玻璃 B的组分与实施例 21相同。 两种荧光粉颗粒的粒径分布为(1 5 。=15微米。

本实施例与实施例 21的区别还在于制备第一涂层时, 刀刃至玻璃基板的距离为 0.01毫米, 而制 备第二涂层时, 刀刃至玻璃基板的距离为 0.2毫米。 在该实施例中包含荧光体的两层玻璃涂层在烧 结 后透明, 表面光滑, 边缘无翘角。 使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射 带有包含荧光体的玻璃 B涂层的玻璃 A基板后, 获得明亮的白光 (84 1mAV)。

玻璃基板 135可以是凸面型、或柱面型。将包含荧光体的 玻璃涂层的玻璃基板安装到有蓝光发光 原件的安装部上, 就可以获得白光 LED发光装置。

实施例 28, 作为具体实施例之一, 图 25中玻璃基板 A为普通钠钙玻璃, 表面是球形面的一部分, 玻璃基板 A还可以呈柱面型, 厚度为 1毫米, 玻璃化转变温度 570 °C, 软化温度 620 °C。

作为具体实施例之一, 玻璃 B也可为一种低熔点憐酸盐玻璃, 组分包含 P 2 0 5 : 41%, ZnO: 34%, B 2 0 3 : 19%, (Li 2 0 3% + Na 2 0 1. 5% + K 2 0 1. 5%) : 6%。 玻璃化转变温度 480 °C, 软化温度为 526 °C; 荧光体 C 为 YAG黄色荧光粉, 其粒径分布 d 5 。为 10微米。

玻璃 B粉末的粒径分布为 d 5 。=15微米。 将玻璃 B粉末 20克与 YAG黄色荧光粉 3. 5克加有机液体 4g (松油醇与缩丁醛树脂的混合物, 质量比为 6: 1 ) 进行混炼获得糊状物。

运用气体喷涂方法将上述糊状物均匀涂覆在清 洁过的玻璃 A基板上,涂覆糊状物的厚度通过调节 气体的气压等参数来控制。

将涂覆了糊状物的玻璃板在 160 °C干燥 1小时, 然后先冷却至室温。 用 1小时升温到 430 °C保温 1小时, 然后用 21分钟快速升温到至 540 °C保温 1小时, 再用 2小时降温至室温。 这样在玻璃 A的基 板上就获得了包含荧光体的玻璃 B涂层。

在该实施例中包含荧光体的玻璃涂层在烧结后 透明, 表面光滑, 边缘无翘角。

为了提高憐酸盐玻璃涂层的化学稳定性, 在其表面可以涂覆一层 S i0 2 或 Zr0 2 薄膜等。 涂覆 Si0 2 等 膜可以采用化学方法, 如溶胶一凝胶方法, 或使用物理方法, 如溅射方法等。

使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射带有包含荧光体的玻 璃 B涂层 的玻璃 A基板后, 获得明亮的白光(126 lm/W)。

实施例 29, 本实施例与实施例 28的区别在于使用双层含荧光体的玻璃涂层结 , 其中:

125 为含(5! (¾) 5 ^ 1 2+ 红色荧光粉的玻璃涂层, 126 为含 YAG : Ce 3+ 黄色荧光粉的玻璃涂层。 两层 涂层的玻璃 B的组分与实施例 28相同。 两种荧光粉颗粒的粒径分布为 d 5 。=15微米。

在该实施例中包含荧光体的两层玻璃涂层在烧 结后透明, 表面光滑, 边缘无翘角。

使用 1W的 SiC基板上生长的蓝光芯片, 蓝光芯片发出的蓝光照射带有包含荧光体的玻 璃 B涂层 的玻璃 A基板后, 获得明亮的白光 (84 lm/W)。 实施例 30, 为了获得白光, 荧光体可以是 LED黄色荧光粉。 为了提高白光的显色指数, 荧光体 也可以是任意比例的 LED绿色荧光粉与 LED红色荧光粉的混合物, 或者是 LED黄色荧光粉与少量 LED 红色荧光粉的混合物。 可以通过调节荧光粉的比例来调节发光颜色, 或者说色温, 只要调节比例就可 以获得全色温范围的 LED光。 作为具体实施例之一, 含有荧光体的玻璃涂层可以采用 2层涂层结构, 且每层的涂层厚度是 3微米至 5毫米。 两层涂层中的玻璃材质一致, 两层涂层中的荧光体可以分别是 LED绿色荧光粉和 LED红色荧光粉, 或者分别是 LED黄色荧光粉和 LED红色荧光粉。 但是两层涂层中 的荧光体成分不一样。

作为具体实施例之一, 发光装置的底座兼有散热功能。

作为具体实施例之一,发光装置的 LED蓝光芯片可以是外延生长在 S iC基板上的,或是生长在宝 石 (A1203)基板上的, 或是生长在 Si基板上的, 或是在上述三种基板中的任意一种上生长后被 转移到 其他基板上的。

作为具体实施例之一, 发光装置的 LED蓝光芯片可以是单颗的, 或者是多颗(芯片组) 的, 多颗 芯片组可以是通过连接线串联、 或并联、 或混联。

作为具体实施例之一,在 LED蓝光芯片与凸面玻璃基板之间设有反光罩, 目的是将 LED蓝光芯发 出的蓝光反射到包含荧光体的玻璃涂层上, 激发荧光体发光, 经与 LED蓝光芯片发出的部分蓝光混合 后获得白光。

综上所述,本发明的发光装置中不使用硅胶或 树脂, 因此不会出现因硅胶或树脂变质导致的器件 光效下降问题; LED 蓝光芯片表面未涂覆含荧光体的硅胶或树脂, 因此散热问题大为缓解; 发光装置 中含有荧光体玻璃涂层的玻璃板远离 LED蓝光芯片, 因此荧光体不会出现因器件散热问题导致的发 光 波长漂移现象; 发光器件中, 荧光体被玻璃密封, 可以杜绝荧光体与空气中的酸性气体或水气反 应而 导致的发光特性劣化问题; 蓝光芯片周围对称分布有红光芯片, 红光芯片发出的红光可以补充蓝光芯 片加黄色荧光粉组合所获得的白光中缺少的红 光成分, 因此发光装置获得的白光显色指数较高; 另外, 由于红光芯片光效较高, 因此本发明中发光器件的光效比利用蓝光芯片 加三基色荧光粉或黄色荧光粉 加红色荧光粉组合获得暖白光器件的光效高; 利用呈曲面均匀分布的蓝光光源及呈曲面形状 的光转换 涂层获得均匀的白光, 且白光照射区域可以有效扩大; 发光装置在结构上不需要二次光学设计就可以 获得大面积的均匀光照。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并 非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具 有通 常知识者, 在不脱离本发明的精神和范围内, 当可作各种的更动与润饰。 因此, 本发明的保护范围当 视权利要求书所界定者为准。