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一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法

阅读：814发布：2021-02-22

IPRDB可以提供一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，该方法包括下述步骤：(1)称量若干组的荧光粉和粘合剂作为组合原料，每组组合原料分别置于配胶杯中并搅拌混合均匀，形成若干组荧光胶混合物；(2)将混合均匀的所述荧光胶混合物抽真空脱泡；(3)采用匀胶机，将所述若干组荧光胶混合物分别旋涂在基板上的载体上形成若干层荧光薄膜，其中每一层所述荧光薄膜旋涂后，将所述荧光薄膜连同所述基板置于烘箱固化，达到微固化状态，多层所述荧光薄膜旋涂完毕后，置于烘箱彻底固化，即得到一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜。本发明本制备工艺简单，降低工厂的生产成本，制得的荧光膜荧光粉分布均匀、光学性能良好。，下面是一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

(1)称量若干组的荧光粉和粘合剂作为组合原料，每组组合原料分别置于配胶杯中并搅拌混合均匀，形成若干组荧光胶混合物；其中，所述粘合剂为双组分粘合剂，即A组分粘合剂和B组分粘合剂；所述A组分与所述B组分质量比为1:1或1:2或1:4，所述荧光粉与所述A组分质量比为0.1～1:1；

(2)将混合均匀的所述荧光胶混合物抽真空脱泡；

(3)采用匀胶机，将所述若干组荧光胶混合物分别旋涂在基板上的载体上形成若干层荧光薄膜，其中，第一层所述荧光薄膜旋涂后，将所述荧光薄膜连同所述基板置于烘箱固化，达到彻底固化状态，然后在所述第一层荧光薄膜基础上旋涂所述荧光薄膜，每一层所述荧光薄膜旋涂后，将所述荧光薄膜连同所述基板置于烘箱固化，达到微固化状态，多层所述荧光薄膜旋涂完毕后，置于烘箱彻底固化，即得到一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜，所述“汉堡包”结构荧光薄膜不包括第一层彻底固化的所述荧光薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述若干组的荧光粉和粘合剂中每一组含有的荧光粉和粘合剂的种类以及配比是根据LED的光色参数确定的。

3.根据权利要求1所述的一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述若干组的荧光粉和粘合剂中每一组的所述荧光粉为YAG基、硅酸盐基、铝酸盐基以及氮化物基荧光粉中的任意一种荧光粉或一种以上荧光粉混合在一起的复合荧光粉。

4.根据权利要求1所述的一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述若干组的荧光粉和粘合剂中每一组的所述粘合剂选自硅胶、环氧树脂、硅酮材料、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚碳酸酯中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述基板选自玻璃、氧化硅玻璃、塑料中一种材料，所述基板厚度在0.1～1cm之间，可耐150℃以上高温。

6.根据权利要求1所述的一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述载体为PET、PVC、PVE、聚乙烯、聚丙烯、碳酸酯等高分子材料，所述载体厚度在0.1～2mm之间，且载体材料可以耐150℃以上的高温。

7.根据权利要求1所述的一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述匀胶机包括控制面板、真空托盘、真空泵、旋涂腔室、进料筒等；所述匀胶机的设置、所述若干层荧光薄膜的层数依据具体所需LED的光色参数进行调节。

8.一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜，其特征在于，包括若干层的荧光薄膜，每层荧光薄膜包含的荧光粉和粘合剂相同/不同，所述荧光粉为YAG基、硅酸盐基、铝酸盐基以及氮化物基荧光粉中的任意一种荧光粉或一种以上荧光粉混合在一起的复合荧光粉，所述粘合剂为硅胶、环氧树脂、硅酮材料、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚碳酸酯中的一种或几种；所述一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜一次成型。

9.根据权利要求8所述的一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜，其特征在于，所述一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜厚度在0.1-1mm±0.02mm。

说明书全文

一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于LED封装领域，尤其涉及一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法。

背景技术

[0002] 白光LED凭借其节能、高效、环保无污染、寿命长等优点吸引了领域专家学者的广泛关注，作为一种新型高效固态光源，是继白炽灯、荧光灯之后人类照明史上又一次伟大飞跃，被认为是第四代照明光源，应用前景广泛。

[0003] 目前产业化白光LED实现方法通常为，采用LED蓝光芯片，在蓝光芯片的表面涂覆荧光粉与硅胶的混合物。具体实施工艺为：将蓝光芯片固定在支架上，将荧光粉与LED封装用硅胶或环氧树脂按照合适的比例混合均匀，经过抽真空和脱泡后，注入点胶机进料筒，荧光粉胶滴涂在蓝光芯片表面，然后在烤箱中使其固化，最后可将一个或者多个LED组合在一起，连接好电路，即可形成LED灯。但是，在目前产业化LED封装工艺中还存在着以下方面的重要问题。

[0004] 第一，产业化LED采用点胶的封装方法，点胶时荧光粉胶依靠重力作用滴在LED芯片上，大批量生产时，必然会存在荧光粉在硅胶或环氧树脂中沉淀的现象。其次，在点胶筒内的荧光粉胶是竖直状态，必然会存在随着点胶过程的推移，荧光粉沉淀到进料筒底部而导致后面点胶过程中荧光粉浓度越来越少的现象。因此会导致同一批次或者不同批次LED光色一致性不完全相同的现象，最后封装工厂还需要对LED根据不同光色参数进行重新分光。

[0005] 第二，对于单个LED来说，荧光粉胶以重力作用滴在芯片上，自然流平并固化后表面也是呈凸起形状，中间厚边缘薄，因此LED封装后中间与周围的光色也必然是不一致的。

[0006] 第三，点胶法荧光粉分散在硅胶或者环氧树脂中围绕在LED芯片周围，荧光粉会反向散射一部分蓝光，导致蓝光发光效率降低。其次，LED工作时会产生大量的热量，荧光粉胶包裹在芯片的周围，芯片产生的热量不能及时散发出去，芯片的温度越来越高，导致芯片的寿命降低，同时荧光粉也会受热老化导致发光效率也会不断降低，最终导致LED的发光效率降低，LED发光寿命减少。

[0007] 由于以上点胶封装工艺中的问题，行业专家学者提出了把荧光粉与硅胶或者环氧树脂做成荧光薄膜的方式来代替传统点胶的方法，即可解决点胶方法出现的问题，荧光薄膜凭借其独特的优点引发了专家学者的广泛关注。如中国专利文献CN103943761A公开的“一种远程荧光粉配光薄膜及其制备方法”，其制备的荧光粉配光薄膜由三层构成，且需要固化树脂、分散剂、稀释剂、光固化树脂等，所需材料较多，直接涂覆完毕后，需要在紫外下固化涂覆层，最后在涂覆层上施工一层EVA层；其直接涂覆法即使原料混合的很均匀，但是仍无法避免的是在每层涂覆的过程中保证每一层的荧光粉都分布的很均匀。如中国专利文献CN104357909A公开的“化学溶液镀膜制备LED宽频梯度荧光薄膜的方法”中，采用的是溶胶凝胶法和有机化合物分解来制备荧光薄膜，此方法工艺比较复杂，需要很多化学材料和工艺步骤，且制备过程中需要制备很多溶液、准备材料等，化学反应相对不易控制。以上两个制备方法中，用到了很多有机化学物质，难免会对荧光薄膜的光学性能会有一些影响。

发明内容

[0008] 本发明提供一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，原料未采用有机化学物质，制备工艺简单，能降低工厂的生产成本，制得的荧光膜荧光粉分布均匀、光学性能良好。

[0009] 本发明的技术方案如下：

[0010] 一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，该方法包括下述步骤：

[0011] (1)称量若干组的荧光粉和粘合剂作为组合原料，每组组合原料分别置于配胶杯中并用玻璃棒充分搅拌混合均匀，形成若干组荧光胶混合物；

[0012] (2)将混合均匀的所述荧光胶混合物抽真空脱泡；

[0013] (3)采用匀胶机，将所述若干组荧光胶混合物分别旋涂在基板上的载体上形成若干层荧光薄膜，其中每一层所述荧光薄膜旋涂后，将所述荧光薄膜连同所述基板置于烘箱固化，80℃烘烤20min，在转入150℃烘烤10min,达到微固化状态，多层所述荧光薄膜旋涂完毕后，置于烘箱彻底固化，在80℃烘烤20min，150℃烘烤20～40min，达到彻底固化状态。其中所述微固化状态即可保证分层旋涂每层荧光粉分布的均匀性，又可保证荧光粉薄膜的厚度，也避免彻底固化后每层荧光薄膜会分层的现象。

[0014] 优选的，所述步骤(1)中所述若干组的荧光粉和粘合剂中每一组含有的荧光粉和粘合剂的种类以及配比是根据LED的光色参数确定的。

[0015] 优选的，所述步骤(1)中所述若干组的荧光粉和粘合剂中每一组的所述荧光粉为YAG基、硅酸盐基、铝酸盐基以及氮化物基荧光粉中的任意一种荧光粉或一种以上荧光粉混合在一起的复合荧光粉。

[0016] 优选的，所述步骤(1)中所述若干组的荧光粉和粘合剂中每一组的所述粘合剂选自硅胶、环氧树脂、硅酮材料、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚碳酸酯中的一种。

[0017] 所述粘合剂为双组分粘合剂，即A组分粘合剂和B组分粘合剂；所述A组分与所述B组分质量比为1:1或1:2或1:4，所述荧光粉与所述A组分质量比为0.1～1:1。

[0018] 优选的，所述步骤(3)中所述基板为玻璃、氧化硅玻璃、塑料材料，所述基板厚度在0.1～1cm之间，可耐150℃以上高温。

[0019] 优选的，所述步骤(3)中所述载体为PET、PVC、PVE、聚乙烯、聚丙烯、碳酸酯等高分子材料，所述载体厚度在0.1～2mm之间，且载体材料可以耐150℃以上的高温，以确保连同荧光薄膜一起烘烤时载体不会分解、变形。

[0020] 优选的，所述步骤(3)中所述匀胶机包括控制面板、真空托盘、真空泵、旋涂腔室、进料筒等；所述匀胶机的匀胶机旋转速度和旋涂时间等设置、所述若干层荧光薄膜的层数依据具体所需LED的光色参数进行调节。

[0021] 本发明还提供一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜，其包括若干层的荧光薄膜，每层荧光薄膜包含的荧光粉和粘合剂相同/不同，所述荧光粉为YAG基、硅酸盐基、铝酸盐基以及氮化物基荧光粉中的任意一种荧光粉或一种以上荧光粉混合在一起的复合荧光粉，所述粘合剂为硅胶、环氧树脂、硅酮材料、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚碳酸酯中的一种或几种。

[0022] 优选的，所述一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜一次成型，厚度在0.1-1mm±0.02mm。

[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0024] 第一.该制备中用到的材料仍为产业化封装中点胶法用到的硅胶或者环氧树脂与荧光粉，未采用其他的有机化学物质，不会对薄膜的光学性能有太大影响；

[0025] 第二.可以解决传统点胶方法中黄色或者绿色荧光粉与红色荧光粉之间的再吸收效应、荧光粉反向散射蓝光、不利于LED散热、荧光粉易沉淀、以及LED封装过程中光色一致性较差等问题；

[0026] 第三.同时若采用黄色或者绿色与红色荧光粉或者复合荧光粉分层组合的方式，可以改善单一荧光粉封装LED显色指数偏低的问题；

[0027] 第四.荧光薄膜的封装方式，省去了传统点胶封装方式中的点胶这一工艺，减少了封装工艺的步骤，降低工厂的生产成本。

[0028] 当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

[0029] 图1为本发明的实施例1制得薄膜的PL光谱图；

[0030] 图2为本发明的实施例1制得薄膜的EL光谱图；

[0031] 图3为本发明的实施例1制得薄膜封装后的白光LED示意图。

具体实施方式

[0032] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

[0033] 以下实施例中所用A硅胶、B硅胶为上海回天新材料有限公司所生产，产品型号对应为5351A、5351B。

[0034] 实施例1

[0035] 一种白光LED用“汉堡包”结构荧光薄膜的制备方法，该方法包括下述步骤：

[0036] (1)分别称取A硅胶、B硅胶、YAG荧光粉15g、15g、4.5g，即配比为A硅胶：B硅胶：YAG荧光粉＝1:1:0.3，将其充分混合均匀，将混合荧光胶进行脱泡抽真空处理5min后；置于匀胶机进料筒，所述匀胶机旋转速度和旋涂时间等设置为：第一阶段加速度为：340rpm/s，第二阶段转速为：420rpm/s，旋转时间为：180s，第三阶段加速度、速度均为0rpm/s；滴涂在置于0.3cm厚玻璃基板上的PET膜上，PET膜的厚度为1mm，之后再烘箱中80℃固化10min，150℃固化30min，达到彻底固化；

[0037] 待第一层荧光薄膜彻底固化后，再在第一层荧光薄膜基础上旋涂一层比例为A硅胶：B硅胶：YAG荧光粉＝1:1:0.3的混合荧光胶，烘箱中80℃固化10min，150℃固化10min，达到微固化状态；

[0038] 在第二层荧光薄膜基础上旋涂一层比例为A硅胶：B硅胶：YAG荧光粉＝1:1:0.3的混合荧光胶，烘箱中80℃固化10min，150℃固化10min，达到微固化状态；

[0039] (2)分别称取A、B硅胶、氮化物红色荧光粉(NRL630)5g、5g、0.7g，即配比为A硅胶：B硅胶：YAG荧光粉＝1:1:0.14，将其充分混合均匀，将混合荧光胶进行脱泡抽真空处理5min后，置于进料筒，滴涂在第二层荧光薄膜上，之后再烘箱中80℃固化10min，150℃固化30min，达到彻底固化状态。

[0040] 实施例1最终制得两层黄色荧光粉以及表面一层红色荧光粉的“汉堡包”结构荧光薄膜。把所得的“汉堡包”结构荧光薄膜封装到3014蓝光光源上后，得到的光通量为5.323lw，光效为：98.72lw/w，色温为3873K，显色指数为80.2，色坐标为(0.3799,0.3586)，制得薄膜的PL光谱，封装的EL光谱见说明书附图。

[0041] 实施例2

[0042] (1)分别称取A、B硅胶、氮化物红色荧光粉(NRL630)5g、10g、0.5g，即配比为A硅胶：B硅胶：氮化物红色荧光粉(NRL630)＝1:2:0.1，将其充分混合均匀，将混合荧光胶进行脱泡抽真空处理5min后，置于进料筒，滴涂在置于0.3cm厚玻璃基板上的PET膜上，PET膜的厚度为1mm，之后再烘箱中80℃固化10min，150℃固化30min，达到彻底固化；

[0043] 待第一层荧光薄膜彻底固化后，再在第一层荧光薄膜基础上旋涂一层比例为A硅胶：B硅胶：氮化物红色荧光粉(NRL630)＝1:2:0.1的混合荧光胶，烘箱中80℃固化10min，150℃固化10min，达到微固化状态；

[0044] (2)分别称取A、B硅胶、YAG荧光粉5g、10g、3g，即配比为A硅胶：B硅胶：YAG荧光粉＝1:2:0.6，将其充分混合均匀，将混合荧光胶进行脱泡抽真空处理5min后，置于进料筒，滴涂在第二层荧光薄膜上，之后再烘箱中80℃固化10min，150℃固化10min，达到微固化状态；

[0045] 在第三层微固化荧光薄膜的基础上再次旋涂一层配比为A硅胶：B硅胶：YAG荧光粉＝1:2:0.6的混合荧光胶，最后置于烘箱中80℃固化20min，150℃固化30min，彻底固化。

[0046] 本实施例中匀胶机的设置同实施例1相同。

[0047] 实施例2最终制得表面两层黄色荧光粉，底面一层红色荧光粉的“汉堡包”结构的荧光薄膜。把荧光薄膜封装到3014蓝光光源上后，得到的光通量为3.394lw，光效为：78.54lw/w，色温为4667K，显色指数为87.9，色坐标为(0.3488,0.3160)。

[0048] 实施例1与实施例2得到的薄膜的厚度约为0.42mm。

[0049] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

标题	发布/更新时间	阅读量
旋涂介质-专利编号CN1525888A	2020-05-13	283
旋涂装置-专利编号CN104549903A	2020-05-11	358
旋涂装置-专利编号CN101518770B	2020-05-13	668
旋涂装置-专利编号CN101518770A	2020-05-12	611
旋涂系统-专利编号CN100450640C	2020-05-11	1019
旋涂介质-专利编号CN100391620C	2020-05-11	520
旋涂装置-专利编号CN1898031A	2020-05-12	405
旋涂装置-专利编号CN100528378C	2020-05-12	445
旋涂装置-专利编号CN102671832B	2020-05-11	478
旋涂装置-专利编号CN102671832A	2020-05-13	358

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