採用噴塗工藝製作的白光led螢光粉膜層及製作方法
2023-05-04 02:24:06 2
專利名稱：採用噴塗工藝製作的白光led螢光粉膜層及製作方法
技術領域：
本發明涉及一種白光LED螢光粉膜層及其製作方法，屬於半導體照明的技術範疇。
背景技術：
現有技術中的白光LED燈具一般是產生藍光的LED晶片與螢光物質層緊貼並被封 裝在一個密閉空間內以形成白光LED。這種結構的缺點為直接在藍光LED晶片上塗螢光粉，螢光粉的均勻性難以控制， 進而導致最後形成的白光LED成品的光亮度一致性差，並且難以在成品製造後調整成品白 光LED燈具的色溫；螢光粉直接接觸藍光LED晶片的管芯，藍光LED晶片發出的熱量使螢光 粉的工作溫度偏高，加快了螢光粉的老化衰減過程，影響了整個白光LED燈具的使用壽命。公開號為CN101017814A的發明專利申請公開了一種隔離式螢光膜白光LED燈，預 先用螢光粉等材料製成螢光膜，再將螢光膜與LED晶片保持適當距離設在LED晶片發光面 的前方，最後將螢光膜與LED晶片封裝在一個密閉空間內從而形成隔離式螢光膜白光LED 燈。公開號為CN101294662A的發明專利申請公開了一種白光LED照明燈具及其製造方法， 將冷色LED光源與透光層密封在一個空間內，將塗有螢光物質層的透光載體設於透光層前 方的燈具殼體上以形成白光LED。CN101017814A和CN101294662A公開的白光LED燈具的螢光粉與LED晶片未緊密貼附，在一定程度上減少了二者之間產生熱的相互影響，延長了白光LED燈的使用壽命。在 CN101017814A和CN101294662A公開的白光LED並沒有涉及到螢光物質層的製作方法，實際 上，製作轉換效率高、厚度均勻的白光LED螢光粉膜層非常困難，這正是上述兩種光源雖然 具有明顯的優點，但是遲遲無法進入市場的原因。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種白光LED螢光粉膜層。本發明的目的之二在於，提供一種上述白光LED螢光粉膜層的製作方法。為實現上述目的一，本發明採用如下技術方案一種白光LED螢光粉膜層，該螢光粉膜層包括透明的螢光粉載體和利用噴塗技術 製作在載體上面的LED螢光粉膜層。所述螢光粉膜層厚度為1微米 10毫米。所述螢光粉載體的材質為亞克力、PC、塑料、玻璃，其厚度為10微米 10釐米；所述 螢光粉載體為膜狀或板狀材料。所述螢光粉膜層的成分包括LED螢光粉和粘接劑、加強劑組成，粘接劑為有機溶 性粘結劑或水溶性聚合物粘結劑。為實現上述目的二，本發明採用如下技術方案一種如權利要求1所述的白光LED螢光粉膜層的製作方法，其包括如下步驟載體表面清洗、螢光粉漿料配置、載體上噴塗螢光粉漿料、乾燥、固化。所述載體表面清洗步驟為利用有機溶劑對螢光粉載體進行超聲波或等離子清洗1秒 10小時，然後再用純水或去離子水對螢光粉載體進行超聲波或等離子清洗，去除螢光粉載體表面的汙染雜質； 所述有機溶劑為酒精或丙酮。所述載體上噴塗螢光粉漿料步驟為將螢光粉漿料噴塗在螢光粉載體的表面，螢光粉膜層厚度在0. 1微米 10毫米，噴 塗過程中，控制溫度為25 28攝氏度，相對溼度為7(Γ75% ；根據螢光粉漿料濃度、粘度和噴 塗的工藝條件確定所述螢光粉膜層的厚度。所述乾燥步驟為採用溫度為40°C 45°C的乾燥空氣，對噴塗完成的螢光粉漿料乾燥10-20min，使 得螢光粉載體上的螢光粉漿料完全乾燥。本發明的有益效果在於利用上述方法製作的白光LED光源用螢光粉膜層具有厚 度均勻，螢光粉比例可以精確控制，製作出各種色溫的螢光粉膜層，可以靈活、廣泛應用在 LED日光燈、LED射燈、LED路燈、LED隧道燈、LED光源模塊等各種白光LED照明光源上，制 作出的LED光源亮度均勻、轉換效率高、可靠性好。下面將結合附圖，通過優選實施例詳細描述本發明。
圖1是本發明白光LED光源的螢光粉膜層結構示意圖。
具體實施例方式實施例一如圖1所示，為本發明的一種白光LED螢光粉膜層，包括螢光粉載體1和LED螢光 粉膜層2，其中螢光粉載體1為透明材料，其材質為亞克力、PC、塑料、玻璃等材料，厚度可以 在10微米 10釐米範圍內根據需要優化選擇，其為膜狀或板狀構造；螢光粉膜層2覆著在 螢光粉載體1的膜狀或板狀表面上，其膜層厚度為1微米 10毫米範圍內，膜層厚度的設計 根據LED發出的藍光(或紫光)強度、螢光粉漿料配比、光源色溫決定，其膜層厚度的工藝 實現由螢光粉漿料濃度、粘度和噴塗的工藝條件決定，螢光粉膜層2的具體厚度可以是較 薄的1微米，也可以是相對較厚的10毫米，或者受控制的優選製作成適合的膜層厚度；焚光 粉膜層2主要成分包括LED螢光粉和少量固化後殘餘的粘接劑、加強劑組成，粘接劑可以是 有機溶性粘結劑，也可以是水溶性聚合物粘結劑。上述白光LED螢光粉膜層，可以採用如下方法製成，其方法包括如下步驟A、利用酒精有機溶劑對作為螢光粉載體的透明玻璃進行超聲波或等離子清洗5 分鐘，去除玻璃表面的汙染雜質；用純水對玻璃進行超聲波清洗5分鐘，然後乾燥備用；該 步驟中，可以根據需要選擇不同材質的螢光粉載體，如亞克力、PC、塑料，其厚度為10微米 10釐米的板狀或者膜狀；B、在4L醋酸丁脂溶劑中加入IOOg硝棉，充分攪拌，使硝棉完全溶解，作為有機溶 性粘結劑；將藍光激發的白光LED螢光粉與有機溶性粘結劑按照質量比3.0 1.0混合，其中加入加強劑，攪拌30分鐘以上使其成為混合均勻的螢光粉漿料，對螢光粉漿料進行真空 除氣；C、保持操作室溫度在25 28攝氏度，相對溼度在7(Γ75%，利用噴塗機將螢光粉漿 料均勻噴塗在螢光粉載體上；膜層厚度的設計根據LED發出的藍光(或紫光)強度、螢光粉 漿料配比、光源色溫決定，其膜層厚度的工藝實現由螢光粉漿料濃度、粘度和噴塗的工藝條 件決定；D、吹入溫度為40°C 45°C的乾燥空氣，乾燥15min，使得載體上的螢光粉漿料完全
乾燥。
E、焙燒，在120°C恆溫箱中進行焙燒，時間30min。F、選擇透光境檢查，確保螢光粉無欠損、無剝離.實施例二本發明的方法，還可以是如下步驟(A)利用酒精有機溶劑對作為螢光粉載體的透明玻璃進行超聲波清洗5分鐘，去 除玻璃表面的汙染雜質；(B)用純水對玻璃進行超聲波清洗5分鐘，然後乾燥備用；(C)用聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸銨等與去離子水按照一定比例混合，作為水溶性聚 合物粘結劑；(D)將藍光激發的稀土白光LED螢光粉與水溶性聚合物粘結劑按照質量比 2.0 1.0混合，並加入少量的磷酸三乙脂、硼酸鋅鍶鈣、焦鍶磷酸鈣、磷酸二氫銨等作為加 強劑，攪拌30分鐘以上使其成為混合均勻的螢光粉漿料，；(E)保持操作室溫度在25-28攝氏度，相對溼度在70_75%，利用噴塗機將螢光粉 漿料均勻噴塗在螢光粉載體上；(F)吹入溫度為40°C 45°C的乾燥空氣，乾燥15min，使得載體上的螢光粉漿料完 全乾燥；(G)在300°C恆溫箱中進行焙燒，時間30min ；(H)選擇透光境檢查，確保螢光粉無欠損、無剝離。以上所揭露的僅為本發明的優選實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利 範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
權利要求
一種白光LED螢光粉膜層，其特徵在於，該螢光粉膜層包括透明的螢光粉載體和利用噴塗技術製作在載體上面的LED螢光粉膜層。
2.根據權利要求1所述的白光LED螢光粉膜層，其特徵在於，所述螢光粉膜層厚度為1 微米 10毫米。
3.根據權利要求1所述的白光LED螢光粉膜層，其特徵在於，所述螢光粉載體的材質為 亞克力、PC、塑料、玻璃，其厚度為10微米 10釐米；所述螢光粉載體為膜狀或板狀材料。
4.根據權利要求1所述的白光LED螢光粉膜層，其特徵在於，所述螢光粉膜層的成分包 括LED螢光粉和粘接劑、加強劑組成，粘接劑為有機溶性粘結劑或水溶性聚合物粘結劑。
5.一種如權利要求1所述的白光LED螢光粉膜層的製作方法，其特徵在於，該方法包括 如下步驟載體表面清洗、螢光粉漿料配置、載體上噴塗螢光粉漿料、乾燥、固化。
6.如權利要求5所述的白光LED螢光粉膜層的製作方法，其特徵在於，所述載體表面清 洗步驟為利用有機溶劑對螢光粉載體進行超聲波或等離子清洗1秒 10小時，然後再用純水或 去離子水對螢光粉載體進行超聲波或等離子清洗，去除螢光粉載體表面的汙染雜質；所述 有機溶劑為酒精或丙酮。
7.如權利要求5所述的白光LED螢光粉膜層的製作方法，其特徵在於，所述載體上噴塗 螢光粉漿料步驟為將螢光粉漿料噴塗在螢光粉載體的表面，螢光粉膜層厚度在0.1微米 10毫米，噴塗過 程中，控制溫度為25 28攝氏度，相對溼度為7(Γ75% ；根據螢光粉漿料濃度、粘度和噴塗的 工藝條件確定所述螢光粉膜層的厚度。
8.如權利要求5所述的白光LED螢光粉膜層的製作方法，其特徵在於，所述乾燥步驟為採用溫度為40°C 45°C的乾燥空氣，對噴塗完成的螢光粉漿料乾燥10-20min，使得熒 光粉載體上的螢光粉漿料完全乾燥。
全文摘要
本發明公開了一種採用噴塗工藝製作的白光LED螢光粉膜層及製作方法，該螢光粉膜層包括透明的螢光粉載體和利用噴塗技術製作在載體上面的LED螢光粉膜層，其製作方法包括載體表面清洗、螢光粉漿料配置、載體上噴塗螢光粉漿料、乾燥、固化；本發明的白光LED光源用螢光粉膜層厚度均勻，螢光粉比例可以精確控制，製作出各種色溫的螢光粉膜層，可以靈活、廣泛應用；製作出的LED光源亮度均勻、轉換效率高、可靠性好。
文檔編號H01L33/50GK101847681SQ20091021402
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月21日 優先權日2009年12月21日
發明者彭紅村, 李炳乾, 王衛國 申請人:深圳市成光興實業發展有限公司