专利名称：一种光扩散板的制造方法
技术领域：
本发明属于光扩散板制造领域，具体涉及一种采用气流喷印方法将含有荧光粉的 硅胶溶液喷射到光扩散板制作光扩散层的方法。
背景技术：
目前LED背光一般方式是由全球最大LED厂日本的日亚化公司(Nichia)所垄断 的在蓝色LED晶片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光 粉混合产生白光，在蓝色LED芯片上涂敷荧光体，最后用环氧树脂将芯片周围密封。原理是 通过晶片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。此方法可得到色调效果好(Ra85) 的白光。此方法的缺点就是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱不具连续光谱特性，因此，显色 性较差、发光效率不够高，难以满足低色温照明的需求。目前，光扩散板制造方法大致分为印刷式和非印刷式两种。其中，非印刷方式主要 是采用化学蚀刻或机械刻划等方式在金属模仁上制作网点形式，再利用塑料射出成形光扩 散板，主流方式是注塑成型方式，例如PC光扩散板是在生产PC耐力板的时候，在原料中 添加洲 5%比例的扩散剂通过注塑成型方式制备而成的；扩散剂能均勻分布在板材内，使 光线经过板材时，碰到扩散剂颗粒时发生折射，反射，散射的效果，从而使光线可以均勻的 透过板材但又不会露出光源，达到从点光源向面光源的变化。该方式具有以下优点1、可采 用荧光粉就可以利用某些波段LED发光效率高的优点来制备其他波段的LED，以提高该波 段的发光效率。2、制作的网点精度较丝网印刷方式高，但是也存在一些不足，例如在制造 大尺度光扩散板时，模具的制造难度极大，使得产品的价格提升。同时以上所述各方式的共 同点均是在一定尺寸的片状基材上进行网点制作，生产效率受到限制。现有技术中，大面积背光模组中的光扩散板是采用丝网印刷法来制作的，丝网印 刷法的步骤包括将具有散光特性的硅胶溶液印制在光扩散板基板上，然后进行紫外(UV) 和热化固定，是目前应用中比较成熟的工艺。然而，由于丝网印刷过程是人工将硅胶溶液网 点印刷在硬质透明的光扩散板基板上，属于逐件生产。因此，不仅人力成本耗费大，且由于 印刷过程中丝网网点易于堵塞，丝网印刷质量不易控制，经常发生堵网现象，从而降低了制 作效率。此外，因为丝网印刷网点本身的精度有限，无法实现更精密的网点制作。另外，现有技术中的光扩散溶液存在稳定性欠佳和容易老化等不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种光扩散板的制造方法，以实现光扩散板的高制作效率， 高稳定性以及耐老化性。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种光扩散板的制造方法，包括以下 步骤配置含有荧光粉的硅胶溶液，然后将含有荧光粉的硅胶溶液均勻设置在光扩散板表 面，使该有荧光粉的硅胶溶液自发结晶，形成光扩散层；烧结光扩散层，得到具有荧光粉光 扩散层的光扩散板；其中，所述含有荧光粉的硅胶溶液中硅胶的质量百分数为10 30%，荧光粉的质量百分数为1 10%，有机溶剂的质量分数为60 89%，并且，所述荧光粉中红绿 蓝荧光粉的质量比为1 5 7 2. 5 3. 5 ；所述将含有荧光粉的硅胶溶液均勻设置在 光扩散板表面的方法为气流喷印法，具体包括以下步骤使用气流喷印(Aerosol jet)打印 机，设置微孔针头离光扩散板的距离为1 5mm，通过超声或气动方法使含有荧光粉的硅胶 溶液形成气雾，并以惰性气体为载气将气雾带到喷头，用微孔针头将气雾均勻喷印在光扩 散板表面。上述技术方案中，通过超声法使含有荧光粉的硅胶溶液形成气雾的过程为利用 频率在20KHz 200MHz超声波雾化硅胶溶液，形成硅胶溶液气雾；并且，采用超声法雾化 时，气流喷印法的参数为环绕气流10 200ccm ；送雾气流5 50ccm ；超声功率5 40w ；喷印速度0. 1 5mm/sec。上述技术方案中，通过气动方法使含有荧光粉的硅胶溶液形成微小气雾的过程 为利用压缩气体气动生成硅胶溶液喷雾；并且，采用气动法雾化时，气流喷印法的参数 为环绕气流10 200ccm ；回流气流400 2000ccm ；送雾气流:405 2000ccm ；喷印速 度1 5mm/sec ο上述技术方案中，以惰性气体为载气将气雾带到喷头的过程中，所述惰性气体的 气压为0. 01 0. 35bar。上述技术方案中，由于微孔针头离光扩散板的距离为1 5mm，因此，在针头部分 还会有惰性气体环绕硅胶溶液气雾，从而使得光扩散板出射的气流均勻，并且提高精准度， 从而提高光线的利用率并降低产品成本；同时，因为气流喷印可以调节参数可以使喷印的 墨水形成均勻的有机膜，同时因为该有机膜是由微米级的气雾墨水组成，在喷印过程中，溶 液几乎全部挥发。上述技术方案中，所述的自发结晶的原理为当光扩散层形成时，由于在预定方向 没有阻碍晶化的外力(像离心力)出现，因此允许含有光扩散层的光扩散板的自发结晶；
上述技术方案中，所述光扩散层烧结过程一般采用UV或激光处理，控制光的强度，以 利于硅胶溶液的运动，从而提高光扩散层的晶化率；另外，激光可以部分地辐射，可以选择 更好形成图形。上述技术方案中，步骤3中，烧结过程可以用激光处理，可以控制激光的能量以有 利于溶液在形成的光扩散层上移动，从而增加晶化率。由于上述技术方案的应用，本发明与现有技术相比具有以下优点
1、由于本发明采用气流喷印技术将含有荧光粉的硅胶溶液喷射到光扩散板制作光扩 散层，气流喷印法和现有的印刷或非印刷技术相比，不需要限制尺寸，因此，可以适用各种 尺寸的光扩散板，尤其是在制造大尺寸光扩散板时具有生产效率高的优点；并且气流喷印 技术适用性好可在各种刚、柔性以及非平面衬底上打印图案；适用各种金属、无机氧化 物、有机材料等材料；适用的含有荧光粉的硅胶溶液的粘度范围很大(0. 7 lOOOcps)。2、本发明采用的气流喷印可以使荧光粉硅胶溶液形成气雾喷射，均勻喷射在光扩 散板表面上(最小线宽能达到5 30μπι)，使得光扩散板出射的光线均勻，可以提高光线的 利用率，并实现了光扩散板的高制作效率，降低产品成本。3、本发明采用了含有荧光粉的硅胶溶液，实现了光扩散板的高稳定性以及耐老化 性。
图1为实施例中硅胶溶液的雾化过程示意图2为实施例中雾化后的硅胶溶液在0. 01 0. 35bar的气压的环境下用载气体转移 到喷嘴处的过程示意图。
具体实施例方式实施例一一种制造光扩散板的方法，包括以下步骤
(1)配制含荧光粉的硅胶溶液混合硅胶15wt%，荧光粉5wt%和四氯化碳80wt%，其中， 所述荧光粉中红绿蓝荧光粉的质量比为1:6:3。(2)如图1、2所示，使用气流喷印(Aerosol jet)打印机，设置微孔针头离光扩散 板的距离为3mm，设置喷印参数环绕气流50 ccm,送雾气流20 ccm,超声功率27. 5w,超声 频率200MHz，喷印速度1 mm/sec，通过超声法使含有荧光粉的硅胶溶液形成气雾，并以压强 为0. 2Ibar的氮气为载气将气雾带到喷头，用微孔针头将气雾均勻喷印在光扩散板表面， 根据实际情况需要设置图形文件，并且，可以用AutoCAD即时设计，修改图案。(3)使光扩散板的含有荧光粉的硅胶溶液自发结晶，形成光扩散层；烧结光扩散 层，得到设有荧光粉光扩散层的光扩散板。实施例二 一种制造光扩散板的方法，包括以下步骤
(1)按照实施例一步骤(1)的方法配制含荧光粉的硅胶溶液，其中，硅胶10wt%，荧光粉 lwt%，四氯化碳89wt%，红绿蓝荧光粉的质量比为1:6:3。(2)如图1、2所示，使用气流喷印(Aerosol jet)打印机，设置微孔针头离光扩散 板的距离为3mm，设置喷印参数环绕气流40 ccm ；送雾气流=IOccm ；超声功率27. 5 w ；喷 印速度0. 5mm/sec ；通过利用频率在30KHz超声波雾化含有荧光粉的光扩散墨水，形成微 小气雾，并以压强为0. Ibar的氮气为载气将其带到喷头，用微孔针头将其均勻喷印在光扩 散板表面，根据实际情况需要设置图形文件，并且，可以用AutoCAD即时设计，修改图案。(3)喷印的硅胶溶液在光扩散板上自发结晶，进而形成光扩散层；用激光处理烧 结光扩散层控制激光的能量以有利于溶液在形成的光扩散层上移动，从而增加晶化率。实施例三一种制造光扩散板的方法，包括以下步骤
(1)按照实施例一步骤(1)的方法配制含荧光粉的硅胶溶液，其中，硅胶18wt%，荧光粉 2wt%,四氯化碳80wt%，其中红绿蓝荧光粉的质量比为1:6:3 ；
(2)如图1、2所示，使用气流喷印(Aerosoljet)打印机，设置微孔针头离光扩散板的 距离为2mm，设置喷印参数环绕气流50 ccm ；送雾气流20 ccm ；超声功率27. 5w ；喷印 速度1 mm/sec ；通过利用频率在SOOKHz超声波雾化含有荧光粉的光扩散墨水，形成微小 气雾，通过压强为0. 3bar的惰性气体将其带到喷头，用微孔针头将其均勻喷印在光扩散板 表面，根据实际情况需要设置图形文件，并且，可以用AutoCAD即时设计，修改图案。(3)喷印的硅胶溶液在光扩散板上自发结晶，进而形成光扩散层；用激光处理烧 结光扩散层控制激光的能量以有利于溶液在形成的光扩散层上移动，从而增加晶化率。实施例四一种制造光扩散板的方法，包括以下步骤
(1)按照实施例一步骤⑴的方法配制含荧光粉的硅胶溶液，其中，硅胶30wt%，荧光粉10wt%,四氯化碳60wt%，红绿蓝荧光粉的质量比为1:6:3 ；
(2)如图1、2所示，使用气流喷印(Aerosol jet)打印机，设置微孔针头离光扩散板的 距离为2mm，设置喷印参数环绕气流200ccm ；送雾气流50CCm ；超声功率40w ；喷印速度 5 mm/sec ；通过利用频率在200MHz超声波雾化含有荧光粉的光扩散墨水，形成微小气雾， 通过压强为0. (^bar的惰性气体将其带到喷头，用微孔针头将其均勻喷印在光扩散板表 面，根据实际情况需要设置图形文件，并且，可以用AutoCAD即时设计，修改图案。(3)喷印的硅胶溶液在光扩散板上自发结晶，进而形成光扩散层；用激光处理烧 结光扩散层控制激光的能量以有利于溶液在形成的光扩散层上移动，从而增加晶化率。实施例五一种制造光扩散板的方法，包括以下步骤
(1)按照实施例一步骤(1)的方法配制含荧光粉的硅胶溶液，其中，硅胶Hwt%，荧光粉 6wt%,四氯化碳80wt%，红绿蓝荧光粉的质量比为1:6:3 ；
(2)如图1、2所示，使用气流喷印(Aerosoljet)打印机，设置微孔针头离光扩散板 的距离为4mm，设置喷印参数环绕气流=IOccm ；回流气流400CCm ；送雾气流500CCm ；喷 印速度lmm/sec ；通过气动雾化使含有荧光粉的光扩散墨水形成微小气雾，通过压强为 0. 35bar的惰性气体将其带到喷头，用微孔针头将其均勻喷印在光扩散板表面上，根据实际 情况需要设置图形文件，并且，可以用AutoCAD即时设计，修改图案。(3)喷印的硅胶溶液在光扩散板上自发结晶，进而形成光扩散层；用激光处理烧 结光扩散层控制激光的能量以有利于溶液在形成的光扩散层上移动，从而增加晶化率。实施例六一种制造光扩散板的方法，包括以下步骤
(1)按照实施例一步骤(1)的方法配制含荧光粉的硅胶溶液，其中，硅胶21wt%，荧光粉 9wt%,四氯化碳70wt%，红绿蓝荧光粉的质量比为1:6:3 ；
(2)如图1、2所示，使用气流喷印(Aerosoljet)打印机，设置微孔针头离光扩散板 的距离为5mm，设置喷印参数环绕气流60CCm ；回流气流470CCm送雾气流490CCm ；喷 印速度lmm/sec ；通过气动雾化使含有荧光粉的光扩散墨水形成微小气雾，通过压强为 0. Olbar的惰性气体将其带到喷头，用微孔针头将其均勻喷印在光扩散板表面上，根据实际 情况需要设置图形文件，并且，可以用AutoCAD即时设计，修改图案。(3)喷印的硅胶溶液在光扩散板上自发结晶，进而形成光扩散层；用激光处理烧 结光扩散层控制激光的能量以有利于溶液在形成的光扩散层上移动，从而增加晶化率。
权利要求
1.一种光扩散板的制造方法，包括以下步骤配置含有荧光粉的硅胶溶液，然后将含 有荧光粉的硅胶溶液均勻设置在光扩散板表面，使光扩散板的含有荧光粉的硅胶溶液自发 结晶，形成光扩散层；烧结光扩散层，得到设有荧光粉光扩散层的光扩散板；其中，所述含 有荧光粉的硅胶溶液中硅胶的质量百分数为10 30%，荧光粉的质量百分数为1 10%，有 机溶剂的质量分数为60 89%，所述将含有荧光粉的硅胶溶液均勻设置在光扩散板表面的 方法为气流喷印法，具体包括以下步骤使用气流喷印打印机，设置微孔针头离光扩散板的 距离为1 5mm，通过超声或气动方法使含有荧光粉的硅胶溶液形成气雾，并以惰性气体为 载气将气雾带到喷头，用微孔针头将气雾均勻喷印在光扩散板表面。
2.根据权利要求1所述光扩散板的制造方法，其特征在于，所述荧光粉中红绿蓝荧光 粉的质量比为1 5 7 2. 5 3. 5。
3.根据权利要求1所述光扩散板的制造方法，其特征在于，通过超声法使含有荧光粉 的硅胶溶液形成气雾的过程为利用频率在20KHz 200MHz超声波雾化硅胶溶液，形成硅 胶溶液气雾；并且，采用超声法雾化时，气流喷印法的参数为环绕气流10 200ccm ；送雾 气流5 50ccm ；超声功率5 40w ；喷印速度0. 1 5mm/sec。
4.根据权利要求1所述光扩散板的制造方法，其特征在于，通过气动方法使含有荧光 粉的硅胶溶液形成微小气雾的过程为利用压缩气体气动生成硅胶溶液喷雾；并且，采用 气动法雾化时，气流喷印法的参数为环绕气流10 200ccm ；回流气流400 2000ccm ； 送雾气流405 2000ccm ；喷印速度0. 1 5mm/sec。
5.根据权利要求1所述光扩散板的制造方法，其特征在于，以惰性气体为载气将气雾 带到喷头的过程中，所述惰性气体的气压为0. 01 0. 3^ar。
全文摘要
本发明属于光扩散板制造领域，具体涉及一种采用气流喷印方法将含有荧光粉的硅胶溶液喷射到光扩散板制作光扩散层的方法。包括以下步骤配置含有荧光粉的硅胶溶液，然后将含有荧光粉的硅胶溶液均匀设置在光扩散板表面，使光扩散板的含有荧光粉的硅胶溶液自发结晶，形成光扩散层；烧结光扩散层，得到设有荧光粉光扩散层的光扩散板；其中，所述含有荧光粉的硅胶溶液中硅胶的质量百分数为10～30%，荧光粉的质量百分数为1～10%，有机溶剂的质量分数为60～98%；所述将含有荧光粉的硅胶溶液均匀设置在光扩散板表面的方法为气流喷印法。本发明实现光扩散板的高制作效率，高稳定性以及耐老化性。
文档编号G02B5/02GK102107175SQ201110046180
公开日2011年6月29日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者崔铮, 李丰, 林剑, 潘革波, 齐颖 申请人:苏州纳格光电科技有限公司