一种LED荧光粉涂层的制作方法

文档序号:11956352阅读:371来源:国知局

本发明属荧光技术领域,具体涉及一种LED荧光粉涂层。



背景技术:

LED是发光二极管(light emitting diode)的简称,根据其发光材料的不同可以分为有机LED(即OLED)和无机LED(一般称为LED)两大类。1996年,在蓝色GaN基发光二极基础上成功实现了白色LED,其具有低电压驱动、全固态、低功耗、长效可靠、无污染、能化等优点。因此,近几年,以白光LED为主的半导体照明(第四代照明技术)得到了快速的发展。

目前最常见的白光LED实现方式是荧光粉转换型即(pc-LED),例如在蓝光LED芯片表面涂敷一层黄色荧光粉的(黄+蓝)白光LED。另外荧光粉层的实现技术,主要采用的是传统的灌封工艺,即荧光粉混合硅胶的点胶工艺。但这样得到的荧光粉涂层由于结构不均匀,可控性差,以致LED出光的均匀性差。

要克服上述缺陷,就必须实现荧光粉层的厚度、形状的均匀可控。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种LED荧光粉涂层,本发明制备方法简单,解决了荧光涂层的结构不均匀,可控性差的问题,大大提高了LED出光的均匀性。

一种LED荧光粉涂层,其制备方法如下:

步骤1,将碳酸锶加入乙酸中,搅拌反应结束后,得到乙酸锶乙酸液;

步骤2,将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中,搅拌均匀后,得到均匀溶胶前液;

步骤3,将碳酸铕边搅拌边加入溶液中,搅拌均匀后自然沉降,得到带白色沉淀的反应液;

步骤4,将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗,得到洗涤液;

步骤5,将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀,得到溶胶稀释液;

步骤6,将溶胶液中加入发泡剂,搅拌均匀,形成混合液;

步骤7,将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩,水浴处理后得到浓缩液;

步骤8,将基材浸泡至醇溶液,超声清洗后,采用蒸馏水清洗晾干;

步骤9,在基材表面涂覆改性有机硅分散液,得到有机硅薄膜;

步骤10,将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹,形成荧光粉薄膜;

步骤11,将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应,然后通入氢气加压加热反应,自然冷却后得到LED荧光粉涂层。

所述步骤中的配方为:碳酸锶11-12份、正硅酸乙酯20-35份、乙酸钡8-11份、发泡剂1-2份,所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的1-5%,所述发泡剂采用碳酸铵。

所述步骤中的搅拌速度为300-1200r/min,搅拌时间为30-120min。

所述步骤1中的乙酸浓度为0.1-0.6mol/L,所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到3-4。

所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.1-0.3mg/min。

所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为2-5次,所述无水乙醇总量为乙酸的0.8-1.1倍,所述无水乙醇洗涤原则为少量多次。

所述步骤7中水浴锅温度为80-90℃,所述浓缩液为混合液的25-40%,所述曝气反应采用加热微沸方式,与发泡剂分散曝气反应联用。

所述步骤8中的醇溶液采用乙醇、丙醇、异丙醇中的一种,所述超声频率为30-60kHz,超声时间为5-15min。

所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为3-11%的乙醇溶液,所述基材表面的涂覆量为0.1-0.7mg/cm2

所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为0.5-1.2mg/cm2,所述旋转涂抹的转速为900-1500r/min。

所述步骤11中的恒温加压反应的温度为80-120℃,压力为2-4MPa,反应时间为2-4h,所述加压加热反应的压力为9-11MPa,温度为150-180℃,反应时间为3-8h,所述冷却方式采用风冷。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

1、本发明制备方法简单,解决了荧光涂层的结构不均匀,可控性差的问题,大大提高了LED出光的均匀性。

2、本发明采用双层涂抹法,通过改性有机硅与溶胶涂抹的制膜,并以此恒温加压与还原性加压加热反应,提高了基材与荧光粉涂层间的粘结力,同时通过改性有机硅带来的二氧化硅降低硅酸基荧光粉涂层的缺陷。

3、本发明通过乙醇-乙酸混合液配置的溶胶液大大提高了荧光粉材料的分散性,不仅大大保证了结晶度,同时分散性的增加提高了荧光材料的化学稳定性和热稳定性,提高了其使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述:

实施例1

一种LED荧光粉涂层,其制备方法如下:

步骤1,将碳酸锶加入乙酸中,搅拌反应结束后,得到乙酸锶乙酸液;

步骤2,将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中,搅拌均匀后,得到均匀溶胶前液;

步骤3,将碳酸铕边搅拌边加入溶液中,搅拌均匀后自然沉降,得到带白色沉淀的反应液;

步骤4,将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗,得到洗涤液;

步骤5,将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀,得到溶胶稀释液;

步骤6,将溶胶液中加入发泡剂,搅拌均匀,形成混合液;

步骤7,将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩,水浴处理后得到浓缩液;

步骤8,将基材浸泡至醇溶液,超声清洗后,采用蒸馏水清洗晾干;

步骤9,在基材表面涂覆改性有机硅分散液,得到有机硅薄膜;

步骤10,将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹,形成荧光粉薄膜;

步骤11,将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应,然后通入氢气加压加热反应,自然冷却后得到LED荧光粉涂层。

所述步骤中的配方为:碳酸锶11份、正硅酸乙酯20份、乙酸钡8份、发泡剂1份,所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的1%,所述发泡剂采用碳酸铵。

所述步骤中的搅拌速度为300r/min,搅拌时间为30min。

所述步骤1中的乙酸浓度为0.1mol/L,所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到3。

所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.1mg/min。

所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为2次,所述无水乙醇总量为乙酸的0.8倍,所述无水乙醇洗涤原则为少量多次。

所述步骤7中水浴锅温度为80℃,所述浓缩液为混合液的25%,所述曝气反应采用加热微沸方式,与发泡剂分散曝气反应联用。

所述步骤8中的醇溶液采用乙醇,所述超声频率为30kHz,超声时间为5min。

所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为3%的乙醇溶液,所述基材表面的涂覆量为0.1mg/cm2

所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为0.5mg/cm2,所述旋转涂抹的转速为900r/min。

所述步骤11中的恒温加压反应的温度为80℃,压力为2MPa,反应时间为2h,所述加压加热反应的压力为9MPa,温度为150℃,反应时间为3h,所述冷却方式采用风冷。

本发明涂层厚度为5.4μm,在254nm紫外光激发,发出高效蓝光,发射主峰在454nm,稳定性好,发光强度高。

实施例2

一种LED荧光粉涂层,其制备方法如下:

步骤1,将碳酸锶加入乙酸中,搅拌反应结束后,得到乙酸锶乙酸液;

步骤2,将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中,搅拌均匀后,得到均匀溶胶前液;

步骤3,将碳酸铕边搅拌边加入溶液中,搅拌均匀后自然沉降,得到带白色沉淀的反应液;

步骤4,将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗,得到洗涤液;

步骤5,将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀,得到溶胶稀释液;

步骤6,将溶胶液中加入发泡剂,搅拌均匀,形成混合液;

步骤7,将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩,水浴处理后得到浓缩液;

步骤8,将基材浸泡至醇溶液,超声清洗后,采用蒸馏水清洗晾干;

步骤9,在基材表面涂覆改性有机硅分散液,得到有机硅薄膜;

步骤10,将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹,形成荧光粉薄膜;

步骤11,将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应,然后通入氢气加压加热反应,自然冷却后得到LED荧光粉涂层。

所述步骤中的配方为:碳酸锶12份、正硅酸乙酯35份、乙酸钡11份、发泡剂2份,所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的5%,所述发泡剂采用碳酸铵。

所述步骤中的搅拌速度为1200r/min,搅拌时间为120min。

所述步骤1中的乙酸浓度为0.6mol/L,所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到4。

所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.3mg/min。

所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为5次,所述无水乙醇总量为乙酸的1.1倍,所述无水乙醇洗涤原则为少量多次。

所述步骤7中水浴锅温度为90℃,所述浓缩液为混合液的40%,所述曝气反应采用加热微沸方式,与发泡剂分散曝气反应联用。

所述步骤8中的醇溶液采用丙醇,所述超声频率为60kHz,超声时间为15min。

所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为11%的乙醇溶液,所述基材表面的涂覆量为0.7mg/cm2

所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为1.2mg/cm2,所述旋转涂抹的转速为1500r/min。

所述步骤11中的恒温加压反应的温度为120℃,压力为4MPa,反应时间为4h,所述加压加热反应的压力为11MPa,温度为180℃,反应时间为8h,所述冷却方式采用风冷。

本发明涂层厚度为11.3μm,在254nm紫外光激发,发出高效蓝光,发射主峰在465nm,稳定性好,发光强度高。

实施例3

一种LED荧光粉涂层,其制备方法如下:

步骤1,将碳酸锶加入乙酸中,搅拌反应结束后,得到乙酸锶乙酸液;

步骤2,将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中,搅拌均匀后,得到均匀溶胶前液;

步骤3,将碳酸铕边搅拌边加入溶液中,搅拌均匀后自然沉降,得到带白色沉淀的反应液;

步骤4,将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗,得到洗涤液;

步骤5,将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀,得到溶胶稀释液;

步骤6,将溶胶液中加入发泡剂,搅拌均匀,形成混合液;

步骤7,将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩,水浴处理后得到浓缩液;

步骤8,将基材浸泡至醇溶液,超声清洗后,采用蒸馏水清洗晾干;

步骤9,在基材表面涂覆改性有机硅分散液,得到有机硅薄膜;

步骤10,将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹,形成荧光粉薄膜;

步骤11,将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应,然后通入氢气加压加热反应,自然冷却后得到LED荧光粉涂层。

所述步骤中的配方为:碳酸锶11份、正硅酸乙酯28份、乙酸钡9份、发泡剂1份,所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的4%,所述发泡剂采用碳酸铵。

所述步骤中的搅拌速度为900r/min,搅拌时间为90min。

所述步骤1中的乙酸浓度为0.5mol/L,所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到4。

所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.2mg/min。

所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为4次,所述无水乙醇总量为乙酸的1.0倍,所述无水乙醇洗涤原则为少量多次。

所述步骤7中水浴锅温度为85℃,所述浓缩液为混合液的35%,所述曝气反应采用加热微沸方式,与发泡剂分散曝气反应联用。

所述步骤8中的醇溶液采用异丙醇,所述超声频率为50kHz,超声时间为10min。

所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为9%的乙醇溶液,所述基材表面的涂覆量为0.5mg/cm2

所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为1.1mg/cm2,所述旋转涂抹的转速为1200r/min。

所述步骤11中的恒温加压反应的温度为100℃,压力为3MPa,反应时间为4h,所述加压加热反应的压力为10MPa,温度为170℃,反应时间为6h,所述冷却方式采用风冷。

本发明涂层厚度为1.2μm,在254nm紫外光激发,发出高效蓝光,发射主峰在450nm,稳定性好,发光强度高。

以上所述仅为本发明的一实施例,并不限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1