CN103943757A - 基于注塑工艺的led照明用远程荧光粉配光薄膜及其制备方法 - Google Patents

基于注塑工艺的led照明用远程荧光粉配光薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：80-120份的基体材料、3-8份的荧光粉、1-3份的分散剂、1-3份的稀释剂、0.1-1份的抗氧剂。本发明也公开了该配光薄膜的制备方法，包括步骤：将各原料混合均匀，注塑成型即可。本发明是通过注塑成型工艺将荧光粉均匀地分散在光学基材中，可以与蓝光芯片组合成各种不同的灯具，并且灯具组装简单，提高了生产效率，降低了生产成本。而且与传统LED灯具相比，远程配光片使荧光粉转换效率增高，而且能够直接获得均匀的高品质白光，提高了灯具的系统光效。另外，消费者在使用过程中也很方便更换，而且LED光源作为基底不会损坏，也方便回收再利用。

Description

基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜及其制备方法。
背景技术
发光二极管（Light Emitting Diodes, LED）是利用半导体等固体材料所制作而成的光源系统。LED光源与传统光源相比较更具有诸多优点，如：耗电量低、体积小、反应速度快、高效率、环保及可平面封装等；而在节能方面，其可使用的寿命长达60年，是传统电灯泡的100倍，消耗的能量却只有传统电灯泡的10%。LED已被公认为 21世纪最具潜力的环保照明光源，也是继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源。
在能源日趋紧张的当今时代，只有高效、环保地利用现有能源才能更好地可持续发展。LED作为照明光源无论从亮度还是节能环保方面都要好于现有的白炽灯等照明光源，已经成为世界各国大力推行及重点研究的新型产业之一。2013年，中国提出了半导体照明节能产业规划，其中指出，2015年关键设备和重要原材料实现国产化，重大技术要取得突破。作为替代光源的LED照明无疑将在未来几年呈现爆发式增长，预计2014年全球LED照明应用产品是规模将达到625.0亿美元，为2010年的15倍，年复合增长率达到73.3%。
如果利用发光二极管制作白光LED用作照明光源，则必须应用光色组合的技术，才能达成获得白光的目的。目前在各种可行的光色组合技术中，利用荧光材料来进行光色转变，是一种最为便捷、最节省成本的方法。其中，在波长450~460nm的蓝光 LED 表面上涂覆一层黄色荧光材料作为白光LED主要的封装形式较为常见，而且电源回路构造最简单，所需成本也最低。
传统白光LED结构的封装形式一般采用点胶法，生产过程具体为：先将蓝光LED光源置于反射杯底部，将黄色荧光粉混合光学基材，再将混合料置于在蓝光LED光源上。此方法虽然简单，但对荧光粉混合的光学基材厚度控制不理想，且荧光粉混胶40分钟后沉降严重，容易造成荧光粉层厚度不均匀，影响产品一致性，导致出光时色温不均匀并产生内白外黄的黄圈光晕。而且在高功率光源上使用时，发光芯片与荧光粉层直接接触，容易导致发热量过大，而荧光粉层散热不良，致使发光效率降低并损耗率增加，产品合格率降低，造成生产成本过高。
综上所述，传统白光LED作为照明光源，现有技术一般采用COB封装形式，即将荧光粉直接封装在发光芯片上，形成高密度点光源，容易造成眩光、光圈、光斑。因此，常常需要在LED灯具外再安装磨砂板或扩散罩来解决眩光问题，但这样会使光亮度下降10~15%。另外，由于传统封装形式是将荧光粉直接涂覆在发光芯片上，在高功率LED灯上使用时，荧光粉层直接接触发光芯片，容易造成温度过高而致使荧光粉转换效率降低，造成光衰现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：80-120份的基体材料、3-8份的荧光粉、1-3份的分散剂、1-3份的稀释剂、0.1-1份的抗氧剂。
所述的基体材料为PC、PET、PMMA中的至少一种。
所述的分散剂为硬脂酸、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸丁酯、油酸酰胺、芥酸酰胺、PE蜡、硅酮粉、微晶石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种。
所述的稀释剂为矿物油、扩散油中的至少一种。
所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂。
所述的抗氧剂为1010、1076、168、1098、TNPP中的至少一种。
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜的制备方法，包括步骤：将各原料混合均匀，注塑成型即可。
本发明的有益效果是：本发明是通过注塑成型工艺将荧光粉均匀地分散在光学基材中，可以与蓝光芯片组合成各种不同的灯具，并且灯具组装简单，提高了生产效率，降低了生产成本。而且与传统LED灯具相比，远程配光片使荧光粉转换效率增高，而且能够直接获得均匀的高品质白光，提高了灯具的系统光效。另外，消费者在使用过程中也很方便更换，而且LED光源作为基底不会损坏，也方便回收再利用。
具体实施方式：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：80-120份的基体材料、3-8份的荧光粉、1-3份的分散剂、1-3份的稀释剂、0.1-1份的抗氧剂。
所述的基体材料为PC、PET、PMMA中的至少一种。
所述的分散剂为硬脂酸、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸丁酯、油酸酰胺、芥酸酰胺、PE蜡、硅酮粉、微晶石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种。
所述的稀释剂为矿物油、扩散油中的至少一种。
所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂。
所述的抗氧剂为1010、1076、168、1098、TNPP中的至少一种。
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜的制备方法，包括步骤：将各原料混合均匀，注塑成型即可。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
100份的聚碳酸酯(PC)、5份的黄色荧光粉YAG、1份的分散剂EBS、2份的扩散油、0.1份的抗氧剂1010、0.1份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例2：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
100份的PMMA、4份的黄色荧光粉YAG、2份的分散剂EBS、1.5份的扩散油、0.15份的抗氧剂1010、0.05份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例3：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
80份的聚碳酸酯(PC)、3.5份的黄色荧光粉YAG、0.5份的分散剂EBS、0.5份的硬脂酸丁酯、0.1份的芥酸酰胺、0.1份的油酰胺、0.1份的硬脂酸单甘油酯、2份的白矿油、0.1份的抗氧剂1010、0.1份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例4：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
120份的聚碳酸酯(PC)、6份的黄色荧光粉YAG、1.5份的分散剂EBS、1.5份的硬脂酸单甘油酯、1.5份的硬脂酸丁酯、1份的芥酸酰胺、0.5份的硬脂酸、1份的白矿油、0.3份的抗氧剂1076、0.1份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例5：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
90份的聚碳酸酯(PC)、4.5份的黄色荧光粉YAG、1份的硬脂酸丁酯、0.5份的芥酸酰胺、0.5份的油酰胺、0.5份的硬脂酸单甘油酯、2份的扩散油、0.1份的抗氧剂1010、0.05份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例6：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
95份的PET、5份的黄色荧光粉YAG、1份的硬脂酸丁酯、2.5份的分散剂EBS、1.5份的芥酸酰胺、2份的白矿油、0.1份的抗氧剂1076、0.1份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例7：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
100份的聚碳酸酯(PC)、50份的PMMA、2份的苯乙烯马来酸酐无规共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物三者质量比为1：1：1的混合物、4.5份的黄色荧光粉YAG、1.3份的硬脂酸丁酯、3份的分散剂EBS、0.2份的抗氧剂1098、0.2份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例8：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
100份的PMMA、20份的聚碳酸酯、1.5份的苯乙烯马来酸酐无规共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物三者质量比为1：1：1的混合物、4份的黄色荧光粉YAG、1.5份的分散剂EBS、1.5份的芥酸酰胺、3份的白矿油、0.2份的抗氧剂TNPP、0.15份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例9：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
135份的PMMA、6份的黄色荧光粉YAG、3份的硬脂酸丁酯、2份的分散剂EBS、1份的芥酸酰胺、3份的白矿油、0.1份的抗氧剂1010、0.12份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
实施例10：
一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其是由以下质量份的原料组成：
75份的聚碳酸酯、20份的PET、1.5份的SAG-002(R)、3份的黄色荧光粉YAG、1份的硬脂酸丁酯、1份的芥酸酰胺、1份的白矿油、0.15份的抗氧剂1076、0.1份的抗氧剂168。
所述的配光薄膜的制备方法为：将原料混合均匀，注塑成型即可。
本发明的配光薄膜可直接安装在LED蓝光源发光芯片上，组装成LED灯具。
本发明是通过注塑成型工艺将荧光粉均匀地分散在光学基材中，可以与蓝光芯片组合成各种不同的灯具，并且灯具组装简单，提高了生产效率，降低了生产成本。而且与传统LED灯具相比，远程配光片使荧光粉转换效率增高，而且能够直接获得均匀的高品质白光，提高了灯具的系统光效。另外，消费者在使用过程中也很方便更换，而且LED光源作为基底不会损坏，也方便回收再利用。
具体来说：
本发明相比较于传统COB封装形式，可带来以下优势：
（1）远程配光片使LED照明行业实现了前所未有的设计自由，生产企业可将LED发光芯片生产和远程配光片生产分开，同时可定制不同形状、尺寸、色温、色差的远程配光片，企业在生产制造过程中一方面可以提高产品的合格率，降低生产成本；另一方面灯具组装简单，可以大大地提高生产效率。同时，消费者还可根据环境的变换使用不同的远程配光片。
（2）远程配光片使得荧光粉远离LED发光芯片，解决了传统封装中荧光粉直接接触发光芯片而导致温度过高，一方面可以提高荧光粉转换效率，另一方面可以降低荧光粉衰减。从而可以在高功率LED上广泛使用。
（3）传统LED封装形式作为照明光源容易造成眩光，而通过LED远程配光片，可以使得荧光粉均匀分散在光学基材中，可以很好地将蓝光转换为白光，出光均匀，解决了眩光问题的同时还能够得到均匀的广角度白光。另外，也没有必要在LED灯外再次安装磨砂板或扩散罩，提高了光通过量，使得光效比传统LED封装灯提高30%左右。

Claims (7)

1.一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其特征在于：其是由以下质量份的原料组成：80-120份的基体材料、3-8份的荧光粉、1-3份的分散剂、1-3份的稀释剂、0.1-1份的抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其特征在于：所述的基体材料为PC、PET、PMMA中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其特征在于：所述的分散剂为硬脂酸、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸丁酯、油酸酰胺、芥酸酰胺、PE蜡、硅酮粉、微晶石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其特征在于：所述的稀释剂为矿物油、扩散油中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其特征在于：所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜，其特征在于：所述的抗氧剂为1010、1076、168、1098、TNPP中的至少一种。
7.权利要求1所述的一种基于注塑工艺的LED照明用远程荧光粉配光薄膜的制备方法，其特征在于：包括步骤：将各原料混合均匀，注塑成型即可。
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