CN104253198A - 一种荧光粉复合颗粒、其制备方法及应用 - Google Patents

一种荧光粉复合颗粒、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种荧光粉复合颗粒、其制备方法及应用，该荧光粉复合颗粒表面包覆有固化的硅胶或者环氧树脂，其制备方法包括：S1.荧光粉胶的配制；S2.对所述步骤S1中获得荧光粉胶进行真空处理；S3.将经过所述步骤S2的荧光粉胶进行固化40～60min；S4.将经所述S3获得的荧光粉胶粉碎，以获得粉末状荧光粉胶，利用试验筛对所述粉末状的荧光粉胶进行筛选，以获得粒径为20～38μm的复合颗粒。本发明方法简单有效，环保经济，极大的抑制了白光LED封装中荧光粉的沉淀，从而改善了LED产品空间颜色均匀性和光学一致性。

Description

一种荧光粉复合颗粒、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于LED荧光粉领域，更具体地，涉及一种荧光粉复合颗粒、其制备方法及应用。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)是一种电致发光的半导体发光器件，具有使用寿命长、环保节能、高显色系数、电光转换效率高、体积小、高可靠性等优点。由于LED独特的优越性，其在许多领域得到广泛应用，并得到迅速发展，被业界认为是最有前景和重要性的下一代固体照明光源，具有巨大的市场潜力。
目前，广泛采用的白光LED是通过蓝色LED芯片和黄色荧光粉组成。在LED封装中，通常是将荧光粉混入硅胶或环氧树脂胶中，再涂覆到芯片上，由于荧光粉密度大于硅胶和环氧树脂胶密度，在点胶和固化过程中出现荧光粉沉淀现象。沉淀现象会导致荧光粉分布不均匀，降低流明效率，影响LED颜色均匀性和光学一致性，从而使得LED的良品率较低，带来的直接后果是增大用户使用LED产品的成本。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种荧光粉复合颗粒、其制备方法及应用，其目的在于在荧光分表面包覆硅胶或环氧树脂胶，从而降低其密度，使其在使用过程中不易沉淀，由此解决在点胶和固化过程中荧光粉容易沉淀的从而导致LED颜色均匀性和光学一致性较差的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种荧光粉复合颗粒，其特征在于，其表面包覆有固化的环氧树脂或者硅胶，环氧树脂胶或者硅胶的密度大大小于荧光粉，可使荧光粉复合颗粒的密度减小，其密度小于荧光粉颗粒的密度；其粒径为20～38μm。
按照本发明的第二个方面，提供了一种荧光粉复合颗粒的制备方法，用于制备可抑制自身在LED封装过程中发生沉淀的荧光粉复合颗粒，其特征在于，包括以下步骤：
S1荧光粉胶的配制：按照一定质量比例将荧光粉加入到硅胶或者环氧树脂胶中，利用机械搅拌使其混合均匀；
S2真空脱泡：利用真空泵对所述步骤S1中获得荧光粉胶进行抽真空操作，以去除胶体中的气泡；
S3荧光粉胶固化成型：将经过所述步骤S2的荧光粉胶放在115℃～125℃的热板上固化40min～60min，以获得固体片状荧光粉胶；
S4荧光粉胶的粉碎及筛选：将经所述S3获得的荧光粉胶研磨，以获得粉末状荧光粉胶，利用试验筛对所述粉末状的荧光粉胶进行筛选，以获得粒径为20～38μm的复合颗粒，即获得可抑制自身在LED封装过程中发生沉淀的荧光粉复合颗粒。
进一步的，所述步骤S1中的荧光粉与硅胶或环氧树脂胶的质量比例为1:2～2:1。
进一步的，整个制备过程在10000级超净间中进行，制备过程中采用的器具在使用前均经过无水乙醇和去离子水清洗后再经真空干燥箱中干燥。
进一步的，所述步骤S4中试验筛为400～600目的不锈钢标准筛。
进一步的，所述步骤S3中荧光粉胶固化成型在平板型玻璃或陶瓷制品容器中进行，且所述玻璃或陶瓷制品容器的内表面附有蓝膜或涂有脱模剂。
进一步的，所述步骤S1中荧光粉为黄色YAG(中文名称：钇铝石榴石)荧光粉或黄色TAG(中文名称：铽铝石榴石)荧光粉。
按照本发明的第三个方面，还提供了一种荧光粉复合颗粒的使用方法，其特征在于，将如上所述方法制备获得的荧光粉复合颗粒加入硅胶或者环氧树脂胶中并混合均匀，以获得混合胶液，采用所述混合胶液对LED产品进行封装。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明的优点是利用简单常见设备将荧光粉和硅胶或者环氧树脂胶混合固化后制备新型荧光粉复合颗粒，其密度小，用于替代传统的荧光粉颗粒而与硅胶或者环氧树脂胶进行混合后用于LED封装，由于其密度减小，不易在硅胶或者环氧树脂胶中发生沉淀，可简单有效的极大抑制白光LED封装中荧光粉的沉淀，从而改善了LED产品空间颜色均匀性和光学一致性，同时提高产品良率，降低生产和使用成本，经济效益显著。
附图说明
图1为本发明实施例的制备方法的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例的制备方法中机械搅拌步骤示意图；
图3为本发明实施例的制备方法中真空脱泡步骤示意图；
图4(a)、(b)为本发明实施例的制备方法中荧光粉胶固化成型步骤示意图；
图5为本发明实施例的制备方法中平板型容器结构示意图；
图6为本发明实施例的制备方法中片状荧光粉胶研磨步骤示意图；
图7为本发明实施例的制备方法中对粉末进行筛选步骤示意图；
图8为本发明实施例的制备方法中不锈钢试验筛结构示意图；
图9为本发明实施例的新型荧光粉复合颗粒结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1 玻璃棒、2 容器、3 环氧树脂胶、4 荧光粉、5 气泡、6 热板、7 平板型容器、8 片状荧光粉胶、9 脱模剂、10 研杵、11 试验筛、12 试验筛接料盘、13 尺寸较大的荧光粉复合颗粒、14 适合LED封装的荧光粉复合颗粒、15 筛面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
参见图1，一种荧光粉复合颗粒的工艺流程示意图，其包括以下步骤：荧光粉胶的配制、真空脱泡、荧光粉胶固化成型、荧光粉胶的粉碎及筛选。下面对这些操作步骤进行详细叙述：
参见图2，步骤S1中荧光粉胶的配制中，首先将环氧树脂胶3和荧光粉4按照2：1的质量比例添加到容器2中，然后利用玻璃棒1进行充分的机械搅拌，使得胶体混合均匀。
参见图3，步骤S2的真空脱泡中，将荧光粉4和环氧树脂胶3的混合胶体利用真空泵进行真空脱泡操作，将胶体中的气泡5抽走，防止影响LED封装效果。
参见图4(a)，步骤S3荧光粉胶固化成型中，将进行过抽真空处理的混合胶转移到平板型容器7中，放到热板6上，温度设为115℃使胶体发生固化，固化时间设为40min。参见图4(b)，固化完全后将荧光粉胶从平板型容器7中取出，得到固化的片状荧光粉胶8。
参见图5，步骤S3荧光粉较固化成型中，在平板型容器7内表面贴上蓝膜，方便取出固化的片状荧光粉胶8。
参见图6，步骤S4荧光粉胶的粉碎及筛选中，用研杵10将固化的片状荧光粉胶8充分研磨成粉末。
参见图7，步骤S4荧光粉胶的粉碎及筛选中，利用试验筛11对研磨得到的粉末进行筛选，尺寸较大的荧光粉复合颗粒13不适合LED封装，其粒径大于20μm，利用筛孔将其留在试验筛筛面15上，而尺寸较小的适合LED封装的荧光粉复合颗粒则透过筛孔落到试验筛接料盘12上，其粒径不大于20μm。
参见图8，步骤S4荧光粉胶的粉碎及筛选中，所用的试验筛包括试验筛11和试验筛接料盘12，其为不锈钢的材质的标准筛，试验筛11的筛面15上筛孔均匀分布，目数为600目，从而保证得到的荧光粉复合颗粒粒径不大于20μm，可满足LED封装要求。
参见图9，得到的适合LED封装的荧光粉复合颗粒14是微米级的，其为包括荧光粉4和环氧树脂胶3的复合颗粒，荧光粉4被环氧树脂胶3完全或部分包裹。
本实施例中荧光粉材料为黄色YAG荧光粉。
本实施例中平板型容器7为玻璃制品，耐腐蚀，耐高温。
本实施例每个步骤均在超净环境下进行，即为10000级的超净间，所用器具使用前均用无水乙醇和去离子水清洗后在真空干燥箱中干燥。
实施例2
本实施例与实施例1方法步骤均相同，不同的是：
荧光粉剂的配制步骤S1中：将环氧树脂胶3和荧光粉4按照1：1的质量比例添加到容器2中；
荧光粉胶固化成型步骤S2中：温度设为120℃使胶体发生固化，固化时间设为60min，,平板型容器7为陶瓷材料，也可耐腐蚀，耐高温；在平板型容器7内表面涂覆脱模剂9，方便取出固化的片状荧光粉胶8。
荧光粉胶的粉碎及筛选步骤S4中：试验筛为不锈钢材质的标准筛，且目数为400目，保证筛选的荧光粉复合颗粒的粒径不大于38μm；
本实施例中荧光粉材料为黄色TAG荧光粉；
本实施例每个步骤均在超净环境下进行，即为10000级的超净间，所用器具使用前均用无水乙醇和去离子水清洗后在真空干燥箱中干燥。
实施例3：
本实施例与实施例1方法步骤均相同，不同的是：
荧光粉剂的配制步骤S1中：硅胶和荧光粉4按照1：2的质量比例添加到容器2中；
荧光粉胶固化成型步骤S2中：温度设为125℃使胶体发生固化，固化时间设为50min，平板型容器7中为陶瓷材料，也可耐腐蚀，耐高温；在平板型容器7内表面涂覆脱模剂9，方便取出片状固化荧光粉胶8。
荧光粉胶的粉碎及筛选步骤S4中：试验筛为不锈钢材质的标准筛，且目数为500目，保证筛选得到荧光粉复合颗粒的粒径不大于28μm；
本实施例中荧光粉材料为黄色TAG荧光粉；
本实施例每个步骤均在超净环境下进行，即为10000级的超净间，所用器具使用前均用无水乙醇和去离子水清洗后在真空干燥箱中干燥。
本发明中，硅胶或者环氧树脂与荧光粉的质量配比不限定为2:1,1:1以及1:2这三种，荧光粉固化成型中的固化时间不限定为40min，50min以及60min，也不限定与上述具体数值的组合，只要其落入权利要求的范围内，即荧光粉与硅胶或者环氧树脂的质量配比为1:2～2:1，且固化时间为40～60min内均属于本发明的保护范围。
本发明还要求保护以上所述的荧光粉复合颗粒的应用，其用于替代普通的荧光粉，与硅胶或者环氧树脂胶相混合，用于对LED产品进行封装。只用采用本发明中的表面包覆已经固化的硅胶或者环氧树脂胶的荧光粉进行封装，均落于本发明要求保护的范围。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种荧光粉复合颗粒，其特征在于，其表面包覆有固化的环氧树脂或者硅胶；其粒径为20～38um；其密度小于荧光粉颗粒的密度。
2.一种制备如权利要求1所述荧光粉复合颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1荧光粉胶的配制：将荧光粉加入到硅胶或者环氧树脂胶中，并搅拌均匀；
S2真空脱泡：对所述步骤S1中获得荧光粉胶进行真空处理，以去除胶体中的气泡；
S3荧光粉胶固化成型：将经过所述步骤S2的荧光粉胶在115℃～125℃温度下固化40min～60min，以获得固体状荧光粉胶；
S4荧光粉胶的粉碎及筛选：将经所述S3获得的荧光粉胶粉碎，以获得粉末状荧光粉胶，对所述粉末状的荧光粉胶进行筛选，以获得粒径为20～38μm的颗粒，即获得荧光粉复合颗粒。
3.如权利要求2所述的一种制备荧光粉复合颗粒的方法，其特征在于，所述步骤S1中的荧光粉与硅胶或环氧树脂胶的质量比例为1:2～2:1。
4.如权利要求2或3所述的一种制备荧光粉复合颗粒的方法，其特征在于，整个制备过程在10000级超净间中进行，制备过程中采用的器具在使用前均经过无水乙醇和去离子水清洗后再经真空干燥。
5.如权利要求2-4之一所述的一种制备荧光粉复合颗粒的方法，其特征在于，所述步骤S4中采用试验筛进行筛选，该试验筛为400～600目的不锈钢标准筛。
6.如权利要求2-5之一所述的一种制备荧光粉复合颗粒的方法，其特征在于，所述步骤S3中荧光粉胶固化成型在平板型玻璃或陶瓷制品容器中进行，且所述玻璃或陶瓷制品容器的内表面附有蓝膜或涂有脱模剂。
7.如权利要求2-6之一所述的一种制备荧光粉复合颗粒的方法，其特征在于，所述步骤S1中荧光粉为黄色YAG荧光粉或黄色TAG荧光粉。
8.一种如权利要求2或3之一所述方法制备的荧光粉复合颗粒的应用，其特征在于，将其加入到硅胶或者环氧树脂胶中并混合均匀，用于封装。
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