CN105304793B - 一种隔离式液体封装led及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔离式液体封装LED，包括一支撑体、基座、LED芯片和一能够被所述LED芯片发出的光线所照射到的透明容器，所述透明容器中装载有呈液体状的碳点荧光材料，由于本发明通过将碳点荧光材料密封封装于透明容器中，隔离碳点荧光材料与LED芯片的接触，有效解决了由于LED芯片发热而导致荧光材料衰减速率过高、失效过快的问题，进而提高了LED灯的使用寿命和综合品质。同时本发明还提供一种制作该隔离式液体封装LED的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯领域，尤其是一种隔离式液体封装LED及其制备方法。
背景技术
众所周知，现有的照明LED发出白光，主要是采用荧光转换法实现的。即在蓝光芯片表面涂覆以YAG黄色荧光粉，通电激发以后与蓝光芯片发出的蓝光混合发出白色的光。这种方式，由于荧光粉直接涂覆于芯片表面，芯片点亮后的高温会加速荧光胶部分的衰减，另外，若荧光胶涂覆不均，则容易造成光斑不良的现象。
近年来兴起了一种隔离式荧光粉封装结构，即将YAG荧光粉和有机集成硅胶混合均匀后，涂覆于PC透镜之上封装而得。在实际操作中，采用这种涂敷方案布胶不够均匀，从而使得白光LED成品的色温一致性和发光一致性差，成品率不高，而且对于封装得到的成品LED的色温难以做到有效调整。另外，这种封装结构的最致命的缺点在于荧光粉的衰减速率较高，失效率较高，造成LED灯的综合发光效率衰减过快。与此同时，色温也因蜕变而超出合理的范围，限制了白光LED灯的综合品质提升，严重影响了白光LED灯的大面积普及。
因此，寻找一种新型的白光LED的封装方式，研制并开发一种具有高光效、高显指、成本低的新型白光LED以解决上述问题势在必行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种既能发出白光，同时具有高光效、高显指，发光材料衰减速率低、失效慢的隔离式液体封装LED,同时还提供一种制作该隔离式液体封装LED的制备方法。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：
一种隔离式液体封装LED，包括一支撑体，所述支撑体的上部中间位置处开设有一凹陷位，同时该支撑体的下部设置有一穿过该支撑体并延伸进所述凹陷位中的基座，所述基座延伸进所述凹陷位中的一端上设置有一能够发出紫外光的LED芯片，所述凹陷位的上部设置有能够被所述LED芯片发出的光线所照射到的透明容器，所述透明容器中装载有呈液体状的碳点荧光材料。
作为上述技术方案的改进，所述LED芯片的正负极引脚分别通过金线与所述支撑体上的电导线相连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述基座为一铜柱体。
在本发明中，所述铜柱体的中部设置有一能够穿过所述支撑体并延伸进所述凹陷位中的凸台，所述LED芯片设置于该凸台上。
优选地，所述LED芯片为COB，其发射的光线的波长为280-400nm。
一种制作隔离式液体封装LED的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制作碳点荧光材料，首先以柠檬酸为碳源，加入少量乙二胺或乙醇胺，然后采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成得到在紫外光激发下，具有蓝光发射、绿光发射及红光发射的碳点荧光材料，所述碳点荧光材料呈液体状；
2)封装，将步骤1)中得到在紫外光激发下，具有蓝光发射、绿光发射及红光发射的碳点荧光材料按照一定的比例均匀混合后，再注入到透明容器中进行密封封装；
3)组装，将步骤2)中得到的密封装载有碳点荧光材料的透明容器与支撑体、基座、LED芯片组装起来，从而得到所需要的隔离式液体封装LED
进一步，所述步骤1)中柠檬酸与乙二胺或乙醇胺按照摩尔比例为1：0.1-4的比例进行混合。
再进一步，所述步骤1)中制作得到的碳点荧光材料的吸收峰为280-400nm，且具有单一的窄带发射峰。
本发明的优选实施例，所述步骤1)中采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成碳点荧光材料时的反应温度为80-300℃，时间为2-8小时。
在本发明中，所述步骤1)中采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成碳点荧光材料时的反应温度为120-200℃，时间为4-6小时。
本发明的有益效果是：由于本发明通过将碳点荧光材料密封封装于透明容器中，隔离碳点荧光材料与LED芯片的接触，有效解决了由于LED芯片发热而导致荧光材料衰减速率过高、失效过快的问题，进而提高了LED灯的使用寿命和综合品质；
同时在本发明中，由于采用的碳点荧光材料为液体状且，因此该些碳点荧光材料可以非常均匀地分布于透明容器中，克服了传统封装技术中由于荧光材料分布不均匀而使得传统的LED灯在照明时发出的光斑或光色中出现蓝块或黄块、蓝圈或黄圈现象，本发明的隔离式液体封闭LED具有较好的色温可调性，克服了传统封装方式存在的色温易蜕变并难以调节恢复的难题；
另外，由于本发明中采用的碳点荧光材料呈现液体状，与固态物质相比，液体材料具有相对较大的比热容，因此，本发明的碳点荧光材料在工作时可以吸收较多的热量，较好地解决了在照明LED灯中由于LED芯片发热而导致荧光材料的过热、荧光猝灭的问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明中隔离式液体封装LED的一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，一种隔离式液体封装LED，包括一支撑体10，在这里，所述支撑体10优选采用塑胶制作，当然也可以采用其他材料制作也是可以的，所述支撑体10的上部中间位置处开设有一向其内部凹陷的凹陷位11，同时该支撑体10的下部设置有一穿过该支撑体10并延伸进所述凹陷位11中的基座20，所述基座20延伸进所述凹陷位11中的一端上设置有一能够发出紫外光的LED芯片30，所述凹陷位11的上部设置有能够被所述LED芯片30发出的光线所照射到的透明容器40，所述透明容器40中装载有呈液体状的碳点荧光材料50，上述的透明容器40可以采用有机材质制作，如：亚克力板、聚醚醚酮(PEEK)、透明聚苯酯(PHB)等，当然也可以采用无机材质制作，如：透明陶瓷、石英玻璃等。
由于本发明通过将呈液体状的碳点荧光材料50密封封装于透明容器40中，隔离碳点荧光材料50与LED芯片30的接触，有效解决了由于LED芯片30发热而导致荧光材料衰减速率过高、失效过快的问题，进而提高了LED灯的使用寿命和综合品质。
在这里，为了使得LED芯片30可以更好地外界电源相连接，优选地，所述LED芯片30的正负极引脚分别通过金线31与所述支撑体10上的电导线12相连接。
为了使得LED芯片30工作时发出的热量可以更好地散发到外界中去，优选地，所述基座20为一导热良好的铜柱体，进一步优选地，所述铜柱体的中部设置有一能够穿过所述支撑体10并延伸进所述凹陷位11中的凸台，所述LED芯片30设置于该凸台上。
进一步，为了使得LED芯片30工作时的照明亮度更亮，在本发明中，优选地，所述LED芯片30为COB，其发射的光线的波长为280-400nm。
一种制作隔离式液体封装LED的制备方法，包括以下步骤：
1)制作碳点荧光材料，首先以柠檬酸为碳源，加入少量乙二胺或乙醇胺，在这里，所述柠檬酸与乙二胺或乙醇胺按照摩尔比例为1：0.1-4的比例进行混合，然后采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成得到在紫外光激发下，具有蓝光发射、绿光发射及红光发射且呈液体状的碳点荧光材料，在本发明中，通过调整柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合摩尔比例，可以制备出在紫外光激发下，具有蓝光发射、绿光发射和红光发射的水溶性碳点荧光材料,在这里作为本发明的优选实施例，制备在紫外光激发下，具有蓝光发射的水溶性碳点荧光材料时，柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合摩尔比例为1：0.2-0.33，进一步优选，所述柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合摩尔比例优选为1：0.25；制备在紫外光激发下，具有绿光发射的水溶性碳点荧光材料时，柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合摩尔比例为1：1-1.5，进一步优选，所述柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合摩尔比例为1：1.25；而制备在紫外光激发下，具有红光发射的水溶性碳点荧光材料时，柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合摩尔比例为1:0.2-0.4,进一步优选，所述柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合摩尔比例为1：0.3；所述碳点荧光材料的吸收峰为280-400nm，且具有单一的窄带发射峰，作为本发明的优选实施例，上述采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成碳点荧光材料时的反应温度为80-300℃，时间为2-8小时，进一步优选，上述采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成碳点荧光材料时的反应温度为120-200℃，时间为4-6小时，再进一步优选，上述采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成碳点荧光材料时的反应温度为160℃，时间为5小时；
2)封装，将步骤1)中得到在紫外光激发下，具有蓝光发射、绿光发射及红光发射的碳点荧光材料按照一定的比例均匀混合后，再注入到透明容器中进行密封封装，在本发明中，在紫外光激发下，上述具有蓝光发射、绿光发射及红光发射的碳点荧光材料按照质量比50：100：0.1进行混合；
3)组装，将步骤2)中得到的密封装载有碳点荧光材料的透明容器与支撑体、基座、LED芯片组装起来，从而得到所需要的隔离式液体封装LED；
4)成品检测和调整，采用远方G01900L灯具配光曲线测试系统测试对步骤3)中得到的隔离式液体封装LED进行检测，测试该LED的光效、显色指数、色温和色坐标等参数，进而反馈指导修正透明容器的厚度、具有不同发光的碳点荧光材料的混合比例以及距离透明容器与LED芯片的距离。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种隔离式液体封装LED，其特征在于：包括一支撑体(10)，所述支撑体(10)的上部中间位置处开设有一凹陷位(11)，同时该支撑体(10)的下部设置有一穿过该支撑体(10)并延伸进所述凹陷位(11)中的基座(20)，所述基座(20)延伸进所述凹陷位(11)中的一端上设置有一能够发出紫外光的LED芯片(30)，所述凹陷位(11)的上部设置有能够被所述LED芯片(30)发出的光线所照射到的透明容器(40)，所述透明容器(40)中装载有呈液体状的碳点荧光材料(50)。
2.根据权利要求1所述的一种隔离式液体封装LED，其特征在于：所述LED芯片(30)的正负极引脚分别通过金线(31)与所述支撑体(10)上的电导线(12)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种隔离式液体封装LED，其特征在于：所述基座(20)为一铜柱体。
4.根据权利要求3所述的一种隔离式液体封装LED，其特征在于：所述铜柱体的中部设置有一能够穿过所述支撑体(10)并延伸进所述凹陷位(11)中的凸台，所述LED芯片(30)设置于该凸台上。
5.根据权利要求1所述的一种隔离式液体封装LED，其特征在于：所述LED芯片(30)为COB，其发射的光线的波长为280-400nm。
6.一种制作权利要求1-5任一所述的一种隔离式液体封装LED 的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制作碳点荧光材料，首先以柠檬酸为碳源，加入少量乙二胺或乙醇胺，然后采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成得到在紫外光激发下，具有蓝光发射、绿光发射及红光发射的碳点荧光材料，所述碳点荧光材料呈液体状,所述步骤1)中柠檬酸与乙二胺或乙醇胺按照摩尔比例为1：0.1-4的比例进行混合；
2)封装，将步骤1)中得到在紫外光激发下，具有蓝光发射、绿光发射及红光发射的碳点荧光材料按照一定的比例均匀混合后，再注入到透明容器中进行密封封装；
3)组装，将步骤2)中得到的密封装载有碳点荧光材料的透明容器与支撑体、基座、LED芯片组装起来，从而得到所需要的隔离式液体封装LED 。
7.根据权利要求6所述的一种制作隔离式液体封装LED的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中制作得到的碳点荧光材料的吸收峰为280-400nm，且具有单一的窄带发射峰。
8.根据权利要求6所述的一种制作隔离式液体封装LED的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成碳点荧光材料时的反应温度为80-300℃，时间为2-8小时。
9.根据权利要求8所述的一种制作隔离式液体封装LED的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中采用水热法将柠檬酸与乙二胺或乙醇胺的混合物合成碳点荧光材料时的反应温度为120-200℃，时间为4-6小时。
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