CN107425111A - 一种白光led远程荧光粉封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种白光LED远程荧光粉封装方法，属于固态照明技术领域。本发明通过制备四方晶系的白钨矿结构荧光粉，提高稀土离子掺杂荧光粉的外部量子效率，提高发光效率，提升发光质量，再通过荧光粉层连接至基座，构建散热通道，在封装结构中增加荧光粉层与基座之间的导热路径和控制芯片与荧光粉层间封装胶层的厚度，有效降低荧光粉层温度，同时隔离荧光粉层与芯片之间的热传导，降低二者之间的相互热影响，改善了荧光粉层的散热效果，也使得芯片和荧光粉层的散热问题相互独立出来，增大了灯珠光学设计的自由度。
Description
技术领域
本发明涉及一种白光LED远程荧光粉封装方法，属于固态照明技术领域。
背景技术
白光LED是新一代固态照明技术，具有高效节能、绿色环保等优点，已经在舞台照明、液晶显示和广告宣传等领域中得到了广泛应用。白光LED从产生白光的方式上大致可以分为无荧光粉型和有荧光粉型两类。在无荧光粉的白光LED中，白光是由分别发光的三基色LED混合得到的，通过调节三基色LED的发光比例即可获得不同效果的白光；有荧光粉的白光LED是基于蓝光或紫外光的光转换型器件，又称为荧光转换型白光LED，在这类器件中，荧光粉受到蓝光或紫外光的激发产生对应绿光和红光，或蓝光、绿光、红光等，混合得到白光。荧光转换型白光LED具有封装工艺简单成熟、成本较低等特点，是目前照明市场上的主流产品。近年来，随着高亮度蓝光LED的进一步发展，以及各方面的政策鼓励，荧光转换型白光LED受到了越来越多的关注，在各个方面都取得了长足的进步和发展，比如发光效率的进一步提升，在保证产品质量的同时产品价格大幅下降等，这些因素都赋予了荧光转换型白光LED更强的市场竞争力。
但是要想替代现有市场上的白炽灯和荧光灯，成为真正的照明主体，荧光转换型白光LED仍面临着很多问题和挑战，主要表现为提高发光效率、提升发光质量、改善散热结构，因此，开发一种可提高发光效率和发光质量，同时改善散热结构的封装方法，显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前荧光转换型白光LED存在发光效率低、发光质量差、散热差的问题，本发明提供了一种白光LED远程荧光粉封装方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种白光LED远程荧光粉封装方法，其特征在于，在芯片上依次涂覆有封装胶层、荧光粉层、透镜。
所述封装胶层为封装胶干燥制得，所述封装胶为硅胶、环氧树脂中的一种或两种。
所述荧光粉层连接至基座，由荧光液干燥制得。
所述荧光液为1~5重量份封装胶，0.1~0.2重量份红色荧光粉，0.1~0.2重量份黄色荧光粉组成。
所述红色荧光粉为CanBamWO4：Eu3+，n为0.72~0.84，m为0.05~0.15。
所述的一种白光LED远程荧光粉封装方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）将碳酸钙、碳酸钡加入去离子水中混合均匀，加入质量分数为10%盐酸至固体完全溶解，再加入硝酸铕溶液、氯化钨，搅拌20~30min，得反应液；
（2）用氨水调节反应液pH为8.0~8.5混合均匀后装入水热反应釜中，在220~240℃下反应3~6h，冷却至室温后过滤得滤渣，将滤渣水洗干燥，得红色荧光粉；
（3）将红色荧光粉、黄色荧光粉、封装胶混合，得荧光液；
（4）用封装胶密封芯片，控制封装胶用量为0.1~0.8g/cm2，干燥后再在封装胶层上涂抹荧光液，控制荧光液用量为0.01~0.08g/cm2，并使荧光粉层连接至基座，干燥后覆盖透镜即可。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明通过制备四方晶系的白钨矿结构荧光粉，空间群为I41/a。每个W6+与四个O2－配位，构成一个WO2－ 4四面体，Ca、Ba离子与八个O2－配位，属于S4对称性，没有反演中心，可以很好的与近紫外和蓝光LED芯片相匹配，有效提高红色荧光粉的发光强度。WO2－ 4将吸收的能量传递给稀土离子，大大提高稀土离子掺杂荧光粉的外部量子效率，提高发光效率，提升发光质量。
（2）本发明通过荧光粉层连接至基座，构建散热通道，在封装结构中增加荧光粉层与基座之间的导热路径和控制芯片与荧光粉层间封装胶层的厚度，有效降低荧光粉层温度，同时隔离荧光粉层与芯片之间的热传导，降低二者之间的相互热影响，改善了荧光粉层的散热效果，也使得芯片和荧光粉层的散热问题相互独立出来，增大了灯珠光学设计的自由度。
具体实施方式
取0.72~0.84mol碳酸钙，0.05~0.15mol碳酸钡加入1.0~1.5L去离子水中，在以300~400r/min持续搅拌下，加入质量分数为10%盐酸至固体完全溶解，再加入1.0~1.2L摩尔浓度为0.08mol/L硝酸铕溶液，1.0~1.2mol氯化钨，继续搅拌20~30min，得反应液；用氨水调节反应液pH为8.0~8.5，以300~400r/min搅拌10~15min后装入水热反应釜中，在220~240℃下反应3~6h，冷却至室温后过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3~5次后置于干燥箱中，在105~110℃下干燥至恒重，得红色荧光粉；取1~5g封装胶，0.1~0.2g红色荧光粉，0.1~0.2g黄色荧光粉，混合均匀后得荧光液；用封装胶密封芯片，控制封装胶用量为0.1~0.8g/cm2，并置于60~70℃干燥箱中干燥20~30min，再在封装胶层上涂抹荧光液，控制荧光液用量为0.01~0.08g/cm2，并使荧光粉层连接至基座，再置于60~70℃干燥箱中干燥20~30min，覆盖透镜即可。
实例1
取0.73mol碳酸钙，0.15mol碳酸钡加入1.0L去离子水中，在以300r/min持续搅拌下，加入质量分数为10%盐酸至固体完全溶解，再加入1.0L摩尔浓度为0.08mol/L硝酸铕溶液，1.0mol氯化钨，继续搅拌20min，得反应液；用氨水调节反应液pH为8.0，以300r/min搅拌10min后装入水热反应釜中，在220℃下反应3h，冷却至室温后过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3次后置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得红色荧光粉；取5g封装胶，0.2g红色荧光粉，0.2g黄色荧光粉，混合均匀后得荧光液；用封装胶密封芯片，控制封装胶用量为0.1g/cm2，并置于60℃干燥箱中干燥25min，再在封装胶层上涂抹荧光液，控制荧光液用量为0.01g/cm2，并使荧光粉层连接至基座，再置于60℃干燥箱中干燥20min，覆盖透镜即可。所述封装胶为硅胶、环氧树脂中的一种或两种。
实例2
取0.76mol碳酸钙，0.12mol碳酸钡加入1.0L去离子水中，在以300r/min持续搅拌下，加入质量分数为10%盐酸至固体完全溶解，再加入1.0L摩尔浓度为0.08mol/L硝酸铕溶液，1.0mol氯化钨，继续搅拌20min，得反应液；用氨水调节反应液pH为8.0，以300r/min搅拌10min后装入水热反应釜中，在230℃下反应5h，冷却至室温后过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣4次后置于干燥箱中，在108℃下干燥至恒重，得红色荧光粉；取3g封装胶，0.1g红色荧光粉，0.1g黄色荧光粉，混合均匀后得荧光液；用封装胶密封芯片，控制封装胶用量为0.4g/cm2，并置于65℃干燥箱中干燥25min，再在封装胶层上涂抹荧光液，控制荧光液用量为0.04g/cm2，并使荧光粉层连接至基座，再置于65℃干燥箱中干燥25min，覆盖透镜即可。所述封装胶为硅胶、环氧树脂中的一种或两种。
实例3
取0.83mol碳酸钙，0.05mol碳酸钡加入1.5L去离子水中，在以400r/min持续搅拌下，加入质量分数为10%盐酸至固体完全溶解，再加入1.2L摩尔浓度为0.08mol/L硝酸铕溶液，1.2mol氯化钨，继续搅拌30min，得反应液；用氨水调节反应液pH为8.5，以400r/min搅拌15min后装入水热反应釜中，在240℃下反应6h，冷却至室温后过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣5次后置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得红色荧光粉；取5g封装胶，0.2g红色荧光粉，0.2g黄色荧光粉，混合均匀后得荧光液；用封装胶密封芯片，控制封装胶用量为0.8g/cm2，并置于70℃干燥箱中干燥30min，再在封装胶层上涂抹荧光液，控制荧光液用量为0.08g/cm2，并使荧光粉层连接至基座，再置于70℃干燥箱中干燥30min，覆盖透镜即可。所述封装胶为硅胶、环氧树脂中的一种或两种。
对比例：传统黄色荧光粉和蓝光LED组合封装方法
对实例及对照例的封装方法进行检测，具体检测结果如表1。
表1
| 项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 对照例 |
| 色温K | 5689 | 4658 | 5236 | 2950 |
| 光学光效lm/W | 250 | 231 | 239 | 201 |
| 光通量lm | 271.4 | 246.5 | 259.1 | 223.6 |
| 荧光粉层温度℃ | 62.87 | 66.72 | 63.55 | 71.94 |
由表1可知，本发明设计的白光LED远程荧光粉封装方法，有效提高了发光效率，提升了发光质量，且散热效率好。
Claims (6)
1.一种白光LED远程荧光粉封装方法，其特征在于，在芯片上依次涂覆有封装胶层、荧光粉层、透镜。
2.如权利要求1所述的一种白光LED远程荧光粉封装方法，其特征在于，所述封装胶层为封装胶干燥制得，所述封装胶为硅胶、环氧树脂中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的一种白光LED远程荧光粉封装方法，其特征在于，所述荧光粉层连接至基座，由荧光液干燥制得。
4.如权利要求3所述的一种白光LED远程荧光粉封装方法，其特征在于，所述荧光液为1~5重量份封装胶，0.1~0.2重量份红色荧光粉，0.1~0.2重量份黄色荧光粉组成。
5.如权利要求4所述的一种白光LED远程荧光粉封装方法，其特征在于，所述红色荧光粉为CanBamWO4：Eu3+，n为0.72~0.84，m为0.05~0.15。
6.如权利要求4所述的一种白光LED远程荧光粉封装方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）将碳酸钙、碳酸钡加入去离子水中混合均匀，加入质量分数为10%盐酸至固体完全溶解），再加入硝酸铕溶液、氯化钨，搅拌20~30min，得反应液；
（2）用氨水调节反应液pH为8.0~8.5混合均匀后装入水热反应釜中，在220~240℃下反应3~6h，冷却至室温后过滤得滤渣，将滤渣水洗干燥，得红色荧光粉；
（3）将红色荧光粉、黄色荧光粉、封装胶混合，得荧光液；
（4）用封装胶密封芯片，控制封装胶用量为0.1~0.8g/cm2，干燥后再在封装胶层上涂抹荧光液，控制荧光液用量为0.01~0.08g/cm2，并使荧光粉层连接至基座，干燥后覆盖透镜即可。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20171201 |