CN112133812A - 高热导荧光薄膜、制备方法及在led或激光照明的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无机发光材料领域，公开了一种高热导荧光薄膜、制备方法及在LED或激光照明的应用，高热导荧光薄膜以镀有黄绿光反射与蓝光透过膜的蓝宝石为衬底，在衬底上涂上硅胶、树脂、硅树脂复合的青光、绿光、黄光、红光荧光粉。封装方式包括透过式、反射式与其他封装方式。青光荧光粉为氮氧化物；绿光荧光粉为GaYAG铝酸盐或LuAG铝酸盐；黄光荧光粉为YAG铝酸盐；红光荧光粉为氮化物；本发明激发源为蓝光激光二极管或蓝光LED芯片产生蓝光，或者是紫外光激光二极管或紫外光LED芯片产生的紫外光，发射峰为宽带发射，发射波长从450nm调至750nm，显指为60‑96，色温2000–20000K。
Description
技术领域
本发明属于无机发光材料技术领域，尤其涉及一种高热导荧光薄膜、制备方法及在LED或激光照明的应用。
背景技术
激光照明(Laser-DrivenSolid-StateLighting)是新一代的照明方式，相比于LED照明方式，激光照明还有着尺寸小、能耗更低，亮度更高、照明距离更远、发散角小等特点，特别适用于航空、航海、码头/矿井探照灯、汽车远光灯和户外搜救等需要进行远距离照明的应用场景。激光照明的基本原理为：使用波长为455nm的蓝色光激光二极管照射荧光材料，荧光材料将部分蓝光转换成黄、绿、红等颜色的光，并和未被吸收的部分蓝光复合形成白光。由于激光照明使用激光二极管作为光源，其能量大，所以对白光激光照明中所能使用的荧光材料散热性能有着非常高的要求，否则很容易失效或者被激光打碎。目前，白光激光照明中的荧光材料多采用将YAG:Ce荧光粉加树脂硅胶直接贴合在激光二极管或玻璃片上的传统封装方式。然而，高功率密度的蓝光LD照射在荧光材料表面，会引起高达几百摄氏度的急剧温升，过高的工作温度会降低荧光效率，且高分子材料容易老化，且热导率低(硅胶和环氧树脂热导率在0.4W/m﹒K)，所以仅适用于低功率白光激光照明，也容易失效。故在白光激光照明中对于新型荧光材料有着非常高的要求与迫切的需求。目前针对激光照明设备的快速发展，也提出了大功率、小尺寸、高热导、高显指等要求，以满足未来对激光照明在各个领域的广泛应用。
薄膜是一种厚度很薄，一般由原子，分子或离子沉积在基片表面形成的二维材料，一般用塑料、胶粘剂、橡胶或其他无机材料制成。根据使用材料或者功能方面的区分，薄膜可分为光学薄膜、复合薄膜、超导薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、塑料薄膜等。在照明、电子、光学、电器、机械、印刷、等行业有着广泛的应用。此外，由于蓝宝石单晶耐高温，导热好(46.06W/m.k@0℃，25.12W/m.k@100℃，12.56W/m.k@400℃)，硬度与透过率高，化学稳定性好。基于此，为了实现高功率与高显色指数的白光激光照明，将薄膜技术与蓝宝石结合起来，在实现能满足高功率与高显色指数的白光激光照明方面有着非常重要的前景和需求。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)目前现有用于激光照明的薄膜材料热导率低，不能承受较大功率激光的照射，或者是小功率激光长时间照射，薄膜材料容易失效。
(2)目前已有的薄膜材料均才用较低光效、热稳定性差的荧光粉进行涂覆，最终形成的激光照明器件或设备光效低、稳定性差、寿命短，不能满足大功率LED或白光激光照明等的需求。
(3)目前已有的薄膜材料尺寸和形状都不易调整，不能依据现有的激光照明设备进行加工和封装。
解决以上问题及缺陷的难度为：目前应用于激光照明用薄膜材料的发光材料的热导率较低，很难将激光芯片产生的热量导走，因此需要开发出具有高热导的发光材料，或者是具有高热导的复合结构。此外，目前可以被蓝光激光芯片激发的高效发光材料相对较少，常用的YAG：Ce荧光粉的发光波段主要集中在黄光波段，缺少红色波段，因此在激光照明设备中将出现显色指数低的缺点。现有的照明用薄膜材料形状和尺寸都是基于常规LED照明芯片和设备，而不是满足于大功率LED或激光照明芯片和设备。
解决以上问题及缺陷的意义为：开发出具有高热导率、高显指、尺寸和形状可控的复合荧光薄膜，可以承受目前主流大功率LED或激光器的长时间照射，提高大功率LED或激光照明设备的使用寿命、满足特殊照明场合应用、以及适合现有大功率LED或激光照明设备的加工与封装，降低大功率LED或激光照明设备的成本具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高热导荧光薄膜、制备方法及在LED或激光照明的应用。
本发明是这样实现的，一种高热导荧光薄膜，所述高热导荧光薄膜以镀有黄绿光反射与蓝光增透膜的蓝宝石为衬底，在衬底上涂上硅胶、树脂复合的青光、绿光、红光荧光粉。
进一步，所述青光荧光粉(C)为：(Ba1-xSrx)Si2O2N2:Eu2+，或(Ba5-ySry)(PO4)3Cl:Eu2 +；其中Eu2+含量为0.01～20at％；0<x<1；在蓝光/紫外光LED芯片和蓝光/紫外光激光二极管的激发下，发射波长峰值在490-500nm，使用含量为0-100wt％
所述绿光荧光粉(G)为Y3Al5-mGamO12:Ce3+或Lu3Al5O12:Ce3+，其中0<m<5，Ce3+含量均为0.01～50at％；在蓝光/紫外光LED芯片和蓝光/紫外光激光二极管的激发下，发射波长峰值在530-540nm，使用含量为0-100wt％；
所述橙光荧光粉(O)为：(Y1-zLuz)3Al5O12：Ce，其中Ce含量为0.01～20at.％。
所述黄光荧光粉(Y)为Y3Al5O12:Ce3+，其中Ce3+含量为0.01～50at％；在蓝光/紫外光LED芯片和蓝光/紫外光激光二极管的激发下，发射波长峰值在545-565nm，使用含量为0-100wt％；
所述红光荧光粉(R)为：M2Si5N8:Eu2+(M＝Ca,Sr,Ba)，或CaAlSiN3:Eu2+,其中Eu2+含量为0.01～50at％；在蓝光/紫外光LED芯片和蓝光/紫外光激光二极管的激发下，发射波长峰值在610-670nm，使用含量为0-100wt％；
为了实现蓝光/紫外光LED与激光二极管激发下的白光输出，各种青光、橙光、绿光、黄光、红光荧光粉比例为C:：G：Y：O:R＝a:b:c:d:e,其中0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1，0≤e≤1，且满足a+b+c+d+e＝1。
所述硅胶、硅树脂主要成分为二氧化硅(SiO2)或以硅氧键(-Si-O-Si-)为主的高聚物，使用含量为0-90wt％；所述树脂为广义的高分子聚合物，使用含量为0-90wt％。
本发明的另一目的在于提供一种所述高热导荧光薄膜的制备方法，所述高热导荧光薄膜的制备方法包括：丝网印刷、流延法、喷涂，其工艺流程如图1所示，成型后高热导荧光薄膜结构示意图如图2所示。
进一步，所述丝网印刷工艺流程为：
①将上述各种荧光粉按照一定比例混合均匀；②将混合好的荧光粉按一定比例与高熔点硅胶、树脂或硅树脂中搅拌均匀，形成稳定的浆料；③利用丝网印刷机刮墨板压着印版水平移动，通过印版起落，更换底部的蓝宝石衬底，将上述配置好的荧光粉混合试剂印刷在蓝宝石衬底上，其中，丝网印刷的印版厚度为0.01-1mm。④将上述蓝宝石基片放在烘箱中进行烘烤，烘烤温度为100-1000℃。⑤成型后荧光薄膜厚度为0.01-1mm。
所述流延法工艺流程为：①将上述各种荧光粉按照一定比例混合均匀；②将混合好的荧光粉按一定比例与高熔点硅胶、树脂或硅树脂中搅拌均匀，形成稳定的浆料；③将配置好的浆料从料斗上部流到基带的蓝宝石底片上，通过基带与刮刀的相对运动形成一定厚度的薄膜，其中，通过控制刮刀与基带之间的距离调控薄膜的厚度，一般该厚度为0.01-1mm。④将上述蓝宝石基片放在烘箱中进行烘烤，烘烤温度为100-1000℃。⑤成型后荧光薄膜厚度为0.01-1mm。
所述喷涂工艺流程为：①将上述各种荧光粉按照一定比例混合均匀；②将混合好的荧光粉按一定比例与高熔点硅胶、树脂或硅树脂中搅拌均匀，形成稳定的浆料；③将配置好的浆料装入喷涂机中，利用喷涂机将浆料喷射在蓝宝石底片上，其中，通过控制喷射时间来调控薄膜的厚度(0.01-1mm)。④将上述蓝宝石基片放在烘箱中进行烘烤，烘烤温度为100-1000℃。⑤成型后荧光薄膜厚度为0.01-1mm。
本发明的另一目的在于提供一种激光照明设备的封装方法，所述激光照明设备的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，包括：
(1)透过式封装：1)将薄膜切割为：①直径Ф＝1～100mm的圆片；或②边长为1～100mm的方片；或③其他各类形状；2)将切割好的薄膜与蓝光/紫外光激光器及相应透镜按直线进行集成装配，如图3所示；
(2)反射式封装：1)将薄膜切割为：①直径Ф＝1～100mm的圆片；或②边长为1～100mm的方片；或③其他各类形状；2)将切割好的薄膜其中一面黏结在铜或铝片上，3)与蓝光/紫外光激光器按V字形组装，如图4所示。
(3)“Z”型封装：1)将薄膜切割为：①直径Ф＝1～100mm的圆片；或②边长为1～100mm的方片；或③其他各类形状；2)将切割好的薄膜其中一面黏结在如图5所示的铜或铝片基板上；铜或铝片基板外有具有高反光特征的反射镜外壳，并在反光镜一侧开有小孔，直径为0.5-5mm；蓝光/紫外光激光器所发射出的激光能从该小孔穿过并照射、激发荧光薄膜，经反射镜聚光后，从另一侧发出光，如图5所示。
本发明的另一目的在于提供一种激光手电筒的封装方法，所述激光手电筒的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，可采用透过式封装、反射式封装以及“Z”型封装或其他封装方式，分别如图3、图4、图5所示。
本发明的另一目的在于提供一种LED灯的封装方法，所述LED灯的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，可采用如图3所示透过式封装。
本发明的另一目的在于提供一种汽车大灯的封装方法，所述汽车大灯的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，可采用透过式封装、反射式封装以及“Z”型封装或其他封装方式，分别如图3、图4、图5所示。
本发明的另一目的在于提供一种探照灯的封装方法，所述探照灯的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，可采用透过式封装、反射式封装以及“Z”型封装或其他封装方式，如图3、图4、图5所示。
本发明的另一目的在于提供一种光纤激光照明灯的封装方法，所述光纤激光照明灯的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，包括：将蓝光/紫外光激光二极管与光纤其中一端相连接，光纤长度为0.005-10000米，直径为0.2-2毫米；另一端与高热导荧光薄膜可按透过式封装、反射式封装或“Z”型封装或其他封装方式进行封装；光纤激光照明灯封装示意图如图6所示。
本发明的另一目的在于提供一种医用无影灯的封装方法，所述医用无影灯的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，可采用透过式封装、反射式封装以、“Z”型封装以及光纤激光照明灯封装或其他封装方式。
本发明的另一目的在于提供一种搜索灯的封装方法，所述搜索灯的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，可采用透过式封装、反射式封装以及“Z”型封装或其他封装方式。
本发明的另一目的在于提供一种军用手电筒的封装方法，所述军用手电筒的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，可采用透过式封装、反射式封装以及“Z”型封装或其他封装方式。
本发明的另一目的在于提供一种内窥镜灯的封装方法，所述内窥镜灯的封装方法使用所述高热导荧光薄膜，可采用透过式封装、光纤激光照明灯封装或其他封装方式。还提供使用所述高热导荧光薄膜的道路路灯、矿井灯、主题公园照明灯、标志性建筑亮化灯、码头照明灯、飞机照明灯、搜索灯、战术枪灯、狩猎灯。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明的热导率在20-33Wm-1K-1，宽带发射，激发源为蓝光/紫外光激光二极管或蓝光/紫外光LED芯片产生的蓝光光，发射波长可调(490–650nm)，显指为60-96，色温2000-20000K，流明效率：>50lm/W。
高热导荧光薄膜以镀有黄绿光反射与蓝光透过膜的蓝宝石为衬底，在衬底上涂上硅胶、树脂、硅树脂复合的青光、绿光、黄光、红光荧光粉。封装方式包括透过式、反射式与其他封装方式。所述青光荧光粉为氮氧化物；绿光荧光粉为GaYAG铝酸盐或LuAG铝酸盐；所述黄光荧光粉为YAG铝酸盐；红光荧光粉为氮化物；各种荧光粉使用含量均为0-100wt％；所述硅胶、硅树脂主要成分为二氧化硅(SiO2)或以硅氧键(-Si-O-Si-)为主的高聚物，使用含量为0-90wt％；所述树脂为广义的高分子聚合物，使用含量为0-100wt％。所述高热导荧光薄膜的制备方法包括：丝网印刷、流延法、喷涂法。本发明的热导率在20-33Wm-1K-1，激发源为蓝光激光二极管或蓝光LED芯片产生的蓝光，或者是紫外光激光二极管或紫外光LED芯片产生的紫外光，发射峰为宽带发射，发射波长可调(490–650nm)，显指为60-96，色温2000–20000K，流明效率：>50lm/W。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的高热导荧光薄膜的制备方法流程图。
图2是本发明实施例提供的高热导荧光薄膜结构示意图。
图3是本发明实施例提供的透过式封装示意图。
图4是本发明实施例提供的反射式封装示意图。
图5.是本发明实施例提供的“Z”型封装示意图。
图6是本发明实施例提供的光纤激光远距离照明示意图。
图7.是本发明实施例提供的实例1中高热导荧光薄膜断面SEM结果。
图8是本发明实施例提供的实例1中白光激光照明(透过式)结果。
图9是本发明实施例提供的实例2中高显指白光激光照明(透过式)结果。
图10是本发明实施例提供的实例3中高热导荧光薄膜断面SEM结果。
图11是本发明实施例提供的实例3中高光效白光激光照明(反射式)结果。
图12是本发明实施例提供的实例4中高光效高显指白光LED照明(透过式)结果。
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。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高热导荧光薄膜、制备方法及在LED或激光照明的应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。
实施例1：
色温为6000K时，高热导、高光效的荧光薄膜的白光激光照明应用(透过式)
(1)将发射波长为550nm的Y3Al5O12:Ce3+荧光粉与硅胶、树脂、硅树脂复合的胶水按质量比2:1的比例混合均匀，制备出混合浆料；
(2)利用丝网印刷工艺，丝网厚度为0.06mm，将上述混合浆料刷在镀有黄绿光反射与蓝光透过膜的蓝宝石为衬底上，之后在300℃烘干30分钟；
(3)将制备出的高热导荧光薄膜按透过式的封装方式与455nm蓝光激光二极管进行封装；
(4)对荧光薄膜进行断面SEM测试，其结果如图7所示，厚度为0.075mm左右；
(5)对高热导荧光薄膜进行热导率测试，结果显示，其热导率为28W/(m.k)@25℃
(6)对封装后的器件进行激光照明光谱测试，其结果如图8所示，色温为6000K左右的白光，显色指数为67，光电转换效率为可达60lm/W。
实施例2：
色温为6000K时，高显指的荧光薄膜(透过式)的白光激光照明应用
(1)将发射波长为495nm的青光荧光粉、535nm的绿光荧光粉以及650nm的红光荧光粉按2:7:1的质量比混合；
(2)混合荧光粉与硅胶、树脂、硅树脂复合的胶水按质量比2:1的比例混合均匀，制备出混合浆料；
(3)利用丝网印刷工艺，丝网厚度为0.06mm，将上述混合浆料刷在镀有黄绿光反射与蓝光透过膜的蓝宝石为衬底上，之后在300℃烘干30分钟；
(4)将制备出的高热导荧光薄膜按透过式的封装方式与455nm蓝光激光二极管进行封装；
(5)对封装后的器件进行激光照明光谱测试，其结果如图9所示，色温为6000K左右的白光，显色指数为85，光电转换效率为可达51lm/W。
实施例3：
色温为6000K时，高热导、高光效的荧光薄膜(反射式)的白光激光照明应用
(1)将发射波长为550nm的Y3Al5O12:Ce3+荧光粉与硅胶、树脂、硅树脂复合的胶水按质量比2:1的比例混合均匀，制备出混合浆料；
(2)利用丝网印刷工艺，丝网厚度为0.08mm，将上述混合浆料刷在镀有黄绿光反射与蓝光透过膜的蓝宝石为衬底上，之后在300℃烘干30分钟；
(3)将制备出的高热导荧光薄膜按反射式的封装方式与455nm蓝光激光二极管进行封装；
(4)对荧光薄膜进行断面SEM测试，其结果如图10所示，厚度为0.097mm左右；
(5)对高热导荧光薄膜进行热导率测试，结果显示，其热导率为23W/(m.k)@25℃
(6)对封装后的器件进行激光照明光谱测试，其结果如图11所示，色温为6000K左右的白光，显色指数为68，光电转换效率为可达63lm/W。
实施例4：
色温为5500K时，高热导、高光效、高显指的荧光薄膜(透过式)的白光LED应用
(1)将发射波长为495nm的青光荧光粉、535nm的绿光荧光粉以及650nm的红光荧光粉按2:7:1的质量比混合；
(2)混合荧光粉与硅胶、树脂、硅树脂复合的胶水按质量比2:1的比例混合均匀，制备出混合浆料；
(3)利用丝网印刷工艺，丝网厚度为0.06mm，将上述混合浆料刷在镀有黄绿光反射与蓝光透过膜的蓝宝石为衬底上，之后在300℃烘干30分钟；
(4)将制备出的高热导荧光薄膜按透过式的封装方式与460nm蓝光LED芯片进行封装；
(5)对封装后的器件进行LED性能测试，其结果如图12所示，色温为5500K左右的白光，显色指数为83，光电转换效率为可达95lm/W。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高热导荧光薄膜，其特征在于，所述高热导荧光薄膜以镀有黄绿光反射与蓝光增透膜的蓝宝石为衬底，在衬底上涂上硅胶、树脂、硅树脂复合的青光、绿光、黄光、红光荧光粉。
2.如权利要求1所述的高热导荧光薄膜，其特征在于，所述青光荧光粉为氮氧化物，在蓝光/紫外光LED芯片或蓝光/紫外光激光二极管的激发下，发射波长峰值在490-500nm，使用含量为0-100wt％；所述绿光荧光粉为GaYAG铝酸盐或LuAG铝酸盐，在蓝光/紫外光LED芯片或蓝光/紫外光激光二极管的激发下，发射波长峰值在530-540nm，使用含量为0-100wt％；所述黄光荧光粉为YAG铝酸盐，在蓝光/紫外光LED芯片或蓝光/紫外光激光二极管的激发下，发射波长峰值在545-565nm，使用含量为0-100wt％；所述红光荧光粉为氮化物，在蓝光/紫外光LED芯片或蓝光/紫外光激光二极管的激发下，发射波长峰值在610-670nm，使用含量为0-100wt％；所述硅胶、硅树脂主要成分为二氧化硅(SiO2)或以硅氧键(-Si-O-Si-)为主的高聚物，使用含量为0-90wt％；所述树脂为广义的高分子聚合物，使用含量为0-100wt％。
3.一种如权利要求1～2任意一项所述高热导荧光薄膜的制备方法，其特征在于，所述高热导荧光薄膜的制备方法包括：丝网印刷、流延法、喷涂法。
4.一种激光照明设备的封装方法，其特征在于，所述激光照明设备的封装方法使用权利要求1～2任意一项所述高热导荧光薄膜，包括：
(1)透过式封装：1)将薄膜切割为：①直径Ф＝1～100mm的圆片；或②边长为1～100mm的方片；或③其他各类形状；2)将切割好的薄膜与蓝光/紫外光激光二极管及相应透镜按直线进行集成装配；(2)反射式封装：1)将薄膜切割为：①直径Ф＝1～100mm的圆片；或②边长为1～100mm的方片；或③其他各类形状；2)将切割好的薄膜其中一面黏结在铜或铝片上，3)与蓝光/紫外光激光二极管按V字形组装。
5.一种激光手电筒的封装方法，其特征在于，所述激光手电筒的封装方法使用权利要求1～2任意一项所述高热导荧光薄膜。
6.一种LED灯的封装方法，其特征在于，所述LED灯的封装方法使用权利要求1～2任意一项所述高热导荧光薄膜。
7.一种汽车激光大灯的封装方法，其特征在于，所述汽车大灯的封装方法使用权利要求1～2任意一项所述高热导荧光薄膜。
8.一种探照灯的封装方法，其特征在于，所述探照灯的封装方法使用权利要求1～2任意一项所述高热导荧光薄膜。
9.一种光纤激光照明灯的封装方法，其特征在于，所述光纤激光照明灯的封装方法使用权利要求1～2任意一项所述高热导荧光薄膜。
10.一种医用无影灯的封装方法，其特征在于，所述医用无影灯的封装方法使用权利要求1～2任意一项所述高热导荧光薄膜。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113823727A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-21 | 烟台布莱特光电材料有限公司 | 一种具备高防潮特性的荧光粉薄膜及其应用 |
| CN114024189A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-08 | 深圳立仪科技有限公司 | 一种激光激发宽带线状结构光源 |
| CN115067865A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-09-20 | 厦门大学 | 一种高显色指数内窥镜激光光源系统 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200919782A (en) * | 2007-10-29 | 2009-05-01 | Lg Electronics Inc | Light emitting device and method for manufacturing the same |
| CN102217098A (zh) * | 2008-06-30 | 2011-10-12 | 普瑞光电股份有限公司 | 具有透明热传导层的发光器件 |
| CN102753883A (zh) * | 2010-02-09 | 2012-10-24 | 夏普株式会社 | 包括磷光体、辐射源、光学系统和散热器的灯 |
| CN202948969U (zh) * | 2012-11-09 | 2013-05-22 | 广东工业大学 | 一种led隔离封装装置 |
| CN103915551A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-07-09 | 昆山开威电子有限公司 | 一种新型白光led封装结构及制作方法 |
| CN105864647A (zh) * | 2015-01-30 | 2016-08-17 | Lg伊诺特有限公司 | 发光装置 |
| CN107863438A (zh) * | 2016-11-04 | 2018-03-30 | 江苏日久光电股份有限公司 | 光学薄膜 |
| CN108474536A (zh) * | 2015-12-23 | 2018-08-31 | 亮锐控股有限公司 | 光转换模块 |
| CN109328401A (zh) * | 2016-06-22 | 2019-02-12 | 亮锐控股有限公司 | 光转换封装 |
| CN110190174A (zh) * | 2019-06-01 | 2019-08-30 | 英锐科技(深圳)有限公司 | 一种蓝紫光led荧光膜 |
| CN110873319A (zh) * | 2018-09-03 | 2020-03-10 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 波长转换装置及光源系统 |
-
2020
- 2020-09-15 CN CN202010965015.7A patent/CN112133812A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200919782A (en) * | 2007-10-29 | 2009-05-01 | Lg Electronics Inc | Light emitting device and method for manufacturing the same |
| CN102217098A (zh) * | 2008-06-30 | 2011-10-12 | 普瑞光电股份有限公司 | 具有透明热传导层的发光器件 |
| CN102753883A (zh) * | 2010-02-09 | 2012-10-24 | 夏普株式会社 | 包括磷光体、辐射源、光学系统和散热器的灯 |
| CN202948969U (zh) * | 2012-11-09 | 2013-05-22 | 广东工业大学 | 一种led隔离封装装置 |
| CN103915551A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-07-09 | 昆山开威电子有限公司 | 一种新型白光led封装结构及制作方法 |
| CN105864647A (zh) * | 2015-01-30 | 2016-08-17 | Lg伊诺特有限公司 | 发光装置 |
| CN108474536A (zh) * | 2015-12-23 | 2018-08-31 | 亮锐控股有限公司 | 光转换模块 |
| CN109328401A (zh) * | 2016-06-22 | 2019-02-12 | 亮锐控股有限公司 | 光转换封装 |
| CN107863438A (zh) * | 2016-11-04 | 2018-03-30 | 江苏日久光电股份有限公司 | 光学薄膜 |
| CN110873319A (zh) * | 2018-09-03 | 2020-03-10 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 波长转换装置及光源系统 |
| CN110190174A (zh) * | 2019-06-01 | 2019-08-30 | 英锐科技(深圳)有限公司 | 一种蓝紫光led荧光膜 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113823727A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-21 | 烟台布莱特光电材料有限公司 | 一种具备高防潮特性的荧光粉薄膜及其应用 |
| CN114024189A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-08 | 深圳立仪科技有限公司 | 一种激光激发宽带线状结构光源 |
| CN115067865A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-09-20 | 厦门大学 | 一种高显色指数内窥镜激光光源系统 |
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