CN116190533A - 一种复合荧光膜、led器件及其制备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合荧光膜，该复合荧光膜由多个荧光膜片层叠粘接而成，所述多个荧光膜片的数量为3个或以上，每个荧光膜片含有单一成分的荧光粉。本发明还涉及包括所述复合荧光膜的LED器件及其制备方法。本发明解决了现有混合荧光膜片中不同荧光粉分布不均匀的问题，所述复合荧光膜还具备方便调节LED器件的色温与显色指数的优点。
Description
技术领域
本发明涉及发光材料，特别是涉及一种复合荧光膜和一种LED器件及其制备。
背景技术
白光LED发出的白光一般通过蓝光LED激发黄色荧光粉得到，荧光粉对于出光品质尤其关键。目前，越来越多企业采用由多种荧光粉混合而成的单层荧光膜片1’对蓝光LED芯片2’进行封装，如图1所示。随着对显色指数的要求越来越高，荧光膜片中荧光粉的成分也越来越多种，以实现提升显色指数，达到接近太阳光的效果。
然而，在混合荧光膜片的实际制作中，由于不同荧光粉的物理化学性质如密度、颗粒大小、热稳定性等方面的差异，导致颗粒沉降速度不一致，制得的混合荧光膜片内部会出现沉积不均匀、颗粒之间团聚等问题，见图1，该图中的球形表示荧光粉颗粒，这些问题大大影响发光器件整体的出光效果和发光性能。同时，由于混合荧光膜片内部不同荧光粉的混合情况不容易控制，不同荧光粉之间的重吸收也是完全不可预测的，每次混合都具有随机性，不同制作批次的一致性差，从而导致每次制得的发光器件的发光性能的一致性变差。
发明内容
基于此，本发明提供一种复合荧光膜，解决了现有混合荧光膜片中不同荧光粉分布不均匀的问题，该复合荧光膜还具备方便调节LED器件的色温与显色指数的优点。
本发明采取的技术方案如下：
一种复合荧光膜，由多个荧光膜片层叠粘接而成，所述多个荧光膜片的数量为3个或以上，每个荧光膜片含有单一成分的荧光粉，所述多个荧光膜片至少包括分别含有红色荧光粉、蓝色荧光粉、黄色荧光粉的荧光膜片，相邻荧光膜片通过硅胶粘接。
作为进一步的优化，每个荧光膜片含有质量比为1:(0.5-6)的硅胶和荧光粉。
作为进一步的优化，每个荧光膜片的厚度为40μm-135μm。
作为进一步的优化，所述红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu，所述蓝色荧光粉为Sr5(PO4)3Cl:Eu，所述黄色荧光粉为Y3Al5O12:Ce。
作为进一步的优化，三个荧光膜片按从下到上依次为含有蓝色荧光粉的荧光膜片、含有黄色荧光粉的荧光膜片、含有红色荧光粉的荧光膜片的顺序排列层叠。
作为进一步的优化，所述多个荧光膜片分别为膜片A、膜片B、膜片C和膜片D；膜片A含有成分为Sr5(PO4)3Cl:Eu的蓝色荧光粉，膜片B含有成分为Sr2Ba3(PO4)3Cl的蓝绿色荧光粉，膜片C含有成分为Y3Al5O12:Ce的黄色荧光粉，膜片D含有成分为CaAlSiN3:Eu的红色荧光粉；膜片A、膜片B、膜片C和膜片D按任意顺序排列层叠。
作为进一步的优化，膜片B或膜片D位于最外层。
作为进一步的优化，所述多个荧光膜片从下至上的叠放顺序为A-B-D-C、A-D-B-C、A-D-C-B、C-D-A-B、C-D-B-A、D-A-B-C、D-A-C-B和D-C-A-B中的一种。
本发明还提供一种LED器件，包括LED芯片和前述的复合荧光膜，所述复合荧光膜设于所述LED芯片上，所述LED芯片为蓝光芯片或紫外芯片。
本发明还提供制备前述的LED器件的方法，包括以下步骤：
S1：分别制备多个荧光膜片；
S2：将多个荧光膜片叠放，并使用硅胶粘接相邻荧光膜片，然后将层叠的多个荧光膜片压合到LED芯片上；或者，将多个荧光膜片逐个叠放到LED芯片上，并使用硅胶粘接相邻荧光膜片。
作为进一步的优化，步骤S1通过对荧光粉和硅胶的混合物进行涂布和固化来制备每个荧光膜片。
本发明至少具有如下有益效果：
(1)将多个含有单一成分的荧光粉的单色荧光膜片叠加组合为复合荧光膜，解决了现有混合荧光膜片中不同荧光粉分布不均匀的问题，由此提高了器件的出光效果和发光性能，同时避免了不同荧光粉混合的随机性，提高了不同制作批次的一致性，从而提高每次制得的发光器件的性能一致性。
(2)多个荧光膜片的总数量及其中每种荧光膜片的数量可以依据需求进行增减，实现对光谱的调节。
(3)多个荧光膜片的叠放顺序可以按实际需要调节，从而改变光的重吸收路径，进而实现对器件的色温和显色指数的调节。
(4)先分别制备好各个荧光膜片，再将各个荧光膜片组合成复合荧光膜，方便通过更改膜片的数量和叠放顺序调节最终LED器件的色温与显色指数，调节方式灵活，可以从制备好的多个荧光膜片中选取所需的膜片并按特定叠放顺序组合，再结合到蓝光芯片或紫外芯片上得到所期望的LED器件。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为现有技术中混合荧光膜片与蓝光芯片结合形成白光LED的结构及原理图。
图2为本发明利用复合荧光膜与LED芯片结合得到的LED器件的结构及原理图。
具体实施方式
请参阅图2，本发明的复合荧光膜1多个荧光膜片10粘接而成。
所述多个荧光膜片10的数量为3个或以上，每个荧光膜片10含有单一成分的荧光粉，如图2，该图中的球形表示荧光粉颗粒。
具体地，每个荧光膜片10含有质量比为1:(0.5-6)的硅胶和荧光粉。另外，相邻荧光膜片10通过硅胶粘接。
具体地，每个荧光膜片10的厚度为40μm-135μm。
优选地，所述多个荧光膜片10至少包括分别含有红色荧光粉、蓝色荧光粉、黄色荧光粉的荧光膜片10，还可以包括含有蓝绿色荧光粉的荧光膜片10。
更优地，所述红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu，所述蓝色荧光粉为Sr5(PO4)3Cl:Eu，所述黄色荧光粉为Y3Al5O12:Ce，所述蓝绿色荧光粉为Sr2Ba3(PO4)3Cl。
所述多个荧光膜片10按任意顺序排列层叠。通过增减不同荧光膜片10的层数或者调整叠放的顺序，可以实现对光谱的调节。
如图2所示，本发明的LED器件包括LED芯片2和前述的复合荧光膜1，所述复合荧光膜1设于所述LED芯片2上，所述LED芯片2优选为蓝光芯片，还可以为紫外芯片。
制备所述LED器件的方法，包括以下步骤：
S1：分别制备多个荧光膜片10。具体地，通过对荧光粉和硅胶的混合物进行涂布和固化来制备每个荧光膜片10。
S2：将多个荧光膜片10叠放，并使用硅胶粘接相邻荧光膜片10，然后将层叠的多个荧光膜片10压合到LED芯片2上；或者，将多个荧光膜片10逐个叠放到LED芯片2上，并使用硅胶粘接相邻荧光膜片10。
对比例
将蓝色荧光粉Sr5(PO4)3Cl:Eu、蓝绿色荧光粉Sr2Ba3(PO4)3Cl:Eu、黄色荧光粉Y3Al5O12:Ce、红色荧光粉CaAlSiN3:Eu以及硅胶按照质量比为5:2.2:2.1:0.65:4的比例混合，经过涂布和固化后得到厚度为200μm的荧光膜片。
将制得的荧光膜片使用硅胶粘接到蓝光芯片上，得到LED器件的显色指数为90.1，色温为3851K。
实施例1
本实施例的复合荧光膜由三个荧光膜片层叠粘接而成，分别为膜片A、膜片C和膜片D。
膜片A含有质量比为1:5的硅胶和Sr5(PO4)3Cl:Eu蓝色荧光粉，厚度为50μm；膜片C含有质量比为1:2.1的硅胶和Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉，厚度为50μm；膜片D含有质量比为1:0.65的硅胶和CaAlSiN3:Eu红色荧光粉，厚度为50μm。
所述三个荧光膜片按从下到上依次为膜片A、膜片C、膜片D的顺序排列层叠。
本实施例的LED器件包括蓝光芯片和所述复合荧光膜，所述复合荧光膜设于蓝光芯片上，且膜片A与蓝光芯片贴合。
制备所述LED器件的方法，包括以下步骤：
S1：分别制备膜片A、膜片C和膜片D。
每个膜片的制备具体为：首先，根据质量配比称量好硅胶和荧光粉，均匀搅拌后真空脱泡；之后，在制膜机平台上放一张支撑膜，设定刮刀高度，并刮出相应厚度的膜片，并将此膜片烘烤固化；最后，将整个膜片放在测试机台上测试，对其性能进行测试。
S2：从下到上依次叠放膜片A、膜片C、膜片D，并在相邻膜片之间涂覆硅胶粘接，然后将层叠的三个膜片一起放置到蓝光芯片上，轻微压合，制成所述LED器件。
得到的所述LED器件的显色指数为81.6，色温为4241K，相比于对比例，色温有所增加，但显色指数大大降低。
实施例2
本实施例的复合荧光膜由四个荧光膜片层叠粘接而成，分别为膜片A、膜片B、膜片C和膜片D。
膜片A含有质量比为1:5的硅胶和Sr5(PO4)3Cl:Eu蓝色荧光粉，厚度为50μm；膜片B含有质量比为1:2.2的硅胶和Sr2Ba3(PO4)3Cl蓝绿色荧光粉，厚度为50μm；膜片C含有质量比为1:2.1的硅胶和Y3Al5O12:Ce黄色荧光粉；膜片D含有质量比为1:0.65的硅胶和CaAlSiN3:Eu红色荧光粉，厚度为50μm。
所述四个荧光膜片按任意顺序排列层叠。
本实施例的LED器件包括蓝光芯片和所述复合荧光膜，所述复合荧光膜设于蓝光芯片上。
制备所述LED器件的方法，包括以下步骤：
S1：分别制备膜片A、膜片B、膜片C和膜片D。
每个膜片的制备具体为：首先，根据质量配比称量好硅胶和荧光粉，均匀搅拌后真空脱泡；之后，在制膜机平台上放一张支撑膜，设定刮刀高度，并刮出相应厚度的膜片，并将此膜片烘烤固化；最后，将整个膜片放在测试机台上测试，对其性能进行测试。
S2：按一定的顺序叠放四个膜片，并在相邻膜片之间涂覆硅胶粘接，然后将层叠的四个膜片A起放置到蓝光芯片上，轻微压合，制成所述LED器件。
四个膜片按不同叠放顺序得到的LED器件的显色指数和色温见下表。
从上表可以看出，当膜片D在最底层时，色温最低，处于2800K-3400K范围内，当膜片B在最底层时，色温最高，处于4300K-5500K。当膜片A在最底层时，色温处于3600K-4600K。当膜片C在最底层时，色温处于3400K-5200K。
其中，当膜片从下至上的叠放顺序为A-B-D-C，A-D-B-C，A-D-C-B，C-D-A-B，C-D-B-A，D-A-B-C，D-A-C-B，D-C-A-B这8种情况下时，得到的LED器件的显色指数均高于对比例。
比较对比例和实施例1-2可知，相比于对比例所得LED器件的单一色温与显色指数，使用本发明由多个荧光膜片层叠粘接而成的复合荧光膜，可以通过对膜片的数量(实施例1)与叠放顺序(实施例2)进行更改以得到不同色温与显色指数的LED器件。
本发明针对现有混合荧光膜片中荧光粉分布不均匀，使用过程中容易出现光漂移以及批次一致性差，性能不可控等缺点，将芯片结合多层单色荧光膜片叠加的方式来获得色温可控、显色指数可调的LED器件。
本发明制备LED器件时，先分别制备好各个荧光膜片，再将各个荧光膜片组合成复合荧光膜，方便通过更改膜片的数量和叠放顺序调节最终LED器件的色温与显色指数，调节方式灵活。为了满足特定的色温与显色指数的设计要求，可以从制备好的多个荧光膜片中选取所需的膜片并按特定叠放顺序组合，结合到蓝光芯片或紫外芯片上可得到所期望的LED器件。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种复合荧光膜，其特征在于：由多个荧光膜片层叠粘接而成，所述多个荧光膜片的数量为3个或以上，每个所述荧光膜片含有单一成分的荧光粉，所述多个荧光膜片至少包括分别含有红色荧光粉、蓝色荧光粉、黄色荧光粉的荧光膜片，相邻所述荧光膜片通过硅胶粘接。
2.根据权利要求1所述的复合荧光膜，其特征在于：每个所述荧光膜片含有质量比为1:(0.5-6)的硅胶和荧光粉。
3.根据权利要求1所述的复合荧光膜，其特征在于：每个所述荧光膜片的厚度为40μm-135μm。
4.根据权利要求1所述的复合荧光膜，其特征在于：所述红色荧光粉为CaAlSiN3:Eu，所述蓝色荧光粉为Sr5(PO4)3Cl:Eu，所述黄色荧光粉为Y3Al5O12:Ce。
5.根据权利要求1所述的复合荧光膜，其特征在于：三个所述荧光膜片按从下到上依次为含有蓝色荧光粉的所述荧光膜片、含有黄色荧光粉的所述荧光膜片、含有红色荧光粉的所述荧光膜片的顺序排列层叠。
6.根据权利要求1-5任一项所述的复合荧光膜，其特征在于：所述多个荧光膜片分别为膜片A、膜片B、膜片C和膜片D；膜片A含有成分为Sr5(PO4)3Cl:Eu的蓝色荧光粉，膜片B含有成分为Sr2Ba3(PO4)3Cl的蓝绿色荧光粉，膜片C含有成分为Y3Al5O12:Ce的黄色荧光粉，膜片D含有成分为CaAlSiN3:Eu的红色荧光粉；膜片A、膜片B、膜片C和膜片D按任意顺序排列层叠。
7.根据权利要求6所述的复合荧光膜，其特征在于：所述膜片B或所述膜片D位于最外层。
8.根据权利要求6所述的复合荧光膜，其特征在于：所述多个荧光膜片从下至上的叠放顺序为A-B-D-C、A-D-B-C、A-D-C-B、C-D-A-B、C-D-B-A、D-A-B-C、D-A-C-B和D-C-A-B中的一种。
9.一种LED器件，其特征在于：包括LED芯片和权利要求1-8任一项所述的复合荧光膜，所述复合荧光膜设于所述LED芯片上，所述LED芯片为蓝光芯片或紫外芯片。
10.制备权利要求9所述的LED器件的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：分别制备多个荧光膜片；
S2：将多个荧光膜片叠放，并使用硅胶粘接相邻荧光膜片，然后将层叠的多个荧光膜片压合到LED芯片上；或者，将多个荧光膜片逐个叠放到LED芯片上，并使用硅胶粘接相邻荧光膜片。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤S1通过对荧光粉和硅胶的混合物进行涂布和固化来制备每个荧光膜片。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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