TW201309767A

TW201309767A - 螢光墨組合物及其製造方法、其奈米螢光粉顆粒的製作方法

Info

Publication number: TW201309767A
Application number: TW101127482A
Authority: TW
Inventors: Dennis Mckean; Pan Man Wong; wen-bo Ma
Original assignee: Hk Applied Science & Tech Res
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2013-03-01
Also published as: TWI448519B

Abstract

本發明提供了一種能夠高效地將發光二極體(LED)所發出的光從一個波長轉換成另一個波長的螢光墨組合物。該用於沉積在LED裝置上的螢光墨組合物包含固化樹脂成分和螢光粉成分，螢光粉成分為數量級在100~1000奈米的奈米螢光粉顆粒。特別地，奈米螢光粉顆粒均勻地分佈於該螢光墨組合物中。奈米螢光粉顆粒是通過對數量級為1~50微米的粒徑較大的螢光粉顆粒進行粉碎製程而形成的。較佳地，粉碎製程是基於溶劑濕法研磨。本發明還提供了根據溶劑濕法研磨從較大粒徑的螢光粉顆粒形成奈米螢光粉顆粒而製作螢光墨組合物的方法。

Description

螢光墨組合物及其製造方法、其奈米螢光粉顆粒的製作方法

本案是美國專利申請13/103,117（申請日為2011年5月9日）的部分延續申請，在此結合本申請作為參考。

本發明大致上涉及用於LED和/或LED裝置的螢光墨組合物。具體地，本發明涉及具有奈米尺寸螢光粉顆粒的螢光墨組合物及其製作方法，該螢光墨組合物能高效地將LED所發出的光從一種波長轉換成另一種波長。

發光二極體（LED）是一種半導體光源。LED與其他光源諸如白熾燈相比具有很多優點。LED通常具有較長的壽命、較好的穩定性、較快的開關特性以及較低的能耗。最新發展的LED具有與螢光燈可比擬或者更高的發光效率（lm/W）。

在電路中當LED的正向偏壓超過其閾值電壓時，由於電子-空穴對的自發複合而使LED發光。所產生的光的波長取決於在形成LED的p-n接面中使用的材料之間的帶隙。LED所產生的光的波長通常在紅外光、可見光或UV的範圍內。關於LED的詳細資訊可以在劍橋大學出版社，E. Fred Schubert的“Light emitting diodes”中找到，在此結合其整體作為參考。關於半導體光學的詳細資訊可以在Springer出版社, Claus F. Klingshirn的“Semiconductor optics”中找到，在此結合其整體作為參考。

為方便製造，傳統最常用的LED形式是將微米尺寸的平面正方形LED晶片放置在基板上。這種半導體晶片一般是氮化鎵，而基板可以是諸如鋁的金屬，它還起到熱沉的作用。LED晶片通過精細的金屬線與基板上的電路系統實現連接。LED晶片本身可以安裝在基板的表面上，或者可以安裝在基板的凹槽中。

在製造用於人類照明的高亮度LED光源時，存在著各種挑戰。首先是最大化LED晶片本身的光取出效率。由於半導體材料具有高折射率，所以產生的光大多數在半導體-空氣介面處會遇到全內反射（TIR）。在現有技術中，通過減小半導體表面處折射率的差異來減少TIR光的量。由於半導體折射率是一種材料特性，通過將LED與具有更高折射率的封裝材料封裝在一起來達到上述效果。過去是使用環氧樹脂材料，而最近更多地使用矽樹脂，因為其具有相對較高的透明度、顏色穩定性以及熱性能。

單個未封裝的LED產生單色光。由於使用LED作為照明光源的趨勢，近些年來的研究都關注於LED封裝技術，這種LED封裝技術使LED晶片發出不同顏色的光。在合成白光方面，人們已經有相當大的興趣。最常用的從單個LED產生白光的方式是在發藍光的LED晶片的發光面上放置波長轉換材料，例如黃色螢光粉。在LED晶片上的波長轉換材料層會吸收一些LED發出的光子，並將它們向下轉換（down-convert）為可見光波長的光，從而產生具有藍色和黃色波長光的雙色光源。如果產生的黃光和藍光有正確的比例，那麼人眼會感受到白光。

在現有技術中，將波長轉換材料添加到包圍LED晶片的封裝層中，以作為在晶片上直接沉積的替換方式。這種封裝材料的使用可以有不同方法。一些方法使用模制或者預模制將封裝材料直接固定到基板上，而一些方法是築起壩圍繞住LED晶片，然後填充這個壩。後者通常被稱為點膠，因為封裝材料以液體形式提供，然後固化。實際上在這種點膠方法中，可以將螢光墨組合物應用在LED晶片表面上。

現有技術中將螢光層應用到LED晶片上的另一種方法是使用噴墨印表機將螢光墨噴射在LED晶片表面上。這種噴墨列印方法在美國專利申請13/103,117中有描述，在此結合其披露作為參考。

然而，在傳統的封裝方法中，通常會使用粒徑在5~25微米的大粒徑螢光粉。然而，大粒徑的螢光粉在使用過程中容易出現螢光粉沉降的問題，使得螢光粉在膠體中分佈不均勻，由此導致封裝出的LED容易出現顏色偏差。

因此，有必要改善用於點膠或噴墨列印的螢光粉。

粒徑在1~50微米，特別是5~25微米的大粒徑的螢光粉具有高的螢光轉換效率。然而，在這個粒徑範圍的螢光粉顆粒存在嚴重的沉降問題，由此引起所封裝的LED的色溫不一致及顏色變化。因此，奈米尺寸的螢光粉顆粒由於具有非常小的沉降速率而引起了人們的興趣。然而，對於目前奈米尺寸的螢光粉顆粒而言存在一個嚴重的問題，那就是其螢光轉換效率與大粒徑的螢光粉相比降低50%以上。本發明提供一種用於點膠或噴墨列印螢光墨組合物，該墨包含有數量級為100~1000納米的奈米螢光粉顆粒，且能達到很高的光轉換效率，使用這種螢光墨封裝的LED和/或LED裝置具有優異的色溫和/或顏色一致性和高亮度。

本發明提供了一種沉積在LED上螢光墨組合物，其螢光粉顆粒有非常小的尺寸，且能達到很高的光轉換率。該墨包含固化樹脂成分和螢光粉成分，螢光粉成分包括數量級為100~1000奈米的奈米螢光粉顆粒。奈米螢光粉顆粒是通過對數量級為1~50微米的較大的螢光粉顆粒進行粉碎製程而形成的。較佳地，粉碎製程是基於溶劑濕法研磨。

在粉碎過程之後，奈米螢光粉顆粒有非常小的沉降率。因此它們能均勻地分散在所述螢光墨組合物中，使其能用於點膠或噴墨印刷。所以，用該墨封裝的LED可以有一致的相關色溫和/或顏色。

另外，這些奈米螢光粉顆粒在將LED光從一個波長轉換成另一個波長時有非常高的光轉換效率。與尺寸1~50微米，特別是5~25微米的大粒徑螢光粉顆粒相比，本發明所述的奈米螢光粉顆粒的光轉換效率可以達到那些大粒徑螢光粉顆粒轉換效率的90%以上。市場上其他現存的奈米螢光粉顆粒是不可能達到的。

用於點膠法的螢光墨可以通過混合奈米螢光粉顆粒和固化樹脂（最好是熱固化樹脂）而得到。熱固化樹脂可以是雙組分矽樹脂。

用於噴墨列印法的螢光墨包括上述的螢光粉成分和固化樹脂，固化樹脂作為聚合物黏合劑。固化樹脂可以是UV固化樹脂和/或熱固化樹脂。為了確保噴墨印表機的噴墨能力，墨的黏度保持在大約50厘泊以下。提供有足夠量的溶劑以控制整個螢光墨的黏度。

以下關於藍色LED封裝有黃色螢光粉的組合而形成“白色”LED來描述本發明的墨。但是，應該理解，本發明適用於將任何螢光粉應用到任何顏色的LED上，從而調節LED的顏色成為被人眼感知到的顏色。無論在此使用的“螢光粉”是否是傳統意義上所認為的“螢光粉”，這裡，術語“螢光粉”是廣義地用來描述吸收一個波長的光而發出另一波長光的任何波長轉換材料。對於藍色LED，用於發出黃光的典型螢光粉包括釔鋁石榴石（YAG）基材料（可選地，摻雜有鈰）、鋱鋁石榴石（TAG）基材料以及矽酸鹽基材料、硫化物材料、氮化物材料或者氮氧化物材料。還可以使用有機螢光粉以及有機-無機複合發光材料，為簡便起見，都被稱為如上所述的“螢光粉”。單波長轉換材料或者波長轉換材料的組合可以根據整個封裝LED所期望的發光來選擇。

對於LED來說，螢光粉顆粒大小的可接受的適宜範圍通常是1微米到大約50 微米之間。例如，美國專利申請US20110045619提到典型的LED螢光粉顆粒大小在大約5到25微米之間。另一個例子，美國專利US8125139建議平均的顆粒大小最好在3到20微米之間。再一個例子，美國專利US8048338、US7887718、US8062549和US7524437建議，從發光效率的角度來看，螢光粉的平均顆粒大小最好在1到50微米之間，而且最好是不要超過20或30微米。

儘管粒徑在1~50微米，特別是5~25微米的螢光粉具有較高的光轉換效率，但是，在該粒徑範圍的螢光粉在使用過程中容易出現螢光粉沉降的問題，使得螢光粉在膠體中分佈不均勻，由此導致封裝出的LED容易出現顏色偏差。然而，奈米尺寸的螢光粉顆粒由於具有非常小的沉降速率而引起人們的關注。但是，現有的奈米尺寸螢光粉顆粒存在一個嚴重的問題，那就是其螢光轉換效率與大粒徑的螢光粉相比降低50%以上。

作為其中一個發展，美國專利申請US20070024173揭露了使用奈米螢光粉顆粒，其尺寸大小在1到50奈米之間，最好在2到20奈米之間，以便最小化被螢光粉顆粒折射或散射的那部分沒有進行光轉換的光線。在該文獻中還提到大小在200到500奈米的螢光粉顆粒會引起最大的光散射，因此這個範圍的螢光粉顆粒不被採納。

螢光粉顆粒大小在1到50微米的最佳範圍由LED光輸出的詳細研究所支援，請參照N. T. Tran等人的“Effect of phosphor particle size on luminous efficacy of phosphor-converted white LED,” IEEE Journal of Lightwave Technology, vol. 27, pp. 5145-5150, November 2009，在此結合其披露作為參考。從仿真結果來看，N. T. Tran等人（2009）已經顯示，當螢光粉顆粒大小從50奈米增加到100奈米時，光輸出明顯降低，然後在100到500奈米的範圍內，光輸出則停留在一個最小值上，再後來當螢光粉顆粒大小增加到1微米時，光輸出有輕微增加。當螢光粉顆粒大小從1微米持續增加時，光輸出則持續穩定增加。在微米尺寸的範圍內，螢光粉顆粒尺寸大約是20微米時，光輸出達到最大值，再往後，光輸出就下降了。類似於US20070024173，Tran等人（2009）認為螢光粉顆粒大小在100到500奈米的範圍內光輸出為最小值是因為光線明顯被螢光粉顆粒散射了。

基於以上，本領域普通技術人員不會去使用螢光粉顆粒大小在100到1000奈米範圍，特別是100到500奈米範圍的螢光粉用於LED。但是最近，本申請發明人通過實驗證明螢光粉顆粒尺寸在100到1000奈米範圍內螢光粉可以高效率地捕獲LED光後並將該光線通過光致發光（photoluminescence）從一個波長轉換成另一波長。與尺寸1~50微米，特別是5~25微米的大粒徑螢光粉顆粒相比，本申請發明人發現根據本發明所述製成的100-1000奈米的螢光粉顆粒的光轉換效率可以達到那些大粒徑螢光粉顆粒轉換效率的90%以上。這是市場上其他現存的奈米螢光粉顆粒不可能達到的，他們的轉換效率如前所述會降低50%以上。

在有了這個發現後，發明人注意到US7126265揭露了一種球形的螢光粉顆粒，其通過聚合多個平均顆粒尺寸在100到1500奈米的主要螢光粉顆粒（primary phosphor particles）而形成。本發明揭露的奈米螢光粉顆粒並不是US7126265披露的主要螢光粉顆粒。在此披露的奈米螢光粉顆粒也不是意在形成一個或多個在US7126265揭露裡提到的球形的螢光粉顆粒。

本發明的螢光墨使用了一種螢光粉成分，其包含尺寸在100到1000奈米的奈米螢光粉顆粒，其中奈米螢光粉顆粒均勻地遍佈分散在該墨組合物中。為了使產生的螢光粉顆粒既能助於均勻分散又能防止螢光粉顆粒沉降在螢光墨中，需要有精確的粉碎技術。通過在較大的大約是1到50微米的螢光粉顆粒上執行粉碎過程（size reduction process），而得到奈米螢光粉顆粒。特別地，粉碎過程最好是基於溶劑濕法研磨（solvent wet milling）。溶劑濕法研磨是一種濕磨法。關於濕磨法的描述，可以參見T. F. Tadros的Dispersion of Powders in Liquids and Stabilization of Suspensions, Wiley, 2012，在此結合入本揭露作為參考。關於溶劑濕法研磨，研磨過程參數的優化可以在T.-H. Hou等人的“Parameters optimization of a nano-particle wet milling process using the Taguchi method, response surface method and genetic algorithm,” Powder Technology, Volume 173, Issue 3, pp. 153-162, 30 April 2007中找到，在此結合其整體作為參考。關於溶劑濕法研磨的討論還可以參見WO/2000/056486。

發明人已經通過實驗發現，除了能達到高的光轉換效率外，奈米螢光粉顆粒還有其他好處，與傳統的大約5到25微米螢光粉顆粒大小的螢光粉相比，螢光粉在固化樹脂中的沉降現象也有改善。可以選擇固化樹脂和奈米螢光粉顆粒的尺寸，使得螢光墨組合物在沉積在LED上之後，在最終固化之前，奈米螢光粉顆粒在墨裡的沉降速率相當緩慢，從而在LED裝置或LED封裝上形成螢光粉均勻分佈的固化螢光層。

奈米螢光粉和包含奈米螢光粉的螢光墨組合物及其製作方法將在以下描述。

為了製成包含有理想尺寸範圍的螢光粉顆粒的螢光墨，通過精確的濕磨法仔細地控制螢光粉顆粒尺寸，使得產生的螢光粉顆粒尺寸範圍能最小化螢光粉顆粒沉降，也就是保持分散狀態。第1圖描述通過溶劑濕磨法將較大螢光粉顆粒製成奈米螢光粉顆粒的過程。將粒徑較大的螢光粉顆粒分散於溶劑中，形成懸浮液。可選地，在懸浮液中也可以添加分散劑，促使較大螢光粉顆粒分散在溶劑中。然後在懸浮液中添加研磨球介質而形成混合物。在攪磨機/磨碎機裡對該混合物進行濕磨，直到大部分的較大螢光粉顆粒已經變成100到1000奈米的顆粒。因此，奈米螢光粉顆粒就形成在混合物中，為了檢查/確保大部分的較大螢光粉顆粒已經變成奈米尺寸的顆粒，會取出一小部分樣本混合物進行顆粒尺寸測量。在濕磨之後，使用諸如篩網對混合物進行過濾，從其中去除研磨球介質，再通過諸如離心機將這些顆粒和混合物中的其他成分分離，就得到奈米螢光粉顆粒。

較佳地，不進行奈米螢光粉顆粒和混合物中其他成分的物理分離，就製作螢光墨。第2A圖顯示製作螢光墨的一個實施例，該螢光墨的黏度可以通過調節控制使其滿足點膠法或噴墨印刷法要求的黏度。首先，將大粒徑螢光粉顆粒和固化樹脂成分分散在溶劑中，得到懸浮液。

大粒徑螢光粉可以是釔鋁石榴石（YAG）基材料（如YAG:Ce）、鋱鋁石榴石（TAG）基材料（如TAG:Ce）、矽酸鹽基材料（如SrBaSiO₄:Eu）、硫化物材料（如CaS:Eu、SrS:Eu、SrGa₂S₄:Eu等）、氮化物材料（如Sr₂Si₅N₈:Eu、Ba₂Si₅N₈:Eu等）或者氮氧化物材料（如Ca-α-SiAlON:Eu、SrSi₂O₂N₂:Eu等）。

固化樹脂成分可以是UV固化樹脂（如Tego 2100、Tego 2200等）或熱固化樹脂（如道康寧Dow Corning 6550、道康寧Dow Corning 6551、信越Shin-Etsu 9022、LPS5547等）、或兩者組合。如果配方中包括UV固化樹脂，那麼需要引發劑（如Irgacure 2959等）。

溶劑可以是任何常用的有機溶劑如乙醇、丙酮、2-戊酮、1-戊醇、異丙醇等。

可選地，在懸浮液中添加分散劑，分散劑可以是迪高Tego 655、迪高Tego 710、路博潤Solsperse 22000、Zetasperse 2100等。

然後在懸浮液中添加研磨球介質而形成第一混合物。對該第一混合物進行濕磨，直到大部分的大粒徑螢光粉顆粒已經變成奈米尺寸的顆粒。如上所述，會取出第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量，以檢測並確保大部分的大粒徑螢光粉顆粒已經變小了。在濕磨之後，使用篩檢程式（可以是篩網）對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，得到第二混合物。從第二混合物中蒸發一部分溶劑，直到第二混合物的黏度接近要求的黏度值。因此，蒸發之後就以第二混合物的形式得到螢光墨。

第2B圖顯示製作要求黏度的螢光墨組合物的另一個實施例。該實施例和第2A圖所示實施例的不同之處是在濕磨之前不添加固化樹脂成分。在第2B圖的實施例中，首先將大粒徑螢光粉顆粒分散在溶劑中，得到懸浮液。如上所述，可以在懸浮液中添加分散劑。然後在懸浮液中添加研磨球介質而形成第一混合物。濕磨第一混合物，直到對第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量而檢測到大部分螢光粉顆粒都已經變成奈米尺寸顆粒。然後，使用篩檢程式（可以是篩網）對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，得到第二混合物。在這個階段，在第二混合物中添加固化樹脂成分並完好地分散在第二混合物中，得到第三混合物。從第三混合物中蒸發一部分溶劑，直到第三混合物的黏度接近給定的黏度值，得到螢光墨。

根據不同的LED封裝方法，如點膠或噴墨印刷，在含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨組合物成分上可以有所不同。

對於點膠法，墨組合物成分如下所示：

如上所示的墨組合物是一個建議的實施例。但是，可以理解，本發明中對於點膠法的墨組合物適用於現有技術中任何類型的螢光粉、固化樹脂和分散劑的應用。

因為對於點膠法，墨組合物中的所有溶劑都蒸發了，所以在上面的表格裡沒有顯示組合物中的溶劑成分。

根據上述表格所列出的組分及比例，下面將給出用於點膠的螢光墨組合物製備的具體實施例。

實例1：在200cc的丙酮中添加6g大粒徑螢光粉YAG:Ce、94g固化樹脂道康寧Dow Corning 6550，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。如上所述，取出第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量，以檢測並確保大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。在濕磨之後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。將第二混合物中的所有溶劑蒸發，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於點膠。使用該墨水採用點膠方式封裝後LED的光電檢測參數如下：

從測試資料來看，本發明所述製成的100-1000奈米的螢光粉顆粒的光轉換效率可以達到那些大粒徑螢光粉顆粒轉換效率的90%以上。

實例2：在200cc的丙酮中添加1g大粒徑螢光粉YAG:Ce、99g固化樹脂道康寧Dow Corning 6550，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。如上所述，取出第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量，以檢測並確保大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。在濕磨之後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。將第二混合物中的所有溶劑蒸發，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於點膠。

實例3：在200cc的丙酮中添加60g大粒徑螢光粉TAG:Ce、40g固化樹脂道康寧Dow Corning 6551，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到大部分的大塊螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。如上所述，取出第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量，以檢測並確保大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。在濕磨之後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。將第二混合物中的所有溶劑蒸發，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於點膠。

實例4：在200cc的丙酮中添加54g大粒徑螢光粉YAG:Ce、6g Ca-α-SiAlON:Eu、25g固化樹脂信越Shin-Etsu 9022、15g分散劑迪高Tego 655，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。如上所述，取出第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量，以檢測並確保大部分的大塊螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。在濕磨之後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。將第二混合物中的所有溶劑蒸發，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於點膠。

實例5：在200cc的丙酮中添加30g大粒徑螢光粉YAG:Ce、3g分散劑Zetasperse 2100，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到對第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量而檢測到大部分的大粒徑螢光粉顆粒都已經轉變成奈米尺寸的顆粒。然後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。在此階段，才添加67g固化樹脂成分信越LPS5547，完好地分散在第二混合物中，形成第三混合物。將第三混合物中的所有溶劑蒸發，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於點膠。

對於噴墨印刷法，墨組合物成分如下所示：

如上所示的墨組合物是一個建議的實施例。但是，可以理解，本發明中對於噴墨列印法的墨組合物適用於現有技術中任何類型的螢光粉、固化樹脂和分散劑的應用。

根據上述表格所列出的組分及比例，下面將給出用於噴墨列印的螢光墨組合物製備的具體實施例。

實例6：在300cc的2-戊酮中添加1g大粒徑螢光粉YAG:Ce、1g固化樹脂迪高2100、0.2g UV引發劑、0.2g分散劑路博潤Solsperse 22000，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。如上所述，取出第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量，以檢測並確保大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。在濕磨之後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。將第二混合物中的部分溶劑蒸發，使得剩餘溶劑重量為97.6g，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於噴墨列印。

實例7：在300cc的異丙醇中添加15g大粒徑螢光粉YAG:Ce、15g固化樹脂迪高2100、4g UV引發劑、15g分散劑迪高Tego 710，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。如上所述，取出第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量，以檢測並確保大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。在濕磨之後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。將第二混合物中的部分溶劑蒸發，使得剩餘溶劑重量為51g，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於噴墨列印。

實例8：在300cc的1-戊醇中添加5g大粒徑螢光粉SrBaSi:Eu、10g固化樹脂迪高2100、1g UV引發劑、1g分散劑路博潤Solsperse 22000，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。如上所述，取出第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量，以檢測並確保大部分的大粒徑螢光粉顆粒都轉變成奈米尺寸的顆粒。在濕磨之後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。將第二混合物中的部分溶劑蒸發，使得剩餘溶劑重量為83g，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於噴墨列印。

實例9：在300cc的1-戊醇中添加10g大粒徑螢光粉YAG:Ce、1g Sr₂Si₅N₈:Eu、3g分散劑Zetasperse 2100，形成懸浮液，然後在懸浮液中添加研磨球介質，形成第一混合物。對第一混合物進行濕磨，直到對第一混合物的一小部分樣本進行顆粒尺寸測量而檢測到大部分的大粒徑螢光粉顆粒都已經轉變成奈米尺寸的顆粒。然後，用篩網對第一混合物進行過濾，從第一混合物中去除研磨球介質，從而得到第二混合物。在此階段，才添加8g固化樹脂成分迪高2200和0.4g UV引發劑，完好地分散在第二混合物中，形成第三混合物。將第三混合物中的部分溶劑蒸發，使得剩餘溶劑重量為77.6g，得到最終的含有奈米尺寸螢光粉的螢光墨配方，用於噴墨列印。

雖然已經根據前述示例性實施例描述了前述發明，但是應該理解各種修改和變型是可以的。因此，這些修改和變形落在申請專利範圍所要求保護的本發明的範圍中。

110~140、210~240、310~350．．．步驟

第1圖是通過溶劑濕法研磨從大粒徑螢光粉顆粒形成奈米螢光粉顆粒的方法流程圖。
第2A圖是本發明一個實施例的基於從大粒徑螢光粉顆粒形成奈米螢光粉顆粒而製作螢光墨組合物的方法流程圖。
第2B圖是本發明另一個實施例的基於從大粒徑螢光粉顆粒形成奈米螢光粉顆粒而製作螢光墨組合物的方法流程圖。

210~240．．．步驟

Claims

一種螢光墨組合物，用於沉積在發光二極體(LED)或者LED裝置上，包括：
一固化樹脂成分；
一螢光粉成分，其包括數量級為100~1000奈米的奈米螢光粉顆粒，該奈米螢光粉顆粒均勻地分佈於整個該螢光墨組合物中。
如申請專利範圍第1項所述之螢光墨組合物，其中該奈米螢光粉顆粒是通過對數量級為1~50微米的較大粒徑的螢光粉顆粒進行一粉碎製程而形成的。
如申請專利範圍第2項所述之螢光墨組合物，其中該粉碎製程是基於溶劑濕法研磨。
如申請專利範圍第1項所述之螢光墨組合物，其中該螢光粉成分是從以下選擇：釔鋁石榴石（YAG）基材料、鋱鋁石榴石（TAG）基材料以及矽酸鹽基材料、硫化物材料、氮化物材料或者氮氧化物材料。
如申請專利範圍第1項所述之螢光墨組合物，其中該固化樹脂成分包括UV固化樹脂或熱固化樹脂或兩者皆有。
如申請專利範圍第5項所述之螢光墨組合物，其中熱固化樹脂成分是雙組分矽樹脂。
如申請專利範圍第5項所述之螢光墨組合物，其中UV固化樹脂是UV固化矽樹脂或有機矽丙烯酸脂。
如申請專利範圍第1項所述之螢光墨組合物，其中該螢光粉成分的含量從大約1%的重量百分比到大約60%的重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之螢光墨組合物，其中該固化樹脂成分的含量從大約25%的重量百分比到大約99%的重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之螢光墨組合物，其中該固化樹脂成分包括UV固化樹脂或熱固化樹脂或兩者皆有，該螢光墨組合物，具有小於大約50厘泊的黏度，使得該螢光墨組合物可使用噴墨印表機進行列印。
如申請專利範圍第10項所述之螢光墨組合物，更包括用於UV固化的一光敏引發劑，其中該光敏引發劑的含量從大約0.2%的重量百分比到大約4%的重量百分比。
如申請專利範圍第10項所述之螢光墨組合物，更包括一溶劑，其中該溶劑的含量從大約51%的重量百分比到大約97.6%的重量百分比。
如申請專利範圍第12項所述之螢光墨組合物，其中該溶劑是從以下選擇：異丙醇、2-戊酮、1-戊醇。
如申請專利範圍第10項所述之螢光墨組合物，更包括一分散劑，其中該分散劑的含量從大約0.2%的重量百分比到大約15%的重量百分比。
如申請專利範圍第10項所述之螢光墨組合物，其中該螢光粉成分的含量從大約1%的重量百分比到大約15%的重量百分比。
如申請專利範圍第10項所述之螢光墨組合物，其中該固化樹脂成分的含量從大約1%的重量百分比到大約15%的重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之螢光墨組合物，其中該固化樹脂成分和該奈米螢光粉顆粒的尺寸的選擇，是要使得該奈米螢光粉顆粒在沉積之後、固化之前能在該螢光墨組合物中極其緩慢地沉降，從而能夠在LED裝置或LED封裝中形成均勻固化的螢光層。
一種奈米螢光粉顆粒的製作方法，通過對粒徑較大的螢光粉顆粒進行粉碎製程而形成該奈米螢光粉顆粒，包括：
將粒徑較大的螢光粉顆粒分散在溶劑中，形成一懸浮液；
對該懸浮液進行濕磨，直到大部分的粒徑較大的螢光粉顆粒都已經轉變成奈米數量級的螢光粉顆粒，以及
將該奈米螢光粉顆粒與懸浮液中的其他成分分離。
一種製作螢光墨組合物的方法，該螢光墨組合物包括一固化樹脂成分和一奈米螢光粉顆粒，該方法包括：
將粒徑較大的螢光粉顆粒和該固化樹脂成分分散在溶劑中，形成一懸浮液；
對該懸浮液進行濕磨，直到大部分的粒徑較大的螢光粉顆粒都已經轉變成奈米數量級的螢光粉顆粒，從而形成含有奈米螢光粉顆粒的該懸浮液；
從含有該奈米螢光粉顆粒的該懸浮液中蒸發一部分溶劑形成該螢光墨組合物。
一種製作螢光墨組合物的方法，該螢光墨組合物包括一固化樹脂成分和一奈米螢光粉顆粒，該方法包括：
將粒徑較大的螢光粉顆粒分散在溶劑中，形成一懸浮液；
對該懸浮液進行濕磨，直到大部分的粒徑較大的螢光粉顆粒都已經轉變成奈米數量級的螢光粉顆粒，從而形成含有奈米螢光粉顆粒的該懸浮液；
在含有該奈米螢光粉顆粒的該懸浮液中添加該固化樹脂成分，形成一混合物；
從該混合物中蒸發一部分溶劑形成該螢光墨組合物。