一种基于真空吸附的图形化远程荧光片制备方法与流程

本发明涉及光电技术显示领域，特别涉及一种基于真空吸附的图形化远程荧光片制备方法。

背景技术：

发光二极管(英文为lightemittingdiode，简称led)是利用半导体的p-n结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。led具有环保、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易集成化等优点，是继白炽灯、荧光灯和高强度放电(hid)灯(如高压钠灯和金卤灯)之后的第四代新光源。

近年来，由于材料及技术的突破，发光二极管的发光亮度已经有了非常多的提升，尤其是白光发光二极管的出现，更使得发光二极管渐渐取代目前传统照明设备。目前白光led的较为常用的混光方式为蓝光led蓝光激发荧光粉发出黄光并与其他蓝光混合出白光，而采用远程荧光技术实现的白光led因其荧光粉激发效率高、显色性能好，成为led封装形式的主流研究方向之一。目前远程荧光片的制法主要通过在有机玻璃板表面旋涂掺杂荧光粉的硅胶获得，但这种方式所制得的荧光片种类单一，仅能在宏观几何形状上和位置上进行改进，无法实现远程荧光图形化，对实现led光学效果多样性造成了限制。同时，对于显示要求较高的场合，传统led器件因为制备过程中铺覆荧光粉数量和多种荧光粉的分布难以控制，显示一致性难以进一步提高。本发明所提出的一种可控性强的图形化远程荧光片将较好解决上述问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于真空吸附原理制作图形化远程荧光片的制备方法，利用具有微孔阵列的透明板和真空吸附装置实现图形化的可控性。

本发明通过以下技术方案实现。

一种基于真空吸附的图形化远程荧光片制备方法，包括如下步骤：

（1）将由抽真空泵、真空图形模具和密封垫圈组成的真空吸附装置水平放置，将具有微尺度密排通孔的透明板放置于真空吸附装置的上方；

（2）开启抽真空泵，使透明板紧贴于真空吸附装置；将荧光粉颗粒铺在光学透明板表面，使得在真空吸附装置开口图形区域的荧光粉颗粒被吸附在小于颗粒尺寸的孔洞上方；

（3）在透明板的两端侧分别水平放置送气装置和荧光回收粉口，开启送气装置，使未被吸附的颗粒沿气流方向移动进入荧光粉回收口；

（4）在透明板表面喷涂光学硅胶固定荧光粉形状，静置，待硅胶自然流动停止；

（5）关闭真空吸附装置，将荧光片整体放入恒温干燥箱内，加热，缓慢冷却至室温，得到所述图形化远程荧光片。

进一步地，步骤（1）中，所述真空吸附装置是由抽真空泵、真空图形模具和密封垫圈组成的半包围的结构；所述抽真空泵组成真空吸附装置的底部；所述真空图形模具组成真空吸附装置的两侧面；所述密封垫圈嵌入在真空图形模具的上端，用于承载透明板，并缓冲抽真空过程中透明板下压产生的压力；所述真空图形模具具有孔结构的开口图形区域，密封垫圈的形状与真空图形模具的孔形一致；所述真空图形模具的开口图形为可加工的几何形状，包括圆形或圆角多边形。

进一步地，步骤（1）中，所述真空吸附装置可调真空度范围在0~-0.10mpa之间，不含0mpa，具体压强由所需荧光粉密布程度决定。

进一步地，步骤（1）中，所述透明板上的通孔采用的加工方式包括激光加工，孔径为1-20微米，孔间距在2-10倍孔径范围内。

进一步地，步骤（1）中，所述透明板的两面的表面粗糙度ra≤1.6。

进一步地，步骤（1）中，所述透明板的材料为透光性好的光学材料，包括聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）、聚碳酸酯（pc）或环氧树脂。

进一步地，步骤（1）中，所述透明板的厚度为0.1-0.5mm。

进一步地，步骤（2）中，所述荧光粉颗粒的粒径平均值大于透明板的通孔孔径。

进一步地，步骤（2）中，所述荧光粉为一种荧光粉或多种荧光粉的组合。

更进一步地，所述荧光粉为多种荧光粉组合时，透明板具有与荧光粉组合数对应的不同孔径尺寸的孔，且根据需要分布的区域设置对应不同的孔径；需铺覆大粒径荧光粉的区域，孔径的尺寸范围大于其他小粒径荧光粉的粒径最大值；铺覆荧光粉组合图形时，先铺覆小粒径荧光粉，避免大粒径荧光粉阻挡小孔径微孔。

进一步地，步骤（3）中，所述送气装置提供的风速为1-3m/s。

进一步地，步骤（4）中，所述光学硅胶的粘度小于6pa·s，喷涂厚度为0.05-0.1mm。

进一步地，步骤（4）中，所述静置的时间为15-30min。

进一步地，步骤（5）中，所述加热是加热至光学硅胶的固化温度，加热时间为30-60min。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明方法操作简单，灵活性强，在无尘条件下，荧光粉可循环利用，所得远程荧光片中荧光粉分布均匀稳定，可应用于具有较高一致性要求的显示领域。

附图说明

图1为实施例中真空吸附装置的示意图；

图2为实施例中送风装置和荧光粉回收口装配示意图；

图3为实施例中抽真空吸附荧光粉颗粒在平板通孔上的示意图；

图4为实施例中回收荧光粉颗粒的示意图；

图5为实施例中光学硅胶固定荧光粉过程示意图；

图6为制备好的荧光片整体加热固化前的示意图；

图7a为实施例1中制备的高色温圆形图案远程荧光片示意图；

图7b为实施例2中制备的圆角矩形双色温图形化远程荧光片示意图；

图8a为实施例中所用yag荧光粉的sem图；

图8b为实施例中所用氮化物荧光粉的sem图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明不限于此。

实施例1

3535型top器件高色温圆形图案远程荧光片的制备，制备步骤如下：

（1）采用激光打孔方法，预先制备得到孔径10um，网孔目数为2000个，外轮廓为3.5×3.5mm矩形的透明pmma板，板两面的表面粗糙度ra=0.8，孔距为3倍孔径，板厚优选0.1mm；

（2）安装圆形远程荧光片的制备装置，装置包括荧光粉回收口1、密封垫圈2、真空图形模具3、透明板4、光学硅胶5、荧光粉6、送气装置7。

将密封垫圈2、真空图形模具3和抽真空泵按图1所示结构组成半包围结构的真空吸附装置，加工真空图形模具3的孔为圆形，上方嵌入圆形密封垫圈2；将pmma板放置在真空吸附装置上方，送气装置7和荧光粉回收口1分别位于透明板4两侧，如图2所示，整体装置放置在水平面上；

（3）开启抽真空泵，真空度为-0.10mpa，选择yag荧光粉（sem图如图8a所示），粒径范围在1-20微米，粒径平均值为13微米，将荧光粉颗粒铺在光学透明板4表面，使得颗粒被吸附在小于颗粒尺寸的孔洞上方，如图3所示；

（4）开启送气装置7，装置提供风速为1m/s，使未被吸附的颗粒沿气流方向移动，并被荧光粉回收口1回收，如图4所示；

（5）在透明板4表面喷涂7040型光学硅胶固定荧光粉形状，光学硅胶喷涂厚度为0.08mm，静置30分钟，待硅胶自然流动停止，如图5所示；

（6）关闭真空吸附装置，将荧光片整体（如图6所示）放入恒温干燥箱内加热至固化温度150℃，加热时长1h；待其缓慢冷却至室温，得3535型top器件高色温圆形图案远程荧光片。

制备的3535型top器件高色温圆形图案远程荧光片的示意图如图7a所示，由图7a可知，被限制在固定区域的yag荧光粉可有效控制激发后的高色温白光区域集中于器件中部。

实施例2

5050型top器件圆角矩形双色温图形化远程荧光片的制备，制备步骤如下：

（1）采用激光打孔方法，预先制备得到一半孔径为10um，网孔目数为2000个，另一半孔径为5um，网孔数目为3000个，外轮廓为5.0×5.0mm矩形的透明pmma板，板两面的表面粗糙度ra=0.8，孔距优选2倍孔径，板厚优选0.2mm；

（2）安装矩形远程荧光片的制备装置，装置包括荧光粉回收口1、密封垫圈2、真空图形模具3、透明板4、光学硅胶5、荧光粉6、送气装置7。

将密封垫圈2、真空图形模具3和抽真空泵按图1所示结构组成半包围结构的真空吸附装置，加工真空图形模具3的孔为圆角矩形，上方嵌入矩形密封垫圈2，将pmma板放置在真空装置上方，送气装置7和荧光粉回收口1分别位于透明板4两侧，如图2所示，整体装置放置在水平面上；

（3）开启抽真空泵，真空度为-0.05mpa，先选择氮化物荧光粉（sem图如图8b所示），粒径范围在3-8微米，粒径平均值在6微米；将荧光粉颗粒铺在光学透明板4表面，使得颗粒被吸附在小于颗粒尺寸的孔洞上方，即孔径5微米一侧；如图3所示；

（4）开启送气装置，装置提供风速为1m/s，使未被吸附的颗粒沿气流方向移动，并被荧光粉回收口1回收；如图4所示；

（5）关闭送气装置7，再选择yag荧光粉（sem图如图8a所示），粒径范围在1-20微米，粒径平均值为13微米，将荧光粉颗粒铺在光学透明板4表面，使得颗粒被吸附在小于颗粒尺寸的孔洞上方，即孔径10微米一侧；

（6）开启送气装置7，装置提供风速为1m/s，使未被吸附的颗粒沿气流方向移动，并被荧光粉回收口1回收；

（7）在透明板4表面填充荧光粉一侧喷涂道康宁oe-6550型光学硅胶固定荧光粉形状，光学硅胶的喷涂厚度为0.1mm，静置30分钟，待硅胶自然流动停止；如图5所示；

（8）关闭真空吸附装置，将荧光片整体（如图6所示）放入恒温干燥箱内加热至固化温度150℃，加热时长1h；待其缓慢冷却至室温，得到5050型top器件圆角矩形双色温图形化远程荧光片。

制备的5050型top器件圆角矩形双色温图形化远程荧光片的示意图如图7b所示，两种不同密度分布区域代表两种荧光粉颗粒被吸附后的排布情况，由于yag黄粉侧目数小，因此相对稀疏，该侧激发后出光色温较高。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。