一种LED荧光粉预制膜的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种LED荧光粉预制膜的制造方法，包括以下步骤：选择薄膜片和表面平滑的衬底，利用机械切割或激光切割在薄膜片上制作预制腔，将带有预制腔的薄膜片粘接压紧在衬底表面；将荧光粉和粘合剂按(0.1～1)∶1的质量比均匀混合后浇铸到预制腔内；利用光刻工艺制备带有倒梯形周期性光栅结构的印章，通过压印工艺将所述印章压盖在充有所述混合物的预制腔上方，然后进行加热固化，得到表面为倒梯形周期性光栅结构的荧光粉预制膜。本发明专利技术的工艺简单，操作性强，成本低，适合工厂大批量生产；克服了现有技术荧光粉预制膜制作中相同批次及不同批次之间出光不一致的问题，提高了光子转换效率和LED封装结构的整体出光率及光色的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种LED荧光粉预制膜的制造方法，包括以下步骤：选择薄膜片和表面平滑的衬底，利用机械切割或激光切割在薄膜片上制作预制腔，将带有预制腔的薄膜片粘接压紧在衬底表面；将荧光粉和粘合剂按(0.1～1)∶1的质量比均匀混合后浇铸到预制腔内；利用光刻工艺制备带有倒梯形周期性光栅结构的印章，通过压印工艺将所述印章压盖在充有所述混合物的预制腔上方，然后进行加热固化，得到表面为倒梯形周期性光栅结构的荧光粉预制膜。本专利技术的工艺简单，操作性强，成本低，适合工厂大批量生产；克服了现有技术荧光粉预制膜制作中相同批次及不同批次之间出光不一致的问题，提高了光子转换效率和LED封装结构的整体出光率及光色的均匀性。【专利说明】一种LED荧光粉预制膜的制造方法
本专利技术属于LED制造
，具体涉及一种LED荧光粉预制膜的制造方法。
技术介绍
现有技术中的白光LED灯具一般是将产生蓝光的LED芯片与荧光物质层紧贴并封装在一个密闭空间内以形成白光LED。其中荧光物质层的制造方法为将一定比例的荧光粉和胶体混合均匀，放入真空干燥器内排气泡(至少需要30分钟)，然后通过点胶工艺将荧光粉和胶体的混合物涂覆在芯片上，进行加热固化形成荧光粉预制层。该工艺耗时较长，点胶过程中荧光粉的浓度难以自始至终保持一致；且由于荧光粉的沉降问题，导致胶体浓度变化引起不同批次甚至是相同批次制造出的器件光色度不完全相同，对同一器件，由于固化后的荧光粉中间厚、四周薄，导致中间偏黄、四周偏蓝。 为了解决上述问题，现有技术中有人提出了采用注塑法制备荧光粉预制薄膜，但注塑法制备荧光粉层需要特定的设备和工艺，工作操作和控制繁琐，投入成本较高，膜的厚度和均匀性不太好控制。
技术实现思路
本专利技术为了解决以上的不足，提供了一种LED荧光粉预制膜的制造方法，该方法工艺简单，成本低；且制得的荧光粉预制膜的倒梯形微细光学结构，使得出光率和光线均匀性大大提高。 为了实现本专利技术目的所采取的技术方案是:一种LED荧光粉预制膜的制造方法，该方法包括以下步骤: I)模具制作:选择薄膜片和表面平滑的衬底，利用机械切割或激光切割在薄膜片上切割形成贯穿薄膜片上下表面的预制腔，将所述带有预制腔的薄膜片固定于衬底上，得到所述模具，模具的模腔形成为所述薄膜片和衬底的结合，模腔高度为薄膜片的厚度； 2)浇铸:将荧光粉和粘合剂按质量比为(0.1?I): I的比例均匀混合，并将所述荧光粉和粘合剂的混合物浇铸到所述模腔内，浇铸高度至薄膜片的表平面，使荧光粉预制膜制成的厚度决定于所选薄膜片的厚度； 3)压印及固化:利用光刻工艺制备带有倒梯形周期性光栅结构的印章，通过压印工艺将所述印章压盖在充有所述混合物的模腔上方，然后进行加热固化； 4)脱模:加热固化后首先将所述印章与所述模具分离，然后将固化成型的荧光粉层与所述模腔分离获得所述荧光粉预制膜，荧光粉预制膜的表面为倒梯形的周期性光栅结构。 优选的，步骤(I)中所述带有预制腔的薄膜片通过粘结压紧的方式连接在所述衬底表面。 优选的，所述薄膜片的厚度为0.1-1_。 优选的，所述步骤(3)中固化时间为10-300min，固化温度为70_150°C。 更优的，由于温度过高会导致模板变形严重，温度过低则导致荧光粉和粘合剂的混合物的固化不充分，所述步骤⑶中固化时间为50-150min，固化温度为90-130°C。 优选的，步骤(4)中所述荧光粉预制膜的厚度为(0.l-l)mm±0.01mm。 优选的，所述薄膜片的材料为聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、聚氨酯、K9玻璃片、石英玻璃片、镍板、铬板、不锈钢板中的一种或以上。 优选的，所述印章的材料为聚二甲基硅氧烷、含氟聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、聚氨酯、硅、镍、二氧化硅、石英玻璃、碳化硅、金刚石、石墨烯中的一种或以上。 优选的，所述的粘合剂为硅胶、环氧树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯醚中的一种或两种以上的混合体。 优选的，所述的荧光粉为YAG荧光粉、TAG荧光粉、红色荧光粉、或紫外激发的RGB突光粉中的一种或几种突光粉的混合粉。 优选的，还包括步骤(5):将步骤⑷所得的荧光粉预制膜进行切割，得到面积、形状符合封装要求的荧光粉层。 一种包含有所述荧光粉预制膜的LED封装结构，包括LED发光元件和隔热胶层，所述隔热胶层粘结设置于所述LED发光元件上方，所述荧光粉预制膜设置于所述隔热胶层上方。 本专利技术的有益效果在于: 1、本专利技术通过选择薄膜片和表面平滑的衬底，对一定厚度的薄膜片进行切割，在薄膜片上形成贯穿薄膜片上下表面的预制腔，将带有预制腔的薄膜片粘结压紧在衬底表平面，形成容纳荧光粉预制膜的模腔；然后将荧光粉和粘合剂按一定比例均匀混合后浇铸在模腔内，浇铸高度至薄膜片的表平面，使荧光粉预制膜制成的厚度决定于所选的薄膜片厚度，然后通过压印、固化与脱模，制作出表面为倒梯形周期性光栅结构的荧光粉预制膜。与现有技术相比，该工艺简单，操作性强，无需大型专业仪器设备和专业技术人员，降低了制作所消耗的原料成本、设备成本及人力成本，适合工厂大批量生产；且克服了现有技术荧光粉预制膜制作中相同批次及不同批次之间出光不一致性的问题。 2、本专利技术制备出的荧光粉预制膜的表面具有倒梯形周期性光栅结构，当光线到达荧光粉层时，倒梯形结构为超过全反射角的黄光提供了直接出射的机会，降低了全反射发生的几率，提高了光色均匀性；与此同时倒梯形结构可抑制光源发出的光强较大的小角度蓝光的出射，使其在荧光粉层内多次反射被重复利用，提高了光子转换效率和LED封装结构的整体出光率。 3、利用本专利技术的制造方法制作荧光层时，荧光粉预制膜的厚度、形状、大小及荧光粉含量均能够精确控制，且膜厚精度与现有技术中注塑法相比有显著提高。其中荧光粉预制膜的厚度直接取决于所选薄膜片的厚度，可根据实际需求选择不同尺寸的薄膜片，形成不同尺寸的荧光粉预制薄膜，其适用范围较广。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术荧光粉预制膜的制造方法的工艺步骤； 图2是本专利技术中模具的剖面图； 图3是本专利技术荧光粉预制膜的制造方法的具体工艺流程图； 图4是本专利技术中LED发光元件发出的光在荧光粉预制膜中的光路示意图； 图5是本专利技术中荧光粉受光线激发在荧光粉预制膜中的光路示意图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做进一步说明: 参照附图1-3所示，一种LED荧光粉预制膜的制造方法，该方法包括以下步骤: I)模具制作:选择薄膜片I和表面平滑的衬底2 ;所述薄膜片的材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、聚氨酯、K9玻璃片、石英玻璃片、镍板、铬板、不锈钢板中的一种或以上。 然后利用机械切割或激光切割的方法在薄膜片I上切割形成多个贯穿薄膜片I上下表面的一定大小和形状的预制腔。将所述带有预制腔的薄膜片I粘结在衬底2上方，并与衬底2压紧，即得到用于浇铸荧光粉与粘合剂混合物的浇铸模具，模具的模腔11形成为所述薄膜片I和衬底2的结合，模腔11高度为薄膜片I的厚度，所述薄膜片I的厚度为 0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED荧光粉预制膜的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)模具制作：选择薄膜片和表面平滑的衬底，利用机械切割或激光切割在薄膜片上切割形成贯穿薄膜片上下表面的预制腔，将所述带有预制腔的薄膜片固定于衬底上，得到所述模具，模具的模腔形成为所述薄膜片和衬底的结合，模腔高度为薄膜片的厚度；2)浇铸：将荧光粉和粘合剂按质量比为(0.1～1)∶1的比例均匀混合，并将所述荧光粉和粘合剂的混合物浇铸到所述模腔内，浇铸高度至薄膜片的表平面，使荧光粉预制膜制成的厚度决定于所选薄膜片的厚度；3)压印及固化：利用光刻工艺制备带有倒梯形周期性光栅结构的印章，通过压印工艺将所述印章压盖在充有所述混合物的模腔上，然后进行加热固化；4)脱模：加热固化后首先将所述印章与所述模具分离，然后将固化成型的荧光粉层与所述模腔分离获得所述荧光粉预制膜，荧光粉预制膜的表面为倒梯形的周期性光栅结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梅霆，李旋，万磊，郭克勤，朱凝，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44