高热导荧光薄膜、制备方法及在LED或激光照明的应用技术

本发明专利技术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；本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
高热导荧光薄膜、制备方法及在LED或激光照明的应用
本专利技术属于无机发光材料
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术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。本专利技术是这样实现的，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％。本专利技术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将上述蓝宝本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志军，袁瑞，赵景泰，
申请(专利权)人：湖州市汉新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33