一種基于真空吸附的圖形化遠程熒光片制備方法與流程

本發明涉及光電技術顯示領域，特別涉及一種基于真空吸附的圖形化遠程熒光片制備方法。

背景技術：

發光二極管(英文為lightemittingdiode，簡稱led)是利用半導體的p-n結電致發光原理制成的一種半導體發光器件。led具有環保、亮度高、功耗低、壽命長、工作電壓低、易集成化等優點，是繼白熾燈、熒光燈和高強度放電(hid)燈(如高壓鈉燈和金鹵燈)之后的第四代新光源。

近年來，由于材料及技術的突破，發光二極管的發光亮度已經有了非常多的提升，尤其是白光發光二極管的出現，更使得發光二極管漸漸取代目前傳統照明設備。目前白光led的較為常用的混光方式為藍光led藍光激發熒光粉發出黃光并與其他藍光混合出白光，而采用遠程熒光技術實現的白光led因其熒光粉激發效率高、顯色性能好，成為led封裝形式的主流研究方向之一。目前遠程熒光片的制法主要通過在有機玻璃板表面旋涂摻雜熒光粉的硅膠獲得，但這種方式所制得的熒光片種類單一，僅能在宏觀幾何形狀上和位置上進行改進，無法實現遠程熒光圖形化，對實現led光學效果多樣性造成了限制。同時，對于顯示要求較高的場合，傳統led器件因為制備過程中鋪覆熒光粉數量和多種熒光粉的分布難以控制，顯示一致性難以進一步提高。本發明所提出的一種可控性強的圖形化遠程熒光片將較好解決上述問題。

技術實現要素：

本發明提供了一種基于真空吸附原理制作圖形化遠程熒光片的制備方法，利用具有微孔陣列的透明板和真空吸附裝置實現圖形化的可控性。

本發明通過以下技術方案實現。

一種基于真空吸附的圖形化遠程熒光片制備方法，包括如下步驟：

（1）將由抽真空泵、真空圖形模具和密封墊圈組成的真空吸附裝置水平放置，將具有微尺度密排通孔的透明板放置于真空吸附裝置的上方；

（2）開啟抽真空泵，使透明板緊貼于真空吸附裝置；將熒光粉顆粒鋪在光學透明板表面，使得在真空吸附裝置開口圖形區域的熒光粉顆粒被吸附在小于顆粒尺寸的孔洞上方；

（3）在透明板的兩端側分別水平放置送氣裝置和熒光回收粉口，開啟送氣裝置，使未被吸附的顆粒沿氣流方向移動進入熒光粉回收口；

（4）在透明板表面噴涂光學硅膠固定熒光粉形狀，靜置，待硅膠自然流動停止；

（5）關閉真空吸附裝置，將熒光片整體放入恒溫干燥箱內，加熱，緩慢冷卻至室溫，得到所述圖形化遠程熒光片。

進一步地，步驟（1）中，所述真空吸附裝置是由抽真空泵、真空圖形模具和密封墊圈組成的半包圍的結構；所述抽真空泵組成真空吸附裝置的底部；所述真空圖形模具組成真空吸附裝置的兩側面；所述密封墊圈嵌入在真空圖形模具的上端，用于承載透明板，并緩沖抽真空過程中透明板下壓產生的壓力；所述真空圖形模具具有孔結構的開口圖形區域，密封墊圈的形狀與真空圖形模具的孔形一致；所述真空圖形模具的開口圖形為可加工的幾何形狀，包括圓形或圓角多邊形。

進一步地，步驟（1）中，所述真空吸附裝置可調真空度范圍在0~-0.10mpa之間，不含0mpa，具體壓強由所需熒光粉密布程度決定。

進一步地，步驟（1）中，所述透明板上的通孔采用的加工方式包括激光加工，孔徑為1-20微米，孔間距在2-10倍孔徑范圍內。

進一步地，步驟（1）中，所述透明板的兩面的表面粗糙度ra≤1.6。

進一步地，步驟（1）中，所述透明板的材料為透光性好的光學材料，包括聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）、聚碳酸酯（pc）或環氧樹脂。

進一步地，步驟（1）中，所述透明板的厚度為0.1-0.5mm。

進一步地，步驟（2）中，所述熒光粉顆粒的粒徑平均值大于透明板的通孔孔徑。

進一步地，步驟（2）中，所述熒光粉為一種熒光粉或多種熒光粉的組合。

更進一步地，所述熒光粉為多種熒光粉組合時，透明板具有與熒光粉組合數對應的不同孔徑尺寸的孔，且根據需要分布的區域設置對應不同的孔徑；需鋪覆大粒徑熒光粉的區域，孔徑的尺寸范圍大于其他小粒徑熒光粉的粒徑最大值；鋪覆熒光粉組合圖形時，先鋪覆小粒徑熒光粉，避免大粒徑熒光粉阻擋小孔徑微孔。

進一步地，步驟（3）中，所述送氣裝置提供的風速為1-3m/s。

進一步地，步驟（4）中，所述光學硅膠的粘度小于6pa·s，噴涂厚度為0.05-0.1mm。

進一步地，步驟（4）中，所述靜置的時間為15-30min。

進一步地，步驟（5）中，所述加熱是加熱至光學硅膠的固化溫度，加熱時間為30-60min。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

本發明方法操作簡單，靈活性強，在無塵條件下，熒光粉可循環利用，所得遠程熒光片中熒光粉分布均勻穩定，可應用于具有較高一致性要求的顯示領域。

附圖說明

圖1為實施例中真空吸附裝置的示意圖；

圖2為實施例中送風裝置和熒光粉回收口裝配示意圖；

圖3為實施例中抽真空吸附熒光粉顆粒在平板通孔上的示意圖；

圖4為實施例中回收熒光粉顆粒的示意圖；

圖5為實施例中光學硅膠固定熒光粉過程示意圖；

圖6為制備好的熒光片整體加熱固化前的示意圖；

圖7a為實施例1中制備的高色溫圓形圖案遠程熒光片示意圖；

圖7b為實施例2中制備的圓角矩形雙色溫圖形化遠程熒光片示意圖；

圖8a為實施例中所用yag熒光粉的sem圖；

圖8b為實施例中所用氮化物熒光粉的sem圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述，但本發明不限于此。

實施例1

3535型top器件高色溫圓形圖案遠程熒光片的制備，制備步驟如下：

（1）采用激光打孔方法，預先制備得到孔徑10um，網孔目數為2000個，外輪廓為3.5×3.5mm矩形的透明pmma板，板兩面的表面粗糙度ra=0.8，孔距為3倍孔徑，板厚優選0.1mm；

（2）安裝圓形遠程熒光片的制備裝置，裝置包括熒光粉回收口1、密封墊圈2、真空圖形模具3、透明板4、光學硅膠5、熒光粉6、送氣裝置7。

將密封墊圈2、真空圖形模具3和抽真空泵按圖1所示結構組成半包圍結構的真空吸附裝置，加工真空圖形模具3的孔為圓形，上方嵌入圓形密封墊圈2；將pmma板放置在真空吸附裝置上方，送氣裝置7和熒光粉回收口1分別位于透明板4兩側，如圖2所示，整體裝置放置在水平面上；

（3）開啟抽真空泵，真空度為-0.10mpa，選擇yag熒光粉（sem圖如圖8a所示），粒徑范圍在1-20微米，粒徑平均值為13微米，將熒光粉顆粒鋪在光學透明板4表面，使得顆粒被吸附在小于顆粒尺寸的孔洞上方，如圖3所示；

（4）開啟送氣裝置7，裝置提供風速為1m/s，使未被吸附的顆粒沿氣流方向移動，并被熒光粉回收口1回收，如圖4所示；

（5）在透明板4表面噴涂7040型光學硅膠固定熒光粉形狀，光學硅膠噴涂厚度為0.08mm，靜置30分鐘，待硅膠自然流動停止，如圖5所示；

（6）關閉真空吸附裝置，將熒光片整體（如圖6所示）放入恒溫干燥箱內加熱至固化溫度150℃，加熱時長1h；待其緩慢冷卻至室溫，得3535型top器件高色溫圓形圖案遠程熒光片。

制備的3535型top器件高色溫圓形圖案遠程熒光片的示意圖如圖7a所示，由圖7a可知，被限制在固定區域的yag熒光粉可有效控制激發后的高色溫白光區域集中于器件中部。

實施例2

5050型top器件圓角矩形雙色溫圖形化遠程熒光片的制備，制備步驟如下：

（1）采用激光打孔方法，預先制備得到一半孔徑為10um，網孔目數為2000個，另一半孔徑為5um，網孔數目為3000個，外輪廓為5.0×5.0mm矩形的透明pmma板，板兩面的表面粗糙度ra=0.8，孔距優選2倍孔徑，板厚優選0.2mm；

（2）安裝矩形遠程熒光片的制備裝置，裝置包括熒光粉回收口1、密封墊圈2、真空圖形模具3、透明板4、光學硅膠5、熒光粉6、送氣裝置7。

將密封墊圈2、真空圖形模具3和抽真空泵按圖1所示結構組成半包圍結構的真空吸附裝置，加工真空圖形模具3的孔為圓角矩形，上方嵌入矩形密封墊圈2，將pmma板放置在真空裝置上方，送氣裝置7和熒光粉回收口1分別位于透明板4兩側，如圖2所示，整體裝置放置在水平面上；

（3）開啟抽真空泵，真空度為-0.05mpa，先選擇氮化物熒光粉（sem圖如圖8b所示），粒徑范圍在3-8微米，粒徑平均值在6微米；將熒光粉顆粒鋪在光學透明板4表面，使得顆粒被吸附在小于顆粒尺寸的孔洞上方，即孔徑5微米一側；如圖3所示；

（4）開啟送氣裝置，裝置提供風速為1m/s，使未被吸附的顆粒沿氣流方向移動，并被熒光粉回收口1回收；如圖4所示；

（5）關閉送氣裝置7，再選擇yag熒光粉（sem圖如圖8a所示），粒徑范圍在1-20微米，粒徑平均值為13微米，將熒光粉顆粒鋪在光學透明板4表面，使得顆粒被吸附在小于顆粒尺寸的孔洞上方，即孔徑10微米一側；

（6）開啟送氣裝置7，裝置提供風速為1m/s，使未被吸附的顆粒沿氣流方向移動，并被熒光粉回收口1回收；

（7）在透明板4表面填充熒光粉一側噴涂道康寧oe-6550型光學硅膠固定熒光粉形狀，光學硅膠的噴涂厚度為0.1mm，靜置30分鐘，待硅膠自然流動停止；如圖5所示；

（8）關閉真空吸附裝置，將熒光片整體（如圖6所示）放入恒溫干燥箱內加熱至固化溫度150℃，加熱時長1h；待其緩慢冷卻至室溫，得到5050型top器件圓角矩形雙色溫圖形化遠程熒光片。

制備的5050型top器件圓角矩形雙色溫圖形化遠程熒光片的示意圖如圖7b所示，兩種不同密度分布區域代表兩種熒光粉顆粒被吸附后的排布情況，由于yag黃粉側目數小，因此相對稀疏，該側激發后出光色溫較高。

如上所述，便可較好地實現本發明。

本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。