(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 106206913 A(43)申请公布日 2016.12.07
(21)申请号 201610830207.0(22)申请日 2016.09.19
(71)申请人 绍兴文理学院
地址 312000 浙江省绍兴市城南大道900号
绍兴文理学院数理信息学院(72)发明人 方泽波 黄吉贵 刘士彦 (74)专利代理机构 北京华仲龙腾专利代理事务
所(普通合伙) 11548
代理人 李静(51)Int.Cl.
H01L 33/50(2010.01)
权利要求书1页 说明书5页
(54)发明名称
一种LED荧光粉涂层
(57)摘要
本发明公开了一种LED荧光粉涂层，其方法如下：以碳酸锶、正硅酸乙酯、乙酸钡、发泡剂和碳酸铕为原材料，在乙酸与乙醇液中制成荧光粉溶胶液，并在基材上使用双层涂抹法制备LED荧光粉涂层。本发明制备方法简单，解决了荧光涂层的结构不均匀，可控性差的问题，大大提高了LED出光的均匀性。
CN 106206913 ACN 106206913 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.一种LED荧光粉涂层，其特征在于，其制备方法如下：步骤1，将碳酸锶加入乙酸中，搅拌反应结束后，得到乙酸锶乙酸液；
搅拌均匀后，得到均匀溶胶前液；步骤2，将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中，
步骤3，将碳酸铕边搅拌边加入溶液中，搅拌均匀后自然沉降，得到带白色沉淀的反应液；
步骤4，将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗，得到洗涤液；步骤5，将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀，得到溶胶稀释液；步骤6，将溶胶液中加入发泡剂，搅拌均匀，形成混合液；步骤7，将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩，水浴处理后得到浓缩液；步骤8，将基材浸泡至醇溶液，超声清洗后，采用蒸馏水清洗晾干；
得到有机硅薄膜；步骤9，在基材表面涂覆改性有机硅分散液，
步骤10，将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹，形成荧光粉薄膜；步骤11，将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应，然后通入氢气加压加热反应，自然冷却后得到LED荧光粉涂层。
2.根据权利要求1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤中的配方为：碳酸锶11-12份、正硅酸乙酯20-35份、乙酸钡8-11份、发泡剂1-2份，所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的1-5%，所述发泡剂采用碳酸铵；所述步骤中的搅拌速度为300-1200r/min，搅拌时间为30-120min。
3.根据权利要求1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤1中的乙酸浓度为0.1-0.6mol/L，所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到3-4。
4.根据权利要求1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.1-0.3mg/min。
5.根据权利要求书1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为2-5次，所述无水乙醇总量为乙酸的0.8-1.1倍，所述无水乙醇洗涤原则为少量多次。
6.根据权利要求1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤7中水浴锅温度为80-90℃，所述浓缩液为混合液的25-40%，所述曝气反应采用加热微沸方式，与发泡剂分散曝气反应联用。
7.根据权利要求1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤8中的醇溶液采用乙醇、丙醇、异丙醇中的一种，所述超声频率为30-60kHz，超声时间为5-15min。
8.根据权利要求1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为3-11%的乙醇溶液，所述基材表面的涂覆量为0.1-0.7mg/cm2。
9.根据权利要求1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为0.5-1.2mg/cm2，所述旋转涂抹的转速为900-1500r/min。
10.根据权利要求1所述的一种LED荧光粉涂层，其特征在于，所述步骤11中的恒温加压反应的温度为80-120℃，压力为2-4MPa，反应时间为2-4h，所述加压加热反应的压力为9-11MPa，温度为150-180℃，反应时间为3-8h，所述冷却方式采用风冷。
2
CN 106206913 A
说 明 书一种LED荧光粉涂层
1/5页
技术领域
[0001]本发明属荧光技术领域，具体涉及一种LED荧光粉涂层。
背景技术
[0002]LED是发光二极管(light emitting diode)的简称，根据其发光材料的不同可以分为有机LED(即OLED)和无机LED(一般称为LED)两大类。1996年，在蓝色GaN基发光二极基础上成功实现了白色LED，其具有低电压驱动、全固态、低功耗、长效可靠、无污染、能化等优点。因此，近几年，以白光LED为主的半导体照明(第四代照明技术)得到了快速的发展。[0003]目前最常见的白光LED实现方式是荧光粉转换型即(pc-LED)，例如在蓝光LED芯片表面涂敷一层黄色荧光粉的(黄+蓝)白光LED。另外荧光粉层的实现技术，主要采用的是传统的灌封工艺，即荧光粉混合硅胶的点胶工艺。但这样得到的荧光粉涂层由于结构不均匀，可控性差，以致LED出光的均匀性差。[0004]要克服上述缺陷，就必须实现荧光粉层的厚度、形状的均匀可控。发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种LED荧光粉涂层，本发明制备方法简单，解决了荧光涂层的结构不均匀，可控性差的问题，大大提高了LED出光的均匀性。[0006]一种LED荧光粉涂层，其制备方法如下：
步骤1，将碳酸锶加入乙酸中，搅拌反应结束后，得到乙酸锶乙酸液；步骤2，将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中，搅拌均匀后，得到均匀溶胶前液；步骤3，将碳酸铕边搅拌边加入溶液中，搅拌均匀后自然沉降，得到带白色沉淀的反应液；
步骤4，将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗，得到洗涤液；步骤5，将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀，得到溶胶稀释液；步骤6，将溶胶液中加入发泡剂，搅拌均匀，形成混合液；步骤7，将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩，水浴处理后得到浓缩液；步骤8，将基材浸泡至醇溶液，超声清洗后，采用蒸馏水清洗晾干；步骤9，在基材表面涂覆改性有机硅分散液，得到有机硅薄膜；步骤10，将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹，形成荧光粉薄膜；步骤11，将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应，然后通入氢气加压加热反应，自然冷却后得到LED荧光粉涂层。[0007]所述步骤中的配方为：碳酸锶11-12份、正硅酸乙酯20-35份、乙酸钡8-11份、发泡剂1-2份，所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的1-5%，所述发泡剂采用碳酸铵。[0008]所述步骤中的搅拌速度为300-1200r/min，搅拌时间为30-120min。[0009]所述步骤1中的乙酸浓度为0.1-0.6mol/L，所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到3-4。
3
CN 106206913 A[0010]
说 明 书
2/5页
所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.1-0.3mg/min。
[0011]所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为2-5次，所述无水乙醇总量为乙酸的0.8-1.1倍，所述无水乙醇洗涤原则为少量多次。
[0012]所述步骤7中水浴锅温度为80-90℃，所述浓缩液为混合液的25-40%，所述曝气反应采用加热微沸方式，与发泡剂分散曝气反应联用。[0013]所述步骤8中的醇溶液采用乙醇、丙醇、异丙醇中的一种，所述超声频率为30-60kHz，超声时间为5-15min。
[0014]所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为3-11%的乙醇溶液，所述基材表面的涂覆量为0.1-0.7mg/cm2。
[0015]所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为0.5-1.2mg/cm2，所述旋转涂抹的转速为900-1500r/min。
[0016]所述步骤11中的恒温加压反应的温度为80-120℃，压力为2-4MPa，反应时间为2-4h，所述加压加热反应的压力为9-11MPa，温度为150-180℃，反应时间为3-8h，所述冷却方式采用风冷。
[0017]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明制备方法简单，解决了荧光涂层的结构不均匀，可控性差的问题，大大提高了LED出光的均匀性。[0018]2、本发明采用双层涂抹法，通过改性有机硅与溶胶涂抹的制膜，并以此恒温加压与还原性加压加热反应，提高了基材与荧光粉涂层间的粘结力，同时通过改性有机硅带来的二氧化硅降低硅酸基荧光粉涂层的缺陷。[0019]3、本发明通过乙醇-乙酸混合液配置的溶胶液大大提高了荧光粉材料的分散性，不仅大大保证了结晶度，同时分散性的增加提高了荧光材料的化学稳定性和热稳定性，提高了其使用寿命。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
一种LED荧光粉涂层，其制备方法如下：步骤1，将碳酸锶加入乙酸中，搅拌反应结束后，得到乙酸锶乙酸液；步骤2，将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中，搅拌均匀后，得到均匀溶胶前液；步骤3，将碳酸铕边搅拌边加入溶液中，搅拌均匀后自然沉降，得到带白色沉淀的反应液；
步骤4，将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗，得到洗涤液；步骤5，将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀，得到溶胶稀释液；步骤6，将溶胶液中加入发泡剂，搅拌均匀，形成混合液；步骤7，将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩，水浴处理后得到浓缩液；步骤8，将基材浸泡至醇溶液，超声清洗后，采用蒸馏水清洗晾干；步骤9，在基材表面涂覆改性有机硅分散液，得到有机硅薄膜；步骤10，将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹，形成荧光粉薄膜；
4
CN 106206913 A
说 明 书
3/5页
步骤11，将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应，然后通入氢气加压加热反应，自然冷却后得到LED荧光粉涂层。[0021]所述步骤中的配方为：碳酸锶11份、正硅酸乙酯20份、乙酸钡8份、发泡剂1份，所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的1%，所述发泡剂采用碳酸铵。[0022]所述步骤中的搅拌速度为300r/min，搅拌时间为30min。[0023]所述步骤1中的乙酸浓度为0.1mol/L，所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到3。[0024]所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.1mg/min。[0025]所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为2次，所述无水乙醇总量为乙酸的0.8倍，所述无水乙醇洗涤原则为少量多次。
[0026]所述步骤7中水浴锅温度为80℃，所述浓缩液为混合液的25%，所述曝气反应采用加热微沸方式，与发泡剂分散曝气反应联用。[0027]所述步骤8中的醇溶液采用乙醇，所述超声频率为30kHz，超声时间为5min。[0028]所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为3%的乙醇溶液，所述基材表面的涂覆量为0.1mg/cm2。
[0029]所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为0.5mg/cm2，所述旋转涂抹的转速为900r/min。[0030]所述步骤11中的恒温加压反应的温度为80℃，压力为2MPa，反应时间为2h，所述加压加热反应的压力为9MPa，温度为150℃，反应时间为3h，所述冷却方式采用风冷。[0031]本发明涂层厚度为5.4μm，在254nm紫外光激发，发出高效蓝光，发射主峰在454nm，稳定性好，发光强度高。[0032]实施例2
一种LED荧光粉涂层，其制备方法如下：步骤1，将碳酸锶加入乙酸中，搅拌反应结束后，得到乙酸锶乙酸液；步骤2，将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中，搅拌均匀后，得到均匀溶胶前液；步骤3，将碳酸铕边搅拌边加入溶液中，搅拌均匀后自然沉降，得到带白色沉淀的反应液；
步骤4，将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗，得到洗涤液；步骤5，将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀，得到溶胶稀释液；步骤6，将溶胶液中加入发泡剂，搅拌均匀，形成混合液；步骤7，将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩，水浴处理后得到浓缩液；步骤8，将基材浸泡至醇溶液，超声清洗后，采用蒸馏水清洗晾干；步骤9，在基材表面涂覆改性有机硅分散液，得到有机硅薄膜；步骤10，将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹，形成荧光粉薄膜；步骤11，将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应，然后通入氢气加压加热反应，自然冷却后得到LED荧光粉涂层。[0033]所述步骤中的配方为：碳酸锶12份、正硅酸乙酯35份、乙酸钡11份、发泡剂2份，所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的5%，所述发泡剂采用碳酸铵。[0034]所述步骤中的搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为120min。[0035]所述步骤1中的乙酸浓度为0.6mol/L，所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到4。[0036]所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.3mg/min。
5
CN 106206913 A[0037]
说 明 书
4/5页
所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为5次，所述无水乙醇总量为乙酸的1.1倍，所述
无水乙醇洗涤原则为少量多次。
[0038]所述步骤7中水浴锅温度为90℃，所述浓缩液为混合液的40%，所述曝气反应采用加热微沸方式，与发泡剂分散曝气反应联用。[0039]所述步骤8中的醇溶液采用丙醇，所述超声频率为60kHz，超声时间为15min。[0040]所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为11%的乙醇溶液，所述基材表面的涂覆量为0.7mg/cm2。
[0041]所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为1.2mg/cm2，所述旋转涂抹的转速为1500r/min。
[0042]所述步骤11中的恒温加压反应的温度为120℃，压力为4MPa，反应时间为4h，所述
温度为180℃，反应时间为8h，所述冷却方式采用风冷。加压加热反应的压力为11MPa，
[0043]本发明涂层厚度为11.3μm，在254nm紫外光激发，发出高效蓝光，发射主峰在465nm，稳定性好，发光强度高。[0044]实施例3
一种LED荧光粉涂层，其制备方法如下：步骤1，将碳酸锶加入乙酸中，搅拌反应结束后，得到乙酸锶乙酸液；步骤2，将正硅酸乙酯和乙酸钡加入到乙酸溶液中，搅拌均匀后，得到均匀溶胶前液；步骤3，将碳酸铕边搅拌边加入溶液中，搅拌均匀后自然沉降，得到带白色沉淀的反应液；
步骤4，将白色沉淀过滤后采用无水乙醇清洗，得到洗涤液；步骤5，将过滤后的反应液与洗涤液合并后搅拌均匀，得到溶胶稀释液；步骤6，将溶胶液中加入发泡剂，搅拌均匀，形成混合液；步骤7，将混合液放入水浴锅内进行减压蒸馏进行曝气浓缩，水浴处理后得到浓缩液；步骤8，将基材浸泡至醇溶液，超声清洗后，采用蒸馏水清洗晾干；步骤9，在基材表面涂覆改性有机硅分散液，得到有机硅薄膜；步骤10，将浓缩液滴加在有机硅薄膜进行旋转涂抹，形成荧光粉薄膜；步骤11，将带有有机硅薄膜和荧光粉薄膜的基材放入反应釜中恒温加压反应，然后通入氢气加压加热反应，自然冷却后得到LED荧光粉涂层。[0045]所述步骤中的配方为：碳酸锶11份、正硅酸乙酯28份、乙酸钡9份、发泡剂1份，所述碳酸铕质量为正硅酸乙酯的4%，所述发泡剂采用碳酸铵。[0046]所述步骤中的搅拌速度为900r/min，搅拌时间为90min。[0047]所述步骤1中的乙酸浓度为0.5mol/L，所述碳酸锶中加入乙酸直至pH达到4。[0048]所述步骤3中的碳酸铕加入速度为0.2mg/min。[0049]所述步骤4中的无水乙醇清洗次数为4次，所述无水乙醇总量为乙酸的1.0倍，所述无水乙醇洗涤原则为少量多次。
[0050]所述步骤7中水浴锅温度为85℃，所述浓缩液为混合液的35%，所述曝气反应采用加热微沸方式，与发泡剂分散曝气反应联用。[0051]所述步骤8中的醇溶液采用异丙醇，所述超声频率为50kHz，超声时间为10min。[0052]所述步骤9中的改性有机硅分散液采用改性有机硅浓度为9%的乙醇溶液，所述基
6
CN 106206913 A
说 明 书
5/5页
材表面的涂覆量为0.5mg/cm2。
[0053]所述步骤10中的浓缩液的涂覆量为1.1mg/cm2，所述旋转涂抹的转速为1200r/min。
[0054]所述步骤11中的恒温加压反应的温度为100℃，压力为3MPa，反应时间为4h，所述加压加热反应的压力为10MPa，温度为170℃，反应时间为6h，所述冷却方式采用风冷。[0055]本发明涂层厚度为1.2μm，在254nm紫外光激发，发出高效蓝光，发射主峰在450nm，稳定性好，发光强度高。
[0056]以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
7
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容