[發明專利]一種LED用熒光粉平面打印裝置

無效

• 申請號: 201010607685.8
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102126339A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 沈常宇;鐘川;李可;侯強龍;金尚忠;裘燕青;黃杰
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: B41F17/00
• 分類號: B41F17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種LED用熒光粉平面打印裝置，屬于照明技術領域，尤其是涉及半導體白光照明領域。

背景技術

LED被稱為下一代光源，具有節能、高效和環保等優勢；目前制備白光LED的方法主要分為以下幾種：LED芯片加熒光粉合成白光技術，紅、綠、藍(RGB)多芯片組合白光技術，有機白光技術以及量子點白光LED。其中，LED芯片加熒光粉白光技術研究較多，并且已經商業化。

將LED設計成面光源應用在普通照明或者是LCD等背光源是目前LED的一個很重要的應用。眾所周知，當前白光或者其他顏色LED的光強分布一般為朗伯體分布，不適合需要均勻照明的場合，如背光源等。若是需要LED的均勻照明，必須進行二次光學設計，如自由曲面透鏡設計、微陣列透鏡設計等；既增加了成本又增加了系統的復雜程度，同時還會帶來系統的不穩定性和散熱等問題。

將熒光粉直接打印在透明薄膜上，并且能夠通過電腦設計所需的熒光粉圖案，獲得所需的發光形狀的面光源，相比較通常的熒光粉直接涂覆在LED芯片上，熒光粉與LED芯片分離；打印有熒光粉的薄膜既可以充當光轉換介質，又可以充當漫射介質，在提高光效的同時，可以獲得均勻的平面白光源或者其他顏色的平面光源；同時還可以縮減整個平面光源的體積。本發明裝置制備的打印有熒光粉的透明薄膜結合LED芯片適合作為固體照明以及LCD顯示器件等的光源要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種LED用熒光粉平面打印裝置。該裝置能夠將熒光粉均勻地以印刷的方式涂覆在透明薄膜上面，并且可以通過電腦設計所需的熒光粉圖案，獲得所需的發光形狀的面光源，該裝置可以與LED芯片結合，通過光轉換可以獲得均勻的平面光源。而且該裝置具有結構簡單、運轉穩定等特點。

本發明通過以下技術方案實現：

由薄膜卷筒(1)，透明薄膜(2)，傳動軸(3)，負電鼓(4)，熒光粉盒(5)，滾鼓(6)，正電鼓(7)，滾膠鼓(8)，膠合劑盒(9)，高溫烤箱(10)，滾筒(11)，電腦(12)，激光器(13)，反射鏡(14)和棱鏡(15)構成；首先將熒光粉和膠合劑分別裝入熒光粉盒(5)和膠合劑盒(9)，并且將透明薄膜(2)按照裝置圖裝好；滾筒(11)和傳動軸(3)轉動帶動透明薄膜(2)勻速移動，透明薄膜(2)經過負電鼓(4)時，負電鼓(4)對透明薄膜放負電子；滾鼓(6)在熒光粉盒(5)出粉口轉動時從熒光粉盒(5)中吸附熒光粉；要打印的熒光粉圖案預先在電腦(12)中設計，通過激光器(13)傳輸激光，將預先設計的熒光粉圖案加載在激光信息中，通過反射鏡(14)反射，通過棱鏡(15)傳輸到正電鼓(7)上，在正電鼓(7)上正電子組成激光中加載的圖案，正電子吸引滾鼓(6)上的熒光粉附著在正電鼓上形成預先在電腦中設計的圖案，并帶正電；帶有負電子的透明薄膜(2)經過正電鼓(7)時，正負電子相互吸引，將熒光粉吸附到透明薄膜上，并形成預先在電腦中設計的圖案；膠合劑盒(9)具有加熱功能，盛在膠合劑盒中的膠合劑被充分溶解，并均勻附著在滾膠鼓(8)上，附有熒光粉圖案的透明薄膜經過滾膠鼓(8)時，膠合劑被涂覆到附有熒光粉的透明薄膜上，并滲透到熒光粉顆粒之間，透明薄膜上無熒光粉區域形成膠合劑層，帶有熒光粉和膠合劑的混合體透明薄膜勻速通過高溫烤箱(10)，實現熒光粉和膠合劑的混合體在透明薄膜上固化成膜。

本發明的工作原理是：通過電腦設計要打印的熒光粉圖案，通過激光器和反射棱鏡將圖案在正電鼓上掃描，使得正電鼓上的正電子形成該圖案，正電子吸引滾鼓上的熒光粉附著在正電鼓上形成預先在電腦中設計的圖案，并帶正電；當透明薄膜通過負電鼓時，負電荷將附著在透明薄膜上，當透明薄膜通過正電鼓時，正負電子相互吸引，熒光粉被吸附到透明薄膜上，并形成設計好的熒光粉圖案，附有熒光粉圖案的透明薄膜經過滾膠鼓時，膠合劑被均勻地涂覆在透明薄膜上，再經過烤箱高溫烘烤，熒光粉圖案和膠合劑的混合體在透明薄膜上固化成熒光粉平面膜。

附圖說明

圖1是LED用熒光粉平面打印裝置

具體實施方式

下面結合附圖及實施實例對本發明作進一步描述：

參見附圖1，由薄膜卷筒(1)，透明薄膜(2)，傳動軸(3)，負電鼓(4)，熒光粉盒(5)，滾鼓(6)，正電鼓(7)，滾膠鼓(8)，膠合劑盒(9)，高溫烤箱(10)，滾筒(11)，電腦(12)，激光器(13)，反射鏡(14)和棱鏡(15)構成；首先將熒光粉和膠合劑分別裝入熒光粉盒(5)和膠合劑盒(9)，并且將透明薄膜(2)按照裝置圖裝好；滾筒(11)和傳動軸(3)轉動帶動透明薄膜(2)勻速移動，透明薄膜(2)經過負電鼓(4)時，負電鼓(4)對透明薄膜放負電子；滾鼓(6)在熒光粉盒(5)出粉口轉動時從熒光粉盒(5)中吸附熒光粉；要打印的熒光粉圖案預先在電腦(12)中設計，通過激光器(13)傳輸激光，將預先設計的熒光粉圖案加載在激光信息中，通過反射鏡(14)反射，通過棱鏡(15)傳輸到正電鼓(7)上，在正電鼓(7)上正電子組成激光中加載的圖案，正電子吸引滾鼓(6)上的熒光粉附著在正電鼓上形成預先在電腦中設計的圖案，并帶正電；帶有負電子的透明薄膜(2)經過正電鼓(7)時，正負電子相互吸引，將熒光粉吸附到透明薄膜上，并形成預先在電腦中設計的圖案；膠合劑盒(9)具有加熱功能，盛在膠合劑盒中的膠合劑被充分溶解，并均勻附著在滾膠鼓(8)上，附有熒光粉圖案的透明薄膜經過滾膠鼓(8)時，膠合劑被涂覆到附有熒光粉的透明薄膜上，并滲透到熒光粉顆粒之間，透明薄膜上無熒光粉區域形成膠合劑層，帶有熒光粉和膠合劑的混合體透明薄膜勻速通過高溫烤箱(10)，實現熒光粉和膠合劑的混合體在透明薄膜上固化成膜。該熒光粉平面打印裝置結構簡單，適合作為普通照明以及LCD顯示器件的背光源等所需要的熒光粉平面薄膜，并取能根據需要設計任意圖形的發光熒光粉平面。熒光粉為YAG黃色熒光粉，膠合劑為銀膠，透明薄膜為聚對苯二甲酸乙二酯薄膜，薄膜厚度為1mm，傳動軸和滾鼓的寬度均為1米，傳動軸和滾鼓的材質為表面光滑的不銹鋼材質；高溫烤箱的烘烤溫度為120度；電機帶動滾鼓軸勻速轉動，拉動透明薄膜勻速移動，透明薄膜經過負電鼓時，負電鼓對透明薄膜放電，使得透明薄膜上附有負電子，電腦設計要打印的熒光粉圖案，通過激光器和反射棱鏡將圖案在正電鼓上掃描，使得正電鼓上的正電子形成該圖案，正電子吸引滾鼓上的YAG熒光粉附著在正電鼓上形成預先在電腦中設計的圖案，帶有負電子的透明薄膜經過正電鼓時，正負電子相互吸引，將YAG熒光粉吸附到透明薄膜上；膠合劑盒被加熱到50度，附有YAG熒光粉的透明薄膜經過滾膠鼓時，膠合劑被涂覆到附有YAG熒光粉的透明薄膜上，并滲透到YAG熒光粉顆粒之間，高溫烤箱的空間寬度為1.1米，長度為0.4米，電機轉動速度為0.0001米/秒，使得薄膜移動進入烤箱到移出烤箱經受烘烤的時間為1小時，實現YAG熒光粉和銀膠的混合體在透明聚對苯二甲酸乙二酯上固化成膜。