[發明專利]LED光白光二次光轉換用熒光塑料母粒制備及應用

在審

• 申請號: 201410680487.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104393157A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 吳政明
• 申請（專利權）人: 上海祥羚光電科技發展有限公司
• 主分類號: H01L33/56
• 分類號: H01L33/56;H01L33/50
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及高分子材料、無機發光材料和照明技術領域，尤其是涉及LED光白光二次光轉換用熒光塑料母粒制備及應用，特別適用于降低藍光輻射強度及光生物危害指標的面光源發光塑料母粒，將由LED燈白光中含有的藍光通過激發熒光擴散罩(板)中的納米黃色熒光粉產生黃光從而轉換成白光的材料。

背景技術

隨著LED燈具產品發光效率的不斷提高，其藍光輻射強度也隨之不斷提高，其強烈的眩光、中、短波長高強度的藍光射入使用者的眼中，影響使用者的視網膜健康，同時由于LED光源為典型的點光源發光，相對集中的光束對人眼有很大的損傷；以及藍光光源激發普通塑料罩的一次遠程激發造成的光效較低、發光不均勻等光色質量問題。

傳統的LED燈自問世以來，雖然普遍采用黃色熒光粉與有機硅膠混合后均勻地涂覆在LED發光芯片的表面進行封裝，實現了LED發光片的第一次光的轉換。同時也采用PC料、并加入一定量的助燃劑、抗氧化劑、分散劑解決高光效的光擴散問題。但沒有解決光均勻性的問題，特別是藍光輻射的危害和光生物危害問題。此外LED藍光激發遠程發光同樣存在著發光效率和熒光粉大量增加所造成的成本問題，以及藍光危害和光生物危害問題。為此本申請人提出了一些對LED發光器進行二次光轉換的技術方案：即在現有的各種LED的發光器的前面或者殼體上增設一個二次光轉換機構，具體的技術方案體現在已在中國國家知識產權公開的申請號為：201210214044.5的“一種白光LED封裝結構及封裝方法”、申請號為：201310040930.5的“一種可降低藍光危害的白光LED照明二次封裝工藝”和申請號為：201310040963.X的“一種藍光LED二次激發轉換白光封裝工藝”。企望通過對經黃色熒光粉包裹后產生的LED白光進行二次光的轉換，使LED最終發出的光亮能夠對人眼危害降到最低的合適范圍。

此外，考慮到有機高分子材料，如聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇脂(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)其透光率較高，光線透過率最高可達到95％以上，而且成型工藝簡單，且制成品厚度的可控性較好，可被制作成所需的各種形狀和規格，加入熒光粉后，其熒光粉的分散性較好，制成的發光塑料片、發光塑料燈罩、發光塑料燈管可根據其厚度的調整熒光塑料母粒所含比例，控制照明器件的色溫。因此已有人提出：以聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇脂(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的人一種材料為基材，加入一定量的黃色熒光粉經造粒工藝制備LED燈用發光母粒(見中國專利文獻CN103887412A)的方法；但此種方法獲得的母粒產品由于采用的是普通的粒徑的熒光粉，只能用于LED光源的一次封裝使用。

在本申請人多年來應用普通粒徑黃色熒光粉及聚碳酸酯(PC)或聚對苯二甲酸乙二醇脂(PET)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制作的遮光薄膜、遮光板用于LED二次光轉換結構的試驗，發現采用上述技術制作的發光塑料燈板、燈罩或者燈管存在以下缺陷：

1.由于采用目前的常規黃色熒光粉的粒徑較大，一般為10μm至29μm)，導致在將它和有機高分子材料混合時，使該類常規黃色熒光粉的分布極為不均勻，從而導致成型后的變光薄膜或者板材、燈罩內的黃色熒光粉的均布性受到限制，影響對藍色光波的有效轉換；造成色溫偏差值過大(500K至1000K)，藍光不能被有效激發，只有近60％藍光實現了有效轉換；

2.由于黃色熒光粉的粒徑較大，因此在進行與聚碳酸酯(PC)或聚對苯二甲酸乙二醇脂(PET)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)混合的過程中，摻入黃色熒光粉的用量比較大，導致制作成本難以降低；

3.由于黃色熒光粉的用量比較大，為使最終母粒內的黃色熒光粉含量及分布的均勻度，對它在雙螺桿擠出造粒工藝加工中加工過程中的工藝要求也高。

發明內容

本發明的目的：旨在提出一種LED發光器白光二次光轉換用熒光塑料母粒制備及應用，使該塑料母粒不僅滿足塑料母粒的各種加工要求和物理性能外，還要求可以被白光中部分藍光激發，轉換成白光、形成面光源，具有低藍光和低光生物危害值，以及視覺舒適度佳等特點，同時又不影響一次封裝的光效和色溫。

本發明通過以下技術方案實現：