[發明專利]一種LED平面光源用導光材料的制備方法

有效

• 申請號: 201511029230.1
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105601776B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 俞巧珍;張雷
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: C08F120/14
• 分類號: C08F120/14;C08F2/44;C08K9/06;C08K3/22;C09K11/02;C09K11/80
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本發明公開了一種LED平面光源用導光材料的制備方法，先用偶聯劑對熒光粉作表面處理，然后用機械的方法將其均勻分散到有一定粘度的聚甲基丙烯酸甲酯預聚體中，再將此復合預聚體注入模具中，放入烘箱在45?55℃條件下反應24h，再升溫至100℃左右反應2h，降溫脫模后獲得均勻透明的發光材料。本發明的制備方法，工藝、設備簡單，穩定可靠，操作方便，制得的導光材料具有更高的能效比，即在相同的功率下可以提供更高的流明，并且易加工成型，可以制備成任意形狀的發光單元。該技術簡單易行，適用范圍廣。

技術領域

本發明涉及LED平面光源領域，尤其涉及一種LED平面光源用導光材料。

背景技術

隨著LED應用范圍的普及和應用規模的擴大，采用現有熒光材料和設計方案的LED光源的一些缺陷也越來越明顯。最突出的缺陷為光源的均勻性，其次為顯色性。LED光源是點光源，無論在照明領域還是顯示領域，點光源都不能直接應用。在照明領域，解決方法是在LED外面加磨砂玻璃，以及散光薄膜，以達到盡可能多的將點光源的光散射開使之均勻和柔和。

在顯示設備中，由于需要光源為大面積的平板設備提供背景光源，而且對光的強度有較高要求，因此采用了更加復雜的導光板技術。其設計思路為：以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為材質，將LED芯片發出的光由PMMA側面射入形成在PMMA內部的全反射，從而達到將入射光均勻分散于整個平板的目的。為了將PMMA板內部的光釋放，又必須通過激光蝕刻的方法在PMMA板上制備出均勻致密的缺陷點，PMMA板內部的光通過缺陷點射出。這種方法的缺點是：LED光源發出的光經過導光板散射再由缺陷點射出，本質上依然是點光源，只不過形成了非常致密有序的點光源陣列。理論上完全可以不需要導光板，直接將LED光源排布成陣列，其光效要高的多；但是在工藝上，由于高密度的LED芯片聚集在一起導致的發熱問題，以及可能帶來的工藝實施方面的困難，直接采用LED光源陣列作為背光源問題較多。另外，即使PMMA材料對入射光的衰減較低，但是依然存在一定程度的損耗。這在一定程度上影響了能效比。

無論是照明還是顯示，LED的基本設計思想都是一致的：即將LED芯片作為發光單元使用，由于芯片本身的體積不可能做的大，自然就出現了LED為點光源的結果。后續一系列問題以及解決方案都是基于LED點光源的缺陷形成的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種更高的能效比，即在相同的功率下可以提供更高的流明，易加工成型，可以制備成任意形狀的發光單元。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種LED平面光源用導光材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：用偶聯劑對熒光粉進行表面處理：先將熒光粉分散到偶聯劑的無水乙醇溶液中，在70-80℃水浴加熱條件下，攪拌回流至少兩小時后抽濾，產品(濾渣)至于烘箱中烘干得到經偶聯劑處理過的熒光粉末。其中偶聯劑和熒光粉的重量比為1∶1～1∶10。

偶聯劑為KH-570、KH-550、KH-560中的一種或二種混合。

熒光粉為YAG：Ce³⁺在內的各種顏色的熒光粉，如：YAG：Ce³⁺黃色熒光粉。

步驟二：將甲基丙烯酸甲酯在水浴加熱、磁力攪拌下進行預聚合反應：先將水浴鍋加熱至70-80℃，再在反應容器中加入甲基丙烯酸甲酯，同時以一定的升溫速度升溫至反應物達到一定的粘度后，將反應容器從水浴鍋中取出，得到聚甲基丙烯酸甲酯預聚體；

步驟三：將步驟一所得的熒光粉末加入到步驟二所得到的聚甲基丙烯酸甲酯預聚體中，用機械的方法充分攪拌，攪拌均勻后將復合預聚體傾倒入模具中，并放入烘箱在45-55℃反應24h，再升溫至95-105℃反應2h后，取出模具脫模后獲得新型LED平面光源用導光材料；其中，步驟一所得的熒光粉占最終所得的導光材料的重量百分比為1％～30％。