CN111326648A - 一种白光led用荧光聚酰亚胺封装体及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体及其封装方法，属于封装工艺技术领域，所述封装体包括荧光聚酰亚胺透光膜1、封装底座2和LED发光组件3，所述封装底座2和LED发光组件3表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述封装方法为将涂覆封装好的器件放入烤箱中进行真空烘烤，使得荧光聚酰亚胺胶液固化，所述封装方法工序简单，荧光聚酰亚胺阻隔性和透光性好，LED耐热性好，适合大面积制备，在信息显示、照明等领域具有重要的应用前景。

Description

一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体及其封装方法

技术领域

本发明涉及封装工艺技术领域，特别是涉及一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体及其封装方法。

背景技术

近年来，白光LED因具有亮度高、响应快、多色发光、稳定性好等优点，逐渐成为代替白炽灯的新一代照明光源，具有巨大的市场前景。

目前市场主要采用传统硅胶和无机纳米荧光粉等组合方式对LED蓝光芯片进行点胶，固化封装实现批量生产，如专利CN 101533882B、CN 108155277A、CN 207800641U、CN109449275A等。但是，目前主流的LED封装方法还存在以下一些问题：(1)无机纳米荧光粉常常含有稀土金属，大面积使用成本较高，污染较高；(2)无机纳米荧光粉的光透性较差，常常使得白光LED的显示指数和光通量相对较低；(3)传统的点胶法进行封装的LED，荧光粉与硅胶的混合物在点胶过程中，荧光粉不能均匀混合在硅胶中，而荧光粉也会发生沉降导致LED发光不均匀，产生黄圈效应；(4)采用硅胶包裹LED芯片，大量的热量在硅胶里积累，会让硅胶黄化、开裂从而导致LED发光质量变差，使用寿命下降。

为了推动LED的发展，进一步改善LED封装的散热及光输出将是关键之一，如何研制合适的结构、材料和制备工艺对于未来LED封装的性能的提高和发展都具有非常现实的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体及其制备方法，其工序简单，荧光聚酰亚胺阻隔性和透光性好，LED耐热性好，适合大面积制备，在信息显示、照明等领域具有重要的应用前景。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，包括荧光聚酰亚胺透光膜1、封装底座2和LED发光组件3，所述封装底座2表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3的底部与所述封装底座2固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述荧光聚酰亚胺胶液在所述LED发光组件3表面的涂覆厚度为1um～1mm。

作为本发明的进一步改进，所述荧光聚酰亚胺胶液在所述封装底座2表面的涂覆厚度为1um～1mm。

作为本发明的进一步改进，所述荧光聚酰亚胺为本征聚合物或者复合物中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述荧光聚酰亚胺为发射蓝光、绿光、黄光或红光的聚酰亚胺的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述荧光聚酰亚胺胶液的浓度为1％～50％。

作为本发明的进一步改进，所述荧光聚酰亚胺胶液的溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙醇、丙酮、1,4-丁内酯、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述LED发光组件3为发射紫外光、蓝光、绿光或黄光中的一种或两种。

本发明还提供一种所述的白光LED用荧光聚酰亚胺封装体的封装方法，包括以下步骤：

(1)制备荧光聚酰亚胺胶液；

(2)将步骤(1)所述的荧光聚酰亚胺胶液对LED发光组件3和封装底座2进行涂覆，封装器件；

(3)将步骤(2)涂覆封装好的器件放入烤箱中进行真空烘烤，使得荧光聚酰亚胺胶液固化。

作为本发明的进一步改进，真空烘烤的温度为50～200℃，真空烘烤的时间为1～60min。

聚酰亚胺作为一种特种工程塑料，因其优异的耐热性、阻隔性、粘结性、成膜性和突出的机械性能等特点，在现代结构材料中扮演越来越重要的角色。本发明将具有荧光性能的聚酰亚胺代替硅胶和无机纳米荧光粉的组合方式，有望成为一个潜在的发展方向。

本发明制备LED封装体的方法工序简单，在LED表面涂敷一层透光性能良好，且具有一定阻隔性能的荧光聚酰亚胺材料，使得封装体的耐热性好，适合大面积制备，在信息显示、照明等领域具有重要的应用前景。

本发明可以利用聚合物可溶液加工的特点，可实现高效、简便、大面积制备面光源(甚至柔性面光源)的工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明白光LED封装体的结构示意图；

图2为本发明实施例1器件LED-1制备实物图；

图3为本发明实施例1器件LED-1电致发光光谱图；

其中，1为聚酰亚胺透光膜，2位封装底座，3位LED发光组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例所述白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，包括荧光聚酰亚胺透光膜1、封装底座2和LED发光组件3，所述封装底座2表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3的底部与所述封装底座2固定连接；

本实施例所述荧光聚酰亚胺为：

本实施例白光LED用荧光聚酰亚胺封装体的制备方法如下：

(1)制备荧光聚酰亚胺胶液，聚酰亚胺的固含量为5％，胶液所用的溶剂为1,4-丁内酯，聚酰亚胺所发出的荧光为黄光，最大发射波长为550nm，荧光量子效率为24％；

(2)将荧光聚酰亚胺胶液对功率为1W的蓝光LED发光组件(最大荧光发射波长为460nm)及其底座进行一次性涂覆，厚度均为50um；

(3)将涂覆好的LED器件放入烤箱中进行真空烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为10min，使得荧光聚酰亚胺胶液固化，得到器件LED-1。

实施例1中最终制得的器件LED-1的光效为81.3lm/w，色温为5923K，显色指数为80.1，色坐标为(0.32，0.34)，未产生黄圈效应。

实施例2

本实施例所述白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，包括荧光聚酰亚胺透光膜1、封装底座2和LED发光组件3，所述封装底座2表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3的底部与所述封装底座2固定连接；

本实施例所述荧光聚酰亚胺结构为：

本实施例所述白光LED用荧光聚酰亚胺封装体的制备方法如下：

(1)制备荧光聚酰亚胺胶液，聚酰亚胺的固含量为5％，胶液所用的溶剂为乙酸乙酯，聚酰亚胺所发出的荧光为红光，最大发射波长为570nm，荧光量子效率为26.6％；

(2)将荧光聚酰亚胺胶液对功率为12W的绿光LED发光组件(最大荧光发射波长为465nm)及其底座进行一次性涂覆，厚度均为100um；

(3)将涂覆好的LED器件放入烤箱中进行真空烘烤，烘烤温度为60℃，烘烤时间为20min，使得荧光聚酰亚胺胶液固化，得到器件LED-2。

实施例2中最终制得的器件LED-2的光效为87.7lm/w，色温为6223K，显色指数为78.8，色坐标为(0.35，0.37)，未产生黄圈效应。

实施例3

本实施例所述白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，包括荧光聚酰亚胺透光膜1、封装底座2和LED发光组件3，所述封装底座2表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3的底部与所述封装底座2固定连接；

本实施例所述荧光聚酰亚胺为：

本实施例白光LED用荧光聚酰亚胺封装体的制备方法如下：

(1)制备荧光聚酰亚胺胶液，聚酰亚胺的固含量为10％，胶液所用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺体积比1:1混合而成的混合液，聚酰亚胺所发出的荧光为蓝光，最大发射波长为450nm，荧光量子效率为27％；

(2)将荧光聚酰亚胺胶液对功率为1W的黄光LED发光组件(最大荧光发射波长为470nm)及其底座进行一次性涂覆，厚度均为200um；

(3)将涂覆好的LED器件放入烤箱中进行真空烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤时间为10min，使得荧光聚酰亚胺胶液固化，得到器件LED-3。

实施例3中最终制得的器件LED-3的光效为91.2lm/w，色温为6023K，显色指数为81.2，色坐标为(0.33，0.33)，未产生黄圈效应。

实施例4

本实施例所述白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，包括荧光聚酰亚胺透光膜1、封装底座2和LED发光组件3，所述封装底座2表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3的底部与所述封装底座2固定连接；

本实施例所述荧光聚酰亚胺为：

本实施例所述白光LED用荧光聚酰亚胺封装体的制备方法如下：

(1)制备荧光聚酰亚胺胶液，聚酰亚胺的固含量为15％，胶液所用的溶剂为四氢呋喃，聚酰亚胺所发出的荧光为绿光，最大发射波长为520nm，荧光量子效率为26.2％；

(2)将荧光聚酰亚胺胶液对功率为12W的紫外光LED发光组件(最大荧光发射波长为410nm)及其底座进行一次性涂覆，厚度均为100um；

(3)将涂覆好的LED器件放入烤箱中进行真空烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤时间为30min，使得荧光聚酰亚胺胶液固化，得到器件LED-4。

本实施例中最终制得的器件LED-4的光效为90.2lm/w，色温为6750K，显色指数为82.5，色坐标为(0.34，0.35)，未产生黄圈效应。

实施例5

本实施例所述白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，包括荧光聚酰亚胺透光膜1、封装底座2和LED发光组件3，所述封装底座2表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件3的底部与所述封装底座2固定连接；

本实施例所述荧光聚酰亚胺为：

本实施例所述白光LED用荧光聚酰亚胺封装体的制备方法如下：

(1)制备荧光聚酰亚胺胶液，聚酰亚胺的固含量为15％，胶液所用的溶剂为四氢呋喃，聚酰亚胺所发出的荧光为绿光，最大发射波长为520nm，荧光量子效率为31.2％；

(2)将荧光聚酰亚胺胶液对功率为12W的蓝光LED发光组件(最大荧光发射波长为430nm)及其底座进行一次性涂覆，厚度均为300um；

(3)将涂覆好的LED器件放入烤箱中进行真空烘烤，烘烤温度为200℃，烘烤时间为2min，使得荧光聚酰亚胺胶液固化，得到器件LED-5。

本实施例中最终制得的器件LED-5的光效为89.5lm/w，色温为6822K，显色指数为83.1，色坐标为(0.35，0.37)，未产生黄圈效应。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，其特征在于，包括荧光聚酰亚胺透光膜(1)、封装底座(2)和LED发光组件(3)，所述封装底座(2)表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件(3)表面涂覆有荧光聚酰亚胺胶液，所述LED发光组件(3)的底部与所述封装底座(2)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，其特征在于，所述荧光聚酰亚胺胶液在所述LED发光组件(3)表面的涂覆厚度为1um～1mm。

3.根据权利要求1所述的一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，其特征在于，所述荧光聚酰亚胺胶液在所述封装底座(2)表面的涂覆厚度为1um～1mm。

4.根据权利要求1所述的一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，其特征在于，所述荧光聚酰亚胺为本征聚合物或者复合物中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，其特征在于，所述荧光聚酰亚胺为发射蓝光、绿光、黄光或红光的聚酰亚胺的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，其特征在于，所述荧光聚酰亚胺胶液的浓度为1％～50％。

7.根据权利要求6所述的一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，其特征在于，所述荧光聚酰亚胺胶液的溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙醇、丙酮、1,4-丁内酯、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种白光LED用荧光聚酰亚胺封装体，其特征在于，所述LED发光组件(3)为发射紫外光、蓝光、绿光或黄光中的一种或两种。

9.一种权利要求1～8任一项所述的白光LED用荧光聚酰亚胺封装体的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备荧光聚酰亚胺胶液；

(2)将步骤(1)所述的荧光聚酰亚胺胶液对LED发光组件(3)和封装底座(2)进行涂覆，用荧光聚酰亚胺透光膜(1)封装器件；

(3)将步骤(2)涂覆封装好的器件放入烤箱中进行真空烘烤，使得荧光聚酰亚胺胶液固化。

10.根据权利要求9所述的白光LED用荧光聚酰亚胺封装体的封装方法，其特征在于，真空烘烤的温度为50～200℃，真空烘烤的时间为1～60min。

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