[发明专利]一种LED平面光源用导光材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种LED平面光源用导光材料的制备方法，先用偶联剂对荧光粉作表面处理，然后用机械的方法将其均匀分散到有一定粘度的聚甲基丙烯酸甲酯预聚体中，再将此复合预聚体注入模具中，放入烘箱在45‑55℃条件下反应24h，再升温至100℃左右反应2h，降温脱模后获得均匀透明的发光材料。本发明的制备方法，工艺、设备简单，稳定可靠，操作方便，制得的导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，可以制备成任意形状的发光单元。该技术简单易行，适用范围广。

技术领域

本发明涉及LED平面光源领域，尤其涉及一种LED平面光源用导光材料。

背景技术

随着LED应用范围的普及和应用规模的扩大，采用现有荧光材料和设计方案的LED光源的一些缺陷也越来越明显。最突出的缺陷为光源的均匀性，其次为显色性。LED光源是点光源，无论在照明领域还是显示领域，点光源都不能直接应用。在照明领域，解决方法是在LED外面加磨砂玻璃，以及散光薄膜，以达到尽可能多的将点光源的光散射开使之均匀和柔和。

在显示设备中，由于需要光源为大面积的平板设备提供背景光源，而且对光的强度有较高要求，因此采用了更加复杂的导光板技术。其设计思路为：以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为材质，将LED芯片发出的光由PMMA侧面射入形成在PMMA内部的全反射，从而达到将入射光均匀分散于整个平板的目的。为了将PMMA板内部的光释放，又必须通过激光蚀刻的方法在PMMA板上制备出均匀致密的缺陷点，PMMA板内部的光通过缺陷点射出。这种方法的缺点是：LED光源发出的光经过导光板散射再由缺陷点射出，本质上依然是点光源，只不过形成了非常致密有序的点光源阵列。理论上完全可以不需要导光板，直接将LED光源排布成阵列，其光效要高的多；但是在工艺上，由于高密度的LED芯片聚集在一起导致的发热问题，以及可能带来的工艺实施方面的困难，直接采用LED光源阵列作为背光源问题较多。另外，即使PMMA材料对入射光的衰减较低，但是依然存在一定程度的损耗。这在一定程度上影响了能效比。

无论是照明还是显示，LED的基本设计思想都是一致的：即将LED芯片作为发光单元使用，由于芯片本身的体积不可能做的大，自然就出现了LED为点光源的结果。后续一系列问题以及解决方案都是基于LED点光源的缺陷形成的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更高的能效比，即在相同的功率下可以提供更高的流明，易加工成型，可以制备成任意形状的发光单元。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种LED平面光源用导光材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：用偶联剂对荧光粉进行表面处理：先将荧光粉分散到偶联剂的无水乙醇溶液中，在70-80℃水浴加热条件下，搅拌回流至少两小时后抽滤，产品(滤渣)至于烘箱中烘干得到经偶联剂处理过的荧光粉末。其中偶联剂和荧光粉的重量比为1∶1～1∶10。

偶联剂为KH-570、KH-550、KH-560中的一种或二种混合。

荧光粉为YAG：Ce³⁺在内的各种颜色的荧光粉，如：YAG：Ce³⁺黄色荧光粉。

步骤二：将甲基丙烯酸甲酯在水浴加热、磁力搅拌下进行预聚合反应：先将水浴锅加热至70-80℃，再在反应容器中加入甲基丙烯酸甲酯，同时以一定的升温速度升温至反应物达到一定的粘度后，将反应容器从水浴锅中取出，得到聚甲基丙烯酸甲酯预聚体；

步骤三：将步骤一所得的荧光粉末加入到步骤二所得到的聚甲基丙烯酸甲酯预聚体中，用机械的方法充分搅拌，搅拌均匀后将复合预聚体倾倒入模具中，并放入烘箱在45-55℃反应24h，再升温至95-105℃反应2h后，取出模具脱模后获得新型LED平面光源用导光材料；其中，步骤一所得的荧光粉占最终所得的导光材料的重量百分比为1％～30％。