[发明专利]一种LED用荧光粉平面打印装置

说明书

本发明提供了一种LED用荧光粉平面打印装置，属于照明技术领域，尤其是涉及半导体白光照明领域。

背景技术

LED被称为下一代光源，具有节能、高效和环保等优势；目前制备白光LED的方法主要分为以下几种：LED芯片加荧光粉合成白光技术，红、绿、蓝(RGB)多芯片组合白光技术，有机白光技术以及量子点白光LED。其中，LED芯片加荧光粉白光技术研究较多，并且已经商业化。

将LED设计成面光源应用在普通照明或者是LCD等背光源是目前LED的一个很重要的应用。众所周知，当前白光或者其他颜色LED的光强分布一般为朗伯体分布，不适合需要均匀照明的场合，如背光源等。若是需要LED的均匀照明，必须进行二次光学设计，如自由曲面透镜设计、微阵列透镜设计等；既增加了成本又增加了系统的复杂程度，同时还会带来系统的不稳定性和散热等问题。

将荧光粉直接打印在透明薄膜上，并且能够通过电脑设计所需的荧光粉图案，获得所需的发光形状的面光源，相比较通常的荧光粉直接涂覆在LED芯片上，荧光粉与LED芯片分离；打印有荧光粉的薄膜既可以充当光转换介质，又可以充当漫射介质，在提高光效的同时，可以获得均匀的平面白光源或者其他颜色的平面光源；同时还可以缩减整个平面光源的体积。本发明装置制备的打印有荧光粉的透明薄膜结合LED芯片适合作为固体照明以及LCD显示器件等的光源要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED用荧光粉平面打印装置。该装置能够将荧光粉均匀地以印刷的方式涂覆在透明薄膜上面，并且可以通过电脑设计所需的荧光粉图案，获得所需的发光形状的面光源，该装置可以与LED芯片结合，通过光转换可以获得均匀的平面光源。而且该装置具有结构简单、运转稳定等特点。

本发明通过以下技术方案实现：

由薄膜卷筒(1)，透明薄膜(2)，传动轴(3)，负电鼓(4)，荧光粉盒(5)，滚鼓(6)，正电鼓(7)，滚胶鼓(8)，胶合剂盒(9)，高温烤箱(10)，滚筒(11)，电脑(12)，激光器(13)，反射镜(14)和棱镜(15)构成；首先将荧光粉和胶合剂分别装入荧光粉盒(5)和胶合剂盒(9)，并且将透明薄膜(2)按照装置图装好；滚筒(11)和传动轴(3)转动带动透明薄膜(2)匀速移动，透明薄膜(2)经过负电鼓(4)时，负电鼓(4)对透明薄膜放负电子；滚鼓(6)在荧光粉盒(5)出粉口转动时从荧光粉盒(5)中吸附荧光粉；要打印的荧光粉图案预先在电脑(12)中设计，通过激光器(13)传输激光，将预先设计的荧光粉图案加载在激光信息中，通过反射镜(14)反射，通过棱镜(15)传输到正电鼓(7)上，在正电鼓(7)上正电子组成激光中加载的图案，正电子吸引滚鼓(6)上的荧光粉附着在正电鼓上形成预先在电脑中设计的图案，并带正电；带有负电子的透明薄膜(2)经过正电鼓(7)时，正负电子相互吸引，将荧光粉吸附到透明薄膜上，并形成预先在电脑中设计的图案；胶合剂盒(9)具有加热功能，盛在胶合剂盒中的胶合剂被充分溶解，并均匀附着在滚胶鼓(8)上，附有荧光粉图案的透明薄膜经过滚胶鼓(8)时，胶合剂被涂覆到附有荧光粉的透明薄膜上，并渗透到荧光粉颗粒之间，透明薄膜上无荧光粉区域形成胶合剂层，带有荧光粉和胶合剂的混合体透明薄膜匀速通过高温烤箱(10)，实现荧光粉和胶合剂的混合体在透明薄膜上固化成膜。

本发明的工作原理是：通过电脑设计要打印的荧光粉图案，通过激光器和反射棱镜将图案在正电鼓上扫描，使得正电鼓上的正电子形成该图案，正电子吸引滚鼓上的荧光粉附着在正电鼓上形成预先在电脑中设计的图案，并带正电；当透明薄膜通过负电鼓时，负电荷将附着在透明薄膜上，当透明薄膜通过正电鼓时，正负电子相互吸引，荧光粉被吸附到透明薄膜上，并形成设计好的荧光粉图案，附有荧光粉图案的透明薄膜经过滚胶鼓时，胶合剂被均匀地涂覆在透明薄膜上，再经过烤箱高温烘烤，荧光粉图案和胶合剂的混合体在透明薄膜上固化成荧光粉平面膜。

附图说明

图1是LED用荧光粉平面打印装置

具体实施方式

下面结合附图及实施实例对本发明作进一步描述：

参见附图1，由薄膜卷筒(1)，透明薄膜(2)，传动轴(3)，负电鼓(4)，荧光粉盒(5)，滚鼓(6)，正电鼓(7)，滚胶鼓(8)，胶合剂盒(9)，高温烤箱(10)，滚筒(11)，电脑(12)，激光器(13)，反射镜(14)和棱镜(15)构成；首先将荧光粉和胶合剂分别装入荧光粉盒(5)和胶合剂盒(9)，并且将透明薄膜(2)按照装置图装好；滚筒(11)和传动轴(3)转动带动透明薄膜(2)匀速移动，透明薄膜(2)经过负电鼓(4)时，负电鼓(4)对透明薄膜放负电子；滚鼓(6)在荧光粉盒(5)出粉口转动时从荧光粉盒(5)中吸附荧光粉；要打印的荧光粉图案预先在电脑(12)中设计，通过激光器(13)传输激光，将预先设计的荧光粉图案加载在激光信息中，通过反射镜(14)反射，通过棱镜(15)传输到正电鼓(7)上，在正电鼓(7)上正电子组成激光中加载的图案，正电子吸引滚鼓(6)上的荧光粉附着在正电鼓上形成预先在电脑中设计的图案，并带正电；带有负电子的透明薄膜(2)经过正电鼓(7)时，正负电子相互吸引，将荧光粉吸附到透明薄膜上，并形成预先在电脑中设计的图案；胶合剂盒(9)具有加热功能，盛在胶合剂盒中的胶合剂被充分溶解，并均匀附着在滚胶鼓(8)上，附有荧光粉图案的透明薄膜经过滚胶鼓(8)时，胶合剂被涂覆到附有荧光粉的透明薄膜上，并渗透到荧光粉颗粒之间，透明薄膜上无荧光粉区域形成胶合剂层，带有荧光粉和胶合剂的混合体透明薄膜匀速通过高温烤箱(10)，实现荧光粉和胶合剂的混合体在透明薄膜上固化成膜。该荧光粉平面打印装置结构简单，适合作为普通照明以及LCD显示器件的背光源等所需要的荧光粉平面薄膜，并取能根据需要设计任意图形的发光荧光粉平面。荧光粉为YAG黄色荧光粉，胶合剂为银胶，透明薄膜为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，薄膜厚度为1mm，传动轴和滚鼓的宽度均为1米，传动轴和滚鼓的材质为表面光滑的不锈钢材质；高温烤箱的烘烤温度为120度；电机带动滚鼓轴匀速转动，拉动透明薄膜匀速移动，透明薄膜经过负电鼓时，负电鼓对透明薄膜放电，使得透明薄膜上附有负电子，电脑设计要打印的荧光粉图案，通过激光器和反射棱镜将图案在正电鼓上扫描，使得正电鼓上的正电子形成该图案，正电子吸引滚鼓上的YAG荧光粉附着在正电鼓上形成预先在电脑中设计的图案，带有负电子的透明薄膜经过正电鼓时，正负电子相互吸引，将YAG荧光粉吸附到透明薄膜上；胶合剂盒被加热到50度，附有YAG荧光粉的透明薄膜经过滚胶鼓时，胶合剂被涂覆到附有YAG荧光粉的透明薄膜上，并渗透到YAG荧光粉颗粒之间，高温烤箱的空间宽度为1.1米，长度为0.4米，电机转动速度为0.0001米/秒，使得薄膜移动进入烤箱到移出烤箱经受烘烤的时间为1小时，实现YAG荧光粉和银胶的混合体在透明聚对苯二甲酸乙二酯上固化成膜。