[发明专利]一种用于LED的荧光透明聚碳酸酯光栅及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED发光材料制备和半导体照明，尤其涉及一种可用于大功率LED发光领域的荧光透明聚碳酸酯光栅及其制备方法。

背景技术

白光LED以其效率高、功耗小、寿命长、固态节能、绿色环保等显著优点，被认为是“绿色照明光源”，预计将成为续白炽灯、荧光灯之后的第三代照明光源，具有巨大的发展潜力。目前国内企业普遍采用大功率白光LED主要是在蓝光LED芯片上点滴荧光粉的封装方法实现白光，但在这种封装过程中荧光粉的涂敷厚度和形状难以控制，造成LED器件色温的均匀性仍不理想，甚至单颗LED的角向色温差异可大到800K，而人眼能分辨的色温差异为50-100K。另一方面，现有的LED灯珠/灯具普遍采用让LED光源直接朝照明空间（一般为地面）中发射出来，因LED直射出来的光线不均匀，对人眼刺激较大，严重影响LED灯具的照明效果，容易引起视觉疲劳甚至视力下降，这就是LED灯珠/灯具常存在的光污染——眩光问题。

中国发明专利CN102337017A公开了一种具有LED光转换功能的聚碳酸酯组合物及其应用，其特征是将聚碳酸酯树脂、添加剂（添加剂包括：荧光粉、阻燃剂、抗氧剂、脱模剂、耐候剂）以一定比例混合，采用螺杆挤出机熔融挤出，这些助剂中没有偶联剂和分散剂，在挤出成型的过程中会导致荧光粉分散不均匀，从而导致聚碳酸酯组合物透光率下降，难以得到性能优良的光转换材料，以及长期使用后会对材料的光学性能造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种荧光片材不仅厚度均匀、表面光滑、荧光粉分布均匀，而且荧光片材表面具有特定的光栅设计，将此荧光片材封装到LED灯珠/灯具中能够有效的控制LED灯珠/灯具的色温，同时有效的解决LED灯珠/灯具眩光问题。

本发明的另一目的是提供一种新的制备LED荧光透明聚碳酸酯聚光栅的方法，此方法能够使荧光粉均匀的分布在聚碳酸酯树脂内，并且此方法可用于制作各种形状透镜、灯具外壳的荧光聚碳酸酯聚合物。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明所述的用于LED的荧光透明聚碳酸酯光栅，其特征在于所述荧光透明聚碳酸酯光栅包括按质量比的如下组分：聚碳酸酯       48%-94.4%；

荧光粉         5%-49.5%

抗氧剂         0.1%-1.5%

光扩散剂       0.5%-1%。

其中，所述的荧光粉比例为5%-49.5%，黄色荧光粉混合比例在范围为10%-25%中效果最好，当黄色荧光粉添加比例为20%时达到最佳状态。

若在黄色荧光粉中添加红色荧光粉，则黄色荧光粉混合比例在范围10%-25%中效果最好，当黄色荧光粉添加比例为20%，红色荧光粉添加比例为2%时达到最佳状态。

荧光粉为黄色荧光粉（YAG：Ce3+，钇铝石榴石结构），或者是黄色荧光粉（YAG：Ce3+，钇铝石榴石结构）和红色荧光粉（ (Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu2+，偏锡酸盐结构红色荧光粉）的混合物，或者是黄色荧光粉（YAG：Ce3+，钇铝石榴石结构）和红色荧光粉（(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+，以氮化物为基础的红色荧光粉）的混合物，或者是黄色荧光粉（YAG：Ce3+，钇铝石榴石结构）、红色荧光粉（ (Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu2+，偏锡酸盐结构红色荧光粉）和红色荧光粉（(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+，以氮化物为基础的红色荧光粉）三者的混合物。其中，黄色荧光粉与黄红色荧光粉的混合物占总质量的5%-49.5%，荧光粉的粒径为9-15um。

光扩散剂为有机硅光扩散剂，有机硅光扩散剂为纯白色规整球型微粉，可以在树脂中形成三维分子链，有效的分散和吸附荧光粉，使之均匀分布，消除光斑/黄圈，提高光通量，同时可以改善树脂的流变性，提高成品率和一致性，区别于传统工艺利用光折射达到去光斑目的。 

荧光透明聚碳酸酯中的聚碳酸酯的透光率≥91.0%，聚碳酸酯粉末的粒径为30-90um。

本发明所述用于LED的荧光透明聚碳酸酯光栅的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A）筛料，用150目的实验筛选出粒径为30-90um的聚碳酸酯粉末

B）备料，按质量比称取粒径为30-90um聚碳酸酯粉末、荧光粉，得到原料

C）混料，将称取的原料置入变频行星式球磨机中混合，变频行星式球磨机转速为160-250r/min，混合时间为1-5h，得到混合料