【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机胶体表面微结构制备技术，尤其涉及一种双层微结构阵列的制备方法及多基色led封装结构。
技术介绍
1、在多基色led混合获得白光照明的方案中，多基色led芯片在空间位置分布存在的差异会造成不同颜色led芯片出光的光型不匹配，进而导致led模组的出光在不同视角下表现出不同的相关色温（cct），即多基色led模组通常存在空间颜色均匀性差的问题，这将大大降低光源的品质以及用户体验，也极大限制了其应用拓展。
2、在传统的荧光粉转换led中，荧光粉的散射可以有效提升光源的空间颜色均匀性。但是，多基色led通常采用透明封装，掺杂微纳米颗粒以实现混光通常是有效的光色混合方案。该方案利用微纳米颗粒对led出射光线的散射作用，改变光线传播方向，使不同颜色led芯片发出的光充分混合，最终提高led光源的空间颜色均匀性。但是微纳米散射颗粒会存在一定的后向散射，部分后向散射的光线被器件吸收从而无法出射，最终导致led光源光效下降
3、在封装胶体表面制备散射结构（例如，微结构阵列）是一种提高多基色led光源空间颜色均匀性的有效方法。许多微结构阵列的制备方法已被研究。目前在封装胶体表面制备微结构阵列的方法一般是压印法，工艺一般分为模具制造和模压成型两部分。然而，模具制作过程依赖于复杂和昂贵的光刻技术，存在加工复杂、成本较高的问题，尤其在制备非普通单层微结构阵列时，其加工复杂程度、成本进一步提高。液滴压印技术作为一种普遍的无模加工技术，得到了广泛的关注。根据不同的液滴阵列获取方法，该技术主要包括液滴打印法和呼吸图案（b
4、专利技术专利cn107188114b，提出了一种基于主动制冷液滴凝结的表面微结构制备方法，通过主动制冷技术在紫外固化聚合物表面直接制备微结构阵列。然而由于多基色led包含多种不同波长的芯片，不同颜色芯片的空间分布差异大导致空间颜色均匀性差，对混光提出了更高的要求，用上述方法制得的单层微结构散射性能在提升颜色均匀性方面不太能够符合实际应用需求，而双层微结构阵列的强散射效应则可以有效混合透射的不同颜色光，因此提出采用双层微结构应用于多基色led封装中，预计能够实现光源的空间颜色均匀性的显著提升。
5、综上，如何实现低成本、工艺简单的双层微结构制备技术，并将其应用于多基色led封装中实现空间颜色均匀性提升，仍然是一个挑战。
技术实现思路
1、针对目前传统表面微结构制备技术无法实现双层微结构制备的问题，本专利技术的目的在于提供一种双层微结构阵列的制备方法及多基色led封装结构。
2、本专利技术的第一个目的在于提供一种双层微结构阵列的制备方法，通过主动制冷液滴凝结自组装技术形成的微型液滴作为压印微结构阵列的模板，采用双层聚合物材料作为牺牲层代替空气，使三相界面由聚合物-微液滴-空气变为聚合物-微液滴-牺牲层，同时在第二聚合物薄膜的上下表面实现微结构的压印制备，最终在第二聚合物薄膜的双表面上获得形貌可控的双层微结构阵列。该制备方法工艺过程简单，可调控温度、制冷时间、环境湿度等条件来制备不同形貌的双层微结构阵列。
3、本专利技术的第二个目的是提供一种双层微结构阵列。
4、本专利技术的第三个目的在于提供一种多基色led封装结构。该多基色led封装结构利用设置有双层微结构阵列的高透光聚合物层，解决了多基色led封装结构混光差的问题，提高了多基色led封装结构的空间颜色均匀性。
5、本专利技术的第一个目的是这样实现的：
6、一种双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
7、a、在第一基板的表面制备第一聚合物薄膜，将第一基板放置在温度控制平台上；
8、b、将温度控制平台置于具有蒸气氛围的恒温恒湿的密闭环境控制箱中，温度控制平台调节第一聚合物薄膜的温度至低于密闭环境控制箱中的环境温度，密闭环境控制箱中的蒸气在第一聚合物薄膜的表面形成第一液滴阵列；
9、c、在第一基板上设置围坝装置，在第一聚合物薄膜的表面制备第二聚合物薄膜，得到第一聚合物薄膜-第一液滴阵列-第二聚合物薄膜的三相界面；
10、d、通过温度控制平台调节第二聚合物薄膜的温度至低于密闭环境控制箱中的环境温度，密闭环境控制箱中的蒸气在第二聚合物薄膜的上表面形成第二液滴阵列；
11、e、在第二基板的表面制备第三聚合物薄膜，将第二基板上的第三聚合物薄膜覆盖在具有第二液滴阵列的第二聚合物薄膜的表面上；
12、f、稳定至形成第二聚合物薄膜-第二液滴阵列-第三聚合物薄膜的三相平衡状态，固化第二聚合物薄膜；
13、g、剥离第一基板和第二基板，去除第一液滴阵列、第二液滴阵列、第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜，在第二聚合物薄膜的上下表面形成双层微结构阵列。
14、进一步地，步骤a及e中所述的第一基板、第二基板材料为玻璃、硅胶、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯高透光材料中的一种；步骤a及e中的所述第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜的制备方法为旋涂法，第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜为厚度均匀分布的平面薄膜。
15、进一步地，所述温度控制平台为半导体制冷器；步骤b及d中所述的密闭环境控制箱的环境温度的控制范围为-20-70℃；所述温度控制平台的制冷温度比环境温度低5-40℃；步骤b及d中所述密闭环境控制箱中的蒸气氛围的浓度范围为10-90%，蒸气氛围为水、甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇中的一种或混合溶液中的一种；步骤c及d中所述液滴凝结时间为15s-30min，第一液滴阵列、第二液滴阵列的液滴直径为0.5-100μm。
16、进一步地，所述第二聚合物薄膜为紫外固化聚合物，第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜为非紫外固化聚合物，步骤f中所述固化方式为紫外固化，固化时间为1-30min；或所述第二聚合物薄膜为热固化聚合物，第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜为非热固化聚合物，步骤f中所述固化方式为热固化，固化时间为10-300min。
17、进一步地，所述第一聚合物薄膜及第三聚合物薄膜的材料为常温常压下的液态聚合物；所述第一聚合物薄膜掺杂高导热率纳米颗粒；所述第二聚合物薄膜为高透光材料，透光率＞99%,折射率1.5-1.8；第二聚合物薄膜掺杂透明的高导热率纳米颗粒，且高导热率纳米颗粒的折射本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双层微结构阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤A及E中所述的第一基板、第二基板材料为玻璃、硅胶、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯高透光材料中的一种；步骤A及E中的所述第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜的制备方法为旋涂法，第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜为厚度均匀分布的平面薄膜。
3.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：所述温度控制平台为半导体制冷器；步骤B及D中所述的密闭环境控制箱的环境温度的控制范围为-20-70℃；所述温度控制平台的制冷温度比环境温度低5-40℃；步骤B及D中所述密闭环境控制箱中的蒸气氛围的浓度范围为10-90%，蒸气氛围为水、甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇中的一种或混合溶液中的一种；步骤C及D中所述液滴凝结时间为15s-30min，第一液滴阵列、第二液滴阵列的液滴直径为0.5-100μm。
4.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：所述第二聚合物薄膜为紫外固化聚合物，第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜为非紫外固
5.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：所述第一聚合物薄膜及第三聚合物薄膜的材料为为常温常压下的液态聚合物；所述第一聚合物薄膜掺杂高导热率纳米颗粒；所述第二聚合物薄膜为高透光材料，透光率＞99%,折射率1.5-1.8；第二聚合物薄膜掺杂透明的高导热率纳米颗粒，且透明的高导热率纳米颗粒的折射率与第二聚合物薄膜的折射率相同。
6.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤C中所述围坝装置的中心区域镂空，所述围坝装置的高度h与所述第一聚合物薄膜的厚度d1、所述第二聚合物薄膜的厚度d2的几何关系为：h≥d1+d2，所述第二聚合物薄膜的厚度d2为0.05-3mm；所述围坝装置的锥角α与第二聚合物薄膜在围坝装置的内壁上的接触角相等，第二聚合物薄膜在围坝内部形成厚度均匀的薄膜。
7.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤E中所述第二基板，在围坝装置顶部的平面作用下实现限位；步骤G中所述双层微结构阵列的尺寸为0.5-100μm。
8.一种根据权利要求1-7中任一项制备方法制备的双层微结构阵列。
9.一种多基色LED封装结构，其特征在于：包括权利要求8所述的双层微结构阵列。
10.根据权利要求9所述的多基色LED封装结构，其特征在于，包括：封装基板、若干不同基色的LED芯片、固晶层、引线、一次光学透镜、反光层和具有双层微结构阵列的聚合物薄膜，其中，一次光学透镜安装在封装基板上，并将若干颗LED芯片、基板、固晶层、引线密封在基板上，所述的反光层安装在封装基板表面，并且在一次光学透镜外侧，将所述的具有双层微结构阵列的聚合物薄膜安装在反光层的上表面；所述LED封装结构包括陶瓷封装、板上芯片、系统封装和硅基封装；所述一次光学透镜为球帽透镜，所述的一次光学透镜的材料包括硅胶、环氧树脂和聚氨酯；所述反光层的反射率＞95%，采用漫反射或镜面反射的形式；所述反光层的高度为H1，反光层的底部直径为D1，一次光学透镜的高度为H2，一次光学透镜的直径为D2，H1＞H2，D1＞D2。
...【技术特征摘要】
1.一种双层微结构阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤a及e中所述的第一基板、第二基板材料为玻璃、硅胶、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯高透光材料中的一种；步骤a及e中的所述第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜的制备方法为旋涂法，第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜为厚度均匀分布的平面薄膜。
3.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：所述温度控制平台为半导体制冷器；步骤b及d中所述的密闭环境控制箱的环境温度的控制范围为-20-70℃；所述温度控制平台的制冷温度比环境温度低5-40℃；步骤b及d中所述密闭环境控制箱中的蒸气氛围的浓度范围为10-90%，蒸气氛围为水、甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇中的一种或混合溶液中的一种；步骤c及d中所述液滴凝结时间为15s-30min，第一液滴阵列、第二液滴阵列的液滴直径为0.5-100μm。
4.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：所述第二聚合物薄膜为紫外固化聚合物，第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜为非紫外固化聚合物，步骤f中所述固化方式为紫外固化，固化时间为1-30min；或所述第二聚合物薄膜为热固化聚合物，第一聚合物薄膜和第三聚合物薄膜为非热固化聚合物，步骤f中所述固化方式为热固化，固化时间为10-300min。
5.根据权利要求1所述的双层微结构阵列的制备方法，其特征在于：所述第一聚合物薄膜及第三聚合物薄膜的材料为为常温常压下的液态聚合物；所述第一聚合物薄膜掺杂高导热率纳米颗粒；所述第二聚合物薄膜为高透光材料，透光率＞99%,折射率1.5-1.8；第二聚合物薄膜掺杂透明的高导热率纳米颗粒，且透明...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭醒，俞逸翔，王光绪，罗昕，王彩凤，王都阳，熊朝勇，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：
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