專(zhuān)利名稱(chēng)：用于大功率led燈的高反射率納米膜層及其鍍膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于大功率LED燈的高反射率的納米膜層及其鍍膜方法。
背景技術(shù)：
LED燈具有壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射、無(wú)污染、耐沖擊、耐震動(dòng)、低功耗以及色溫范圍 廣等優(yōu)點(diǎn)，因此作為新興的綠色、環(huán)保、節(jié)能光源被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)燈、路燈、手電筒、燈具 等場(chǎng)所，大功率的LED燈常使用于路燈、隧道燈、水底燈、投光燈等應(yīng)用場(chǎng)合。為了充分利用 LED燈的光源，節(jié)約電能，常在LED燈上貼覆反射膜，對(duì)于大功率的LED燈來(lái)說(shuō)，要求反射膜 能在120攝氏度的高溫下長(zhǎng)時(shí)間工作，抗氧化時(shí)間在3萬(wàn)小時(shí)以上。普通的反射膜的抗氧 化時(shí)間約為5000小時(shí)，反射率也較低，無(wú)法達(dá)到大功率LED燈的使用要求。目前，在大功率LED燈上常使用鋁箔作為反射膜。鋁箔反射率約在60%，抗氧化時(shí) 間短，其厚度一般大于0. 1mm，在LED燈回收再利用時(shí)，需要將鋁箔撕去，環(huán)保性差，且不方 便。另外在制作時(shí)，需要將鋁箔貼在LED燈的光反射表面上，這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致良品率不高， 生產(chǎn)效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于大功率LED燈的高反射率 的納米膜層及其鍍膜方法，制備的膜層具有高反射率、抗氧化性好的特點(diǎn)，鍍膜過(guò)程一次性 成膜，無(wú)需組裝，可用于連續(xù)批量化的工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于大功率LED燈的高反射率納米膜層，包含A1203、A1 和SiO2三種組成成分，所述高反射率納米膜層應(yīng)用真空離子磁控濺鍍技術(shù)鍍?cè)贚ED燈的光 反射表面。進(jìn)一步的，所述用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的組成成分Al2O3占膜層總 質(zhì)量的5% 10%，Al占膜層總質(zhì)量的80% 85%，SiO2占膜層總質(zhì)量的5% 15%。本發(fā)明還提出了制造上述用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法，包 含如下步驟步驟Sl 將需鍍膜的LED燈放入第一真空室，并充入氧氣；步驟S2 對(duì)LED燈的光反射表面進(jìn)行等離子體表面改質(zhì)處理；步驟S3 裝有Al靶材的第二真空室內(nèi)放入需鍍膜的LED燈，并充入氧氣和氬氣， 進(jìn)行真空離子磁控濺鍍Al2O3層；步驟S4:裝有Al靶材的第三真空室內(nèi)放入需鍍膜的LED燈，并充入氬氣，進(jìn)行真 空離子磁控濺鍍Al層；步驟S5 裝有Si靶材的第四真空室內(nèi)放入需鍍膜的LED燈，并充入氧氣和氬氣， 進(jìn)行真空離子磁控濺鍍SiO2層；步驟S6 用于膜質(zhì)老化處理的第五真空室內(nèi)放入已鍍膜的LED燈，并抽真空，通過(guò) 若干次反復(fù)的快速降溫和升溫，對(duì)膜質(zhì)進(jìn)行老化處理，穩(wěn)定膜質(zhì)；
步驟S7 破真空，鍍膜工序完成。進(jìn)一步的，上述高反射率納米膜層的鍍膜方法的步驟S3和步驟S5中所述氧氣占 充入的工作氣體總體積的5% 35%。進(jìn)一步的，上述高反射率納米膜層的鍍膜方法，在步驟Si、S3、S4和S5中，在充入 氣體之前，真空室在室溫40°C 60°C時(shí)抽真空至0. 05Pa 0. 5Pa。進(jìn)一步的，上述高反射率納米膜層的鍍膜方法，在步驟Si、S3、S4和S5中，在充入 氣體之后，使真空室氣壓達(dá)到0. 5Pa 5Pa。進(jìn)一步的，上述高反射率納米膜層的鍍膜方法，在步驟S6中，第五真空室抽真空 至 5X ICT4Pa 5Xl(T3Pa。進(jìn)一步的，上述高反射率納米膜層的鍍膜方法，在步驟S6中，通過(guò)從外界通入氣 體對(duì)膜質(zhì)進(jìn)行升溫和降溫處理，通入的氣體為氮?dú)饣蜓鯕狻＿M(jìn)一步的，上述高反射率納米膜層的鍍膜方法的，在步驟S6中，快速升溫至 100°C 150°C，快速降溫至60°C。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.采用真空離子濺鍍技術(shù)將高反射率膜層一次性鍍覆在LED燈的光反射表面，不 需要再組裝，可用于連續(xù)批量化的工業(yè)化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良品率；2.用真空離子濺鍍技術(shù)制成的膜層僅厚0. lum，在LED燈回收再利用時(shí)，不需去除 該膜層，不會(huì)影響LED燈的物性，環(huán)保性強(qiáng)；3.采用Al和Si為主材料，生成包含A1203、Al和SiO2三種組成成分的膜層，具有 高反射率的優(yōu)點(diǎn)，反射率在68cd/m2 70cd/m2之間，且具有優(yōu)良的抗氧化性，可用于大功率 的LED燈。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為本發(fā)明的鍍膜方法的流程圖；圖2為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的鍍膜生產(chǎn)線(xiàn)的真空室示意圖。其中1第一真空室；10第一大氣真空過(guò)渡腔；12第一真空穩(wěn)定緩沖腔；2第二真 空室；23第一濺鍍氣體分離緩沖腔；3第三真空室34第二濺鍍氣體分離緩沖腔；4第四真空 室；45第二真空穩(wěn)定緩沖腔；5第五真空室；50第二大氣-真空過(guò)渡腔；6過(guò)渡閘門(mén)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例用于大功率LED燈的高反射率納米膜層，包含A1203、Al和SiO2三種組成 成分，其中Al2O3占膜層總質(zhì)量的5% 10%，Al占膜層總質(zhì)量的80% 85%，SiO2占膜層 總質(zhì)量的5% 15%。高反射率納米膜層應(yīng)用真空離子磁控濺鍍技術(shù)鍍?cè)贚ED燈的光反射 表面。真空離子磁控濺鍍技術(shù)的原理是利用輝光放電(glow discharge)將氬氣(Ar)離子 撞擊靶材(target)表面，靶材的原子被彈出而堆積在基板表面(即LED燈的光反射表面) 形成薄膜。真空離子磁控濺鍍技術(shù)的靶材輸入功率及濺射時(shí)間可以控制，容易得到高精度 的膜厚。這種用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜在真空離子連續(xù)濺鍍生產(chǎn)線(xiàn)上完成，包含如下步驟步驟Sl 在第一真空室1內(nèi)放入需鍍膜的LED燈，在室溫40°C 60°C時(shí)抽真空至 0. 05Pa 0. 5Pa,充入氧氣至0. 5Pa 5Pa，步驟S2 對(duì)LED燈的光反射表面進(jìn)行等離子體表面改質(zhì)處理，去除表面的雜質(zhì)，使 后期的鍍膜能更牢固。等離子體表面處理是在電極與真空室壁(或所有其它的接地源)之間加上電位 差，造成真空室內(nèi)的等離子場(chǎng)，正電荷氣體離子會(huì)被陰極高速吸引，連續(xù)不斷的撞擊基材表 面，利用等離子體中產(chǎn)生的諸如帶電粒子的活性粒子對(duì)基材表面(LED燈的光反射表面)進(jìn) 行改性，使基材表面的分子結(jié)構(gòu)斷裂，對(duì)基材表面進(jìn)行“清洗”，移除表面的污染，如離型劑、 加工助劑和技工的指紋等，使基材表面和將要鍍上的膜之間有較好的附著力。步驟S3:第二真空室2裝有鋁(Al)靶材，放入需鍍膜的LED燈，在室溫40°C 600C時(shí)抽真空至0. 05Pa 0. 5Pa,充入氧氣和氬氣至0. 5Pa 5Pa，進(jìn)行真空離子磁控濺鍍 Al2O3層。具體工作原理為氬氣離子撞擊Al靶材，使Al離子彈出，并和氧氣反應(yīng)生成Al2O3， 堆積在LED燈的光反射表面形成Al2O3層。步驟S4:第三真空室3裝有鋁(Al)靶材，放入需鍍膜的LED燈，在室溫40°C 60°C時(shí)抽真空至0. 05Pa 0. 5Pa，充入氬氣至0. 5Pa 5Pa，進(jìn)行真空離子磁控濺鍍Al層。步驟S5 第四真空室4裝有硅(Si)靶材，放入需鍍膜的LED燈，在室溫40°C 60°C時(shí)抽真空至0. 05Pa 0. 5Pa，充入氧氣和氬氣至0. 5Pa 5Pa，進(jìn)行真空離子磁控濺鍍 SiO2層。具體工作原理為氬氣離子撞擊Si靶材，使Si離子彈出，并和氧氣反應(yīng)生成SiO2, 堆積在LED燈的光反射表面形成SiO2層。步驟S6 第五真空室5用于膜質(zhì)老化處理，放入完成鍍膜的LED燈，并抽真空至 5 X 10_4Pa 5 X 10_3Pa，通過(guò)若干次反復(fù)的快速降溫和升溫，對(duì)膜質(zhì)進(jìn)行老化處理，穩(wěn)定膜 質(zhì)。本實(shí)施例通過(guò)從外界通入氣體對(duì)膜質(zhì)進(jìn)行升溫和降溫處理，通入的氣體為氮?dú)饣蜓鯕狻?優(yōu)選的，快速升溫至100°C 150°C，快速降溫至60°C。步驟S7 破真空，鍍膜工序完成。用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的三種組成成分A1203、Al和SiO2的質(zhì)量 比例由在真實(shí)室內(nèi)的真空離子磁控濺鍍的靶材輸入功率及濺射時(shí)間決定，但主要取決于濺 射功率。若所占質(zhì)量多，則濺射功率大，鍍的膜層厚。比如，分別控制在第二、第三、第四真 空室內(nèi)的濺射功率，使Al2O3占膜層總質(zhì)量的10%，A1占膜層總質(zhì)量的80%，Si02占膜層總 質(zhì)量的10%。為了在真空離子連續(xù)濺鍍生產(chǎn)線(xiàn)上使鍍膜操作更穩(wěn)定和流暢，在第一真空室之前 設(shè)置有第一大氣-真空過(guò)渡腔10，在第一真空室1和第二真空室2之間設(shè)置有第一真空 穩(wěn)定緩沖腔12，在第二真空室2和第三真空室3之間設(shè)置有第一濺鍍氣體分離緩沖腔23， 在第三真空室3和第四真空室4之間設(shè)置有第二濺鍍氣體分離緩沖腔34，在第四真空室4 和第五真空室5之間設(shè)置有第二真空穩(wěn)定緩沖腔45，在第五真空室5之后設(shè)置有第二大 氣_真空過(guò)渡腔50。在第一大氣_真空過(guò)渡腔10的前端、第一真空室1和第一大氣_真空 過(guò)渡腔10之間、第一真空室1和第一真空穩(wěn)定緩沖腔12之間、第五真空室5和第二真空穩(wěn) 定緩沖腔45之間，第五真空室5和第二大氣-真空過(guò)渡腔50之間、以及第二大氣-真空過(guò) 渡腔50的后端，都設(shè)置有過(guò)渡閘門(mén)6，用于LED燈在不同真空室之間過(guò)渡時(shí)，不同真空室之
6間可以有各自不同的氣壓和充入不同的氣體，盡量減少相互影響。 待鍍膜的LED燈，首先通過(guò)過(guò)渡閘門(mén)6被送入第一大氣-真空過(guò)渡腔10、然后依次 經(jīng)過(guò)第一真空室1、第一真空穩(wěn)定緩沖腔12、第二真空室2、第一濺鍍氣體分離緩沖腔23、第 三真空室3、第二濺鍍氣體分離緩沖腔34、第四真空室4、第二真空穩(wěn)定緩沖腔45、第五真空 室5，最后進(jìn)入第二大氣-真空過(guò)渡腔50，且在第二大氣-真空過(guò)渡腔50中進(jìn)行破真空，完 成鍍膜工藝。第一大氣_真空過(guò)渡腔10和第二大氣_真空過(guò)渡腔50分別位于鍍膜生產(chǎn)線(xiàn) 的前端和后端，用于在大氣和真空之間過(guò)渡。第一真空穩(wěn)定緩沖腔12和第二真空穩(wěn)定緩沖 腔45分別位于進(jìn)行濺鍍的第二真空室2之前和完成濺鍍的第四真空室4之后，用于穩(wěn)定真 空度。第一濺鍍氣體分離緩沖腔23和第二濺鍍氣體分離緩沖腔34分別位于兩不同的濺鍍 真空室之間(第二真空室和第三真空室之間，以及第三真空室和第四真空室之間)，用于對(duì) 濺鍍的氣體進(jìn)行分離緩沖，防止將一個(gè)濺鍍真空室內(nèi)的氣體帶入另一個(gè)濺鍍不同材料的真 空室內(nèi)，影響濺鍍的純凈度。 以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本 發(fā)明權(quán)利要求及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的變換，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明覆蓋的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種用于大功率LED燈的高反射率納米膜層，其特征在于包含Al2O3、Al和SiO2三種組成成分，所述高反射率納米膜層應(yīng)用真空離子磁控濺鍍技術(shù)鍍?cè)贚ED燈的光反射表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層，其特征在于所 述高反射率納米膜層的組成成分Al2O3占膜層總質(zhì)量的5% 10%，Al占膜層總質(zhì)量的 80% 85%，SiO2占膜層總質(zhì)量的5% 15%。
3.—種制造權(quán)利要求1中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法， 其特征在于包含如下步驟步驟Sl 將需鍍膜的LED燈放入第一真空室(1)，并充入氧氣；步驟S2 對(duì)LED燈的光反射表面進(jìn)行等離子體表面改質(zhì)處理；步驟S3 裝有Al靶材的第二真空室(2)內(nèi)放入需鍍膜的LED燈，并充入氧氣和氬氣， 進(jìn)行真空離子磁控濺鍍Al2O3層；步驟S4:裝有Al靶材的第三真空室(3)內(nèi)放入需鍍膜的LED燈，并充入氬氣，進(jìn)行真 空離子磁控濺鍍Al層；步驟S5:裝有Si靶材的第四真空室(4)內(nèi)放入需鍍膜的LED燈，并充入氧氣和氬氣， 進(jìn)行真空離子磁控濺鍍SiO2層；步驟S6 用于膜質(zhì)老化處理的第五真空室(5)內(nèi)放入已鍍膜的LED燈，并抽真空，通過(guò) 若干次反復(fù)的快速降溫和升溫，對(duì)膜質(zhì)進(jìn)行老化處理，穩(wěn)定膜質(zhì)；步驟S7 破真空，鍍膜工序完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法，其特 征在于步驟S3和步驟S5中充入的氧氣分別占在該步驟中充入氣體總體積的5% 35%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法，其特 征在于在步驟Si、S3、S4和S5中，在充入氣體之前，真空室在室溫40°C 60°C時(shí)抽真空 至 0. 05Pa 0. 5Pa。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法， 其特征在于在步驟S1、S3、S4和S5中，在充入氣體之后，使真空室氣壓達(dá)到0. 5Pa 5Pa。
7.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法，其特 征在于在步驟S6中，第五真空室(5)抽真空至5 X 10_4Pa 5 X 10_3Pa。
8.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法，其特 征在于在步驟S6中，通過(guò)從外界通入氣體對(duì)膜質(zhì)進(jìn)行升溫和降溫處理，通入的氣體為氮 氣或氧氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或8中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法， 其特征在于在步驟S6中，快速升溫至100°C 150°C，快速降溫至60°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的用于大功率LED燈的高反射率納米膜層的鍍膜方法，其 特征在于在第一真空室(1)之前，設(shè)置有第一大氣-真空過(guò)渡腔(10)，在第一真空室(1) 和第二真空室(2)之間設(shè)置有第一真空穩(wěn)定緩沖腔(12)，在第二真空室(2)和第三真空室 (3)之間設(shè)置有第一濺鍍氣體分離緩沖腔(23)，在第三真空室(3)和第四真空室(4)之間 設(shè)置有第二濺鍍氣體分離緩沖腔(34)，在第四真空室(4)和第五真空室(5)之間設(shè)置有第 二真空穩(wěn)定緩沖腔(45)，在第五真空室(5)之后設(shè)置有第二大氣-真空過(guò)渡腔(50)；對(duì)LED燈進(jìn)行鍍膜時(shí)，LED燈被依次送入第一大氣真空過(guò)渡腔(10)、第一真空室(1)、第一真空穩(wěn) 定緩沖腔(12)、第二真空室(2)、第一濺鍍氣體分離緩沖腔(23)、第三真空室(3)、第二濺鍍 氣體分離緩沖腔(34)、第四真空室(4)、第二真空穩(wěn)定緩沖腔(45)、第五真空室(5)和第二 大氣-真空過(guò)渡腔(50)，且在第二大氣-真空過(guò)渡腔(50)中進(jìn)行步驟S7的破真空。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于大功率LED燈的高反射率納米膜層，包含Al2O3、Al和SiO2三種組成成分，且應(yīng)用真空離子磁控濺鍍技術(shù)鍍?cè)贚ED燈的光反射表面。還公開(kāi)了制備這種高反射率納米膜層的鍍膜方法，依次包括等離子體表面改質(zhì)處理、鍍Al2O3層、鍍Al層、鍍SiO2層和膜質(zhì)老化處理幾個(gè)步驟。本發(fā)明制備的膜層具有高反射率、抗氧化性好的特點(diǎn)，鍍膜過(guò)程一次性成膜，無(wú)需組裝，可用于連續(xù)批量化的工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良品率較高。
文檔編號(hào)C23C14/18GK101949003SQ20101021445
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者戴明光, 陳浩 申請(qǐng)人:蘇州愛(ài)迪爾鍍膜科技有限公司