專(zhuān)利名稱(chēng)：Led燈熒光粉層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在LED芯片出光方向上離開(kāi)芯片的表面上制備熒光粉層，實(shí)現(xiàn)熒光粉轉(zhuǎn)換型的白光LED器件技術(shù)。
背景技術(shù)：
LED即發(fā)光二極管是light emitting diode的簡(jiǎn)稱(chēng)，根據(jù)發(fā)光材料不同的化學(xué)結(jié) 構(gòu)和屬性，可以分為無(wú)機(jī)LED (一般謂之LED)和有機(jī)LED (即OLEDs)，1993年，藍(lán)色GaN發(fā)光 二極管技術(shù)獲得突破，在此基礎(chǔ)上1996年實(shí)現(xiàn)了無(wú)機(jī)LED白光發(fā)射。由于具有低電壓驅(qū)動(dòng)、 全固態(tài)、低功耗、長(zhǎng)效可靠等優(yōu)點(diǎn)，白光LED器件在照明相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用研究都受到了學(xué)術(shù) 和產(chǎn)業(yè)界的高度重視，是一種符合環(huán)保節(jié)能綠色照明理念的高效光源。因此，目前以白光 LED為主的半導(dǎo)體照明技術(shù)(第四代照明技術(shù))在全世界范圍內(nèi)得到了大力的推動(dòng)和發(fā)展， 正在形成巨大的產(chǎn)業(yè)。目前最常見(jiàn)的白光LED實(shí)現(xiàn)方式是色轉(zhuǎn)換型，即在藍(lán)光LED芯片表面 涂敷一層黃色熒光粉。當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要采用的是傳統(tǒng)的灌封工藝，即熒光粉混合膠的點(diǎn)膠工 藝。通過(guò)點(diǎn)膠，在LED芯片上涂敷熒光粉與膠體的混合體層。但這樣得到的熒光粉層結(jié)構(gòu) 不均勻，從而導(dǎo)致LED出光的均勻性差。一種新的熒光粉平面涂層概念和思路(conformal coating)，即在芯片表面形成一層厚度均勻的熒光粉層，與傳統(tǒng)的點(diǎn)膠工藝相比，這種平面 涂層的出光均勻性較好，熒光粉層的厚度容易控制，且屬于平面化工藝適合集成規(guī)?；?生產(chǎn)。但是這兩種工藝都是在芯片表面涂粉，阻礙了芯片表面的散熱。因此在遠(yuǎn)離LED芯 片表面涂敷熒光粉并實(shí)現(xiàn)白光的LED器件就顯示出其自身特有的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是一種在LED芯片出光方向上離開(kāi)芯片表面制備熒光粉 層的方法。本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題是這樣解決的提供兩種LED燈的熒光粉層制備方法， 其特征在于，包括以下步驟方法一(1)配制熒光粉與粘結(jié)劑膠水的分散體將包含熒光粉的顆粒與粘結(jié)劑膠、去離 子水混合均勻分散，形成熒光粉粘結(jié)劑分散體_熒光粉粉漿。(2)涂敷將步驟⑴得到的分散體_熒光粉粉漿涂敷在非LED芯片表面的出光 面上，形成熒光粉分散體的涂層；(3)去膠去除分散體中的粘結(jié)劑膠水等有機(jī)成份，得到具有一定厚度的熒光粉層。方法二其特征在于，包括以下步驟(1)配制熒光粉與感光膠體的分散體將包含熒光粉的顆粒與感光膠體均勻分 散，形成熒光粉感光膠分散體_熒光粉粉漿；(2)涂敷將步驟⑴得到的熒光粉粉漿涂敷在非LED芯片表面的出光面上，形成 熒光粉分散體的涂層；
(3)曝光、顯影得到所需厚度的熒光粉感光膠分散體涂層；(4)去除感光膠去除熒光粉涂層中的感光膠成份，得到具有確定厚度的熒光粉 層；按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，在方法一中的步驟 (1)中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于在步驟⑴中，所 用的粘結(jié)劑膠水包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸銨、羧甲基纖維素銨、聚丙烯酸銨、聚氧化乙 烯(PEO)、水溶性丙烯酸樹(shù)脂和環(huán)氧乙烷開(kāi)環(huán)聚合物(AR-II型膠)中的一種或者幾種組合。 配制的粘結(jié)劑膠水還可以含有鈣、鎂、鋇的碳酸鹽、磷酸鹽或氫氧化物以及羧酸聚合物的銨 鹽(A40)的一種或幾種。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，在方法一和方法二 中的步驟(1)中，所用的熒光粉可以是黃色的熒光粉(黃色熒光粉+藍(lán)色LED芯片)；也可 以是三基色的熒光粉(三基色熒光粉+紫外LED芯片)。所指的包含熒光粉的顆粒中還可 以含有氧化鈦、氧化鋁、氧化釔、氧化硅、氮化鎵、氮化硅、碳化硅中的一種或幾種。 按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，在方法一、二的步 驟(2)中，熒光粉層涂敷方法是灌注法、旋涂、吸涂、壓涂、噴涂、靜電涂、電泳涂敷、浸漬的 一種或其中的幾種混合。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，包含熒光粉的顆粒 中包括有低熔點(diǎn)的玻璃粉時(shí)，權(quán)利要求1步驟(3)采用加熱涂層到一定溫度并保持足夠的 時(shí)間，以達(dá)到熔化低熔點(diǎn)玻璃粉和去除粘結(jié)劑膠水的效果。權(quán)利要求2步驟(4)采用加熱 涂層到一定溫度并保持足夠的時(shí)間，以達(dá)到熔化低熔點(diǎn)玻璃粉和去除感光膠水的效果。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，在方法二中的步驟 (1)中所用的感光膠包括聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧乙基肉桂酸酯 和聚乙烯吡咯烷酮，感光劑是重鉻酸鹽、高錳酸鹽和重氮化合物中的一種或者它們的組合。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，在方法二中的在步 驟(3)中曝光、顯影過(guò)程中，采用藍(lán)光或者紫外LED芯片自身發(fā)光的自曝光方式，或者采用 UV光的外曝光方式。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，在方法一中步驟 (3)和方法二中的步驟(4)得到一定厚度的熒光粉層之后，可以在熒光粉層表面再涂上一 層透明的保護(hù)膜(比如可以涂上透明的環(huán)氧樹(shù)脂、光學(xué)硅膠)以改善熒光粉涂層的物化特 性。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備技術(shù)其特征在于，運(yùn)用該技術(shù)的LED 燈的熒光粉涂層面的形狀可以為各種形狀(比如橢圓、圓)。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備技術(shù)其特征在于，包含熒光粉的顆粒 中所指的其他成份，可以是起到加固劑的作用(比如氧化鋁)。粘結(jié)劑膠水包括的其他成 份，比如羧酸聚合物的銨鹽(A40)是起到了分散劑的作用，能得到穩(wěn)定的分散體。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，所指的LED芯片可 是無(wú)機(jī)LED也可以是有機(jī)LED (OLED)。按照本發(fā)明所提供的LED燈熒光粉層的制備方法其特征在于，熒光粉涂層離開(kāi) LED芯片表面能有效地解決白光LED器件的散熱問(wèn)題。


圖1是用方法一制作功率型白光LED燈熒光粉層的工藝過(guò)程示意圖。其中，1、LED 芯片，2、玻璃燈表面，3、包含有粘結(jié)劑膠水和熒光粉混合體，4、去膠后熒光粉顆粒。
圖2是用方法二制作功率型白光LED燈熒光粉層的工藝過(guò)程示意圖。1、P區(qū)電極， 2、N區(qū)電極，3、LED芯片，4、顯影前的包含有感光膠和熒光粉混合體，5、顯影后的包含有感 光膠和熒光粉的混合體，6、去膠后的熒光粉顆粒層。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1取聚氧化乙烯(PEO)，熒光粉、氧化鋁、羧酸聚合物的銨鹽(A40)和去離子水混合 均勻，形成穩(wěn)定的包含熒光粉的顆粒的分散體。采用灌涂法將熒光粉粘結(jié)劑分散體涂敷在 玻璃燈泡球殼表面，將LED玻璃燈殼放入500°C左右的加熱爐中，待粘結(jié)劑膠水中的有機(jī)成 分完全去除后取出，得到去除感光膠的熒光粉層。實(shí)施例2取聚氧化乙烯(PEO)，熒光粉、氧化鋁、和低熔點(diǎn)玻璃粉和去離子水混合均勻，形成 穩(wěn)定的包含熒光粉的顆粒的分散體(熒光粉粉漿)。采用灌涂法將熒光粉粉漿涂敷在玻璃 燈泡表面，將LED玻璃燈殼放入500°C左右的加熱爐中，待粘結(jié)劑膠水中的有機(jī)成分完全去 除后取出，得到去除感光膠的熒光粉層。實(shí)施例3取水溶性丙烯酸樹(shù)脂和環(huán)氧乙烷開(kāi)環(huán)聚合物(AR-II型膠)，熒光粉、氧化鋁、羧酸 聚合物的銨鹽(A40)和去離子水混合均勻形成穩(wěn)定的包含熒光粉的顆粒的分散體。采用灌 涂法將熒光粉粘結(jié)劑分散體涂敷在玻璃燈球殼表面，將LED玻璃燈殼放入50(TC左右的加 熱爐中，待粘結(jié)劑膠水中的有機(jī)成分完全去除后取出，得到去除感光膠的熒光粉層。實(shí)施例4取聚乙烯醇(PVA)、感光劑重鉻酸銨(ADC)、熒光粉、和去離子水混合均勻，形成穩(wěn) 定的包含熒光粉的顆粒的PVA分散體。采用灌涂法將熒光粉感光膠分散體涂敷在LED玻璃 燈殼表面。接通LED芯片正負(fù)極，利用芯片自發(fā)光實(shí)現(xiàn)感光膠的自曝光過(guò)程，熱水顯影后在 LED芯片出光方向的燈殼表面得到熒光粉感光膠涂層。將具有熒光粉感光膠涂層的LED燈 殼放入等離子去膠設(shè)備中，采用氧等離子轟擊的辦法去除感光膠中的有機(jī)成份，得到去除 感光膠的熒光粉層。實(shí)施例5取聚乙烯醇(PVA)、感光劑重鉻酸銨(ADC)、熒光粉、和去離子水混合均勻，形成穩(wěn) 定的包含熒光粉的顆粒的PVA分散體。采用灌涂法將熒光粉感光膠分散體涂敷在LED玻璃 燈泡殼表面。采用UV紫外燈對(duì)LED玻璃燈殼曝光，熱水顯影后在LED燈殼表面得到熒光粉 感光膠涂層。將具有熒光粉感光膠涂層的LED燈殼放入等離子去膠設(shè)備中，采用氧等離子 轟擊的辦法去除感光膠中的有機(jī)成份，得到去除感光膠的熒光粉層。實(shí)施例6取聚乙烯醇(PVA)、感光劑重鉻酸銨(ADC)、熒光粉、和去離子水混合均勻，形成穩(wěn)定的包含熒光粉的顆粒的PVA分散體。采用灌涂法將熒光粉感光膠分散體涂敷在LED玻璃 燈殼表面。采用UV紫外燈對(duì)LED玻璃燈殼曝光，熱水顯影后在LED燈殼表面得到熒光粉感 光膠涂層。將帶有熒光粉感光膠涂層的LED燈殼放入加熱設(shè)備中，300 500°C加熱一段時(shí) 間直到燒掉涂層中的感光膠有機(jī)成份，得到去除感光膠的熒光粉層。實(shí)施例7 取聚乙烯醇(PVA)、感光劑重鉻酸銨(ADC)、熒光粉、納米二氧化鈦粉和去離子水 混合均勻，形成穩(wěn)定的包含熒光粉的顆粒的PVA分散體。采用灌涂法將熒光粉感光膠分散 體涂敷在LED玻璃燈球殼表面。采用UV紫外燈對(duì)LED玻璃燈殼曝光，熱水顯影后在LED燈 殼表面得到熒光粉感光膠涂層。將具有熒光粉感光膠涂層的LED燈殼放入等離子去膠設(shè)備 中，采用氧等離子轟擊的辦法去除掉感光膠中的有機(jī)成份，得到去除感光膠的熒光粉層。實(shí)施例8取聚乙烯醇(PVA)、感光劑重氮樹(shù)脂(Diazo)、熒光粉和去離子水混合均勻，形成 穩(wěn)定的熒光粉PVA分散體。采用灌涂法將熒光粉感光膠分散體涂敷在LED玻璃燈殼表面。 采用UV紫外燈對(duì)LED玻璃燈殼曝光，熱水顯影后在燈殼表面得到熒光粉感光膠涂層。將具 有熒光粉感光膠涂層的LED燈殼放入等離子去膠設(shè)備中，采用氧等離子轟擊的辦法去除掉 感光膠中的有機(jī)成份，得到去除感光膠的熒光粉層。實(shí)施例9取聚乙烯醇(PVA)、感光劑重氮樹(shù)脂(Diazo)、熒光粉、低熔點(diǎn)玻璃粉和去離子水 混合均勻，形成穩(wěn)定的包含熒光粉顆粒的PVA分散體。采用灌涂法將熒光粉感光膠分散體 涂敷在LED玻璃燈殼表面。采用UV紫外燈對(duì)LED玻璃燈殼曝光，熱水顯影后在燈泡殼表面 得到熒光粉感光膠涂層。將LED玻璃燈殼放入加熱爐中，在低熔點(diǎn)玻璃粉燒結(jié)溫度以上的 加熱幾分鐘后，待低熔點(diǎn)玻璃粉熔化且熒光粉涂層中其他有機(jī)物質(zhì)去除后取出，冷卻再凝 固的低熔點(diǎn)玻璃粉將熒光粉粘接在燈殼的表面。
權(quán)利要求
兩種LED燈熒光粉層的制備方法，方法一其特征在于，包括以下步驟(1)配制熒光粉與粘結(jié)劑膠水的分散體將包含熒光粉的顆粒與粘結(jié)劑、去離子水混合、均勻分散，形成熒光粉粘結(jié)劑的水溶液分散體-熒光粉粉漿。(2)涂敷將步驟(1)得到的分散體-熒光粉粉漿涂敷在非LED芯片表面的出光面上，形成熒光粉分散體的涂層；(3)去膠去除熒光粉分散體涂層中的粘結(jié)劑膠水等有機(jī)成份，得到具有一定厚度的熒光粉層。
2.方法二其特征在于，包括以下步驟(1)配制熒光粉與感光膠體的分散體將包含熒光粉的顆粒與感光膠體混合、均勻分 散，形成熒光粉感光膠分散體_熒光粉粉漿；(2)涂敷將步驟(1)得到的熒光粉粉漿涂敷在非LED芯片表面的出光面上，形成熒光 粉分散體的涂層；(3)曝光、顯影得到所需厚度的熒光粉感光膠分散體涂層；(4)去除感光膠去除熒光粉涂層中的感光膠成份，得到具有確定厚度的熒光粉層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于在步驟(1)中，所用的粘結(jié)劑膠水包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸銨、羧甲基纖維素銨、聚丙烯酸 銨、聚氧化乙烯(PE0)、水溶性丙烯酸樹(shù)脂和環(huán)氧乙烷開(kāi)環(huán)聚合物(AR-II型膠)中的一種或 者幾種組合，配制的粘結(jié)劑膠水還可以含有鈣、鎂、鋇的碳酸鹽、磷酸鹽或氫氧化物以及羧 酸聚合物的銨鹽(A40)的一種或幾種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于所用的熒光粉 可以是黃色的熒光粉(黃色熒光粉+藍(lán)色LED芯片)；也可以是三基色的熒光粉(三基色 熒光粉+紫外LED芯片)，所指的包含熒光粉的顆粒中還可以含氧化鈦、氧化鋁、氧化釔、氧 化硅、氮化鎵、氮化硅、碳化硅中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于，熒光粉粉漿的涂 敷方法可以是灌注法、旋涂、吸涂、壓涂、噴涂、靜電涂、電泳沉積、浸漬法的一種或其中的幾 種組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于，包含熒光粉的 顆粒中包括有低熔點(diǎn)的玻璃粉時(shí)，權(quán)利要求1步驟(3)采用加熱涂層到一定溫度并保持足 夠的時(shí)間，以達(dá)到熔化低熔點(diǎn)玻璃粉和去除粘結(jié)劑膠水中有機(jī)成份的效果，權(quán)利要求2步 驟(4)采用加熱涂層到一定溫度并保持足夠的時(shí)間，以達(dá)到熔化低熔點(diǎn)玻璃粉和去除感光 膠有機(jī)成份的效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中所指 的感光膠體包含聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧乙基肉桂酸酯和聚乙 烯吡咯烷酮，感光劑是重鉻酸鹽、高錳酸鹽和重氮化合物中的一種或者它們的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中曝 光、顯影過(guò)程中，可以采用藍(lán)光或者紫外LED芯片自身發(fā)光的自曝光方式，或者采用UV光的 外曝光方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于，在步驟(4)去除 熒光粉涂層中的感光膠成份過(guò)程中，可以采用加熱氧化去膠、等離子轟擊去膠、氧等離子去膠、激光去膠方法中的一種或者幾種組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的LED燈熒光粉層的制備方法，其特征在于，所述的熒光粉 涂層可以是在LED芯片出光方向的內(nèi)表面也可以是LED芯片出光方向的外表面。
全文摘要
一種LED燈熒光粉層的制備方法，本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及是在LED芯片出光方向以及側(cè)面出光方向制備熒光粉層，實(shí)現(xiàn)熒光粉轉(zhuǎn)換型的白光LED器件技術(shù)。方法一是(1)配制熒光粉與粘結(jié)劑膠水的分散體-熒光粉粉漿；(2)涂敷將熒光粉粉漿涂敷在玻璃燈殼表面，形成熒光粉分散體的涂層；(3)去膠去除分散體中的粘結(jié)劑膠水等有機(jī)成份，得到具有一定厚度的熒光粉層。方法二是(1)配制熒光粉與感光膠體的分散體-熒光粉粉漿；(2)涂敷將熒光粉粉漿涂敷在玻璃燈殼表面，形成熒光粉分散體的涂層；(3)曝光、顯影得到所需厚度的熒光粉感光膠分散體涂層；(4)去除感光膠去除熒光粉涂層中的感光膠成份，得到具有確定厚度的熒光粉層。
文檔編號(hào)H01L33/50GK101867007SQ20101016849
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者丁坤, 萬(wàn)遠(yuǎn)濤, 宋繼榮, 胡玥, 謝立坤, 饒海波, 高寒松 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)