专利名称：发光二极管装置的喷涂设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管装置的制造方法及喷涂设备，特别是一种能够有效提 高发光效率与混光效果的发光二极管装置的制造方法及喷涂设备。
背景技术：
随着半导体科技的进步，现今的发光二极管已具备了高亮度的输出，加上发光二极管具有省电、体积小、低电压驱动以及不含汞等优点，因此发光二极管已广泛地应用在显示器与照明方面的领域。一般而言，发光二极管所发出的光线，可通过荧光材料所激发出不同颜色的色光混光以达到所需的色度，而目前最常见到关于白光的应用。图I为现有技术一种发光二极管装置的剖面示意图。请参照图1，现有技术的发光二极管装置100，乃是将荧光粉体122分散于封胶材料124中，之后再以点胶的方式将分散有荧光粉体122的封胶材料124形成在发光二极管110上。若封胶材料124与荧光粉体122之间的兼容性不佳，将荧光粉体122分散于封胶材料124中极易有荧光粉体122在封胶材料124中分布不均的问题。如此将导致发光二极管装置100所发出的光线发生亮度不均或颜色不均的现象。如果要使荧光粉体122能均匀地分散在封胶材料124中，则必须选择能够使荧光粉体122均匀分散的封胶材料124。然而，一般能够使荧光粉体122均匀分散于其中的封胶材料124往往透光性与出光效率较差。除此之外，即便所选择的封胶材料124与荧光粉体122的兼容性好，荧光粉体122仍然会在封胶材料124中产生不均匀的沉降，同样会造成发光二极管装置100的发光效率与光色分布不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种喷涂设备，能够制作出发光效率良好的发
光二极管装置。为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种喷涂设备，用以在发光二极管表面喷涂荧光层，此喷涂设备包括搅拌槽、振动槽、第一连通管、缓冲槽、第二连通管、喷涂装置及第三连通管。搅拌槽中装有荧光体溶液，此荧光体溶液包括溶剂以及分散于溶剂中的荧光粉体，其中荧光粉体的粒径介于5 30微米之间。振动槽设置于搅拌槽的一侧。第一连通管位于搅拌槽与振动槽之间，且搅拌槽中的荧光体溶液经由第一连通管流向振动槽。缓冲槽设置于振动槽的一侧。第二连通管位于振动槽与缓冲槽之间，且振动槽中的荧光体溶液经由第二连通管流向缓冲槽。喷涂装置设置于缓冲槽的一侧。第三连通管位于缓冲槽与喷涂装置之间，该缓冲槽中的荧光体溶液经由第三连通管流向喷涂装置，其中，喷涂装置设置于发光二极管的一侧，以将荧光体溶液喷涂至发光二极管表面。在本发明的一实施例中，上述的喷涂设备，其中搅拌槽设有搅拌棒装置、气泡产生装置或流体产生装置。在本发明的一实施例中，上述的喷涂设备，其中搅拌棒装置的转速为500 8000rpmo在本发明的一实施例中，上述的喷涂设备，其中振动槽装设有振动棒装置、底部振动盘或振动壁。在本发明的一实施例中，上述的喷涂设备，其中振动槽的振动频率为0. I IOOKHz。在本发明的一实施例中，上述的喷涂设备，其中喷涂装置包括供应管以 及多个喷嘴，而多个喷嘴与供应管连接。在本发明的一实施例中，上述的喷涂设备，其中喷涂装置包括多条供应管以及多个喷嘴，而每一喷嘴与对应的一条供应管连接。本发明的技术效果在于本发明所提出的发光二极管装置的制造方法，由于荧光层与封胶材料是分别形成在发光二极管上，因此可选择具有较高出光效率的封胶材料，以提高发光二极管的发光效率。此外，本发明所提出的喷涂设备，可经由精密的喷涂装置将荧光粉体均匀地涂布在发光二极管上，因此能够制作出发光效率良好的发光二极管装置。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图I为现有技术一种发光二极管装置的剖面图；图2A 2D为本发明的发光二极管装置的制造方法流程图；图3A为本发明的一种突光层俯视图；图3B为本发明的另一种荧光层俯视图；图4为依照本发明一实施例的一种喷涂设备示意图；图5A 5C为不同的搅拌装置示意图；图6A 6C为不同的震动装置示意图；图7A 7B各为本发明的一种喷涂装置340示意图。其中，附图标记100、200 :发光二极管装置110、210 :发光二极管122、224 :荧光粉体124 :封胶材料220 :荧光体溶液222 :溶剂220L，220L，，220L，，荧光层230:封胶层R :红色荧光图案G :绿色荧光图案B :蓝色荧光图案300 :喷涂设备
310 :搅拌槽312 :搅拌棒装置314 :气泡产生装置 315 :第一连通管316 :流体产生装置320 :振动槽322 :震动棒装置324 :底部振动盘325 :第二连通管326 :振动壁330 :缓冲槽335 :第三连通管340 :喷涂装置342,342a,342b,342c :供应管344 :344a、344b、344c :控制阀345:循环管路346,346a,346b,346c :喷嘴350 :循环系统P :气泡F :流体V :振动
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述图2A 2C为本发明的发光二极管装置的制造方法流程图。首先，提供发光二极管210，如图2A所示。在本实施例中，发光二极管210例如是放置于一容器210a内。接着，请参照图2B，提供至少一种荧光体溶液220，该荧光体溶液220包括溶剂222以及分散于溶剂222中的荧光粉体224，其中，荧光粉体224的粒径介于5 30微米之间。并且将此至少一种荧光体溶液220涂布在发光二极管210上。在本实施例中，荧光体溶液220的涂布是使用喷墨程序。然后，进行固化程序，以使荧光体溶液220固化成荧光层220L，如图2C所示。在上述发光二极管装置的制造方法中，通过调整改变发光二极管210上涂布多种荧光体溶液220以及进行固化程序的步骤可形成多种形式的荧光层220L。例如，可以在发光二极管210上依序进行多种荧光体溶液220的涂布与固化程序，以形成多个荧光图案，且此多个荧光图案构成单一膜层。举例来说，如图3A所示，上述多个荧光图案所构成的单一膜层的荧光层220L’是由红色荧光图案R、绿色荧光图案G及蓝色荧光图案B彼此交错的方式排列所构成。而图3A的荧光层220L’的形成方式是先在红色荧光图案区域内喷涂红色荧光溶液且进行固化程序以形成红色荧光图案R，之后再在绿色荧光图案区域内喷涂绿色荧光溶液且进行固化程序以形成绿色荧光图案G，之后在蓝色荧光图案区域内喷涂蓝色荧光溶液且进行固化程序以形成蓝色荧光图案B。当然，本发明不限制所选用的荧光图案颜色、颜色种类、颜色数目、排列方式以及喷涂的顺序，使用者可视实际情况作设计。除了上述图3A所示的荧光层的组成之外，根据本发明的另一实施例，如图3B所示，在发光二极管210上依序进行多种荧光体溶液220的涂布与固化程序之后，可形成多层形式的荧光层220L”，且此多层形式的荧光层220L”是垂直堆栈。举例而言，多层形式的荧光层220L”是由红色荧光图案R、绿色荧光图案G及蓝色荧光图案B由下而上依序堆栈而形成。类似地，图3B的荧光层220L”的形成方式是先喷涂红色荧光溶液且进行固化程序以形成红色荧光图案R，之后在红色荧光图案R上喷涂绿色荧光溶液且进行固化程序以形成绿色荧光图案G，之后再在绿色荧光图案G上喷涂蓝色荧光溶液且进行固化程序以形成蓝色荧光图案B。但本发明不限制所选用的荧光图案颜色、颜色种类、颜色数目、堆栈的顺序以及喷涂的顺序。另外，上述以垂直堆栈方式所形成的多层荧光层220L”，各荧光层除了可以发出不同色光以混光为白光外，此多层形式的荧光层220L”还可防止水气进入发光二极管210中而具有保护发光二极管210的功效。在上述图2B的步骤中，为了使所提供的荧光体溶液220中的荧光粉体224能均匀地分散在溶剂222中，本发明还可以添加分散剂到上述的荧光体溶液220中。而上述分散剂具有化学式(I)R-A-X----------(1)，其中R代表有机化合物取代基，A表不娃或金属原子,且X代表水解性官能基。更详细地说，上述化学式(I)中，R例如可为芳香族化合物取代基或是脂肪族化合物取代基4所表示的金属原子例如可以是钛或铝；而夂则代表能够水解的官能基，如卤素或烷氧基。举例来说，上述分散剂R-A-X中的A为硅时，分散剂R-A-X可为硅酸四乙酯(Tetraethyl silicate, TE0S)、娃酸四甲酯(Tetra methyl silicate, TM0S)、甲基三甲氧基硅烷(CH3Si(OCH3)3)或甲基三乙氧基硅烷(CH3Si(OCH2CH3)3);分散剂R-A-X中的A为钛时，分散剂R-A-X可为四异丙醇钛、四正丁醇钛或单烷氧基三钛；而分散剂R-A-X中的A为铝时，分散剂R-A-X的化合物则可以是三异丙醇铝或三正丁醇铝。此外，上述荧光体溶液220所使用的溶剂222，其沸点约在摄氏100 200度间。将上述的分散剂加入荧光体溶液220后，可将此荧光体溶液220涂布于发光二极管210上，然后经过固化的加热程序时，会进行下列式(2)的反应R-A-X+M — R-A-0-M+X0H-------(2)其中M表示荧光粉体。即分散剂R-A-X会与荧光粉体M产生键结，而使得荧光粉体M的周围被分散剂所包围，以防止荧光粉体M之间聚集在一起，达到分散的目的。另外，若荧光体溶液220中含有水，那么将上述分散剂加入荧光体溶液220中，还会进行水解反应。举例来说，使用硅酸四乙酯作为分散剂加入荧光体溶液220后，会进行下列式(3)的水解反应 Si (OC2H5) 4+2H20 — Si02+4C2H50H--------(3) 上述水解反应所产生的二氧化硅(SiO2)层会披覆于荧光粉体224的表面上。即将上述具有荧光粉体224以及硅酸四乙酯(分散剂)的荧光体溶液220涂布在发光二极管210上以及进行固化程序以形成荧光层220L之后，荧光粉体224表面所覆盖的二氧化硅层可以对荧光粉体产生保护的作用。另外，由于荧光粉体224表面的二氧化硅为纳米二氧化、硅，因此荧光粉体224表面的ニ氧化硅还可对光线产生散射的效果。此外，ニ氧化硅与荧光粉体224之间具有良好的粘着效果且可对荧光粉体224表面产生修饰的效果。在完成图2C所示的荧光层220L的固化程序之后，请继续參照图2D，在荧光层220L上涂布封胶层230，其中封胶层230例如可使用树脂或硅胶等材料。封胶层230可保护发光二极管210及荧光层220L，使水气无法进入发光二极管装置200中，可增加发光二极管装置200的使用寿命与可靠度。由于本发明将荧光粉体的涂布与胶体封装エ艺分开进行，因此在选择封胶层230的材料时，可以不考虑荧光粉体与封胶材料的兼容性，因而可直接选择具有高出光率的封胶材料。上述图2B所示的发光二极管装置的荧光体溶液的涂布程序可以利用喷涂程序来完成。图4为依照本发明ー实施例的一种喷涂设备示意图。请參照图4，本发明提出ー种喷涂设备300，用以在发光二极管210表面喷涂荧光 层，此喷涂设备300包括搅拌槽310、振动槽320、第一连通管315、缓冲槽330、第二连通管325、喷涂装置340及第三连通管335。设备300在图4中仅以其中ー种荧光体溶液的设备为例来绘示说明。若要在发光二极管210表面上喷涂两种以上的荧光体溶液，那么将需要两组以上的与图4所绘示设备相同的设备来进行。即如果要在发光二极管210表面上喷涂红色、緑色以及蓝色三种荧光体溶液，那么需要三组喷涂设备300，红色、緑色以及蓝色三种荧光体溶液分别装在三组喷涂设备300中。为了能够清楚的说明，以下仅以ー组喷涂设备300来说明组成结构。本领域技术人员可知，若采用多种荧光体溶液，其它的喷涂设备与以下所描述的喷涂设备300相同或相似。请參照图4，搅拌槽310中装有荧光体溶液220，此荧光体溶液220包括溶剂222以及分散于溶剂222中的荧光粉体224(如图2B所示)，其中荧光粉体224的粒径介于5 30微米之间。搅拌槽310用以使荧光体溶液220中的荧光粉体224均匀地分布在溶剂222中。在本发明中，搅拌槽310可以是各种的搅拌形式。如图5A所示，搅拌槽310的设置可使用搅拌棒装置312，搅拌槽310通过搅拌棒装置312的转动，可使荧光体溶液220中的荧光粉体224均匀地分布在溶剂222中，而在使用搅拌棒装置312以使荧光粉体224均匀分布在溶剂222中时，搅拌棒装置312的转速较佳为500 8000rpm。此外，在本发明的另ー实施例中，上述搅拌槽310则可使用如图5B所示的气泡产生装置314，搅拌槽310可通过气泡产生装置314所产生的气泡P使荧光粉体224均匀地分布在溶剂222中。而在本发明的又一实施例中，上述搅拌槽310则可使用如图5C所示的流体产生装置316，搅拌槽310可利用流体产生装置316所产生的流体F带动荧光粉体224均匀地分布在溶剂222中。请再继续參照图4，振动槽320设置于搅拌槽310的ー侧。第一连通管315位于搅拌槽310与振动槽320之间，且搅拌槽310中的荧光体溶液220经由第一连通管315流向振动槽320。为了去除荧光溶液220中的气泡、并使荧光粉体224在溶剂222中的分布更为均匀，尤其是，为要克服荧光粉体224彼此间因静电吸附所造成的粉体团聚现象，使荧光体溶液220通过振动槽320可实现上述目的。
在本发明中，振动槽320可以是各种振动形式。如图6A所示，振动槽320可以通过震动棒装置322以产生振动V，特别是，在本发明的喷涂设备300中，振动槽320的振动频率较佳为O. I IOOKHz。在本发明的其它实施例中，振动槽320的振动也可由其它震动装置所产生，例如图6B所示的底部振动盘324或图6C所示的振动壁326。但上述振动槽320的振动装置仅为举例，并非用以限定本发明。请再继续參照图4，缓冲槽330设置于振动槽320的ー侧。第二连通管325位于振动槽320与缓冲槽330之间，且振动槽320中的荧光体溶液220经由第二连通管325流向缓冲槽330。当荧光体溶液220经过搅拌槽310的搅拌混合以及振动槽320的振动以驱赶气泡之后，接着将在缓冲槽330中等待喷涂程序的进行。请再參照图4，喷涂装置340设置于缓冲槽330的ー侧。第三连通管335位于缓冲 槽330与喷涂装置340之间，该缓冲槽330中的荧光体溶液220经由第三连通管335流向喷涂装置340。喷涂装置340设置于发光二极管210的ー侧，以将荧光体溶液220喷涂至发光二极管210的表面。在本发明中，喷涂装置340可以是各种喷涂形式。如图7A所示，喷涂装置340包括供应管342以及多个喷嘴346，而多个喷嘴346与供应管342连接。此外，喷涂装置340还可通过控制阀344精确地控制荧光体溶液220的流量或对发光二极管210进行喷涂的时间。在本发明的另ー实施例中，上述的喷涂装置340还可以如图7B所示，喷涂装置340可包括多条供应管342a、342b、342c以及多个喷嘴346a、346b、346c，而每ー喷嘴346a、346b,346c与对应的一条供应管342a、342b、342c连接。图7B所示的供应管342a、342b、342c以及喷嘴346a、346b、346c可以连通至同一个喷涂设备，以使喷嘴346a、346b、346c喷出相同的荧光体溶液。供应管342a、342b、342c以及喷嘴346a、346b、346c也可以各自连通至不同的荧光体溶液的喷涂设备。举例来说，可使用供应管342a提供红色荧光溶液，通过喷嘴346a以及控制阀344a，可在发光二极管210的表面进行红色荧光层的涂布；使用供应管342b提供绿色荧光溶液，通过喷嘴346b以及控制阀344b，可在发光二极管的表面进行绿色荧光层的涂布；至于供应管342c则提供蓝色荧光溶液，通过喷嘴346c以及控制阀344c，在发光二极管的表面进行蓝色荧光层的涂布。在此实施例中，每一条供应管(342a、342b或342c)可提供ー种不同顔色的荧光溶液，其中，每ー种不同的荧光溶液则分别是来自不同的喷涂设备(搅拌槽、震动槽以及缓冲槽)。本发明不限制喷涂装置340的形式。在其它的实施例中，也可使用针头或喷墨头等不同形状的喷涂装置。此外，上述喷涂设备300还可包括循环系统350，循环系统350通过循环管路345与缓冲槽330相连，循环系统350例如可为汲水泵。在缓冲槽330内未被使用的荧光体溶液220，可通过循环系统350而回到搅拌槽310内被重新使用。综上所述，本发明所提出的发光二极管装置的制造方法，由于将荧光粉体的涂布与胶体封装的制造程序分离，因此可不受荧光粉体与封胶材料间兼容性的限制，可直接选用具有高出光效率的胶体材料而提升发光二极管装置整体的发光效率。而本发明所提出的喷涂设备，可精确地控制荧光粉体的涂布量或涂布图案，可用简单的方式将荧光粉体涂布于发光二极管上，因而可制作出发光效率良好且混光效果均匀的发光二极管装置。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种喷涂设备，用于在一发光二极管表面喷涂一突光层，其特征在于，该喷涂设备包括 一搅拌槽，该搅拌槽中装有一荧光体溶液，其包括一溶剂以及分散于该溶剂中的荧光粉体，其中所述荧光粉体的粒径介于5 30微米之间； 一振动槽，设置于该搅拌槽的一侧； 一第一连通管，其位于该搅拌槽与该振动槽之间，且该搅拌槽中的该荧光体溶液经由该第一连通管流向该振动槽； 一缓冲槽，设置于该振动槽的一侧； 一第二连通管，其位于该振动槽与该缓冲槽之间，且该振动槽中的该荧光体溶液经由该第二连通管流向该缓冲槽； 一喷涂装置，设置于该缓冲槽的一侧； 一第三连通管，其位于该缓冲槽与该喷涂装置之间，该缓冲槽中的该荧光体溶液经由该第三连通管流向该喷涂装置， 其中该喷涂装置设置于该发光二极管的一侧，以将该荧光体溶液喷涂至该发光二极管表面。
2.如权利要求I所述的喷涂设备，其特征在于，所述的搅拌槽设有一搅拌棒装置、一气泡产生装置或是一流体产生装置。
3.如权利要求2所述的喷涂设备，其特征在于，所述的搅拌棒装置的转速为500 8000rpm。
4.如权利要求I所述的喷涂设备，其特征在于，所述的振动槽装设有一振动棒装置、一底部振动盘或是一振动壁。
5.如权利要求I所述的喷涂设备，其特征在于，所述的振动槽的振动频率为0.I IOOKHz。
6.如权利要求I所述的喷涂设备，其特征在于，所述的喷涂装置包括 一供应管；以及 多个喷嘴，其与该供应管连接。
7.如权利要求I所述的喷涂设备，其特征在于，所述的喷涂装置包括 多条供应管；以及 多个喷嘴，每一喷嘴与对应的一条供应管连接。
全文摘要
一种发光二极管装置的喷涂设备。该喷涂设备可用在发光二极管表面喷涂荧光层，其组成包括搅拌槽、振动槽、第一连通管、缓冲槽、第二连通管、喷涂装置以及第三连通管，其中喷涂装置设置于发光二极管的一侧，以将荧光体溶液喷涂至发光二极管表面。该设备可经由精密的喷涂装置将荧光粉体均匀地涂布在发光二极管上，因此能够制作出发光效率良好的发光二极管装置。
文档编号B05C5/00GK102671818SQ20121016036
公开日2012年9月19日 申请日期2009年2月20日 优先权日2009年2月20日
发明者张亚衔, 李育群, 郭政达 申请人:隆达电子股份有限公司