一种具有conformal-remote结构的LED荧光粉层及制备方法
【专利说明】一种具有conforma 1-remote结构的LED焚光粉层及制备方法
技术领域
[0001]本发明属于光电技术领域，具体涉及一种LED荧光粉涂层的集成制备方法。
【背景技术】
[0002]LED是发光二极管(light emitting d1de)的简称，根据其发光材料的不同可以分为有机LED (即0LED)和无机LED ( 一般称为LED)两大类。1996年，在蓝色GaN基发光二极管基础上成功实现了白色LED，其具有低电压驱动、全固态、低功耗、长效可靠、无污染、能化等优点。因此，近几年，以白光LED为主的半导体照明(第四代照明技术)得到了快速的发展。
[0003]目前最常见的白光LED实现方式是荧光粉转换型即(pc-LED)，例如在蓝光LED芯片表面涂敷一层黄色荧光粉的(黄+蓝)白光LED。另外荧光粉层的实现技术，主要采用的是传统的灌封工艺，即荧光粉混合硅胶的点胶工艺。但这样得到的荧光粉涂层由于结构不均匀，可控性差，以致LED出光的均匀性差。
[0004]要克服上述缺陷，就必须实现荧光粉层的厚度、形状的均匀可控。
【发明内容】
[0005]本发明通过改进LED平面涂层(conformal coating)技术获得一种具有conformal-remote结构的LED焚光粉涂层结构，解决和改进现有平面涂层技术存在的一些冋题。
[0006]本发明的技术方案为:一种具有conformal-remote结构的LED荧光粉层及制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0007](I)、将胶体与溶剂按照一定比例混合配制透明预涂液；
[0008](2)、将(I)透明预涂液涂覆在LED芯片上形成具有conform属性的透明保形层；
[0009](3)、将胶体以及荧光粉按照一定比例混合获得粉浆；
[0010](4)、将(3)中获得的粉浆涂覆在⑵中已有conformal透明预涂层的LED芯片上，形成具有conformal属性的焚光粉层，得到具有conformal-remote结构的LED焚光粉涂层。
[0011]在步骤⑴中，所述胶体为硅胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或感光胶中的一种或者多种组合；在步骤(3)中，所述胶体为硅胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或感光胶中的一种或者多种组合；所述的感光胶体包括以下三类负性感光胶:①感光剂+成膜剂型，即感光性化合物+高分子化合物型，其中感光剂为重铬酸盐、铬酸盐、重氮化合物或者是叠氮基化合物中的一种或者多种的组合；成膜剂为聚乙烯醇(PVA)、阿拉伯树胶、聚酰亚胺或聚乙酸乙烯酯乳剂中的一种或者多种的组合；②带感光基的高分子化合物型，主要有聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯醇肉桂叉乙酸酯、聚乙烯氧乙基肉桂酸醋、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇-对-叠氮苯甲酸酯(PVAB)中的一种或者多种的组合SBQ感光胶(聚乙烯醇环缩醛苯乙烯基吡啶盐树脂感光胶),SBQ-PVA+高分子乳剂、SBQ-PVA+高分子乳剂+丙烯酸酯或有机苯乙烯基吡啶盐树脂感光胶体系中的一种或者多种的组合；感光胶体为上述三类中的一类或多类的组合。
[0012]在步骤(I)中，所述胶体采用硅胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)时，需先将透明硅胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC) —种或多种和有机溶剂按一定比例混合均匀，采用喷涂、旋涂、印刷的方式获得透明预涂层；所述有机溶剂为醚类、酯类或其他烷基的有机溶剂；所述胶体与溶剂体积比例为0.1%~20% ;醚类有机溶剂为四氢呋喃及其修饰后的衍生物；酯类有机溶剂是指乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯或丁酸乙酯；烷基有机溶剂是指正庚烷、正已烷、正戊烷、正辛烷。
[0013]在步骤(I)中，所述胶体为感光胶时，采用曝光、显影工艺获得透具有conformal属性的保形涂层，所述的曝光方式为采用LED自身发光的自曝光方式或者采用外光源结合掩膜板的外曝光方式，所述的外光源为紫外光源或感光胶体敏感的其他波长的光源，显影用的显影液包括去离子水、自来水、弱酸、弱碱或者有机溶剂中的一种或者多种的组合。
[0014]在步骤(I)中，所述胶体采用硅胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸醋(PC)时，采用喷涂、旋涂、印刷的方式获得conformal属性的保形预涂层。
[0015]在步骤(I)中，获得的conformal透明层能增加光的抽取率，而且抽取的蓝光在空间中更加均匀，因而可以有效的增加LED器件的发光效率和改善白光LED的出光质量及光色和亮度的空间均匀性，并且conformal透明层隔离了芯片与荧光粉层，可以减小荧光粉层的热效应。
[0016]在步骤(I)中，获得的conform透明层可以改善荧光粉与界面的附着性，从而可以使后续的荧光粉层更能够匹配LED的光强分布，有效的改善白光LED的出光质量及光色和亮度的空间均匀性。
[0017]在步骤(2)中，所述预涂液涂覆方法为喷涂、印刷或点胶中的一种或多种的组合。
[0018]在步骤(2)中，所需干燥方式可以是自然阴干、自然风干、加热板加热、干燥炉加热或红外加热的一种或多种组合。
[0019]在步骤(3)中，所述胶体采用硅胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)时，需先将透明硅胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC) —种或多种和有机溶剂按一定比例混合均匀，采用喷涂、旋涂、印刷的方式获得透明预涂层；所述有机溶剂为醚类、酯类或其他烷基的有机溶剂；所述胶体与溶剂体积比例为0.1%~20% ;醚类有机溶剂为四氢呋喃及其修饰后的衍生物；酯类有机溶剂是指乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯或丁酸乙酯；烷基有机溶剂是指正庚烷、正已烷、正戊烷、正辛烷。
[0020]在步骤(3)中，所述胶体为感光胶时，采用曝光、显影工艺获得透具有conform属性的荧光粉层，所述的曝光方式为采用LED自身发光的自曝光方式或者采用外光源结合掩膜板的外曝光方式，所述的外光源为紫外光源或感光胶体敏感的其他波长的光源，显影用的显影液包括去离子水、自来水、弱酸、弱碱或者有机溶剂中的一种或者多种的组合。
[0021]在步骤(3)中，所述胶体采用硅胶、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸醋(PC)时，采用喷涂、静电喷涂、电泳沉积、印刷、旋涂的涂覆方式获得具有conformal属性的荧光粉层。
[0022]在步骤(3)中，具有conformal属性的荧光粉层其结构、形状都具有很好的均匀一致性，其过程可控稳定，从而可以有效的改善白光LED的出光质量，光色和亮度的空间均匀性。
[0023]在步骤(3)中，所用的荧光粉是黄色的荧光粉或三基色的荧光粉；同时还可以包含为提高显色性而加入的绿色荧光粉或红色荧光粉中的一种或多种的组合。
[0024]在步骤(3)中，所述的包含荧光粉的颗粒中可以含有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙稀(PS)、氧化钛、氧化铝、氧化纪、氧化娃、氧化锌、氮化镓、氮化娃、碳化娃或氧化错中的一种或多种的组合，也可以只有荧光粉颗粒。
[0025]在步骤(4)中，所需的干燥方式可以是自然阴干、自然风干、红外加热、烘箱加热或加热板加热的一种或多种的组合。
[0026]在步骤⑷中，所述的conformal-remote结构的LED焚光粉涂层即在具有conformal属性的remote层涂覆焚光粉层。
[0027]在步骤(4)中，所述的的焚光粉层可以是具有conformal属性的焚光粉层，也可以是其他结构的荧光粉层。
[0028]上述所说LED为有机LED、无机LED或者两者的组合。所述LED为单颗LED芯片，或者是同一基板的多颗LED芯片组，或者是整个晶圆。
[0029]对于不同成分、不同浓度的荧光粉粉浆，重复(3) (4)步骤，可以实现LED器件出光方向的表面上的多种或多层荧光粉涂层，甚至也可以是相同成份的荧光粉粉浆多次重复上述工艺步骤，从而获得同一组份的多层结构的荧光粉涂层。
[0030]另外，可以重复(2) (3) (4)步骤，获得一种conform透明层、焚光粉层、conform透明层交替出现的多层结构的荧光粉层。
[0031]运用本技术可以在LED出光方向表面上实现一种或一种以上的、覆盖完好且均匀的荧光粉层图案。
[0032]本发明技术不仅适合于黄光荧光粉+蓝光LED芯片的白光LED器件制备，也适合于紫外LED芯片+多色荧光粉(例如RGB三基色荧光粉)的白光LED实现方案，以及其他出光颜色的荧光粉转换型(pc-LEDs)器件。
[0033]本发明可以获得一种具有conformal-remote结构的焚光粉涂层，因conformal透明层能增加蓝光抽取效率，因此该结构可以有效的增加LED器件的发光效率，并减少荧光粉涂层的热效应；而且conformal透明层及粉浆法荧光粉涂层结构能够匹配LED的光强分布，可以有效的改善白光LED的出光质量，该技术既可以应用于LED芯片级的封装，也可以运用于晶圆(Wafer)级的涂层封装，在PC-LED封装中具有很好的应用价值。
【附图说明】
[0034]附图为获得一种具有conformal-remote结构焚光粉粉层的示意图。图1a为LED芯片示意图；图1b为涂上conformal预涂层LED芯片示意图；图1c为涂覆焚光粉得到conformal-remote结构的conformal焚光粉层的LED示意图，图1d为涂覆焚光粉得到conformal-remote结构的非conformal焚光粉层的LED示意图其中，I为焚光粉颗粒，2为LED芯片，3为胶体，4为预涂层，