一种用于led封装的荧光粉层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到光电技术领域，具体涉及到一种LED荧光粉层的制备方法。
【背景技术】
[0002]LED是light emitting d1de的简称。从世界上第一只红色的LED问世以来，LED各项技术经历了飞速的发展，各种颜色的LED也相续诞生。1993年，日本首先在蓝色GaN-LED上获得技术突破，并于1996年成功的实现了白光LED。近几年，LED由于具有低功耗、无污染、长寿命、多功能、智能化等优点而受到了各方面的广泛关注，并确立了继白炽灯、荧光灯后，成为新一代照明光源。
[0003]到目前为止，实现白光LED大致有三种方式，其中LED芯片+不同色荧光粉形成荧光粉转换型LED (即pc-LED)因其综合性能适中、成本底、实现功能相对简单而广泛采用。通过改变荧光粉的化学组成(光谱成分调节)及调节荧光粉层的厚度可以获得色温在3000K到10000K区间的各色白光。
[0004]对于pc-LED来说，荧光粉涂层结构、形貌、特性对器件的性能有很重要的影响，是决定白光空间均匀性及亮度的关键因素。目前市面上主流的荧光粉涂覆工艺是将荧光粉颗粒和透明胶体(如环氧胶、硅胶)按一定的比例混合后，通过点胶，在LED芯片表面形成荧光粉和胶体的混合体系。这种工艺存在的主要缺点是荧光粉层结构(形状、厚度及浓度)不均匀，从而导致LED出光品质比较差。
[0005]另外一种比较新的突光粉涂覆方法是突光粉平面图层(conformal coating),即在芯片表面涂覆一层厚度均匀的荧光粉层，与传统的点胶法相比，这种图层的LED出光均匀性较好，并且这种荧光粉平面图层的厚度容易控制，易采用平面化工艺适应集成规模化生产。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的问题是如何用干法工艺实现LED的荧光粉平面涂层(conformcoating),解决现有湿法工艺中存在的问题。
[0007]本发明的技术方案为:一种用于LED封装的突光粉层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0008](I)、感光剂和水按一定的比例混合均匀，获得感光胶体；
[0009](2)、将步骤(I)中获得的感光胶体涂覆在LED出光方向的表面上，形成所需感光胶体的涂层；
[0010](3)、干燥、曝光、撒包含荧光粉的颗粒的荧光粉、固定荧光粉，得到一定图案的荧光粉层。
[0011](4)、去除多余的荧光粉，得到确定图案的荧光粉粉层。
[0012](5)、去除确定荧光粉粉层中的有机成分，得到所需图案的荧光粉粉层。
[0013]在步骤(I)中，所述感光剂指的是指含有氯化锌的芳香族重氮盐、含有氟化硼的芳香族重氮盐、含有氢硫化物的芳香族重氮盐中的一种或者几种组合。
[0014]在步骤(I)中，可以加入成膜剂，所述成膜剂是指含有阿拉伯树胶、聚苯烯酰胺甲基乙乙烯基醚共聚物、藻酸、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA)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中的一种或者几种组合。成膜剂与重氮盐感光剂的质量比为1%?1000%。
[0015]在步骤(I)中，可以加入增稠剂，所述增稠剂为海藻酸苯二醇酯类物质，感光胶体中增稠剂的浓度为0.5%?5%。
[0016]在步骤(I)中，可以加入表面活性剂，所述表面活性剂可以为所有的表面活性剂(如，无水乙醇、十二烷基苯磺酸钠)，且表面活性剂与重氮盐的质量比为0.01%?1%。
[0017]在步骤(I)中，所述水为去离子水，也可以为蒸馏水和自来水。
[0018]在步骤(2)之前,可以在LED出光的表面预涂一层薄薄的娃胶,从而形成remote结构，可以是conform remote结构，也可以使其它形式的remote结构。娃胶的涂覆(coating)方式为旋涂法、喷涂法、点胶法、印刷法和浸溃法中的一种或者几种。
[0019]在步骤(2)中，感光胶体的涂覆(coating)方式为旋涂法、喷涂法、点胶法、印刷法和浸溃法中的一种或者几种。
[0020]在步骤(2)中，所述的LED出光方向的表面为LED的出光表面，或者是LED出光方向上一段距离的任意一个输出面或者光输出耦合结构的面。
[0021]在步骤(3)中，所述干燥是将(2)中的感光胶体干燥，可以自然阴干或者风干，也可以通过红外加热或者干燥箱烘干。
[0022]在步骤(3)中，曝光采用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它波长的光源。
[0023]在步骤(3)中，所述的荧光粉为单一成分的荧光粉或者两种成分以上的荧光粉组合；包含荧光粉的颗粒指包含有作为其它功能成分而引入的其它颗粒物质；例如氧化钛、氧化铝、氧化钇、氧化硅、氮化镓、氮化硅、碳化硅和氧化锆中的一种或其组合。这些除荧光粉之外的其它颗粒成分，可以起到匀光的作用(光线的均匀散射)；增加光的抽取效率；这些颗粒的存在也能改善荧光粉层的致密性和热传导性能。
[0024]在步骤(3)中，所述的撒荧光粉的方式可以直接人工或者借助机器撒在LED出光方向的表面，也可以通过掩膜及其它辅助工具撒在LED出光方向的表面。
[0025]在步骤(3)中，所述撒荧光粉、固定荧光粉层，是在空气相对湿度为10%到70%的环境下进行的。
[0026]在步骤(3)中，所述固定荧光粉层，是由于(I)中的光敏剂曝光后分解的产物吸水具有粘性，从而可以达到固定荧光粉的作用。
[0027]在步骤(3)中，所述固定荧光粉层，可以通过含有氨、肼、脂肪族氨之一的气流将荧光粉固定。
[0028]在步骤(4)中，对于多余的或者没有固定的荧光粉可以通过吹风或者吸附的方式让其脱离从而回收。
[0029]在步骤(5)中，去除确定荧光粉粉层中的有机成分过程中，采用加热氧化去胶、等离子体轰击去胶、氧等离子体去胶和激光去胶方法中的任何一种或者几种的组合。
[0030]在步骤(5)得到所需图案的荧光粉粉层之后，可以采用其它有机胶体(如硅胶、环氧以及聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚碳酸酯PC等)或者无机低熔点材料来封装。
[0031]上述所述LED为有机LED、无机LED或者两者的组合。所述LED为单颗的LED芯片，或者是同一基底上的多颗LED芯片组，或者是整个晶圆(Wafer)。
[0032]为了达到所需要求的荧光粉厚度，重复步骤(I)、(2)、(3)、(4)获得所需要求厚度的荧光粉再采用其它有机胶体(如硅胶、环氧以及聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚碳酸酯PC等)或者无机低熔点材料来封装，可以实现LED(器件)出光方向的表面上的多种或者多层荧光粉涂层结构。
[0033]运用本技术可以在LED出光方向的表面上实现一种以上的、多种形状的荧光粉涂层结构。
[0034]本发明技术不仅适合于蓝光LED芯片+黄光突光粉的白光LED器件制备,也适用于蓝光LED芯片+多色荧光粉、紫外LED芯片+多色荧光粉(例如RGB三基色荧光粉)的白光实现方案，以及其它出光颜色的荧光粉转换型(pc-LEDs)器件。
[0035]本发明特别在pc-LED型白光LED荧光粉层的制备过程中具有应用价值，既可以应用于已经切割好的LED芯片(或LED芯片阵列)，也可以应用与LED晶片切割之前(晶圆即Wafer规模上)，在LED芯片组(或者Wafer)表面形成荧光粉层图案后，再进行切割、封装，具有很高的可重复操作性以及量产性能一致性。
【附图说明】
[0036]图1为本发明的工艺流程结构示意图；其中图1a为未涂层的LED芯片结构示意图，图1b为涂覆有感光I父体的LED芯片不意图，图1c为对涂有感光I父体的芯片供干曝光后撒含有荧光粉颗粒的荧光粉层示意图，图1d为固定荧光粉层去除多余荧光粉得到确定涂层的荧光粉粉层示意图。
[0037]其中，1:衬底，2:P区电极，3:N区电极，4:LED芯片，5:包含有感光剂的感光胶体，6:包含有荧光粉颗粒的荧光粉层，7:曝光后具有粘性的感光胶体，8:曝光固定荧光粉后的具有确定图案的荧光粉涂层。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图以及实施例对本发明作进一步描述:
[0039]实施例1
[0040]称量Ig 4—重氮苯甲醚氯化锌复盐和20mL去离子水混合，然后搅拌均匀形成感光体系；
[0041]将感光体系点胶在LED芯片出光正表面，然后在暗室中将涂有感光体系的LED芯片放入干燥箱里在40°C的温度下干燥1min ；
[0042]调节恒流源的电流为350mA，将芯片正负极接在恒流源的电极上，接通电源，曝光时间为Ims?5min ；
[0043]在空气湿度为60%的环境下，将含有荧光粉成分的颗粒晒在干燥了的涂有感光体系的LED芯片上，用吹风吹去多余的荧光粉，并且回收荧光粉，得到确定图案的荧光粉涂层。
[0044]将具有确定图案的荧光粉涂层的LED芯片放入等离子体去胶设备中，采用氧等离子体轰击的办法去除感光胶中的有机成份。
[0045]实施例2