专利名称：一种led用荧光薄片的制备方法
技术领域：
本发明LED光源，尤其涉及一种覆在LED灯芯表面的荧光薄片的制备方法。
背景技术：
近年，无论是无机还是有机发光器件(LED/0LED)，白光LED器件及其在照明相关领域的应用研究都受到了学术和产业界的高度重视。白光LED产生白光主要有两条途径第一种是将红光、绿光和蓝光三种LED芯片进行组合产生白光；第二种是用LED去激发光致转换荧光粉形成白光，这种途径较为成熟的方式是使用蓝光LED芯片搭配黄色荧光粉(如YAG: Ce3+等)实现白光发射。对于光致转换的白光LED，荧光粉涂层的结构、特性等对白光LED的性能有着至关 重要的影响。目前制备该类荧光粉涂层的工艺是将荧光粉颗粒与透明胶体(如环氧胶、硅胶等)混合后，通过点胶机，在LED芯片上涂覆荧光粉颗粒与透明胶体的混合体层。具体工艺方法为(I)将LED芯片固定在带杯口的支架上；(2)用金线键合LED芯片正负极；(3)将胶体(硅胶、环氧树脂等)与荧光粉进行混合形成荧光粉混合液；(4)通过点胶机进行点胶将荧光粉混合液涂覆在LED芯片上。但是上述工艺存在如下缺点1、荧光粉混合液会受支架杯口形状的影响而产生黄圈或蓝圈现象，影响出光质量；2、点胶的方式是运用重力等力学作用让荧光粉混合液流动后将LED芯片包裹，很难保证荧光粉涂层的均匀性，影响出光均匀性；3、涂覆在LED芯片上的荧光粉涂层的可重复性差，极大地制约了批量化生产和成品率。
发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种LED用荧光薄片的制备方法，提高荧光粉的分布均匀性，同时改善了荧光薄片的物理化学性质，使之更好地满足后续封装工艺对荧光粉层物化特性的要求，有利于实现高效的荧光粉转换型LED器件。技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种LED用荧光薄片的制备方法，包括如下步骤(I)混料混合胶体和粉料形成荧光粉浆料，所述粉体为包含荧光粉颗粒和低熔点的玻璃粉颗粒的混合物，并且包含有铝酸盐(Ce铝酸盐)或者氮化物中的一种或两种物质；(2)成型将荧光粉浆料通过干压成型、流延成型、摔带成型或自旋式涂覆成型方式制得荧光粉薄片；(3)等静压将步骤(2)中获得的荧光粉薄片进行等静压处理，使其厚度均匀、尺寸更精确，增强其机械强度和物理性能；(4)排胶烧结将步骤(3)中获得的荧光粉薄片在空气或氮气气氛中进行低温烧结以排除其有机成分，制得荧光薄片；
(5)抛光研磨将步骤(4)中获得的荧光薄片进行抛光研磨处理，提高其表面光洁度；(6)划片将步骤(5)中获得的荧光薄片通过机械或激光方法切割成荧光薄片制品。上述方法改变了传统使用荧光粉和硅胶/树脂混合后再覆盖在LED芯片上的做法，而以独立的荧光薄片的形式出现，使用时直接和LED芯片封装在一起即可，更加利于LED芯片的散热，提高了 LED器件的使用寿命；同时，由于粉料的特定成分，能够避免荧光粉颗粒在胶体内分布不均匀的现象，有效提高了产品的一致性；并且，该方法获得的荧光薄片，去除了制备过程中引入的有机成分，改善了荧光薄片的物理化学性质，能够更好地满足后续封装工艺对荧光薄片物化特性的要求，有利于实现高效的荧光粉转换型LED器件。所述步骤(I)中，粉料内可以掺杂有陶瓷粉体。
所述步骤(I)中，胶体可以为现有的各种胶体材料，如PMMA、PVC或其它有机高分子材料等。 所述步骤(I)中，荧光粉颗粒为掺稀土元素的荧光粉颗粒，该稀土元素可以以氧化物或氮化物形式出现，比如锶以钇铝石榴石、铝酸锶、氮化硅等晶体结构出现。所述步骤(I)中，荧光粉为一种荧光粉或两种以上荧光粉的混合体；若为一种荧光粉，当需要不同材质荧光粉材质的荧光薄片时，可以通过不同荧光粉材质的荧光薄片叠成得到；若为两种以上荧光粉，在开始就混合好，最后就能够得到多种不同材质混合的荧光薄片了。优选地，所述步骤(I)中，荧光粉颗粒总质量占荧光粉浆料总质量的10% 55%，荧光粉颗粒的大小在5iim 25iim范围内。优选地，所述步骤(I)中，玻璃粉颗粒总质量占荧光粉浆料总质量的0. 5% 10%，玻璃粉颗粒的大小在Ium 15 iim范围内。优选地，所述步骤(2)中，干压成型或流延成型的温度在100°C 140°C范围内。优选地，所述步骤(3)中，对荧光粉薄片进行等静压处理后，荧光薄片的厚度均匀性应当小于1%。优选地，所述步骤(4)中，低温烧结的方法为加热氧化去胶法、等离子去胶法和激光去胶法中一种或一种以上的组合；通过加热方法能够达到熔化低熔点玻璃粉颗粒和去除胶体的目的。优选地，所述步骤(5)中，对荧光薄片进行抛光研磨处理后，荧光薄片的光洁度应当满足Ra < 0. 2mm,以保证突光薄片的光学性能。优选地，所述步骤(6)中，通过网格式划片方式将荧光薄片切割成荧光薄片制品，切割后的荧光薄片制品具有一定的柔软/可折叠性。本案提供的方法，不仅适合黄光荧光粉+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RCTB三基色荧光粉)的白光LED实现方案；特别在PCLED型白光LED的荧光粉薄片的制备过程中具有应用价值，既可以应用于已切割好的LED芯片上，符合目前多数LED封装企业的产业技术要求，也可以应用于LED晶片切割之前(晶圆即wafer规模上)，在LED芯片组的表面覆盖荧光粉薄片后，再进行芯片切割、封装，具有很高的可重复操作性及量产一致性。
有益效果本发明提供的LED用荧光薄片的制备方法制得荧光薄片后，可以直接覆盖在LED芯片表面，与传统的点胶工艺相比，由于消除了荧光粉在硅胶或者树脂中浓度的不等，有利提高LED产品的一致性，本方法制得平面薄片的出光均匀性较好、柔韧性好，同时荧光薄片的厚度容易控制，属于平面化工艺，适合集成规模化的生产。
图I为本发明的制作工艺流程图；图2为使用本发明制品的LED器件的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图I所示为一种LED用荧光薄片的制备方法的工艺流程图，下面就一种具体步骤加以描述(I)将掺杂有Ce铝酸盐的荧光粉颗粒与低熔点的玻璃粉颗粒混合均匀后，加热融化玻璃粉使其在荧光粉颗粒的表面形成一层包裹层；(2)对步骤(I)得到的材料进行碾磨、筛选，得到具有玻璃包裹层的荧光粉粉末；(3)取胶体(如PMMA/PVA)、具有玻璃包裹层的荧光粉粉末和去离子水混合均匀，形成稳定的荧光粉颗粒在胶体(如PMMA/PVA)中的分散体，即荧光粉浆料；(4)在流延机上通过薄片流延的方法，得到具有一定厚度的荧光粉薄片；(5)将荧光粉薄片经等静压处理，以提高器机械强度，同时使其厚度均匀；(6)将荧光粉薄片放入空气加热炉中，加热超过玻璃粉熔点的温度，保持一段时间，待其中的有机成分烧去后降温，取出得到荧光薄片；(7)对荧光薄片进行抛光研磨处理，提高其表面光洁度；(8)通过激光划片得到具有一定尺寸要求的荧光薄片制品；(9)将荧光薄片制品通过冷贴膜的方法在真空条件下直接覆盖在固晶好的LED芯片上形成LED器件。如图2所示，为覆盖荧光薄片的LED器件的结构示意图，包括LED芯片I、荧光薄片3、陶瓷或塑料衬底4和设置在衬底4上的导电线路2 ；LED芯片I固定在导电线路2的LED结合区上，导电线路2伸出的两端分别与外部电极相连接，在LED芯片I上覆盖有荧光薄片3。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤 (1)混料混合胶体和粉料形成荧光粉浆料，所述粉体为包含荧光粉颗粒和玻璃粉颗粒的混合物，其中荧光粉为包含有稀土元素的铝酸盐或者氮化物中的一种或两种物质； (2)成型将荧光粉浆料通过干压成型、流延成型、甩带成型或自旋式涂覆成型方式制得荧光粉薄片； (3)等静压将步骤(2)中获得的荧光粉薄片进行等静压处理，使其厚度均匀，增强其机械强度和物理性能； (4)排胶烧结将步骤(3)中获得的荧光粉薄片在空气或氮气气氛中进行低温烧结以排除其有机成分，制得荧光薄片； (5)抛光研磨将步骤(4)中获得的荧光薄片进行抛光研磨处理，提高其表面光洁度； (6)划片将步骤(5)中获得的荧光薄片通过机械或激光方法切割成荧光薄片制品。
2.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中，粉料内掺杂有陶瓷粉体。
3.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中，荧光粉颗粒为掺稀土元素的荧光粉颗粒。
4.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中，突光粉为一种突光粉或两种以上突光粉的混合体。
5.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中，荧光粉颗粒总质量占荧光粉浆料总质量的10% 55%，荧光粉颗粒的大小在5 ii m 25 ii m范围内。
6.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中，玻璃粉颗粒总质量占荧光粉浆料总质量的0. 5% 10%，玻璃粉颗粒的大小在I y m 15 ii m范围内。
7.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中，干压成型或流延成型的温度在100°C 140°C范围内。
8.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中，对荧光粉薄片进行等静压处理，使其厚度均匀性小于1%。
9.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中，低温烧结的方法为加热氧化去胶法、等离子去胶法和激光去胶法中一种或一种以上的组口 o
10.根据权利要求I所述的LED用荧光薄片的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中，对荧光薄片进行抛光研磨处理，使其光洁度Ra < 0. 2mm。
全文摘要
本发明公开了一种LED用荧光薄片的制备方法，包括如下步骤(1)混料；(2)成型；(3)等静压；(4)排胶烧结；(5)抛光研磨；(6)划片。本发明提供的LED用荧光薄片的制备方法制得荧光薄片后，可以直接覆盖在LED芯片表面，与传统的点胶工艺相比，由于消除了荧光粉在硅胶或者树脂中浓度的不等，有利提高LED产品的一致性，本方法制得平面薄片的出光均匀性较好、柔韧性好，同时荧光薄片的厚度容易控制，属于平面化工艺，适合集成规模化的生产。
文档编号H01L33/50GK102723424SQ20121016494
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者王媛, 高鞠 申请人:苏州晶品光电科技有限公司