本发明属于半导体照明应用技术领域，特别涉及一种发光层制备工艺及LED发光器件。
背景技术：
LED光源作为新一代照明产品，其实现白光的方式主要有以下三种：一种是将RGB三基色LED芯片封装在一起产生白光，第二种是通过蓝光芯片激发黄色荧光粉或红绿荧光粉形成白光，第三种是利用紫外芯片激发RGB三色荧光粉来实现白光。但是由于目前芯片、荧光粉以及封装工艺的限制，三种方式均存在一定的不足：方法一中三种芯片的随驱动电流、光色变化和衰减情况各不相同，很难统一，并且生产制造成本较高；方法二则存在光效、显指低，荧光粉颗粒分布不均匀，激发光能量损失以及色漂移严重，高色域胶体粘度大点胶困难等问题；方法三则因为荧光粉发光效率低，混粉困难等问题，存在紫外短波泄露，以及老化寿命短等隐患。LED商业生产中主要使用方法二的方式来达到白光的目的，而如何将荧光粉混合均匀提高其利用效率，如何规定荧光粉的空间分布提高荧光粉对激发光的利用率，从而得到光谱范围较宽，显指高，光色稳定的LED是生产过程中亟待解决的难题。
近些年，量子点的发展使其被广泛应用于生命科学、半导体器件等高新技术产业，用以弥补或替代稀土掺杂荧光粉在能级分布和发光效率上的不足。量子点由有限数目的原子组成，三个维度均为纳米级，具有较宽的激发光谱和较窄的发射光谱，并且可以通过改变量子点的大小尺寸来控制发射光谱的发射峰位置。同时，较大的斯托克斯位移也使得量子点的发射光谱和激发光谱不易重叠。
针对量子点优于荧光粉的上述性质，LED封装中使用量子点全部替代或部分替代荧光粉作为发光层，将其混合或制作成多层叠加形式，以期通过不同尺寸的量子点的加入得到光谱范围高、显指高、光色稳定的LED。但是，由于存在荧光粉间光谱的相互吸收，量子点间光谱相互吸收，荧光粉量子点间光谱的相互吸收，使得芯片的激发光不能被有效利用，造成荧光粉、量子点以及能量的浪费，实际显示出的光色效果不佳。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种多层立体栅格发光层制备工艺及LED发光器件，通过不同尺寸的量子点和荧光粉的加入，构建多层立体栅格发光层，得到光谱范围高、显指高、光色稳定、寿命长的LED发光器件。
本发明的技术方案是：一种多层立体栅格发光层制备工艺，包括以下步骤：
A.将发光材料以栅网形式涂覆在芯片表面和碗杯内部；
B.加热使发光材料预固化在芯片表面和碗杯内部；
C.在栅网空隙间填充透明、通光、导热性能好的透明导热材料，高度与发光材料栅格高度相同或略高；
D.加热使填充的透明导热材料预固化；
E.重复步骤A至步骤D，直至填满碗杯内部；
F.加热使发光材料和透明导热材料在碗杯内部完全固化。
更进一步地，所述步骤A中的发光材料由荧光粉与有机材料或无机材料或有机无机复合材料混合而成。
更进一步地，所述步骤A中的发光材料为量子点与有机材料或无机材料或有机无机复合材料混合而成。
更进一步地，所述步骤A中的发光材料为荧光粉和量子点混合后，再与有机材料或无机材料或有机无机复合材料混合而成。
更进一步地，所述步骤A中涂覆方式为点胶、喷涂或丝网印制。
更进一步地，所述步骤C中的透明导热材料为透明、通光、导热性能良好的材料，优选透明硅胶、树脂或氧化铝；透明导热材料也可以包含少量的发光材料。
更进一步地，所述步骤A中的栅网形式为：每层排布结构可以为均匀分布的阵列或非均匀分布的阵列，各单层均匀或非均匀分布的栅网高度可以根据使用发光材料的不同进行调整，同一层的栅高可相同也可存在差异，各层栅网间间隔不限，相邻两层栅网角度大于等于0°且小于等于90°，当层数大于等于2时整体结构以立体栅格样式出现。
更进一步地，所述步骤A中以栅网形式涂覆的各单层的各区域所使用的发光材料(3)可以为同种材料或不同种材料，其粒径可以相对一致或不一致，所涂覆的单层的发光材料(3)可以均匀分布或非均匀分布在有机材料或无机材料或有机无机复合材料中。
一种LED发光器，它包括：芯片、使用上述工艺得到的多层立体栅格发光层；所述芯片用于激发所述多层立体栅格发光层发光。
更进一步地，还包括支架，所述支架用于支撑保护所述芯片和多层立体栅格发光层。
更进一步地，所述支架为具有一定深度的碗杯，具有良好的导热特性，支架碗杯截面形状为矩形、梯形或不规则形状。
更进一步地，所述碗杯内金属镀层为Ag、Cu、Au或其它合金镀层。
更进一步地，所述芯片产生的激发光的发光峰值为蓝光、紫光或紫外波段。
更进一步地，所述芯片结构为垂直结构或水平结构。
更进一步地，所述多层立体栅格发光层表面涂覆有保护材料，所述保护材料用于防护水氧对于发光材料的影响。
更进一步地，还包括设置在所述保护材料表面的密封结构，所述密封结构使用石英平板玻璃或石英玻璃透镜，用于提高空间光色均匀度以及防护水氧对于发光材料的影响。
本发明能够有效避免各种材料的相互吸收，尤其是红光量子点材料对其他波段发光材料的光谱吸收；对于高色域产品来说，为达到高色域目的会使用大浓度多种荧光材料，这会造成荧光胶粘度过大，胶量不易控制，不易点胶；采用该种结构使得硅胶中只需混合单种荧光材料，大大降低了荧光胶粘度，使胶量更易控制，方便点胶工艺的进行；对于量子点材料，水氧是其光衰的主要原因，该种结构通过硅胶和防水氧涂层以及无机密封透镜可以有效在量子点发光层表面进行多重保护，达到稳定色点、维持光效、延长寿命的作用；提供了一种多尺寸、多光色的混粉模式，使得不同粒径和光色材料的荧光材料得以有效混合，避免了不同粒径粉体混合所造成的分层出光和能量浪费，为全光谱高显色提供了一种实现方案；通过栅间填充通光佳、导热好的材料，不仅使得激发光光能能够有效被利用而且同时能使得器件整体热量降低，提升光效，延长寿命，获得长期可靠性。
附图说明
图1为本发明多层立体栅格发光层俯视图；
图2为本发明使用保护材料的结构示意图；
图3为本发明使用石英平板玻璃形成近密封的结构示意图；
图4为本发明使用石英玻璃透镜形成近密封的结构示意图；
图5为本发明无支架的示意图。
1-支架、2-芯片、3-发光材料、4-密封结构、5-透明导热材料、6-保护材料
具体实施方式
实施例1：参见图1至图5，一种多层立体栅格发光层制备工艺，包括以下步骤：
A.将发光材料3以栅网形式通过点胶、喷涂或丝网印制等方式涂覆在芯片2表面和碗杯内部；所述发光材料3为荧光粉和量子点混合后，再与有机材料或无机材料或有机无机复合材料混合而成；所述栅网形式为每层排布结构可以为均匀分布的阵列或非均匀分布的阵列，各单层均匀或非均匀分布的栅网高度可以根据使用发光材料3的不同进行调整，同一层的栅高可相同也可存在差异，各层栅网间间隔不限，相邻两层栅网角度大于等于0°且小于等于90°当层数大于等于2时整体结构以立体栅格样式出现；以栅网形式涂覆的各单层的各区域所使用的发光材料可以为同种材料或不同种材料，其粒径可以相对一致或不一致，所涂覆的单层的发光材料可以均匀分布或非均匀分布在有机材料或无机材料或有机无机复合材料中；
B.加热使发光材料3预固化在芯片2表面和碗杯内部；
C.在栅网空隙间填充透明、通光、导热性能好的透明导热材料5，高度与发光材料3栅格高度相同或略高；所述透明导热材料5为透明、通光、导热性能良好的材料，优选透明硅胶、树脂或氧化铝，透明导热材料5也可以包含少量的发光材料3；
D.加热使填充的透明导热材料5预固化在芯片2表面和碗杯内部；
E.重复步骤A至步骤D，直至填满碗杯内部；
F.加热使发光材料3和透明导热材料5在碗杯内部完全固化。
实施例2：参见图1至图5，一种LED发光器件，它使用上述多层立体栅格发光层制备工艺，包括：支架1、芯片2、多层立体栅格发光层、密封结构4、透明导热材料5、保护材料6。
所述支架1用于支撑保护所述芯片2、所述多层立体栅格发光层；所述支架1为具有一定深度的碗杯，具有良好的导热特性，支架碗杯截面形状为矩形、梯形或不规则形状；所述碗杯内金属镀层为Ag、Cu、Au或其他合金镀层。
所述芯片2用于激发所述多层立体栅格发光层发光，发光峰值为蓝光、紫光或紫外波段；所述芯片2结构为垂直结构或水平结构。
多层立体栅格发光层为实施例1制备工艺得到的多层立体栅格发光层。
所述多层立体栅格发光层表面涂覆有保护材料6，所述保护材料6用于防护水氧对于发光材料3的影响。
设置在所述保护材料6表面的所述密封结构4，使用石英平板玻璃或石英玻璃透镜，用于提高空间光色均匀度以及防护水氧对于发光材料3的影响。