全光谱白光LED发光装置的制备方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种led芯片的制备方法。

背景技术：

led(lightemittingdiode)灯又称发光二极管，是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。led发光是基于电流作用下半导体材料中电子与空穴复合，这时电子所携带的多余能量需要释放出来。

目前，白光led一般是通过“蓝光技术”与荧光粉配合的方式形成白光，实现方法有两种，一种方法是在波长为460～470nm的蓝色led芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。但是由于荧光粉易沉淀，易出现布胶不均匀、布胶量控制不精确等问题，进而造成led芯片出光均匀性差、色调一致性不好、色温易偏离、显色性不够理想等现象，且由于蓝光占发光光谱的大部份，还会出现色温偏高与不均匀的现象。另一种方法是在蓝色led芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，这种方法虽然显色性较好，但是荧光粉有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉。再有，这两种方法都存在一致性差、色温随角度变化的缺陷。

虽然uv-led激发混合三基色荧光粉形成白光的方法可以有效的提高光源的显色性，且可以避免高而窄的蓝光激发峰，是一种应用前景较广的白光led。但是就目前而言，存在光源的显色性可控性较差、目标良率低、封装体积大、不利于高密度封装和用于microled显示等问题。

技术实现要素：

为了克服以上不足，本发明提供了一种全光谱白光led发光装置的制备方法，有效的解决了现有白光led显色指数可控性较差，不利于高密度封装等技术问题。

一种全光谱白光led发光装置的制备方法，包括以下步骤：

制备紫光led芯片；

依次制备红色荧光粉薄膜、绿色荧光粉薄膜及蓝色荧光粉薄膜；

根据紫光led芯片发光表面的大小分别对红色荧光粉薄膜、绿色荧光粉薄膜及蓝色荧光粉薄膜进行切割得到相应大小的红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片；

以三颗紫光led芯片为一发光单元，并将其按照预设规则进行排列；

在一发光单元中，分别将一红色荧光粉胶片、一绿色荧光粉胶片及一蓝色荧光粉胶片贴于相应的紫光led芯片表面；

对发光单元进行rgb封装得到全光谱白光led发光装置。

进一步优选地，所述紫光led芯片的波长小于430nm，为透明衬底同面双电极芯片或垂直结构芯片。

进一步优选地，在制备紫光led芯片的过程中，使用硅衬底或蓝宝石衬底或sic衬底。

进一步优选地，在制备红色荧光粉薄膜/绿色荧光粉薄膜/蓝色荧光粉薄膜的过程中，进一步包括：

将红色荧光粉/绿色荧光粉/蓝色荧光粉与硅胶按照质量比小于2:1进行混合后，压制得到厚度为10～200μm的红色荧光粉薄膜/绿色荧光粉薄膜/蓝色荧光粉薄膜。

进一步优选地，根据紫光led芯片发光表面的大小分别对红色荧光粉薄膜、绿色荧光粉薄膜及蓝色荧光粉薄膜进行切割得到相应大小的红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片，进一步包括：

根据紫光led芯片中电极焊盘的图形，使用高速冲孔的方法得到露出电极焊盘形状的红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片。

在本发明提供的全光谱白光led发光装置的制备方法中，有益效果在于：

1.使用三颗分别贴有红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片的紫光led芯片作为一发光单元，得到白光led，有效避免单一蓝光激发荧光粉产生的高而窄的蓝光激发峰和cri(显色指数)指数低的问题，使用该制备方法制得的白光led发光装置将cri由现有的80％提升到95％，且发出的白光更接近太阳光，能够很好的满足人类照明健康的要求及某些特殊行业(例如：军事、医学、博物馆等)对光源显色性的要求，大大扩展了应用领域；

2.由红色/绿色/蓝色荧光粉胶片中荧光粉的含量及胶片的厚度容易控制，可以根据需求及紫光led芯片的波段制备得到匹配的红色/绿色/蓝色荧光粉胶片，提高白光led发光装置cri的同时，大大提升了良率；

3.红色/绿色/蓝色荧光粉胶片的大小根据紫光led芯片的大小匹配制备，在进行封装的过程中基本不会增加额外的体积，便于高密度封装和microled显示。

附图说明

图1为本发明中全光谱白光led发光装置的制备方法流程示意图；

图2为本发明中一实例中紫光led芯片示意图；

图3为本发明中与如图2所示紫光led芯片对应的红色/绿色/蓝色荧光粉胶片示意图；

图4为本发明中使用图2和3所示的紫光led芯片和红色/绿色/蓝色荧光粉胶片示意图进行封装的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

基于现有技术中白光led制备方法存在的问题，本发明提供了一种全光谱白光led发光装置的制备方法，如图1所示，在该制备方法中包括：

s10制备紫光led芯片；

s20依次制备红色荧光粉薄膜、绿色荧光粉薄膜及蓝色荧光粉薄膜；

s30根据紫光led芯片发光表面的大小分别对红色荧光粉薄膜、绿色荧光粉薄膜及蓝色荧光粉薄膜进行切割得到相应大小的红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片；

s40以三颗紫光led芯片为一发光单元，并将其按照预设规则进行排列；

s50在一发光单元中，分别将一红色荧光粉胶片、一绿色荧光粉胶片及一蓝色荧光粉胶片贴于相应的紫光led芯片表面；

s60对发光单元进行rgb封装得到全光谱白光led发光装置。

具体，制备得到的紫光led芯片的波长小于430nm(纳米)，可以为透明衬底同面双电极芯片或垂直结构芯片。在制备过程中，依次在生长衬底上依次生长缓冲层、n型gan层、活性层及p型gan层，得到gan基半导体多层结构；之后，在该半导体多层结构上制备p电极和n电极，得到紫光led芯片，其中，使用的生长衬底可以为硅衬底或蓝宝石衬底或sic衬底。

制备好紫光led芯片之后，依次制备红色荧光粉薄膜、绿色荧光粉薄膜及蓝色荧光粉薄膜，具体，将红色荧光粉/绿色荧光粉/蓝色荧光粉与硅胶按照质量比小于2:1进行混合后，根据色区要求，通过成型、烘烤，压制得到厚度为10～200μm的红色荧光粉薄膜/绿色荧光粉薄膜/蓝色荧光粉薄膜。在这个过程中，由于胶片中荧光粉的含量及胶片的厚度容易控制，进而可以大程度的提高白光led发光装置的cri。

制备了红色荧光粉薄膜、绿色荧光粉薄膜及蓝色荧光粉薄膜之后，根据紫光led芯片发光表面的大小分别对红色荧光粉薄膜(在紫光的激发下产生红色)、绿色荧光粉薄膜(在紫光的激发下产生绿色)及蓝色荧光粉薄膜(在紫光的激发下产生蓝色)进行切割，得到相应大小的红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片，且根据紫光led芯片中电极焊盘的图形，使用高速冲孔的方法得到露出电极焊盘形状的红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片。

之后，将一发光单元中的三颗紫外芯片排列好后，利用高精度贴膜设备，将制备得到的红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片贴于紫光led芯片表面，并进行固定、焊线及rgb封装操作(通过导热或者导电胶将带有荧光粉胶片的紫光led芯片固定在底座上，进行焊线、塑封操作)。在进行rgb封装的过程中，将三颗紫光led芯片的n极共用，得到全光谱白光led发光装置，提高白色区域命中良率的同时，便于高密度封装。

在一实例中，制备得到的垂直结构的紫光led芯片如图2所示，根据该紫光led芯片的结构切割得到的红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片如图3所示，与紫光led芯片发光侧表面匹配；之后依次将红色荧光粉胶片、绿色荧光粉胶片及蓝色荧光粉胶片贴在相应的紫光led芯片表面，并进行rgb封装得到白光led发光装置，如图4所示，其中，r表示贴有红色荧光粉胶片的紫光led芯片，g表示贴有绿色荧光粉胶片的紫光led芯片，b表示贴有蓝色荧光粉胶片的紫光led芯片，另外，从图中看出，在一个发光单元中，三颗紫光led芯片排列在一条线上。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。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。