一种LED灯珠的制作方法

本实用新型涉及LED(Light Emitting Diode，发光二极管)领域，尤其涉及一种LED灯珠。

背景技术：

随着LED的应用和发展，对LED的尺寸要求越来越小。为了满足减小LED尺寸的要求，出现了芯片级封装CSP(Chip Scale Package，晶片级封装)LED，目前的CSP LED主要有两种结构：一种是五面出光CSP LED，这种CSP LED的四个侧面以及顶面都是出光面，底部则设置有正负电极。另一种是单面出光CSP LED，这种CSP LED只有顶面作为出光面，其底面则设置有正负电极。

图1示出的是目前最常见的一种五面发光CSP LED灯珠1。该CSP LED灯珠1中包括LED芯片11，在LED芯片11底部设置有芯片电极12。同时，CSPLED灯珠1还包括通过模压或者贴膜的工艺在LED芯片11上表面以及侧面压制的一层荧光胶层13，其中该荧光胶层13一般是红色、绿色荧光粉均匀混合的硅胶。图2示出的是目前最常见的一种单面发光CSP LED灯珠2。该CSP LED灯珠2中包括LED芯片21，在LED芯片21底部设置有芯片电极22。同时，CSP LED灯珠2还包括包覆LED芯片21侧面的白墙胶层23，用于阻挡芯片侧面发出的光，该CSP LED灯珠2还包括粘贴在芯片上表面和白墙胶层23上表面的一层荧光胶层24，其中该荧光胶层24一般也是红色、绿色荧光粉均匀混合的硅胶。

由于上述两种结构中都只有一层荧光胶层，且该荧光胶层中都是红色、绿色荧光粉混合的硅胶，所以距离LED芯片出光上表面相同距离的荧光胶层的水平面上会同时存在红色荧光粉和绿色荧光粉，而红色荧光粉的激发效率低于绿色荧光粉的激发效率，所以荧光胶层中的同一水平面就无法对LED芯片发出的光进行均匀的转换，特别的，远离LED芯片上表面的红色荧光粉也无法得到充分激发，这样将导致LED产品发出的光不均匀，严重影响了CSP LED的整体光效。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供的LED芯片封装方法及LED灯珠，主要解决的技术问题是：如何解决现有技术中LED产品中因设置了一层混合了多种激发效率不一致的发光转换介质的荧光胶层，导致LED产品发光均匀性差的问题。为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种LED灯珠，包括：LED芯片，红色荧光胶层，绿色荧光胶层以及挡光层；

所述红色荧光胶层位于所述LED芯片的出光上表面上，所述绿色荧光胶层位于所述红色荧光胶层之上，所述挡光层位于所述LED芯片的侧面，且所述挡光层的上表面不低于所述绿色荧光胶层的上表面。

在本实用新型的一种实施例中，所述红色荧光胶层的厚度大于等于0.05毫米，小于等于0.15毫米。

在本实用新型的一种实施例中，所述挡光层包覆所述LED芯片的全部侧面。

在本实用新型的一种实施例中，所述挡光层为白墙胶层。

在本实用新型的一种实施例中，所述白墙胶层为包括二氧化钛或硫酸钡的有机硅胶。

在本实用新型的一种实施例中，所述LED芯片为倒装结构的芯片。

在本实用新型的一种实施例中，所述红色荧光胶层的水平面的尺寸与所述LED芯片的出光上表面的尺寸相同，且所述绿色荧光胶层的水平面的尺寸与所述LED芯片的出光上表面的尺寸相同。

在本实用新型的一种实施例中，所述红色荧光胶层，所述绿色荧光胶层和所述挡光层处于完全固化状态；

所述处于完全固化状态的红色荧光胶层通过在所述LED芯片的出光上表面上设置未固化的红色荧光胶层，并将该未固化的红色荧光胶层在第一固化条件下进行固化至半固化状态后，再在第二固化条件下对该处于半固化状态的红色荧光胶层进行固化后形成；

所述处于完全固化状态的绿色荧光胶层通过在所述未固化的红色荧光胶层上设置未固化的绿色荧光胶层，并将该未固化的绿色荧光胶层在所述第一固化条件下进行固化至半固化状态后，再在第二固化条件下对该处于半固化状态的绿色荧光胶层进行固化后形成；

所述处于完全固化状态的挡光层通过在形成半固化的红色荧光胶层和半固化的绿色荧光胶层之后，在所述LED芯片的侧面设置未固化的挡光层后，再在所述第二固化条件下对该处于未固化状态的挡光层进行固化后形成。

在本实用新型的一种实施例中，所述处于完全固化状态的红色荧光胶层和绿色荧光胶层通过将至少两个待封装LED芯片按照预先设置的间隔距离排列在制备载体上，将设置有开孔的保护板放置在所述待封装LED芯片上，将未固化的红色荧光胶喷涂在所述LED芯片的出光上表面上，将未固化的绿色荧光胶层喷涂在所述未固化的红色荧光胶层之上之后，撤除所述保护板，并将所述未固化的红色荧光胶层和绿色荧光胶层在所述第一固化条件下进行固化至半固化状态后，再在所述第二固化条件下对该处于半固化状态的红色荧光胶层和绿色荧光胶层进行固化后形成；所述保护板上开孔的大小与位置同所述待封装LED芯片的大小与位置相对应，所述保护板的上表面不低于所述待封装LED芯片的上表面；

所述处于完全固化状态的挡光层通过在形成半固化的红色荧光胶层和半固化的绿色荧光胶层之后，在各所述待封装LED芯片之间的间隙通过点胶的方式或模压的方式设置未固化的挡光层后，再在所述第二固化条件下对该处于未固化状态的挡光层进行固化后形成。

在本实用新型的一种实施例中，所述保护板为钢板。

本实用新型的有益效果是：

根据本实用新型实施例提供的LED灯珠，LED芯片的出光上表面上设置有红色荧光胶层，红色荧光胶层之上设置有绿色荧光胶层，且LED芯片上的侧面还设置挡光层，挡光层的上表面不低于绿色荧光胶层的上表面。由于LED芯片的出光上表面上由下至上的依次设置有红色荧光胶层和绿色荧光胶层，所以可以使得从LED芯片发出的光在这两层荧光胶层中依次均匀的进行转换，最终使得LED灯珠出光更加均匀，可以减小色差、黄斑等情况的出现，提高光效，另外，由于LED芯片的侧面，红色荧光胶层以及绿色荧光胶层的侧面存在挡光层，而该挡光层可以对LED芯片发出的光进行阻挡，所以可以减少出光角度，使LED灯珠可以应用在更多的领域下。

本实用新型其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本实用新型说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为现有的一种五面出光的晶片级封装LED灯珠示意图；

图2为现有的一种单面出光的晶片级封装LED灯珠示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第一种LED灯珠的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第二种LED灯珠的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第三种LED灯珠的结构示意图；

其中，图1中1为CSP LED灯珠，11为LED芯片，12为芯片电极，13为荧光胶层；图2中2为CSP LED灯珠，21为LED芯片，22为芯片电极，23为白墙胶层，24为荧光胶层；图3中31为LED芯片，32为红色荧光胶层，33为绿色荧光胶层，34为挡光层；图4中41为LED芯片，42为红色荧光胶层，43为绿色荧光胶层，44为挡光层；图5中51为倒装结构LED芯片，52为芯片电极，53为红色荧光胶层，54为绿色荧光胶层，55为挡光层。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了解决现有技术中LED产品中因设置了混合了多种激发效率不一致的发光转换介质的荧光胶层，导致LED产品发光均匀性差的问题，本实施例提供一种新的LED灯珠，请参见图3所示，本实施例提供的LED灯珠包括LED芯片31，红色荧光胶层32，绿色荧光胶层33以及挡光层34，其中，红色荧光胶层32位于LED芯片31的出光上表面上，绿色荧光胶层33位于红色荧光胶层32之上，挡光层34位于LED芯片31的侧面，且挡光层34的上表面不低于第二发光层的上表面。图3示出的LED灯珠中的红色荧光胶层32的水平面的尺寸与LED芯片31的出光上表面的尺寸相同，且绿色荧光胶层33的水平面的尺寸与LED芯片31出光上表面的尺寸相同，这样LED芯片31上表面的出光区域就能得到充分的利用，图3中的挡光层34与绿色荧光胶层33相齐平，需要说明的是，在实际做成的LED灯珠产品中，挡光层34的水平面还可以略高于绿色荧光胶层33的水平面。当然，在其他的一些实施例中，红色荧光胶层32和绿色荧光胶层33的位置还可以互换，但是优选的，应当将色段波长较大的设置在下方，也即应当将红色荧光胶层32设置在绿色荧光胶层33的下方，这样，红色荧光胶层32产生的光线就不会对绿色荧光胶层33造成二次激发而降低绿色荧光胶层33的外量子效率。本实施例中可以采用氮化物红色荧光胶层32和氮化物绿色荧光胶层33，或者也可以采用硫化物体系的荧光胶层，或者硅酸盐体系的荧光胶层。可以理解的是，在其他的一些实施例中还可以用包含量子点光致发光材料的胶体，或者其他可实现发光转换的发光转换胶替换上述的红色荧光胶层32和/或绿色荧光胶层33。

请参见图4所示，图4为本实施例提供的第二种LED灯珠的示意图，在图4中，绿色荧光胶层43的水平面尺寸等于红色荧光胶层42的水平面尺寸，且都小于LED芯片41的出光上表面的尺寸，红色荧光胶层42，绿色荧光胶层43以及LED芯片41的侧面包覆有挡光层44，图4所示的LED灯珠相对于图3所示的LED灯珠而言，在LED芯片41的出光上表面尺寸相同的情况下，图4中LED灯珠的出光区域小于图3中LED灯珠的出光区域。

可选的，本实施例中的红色荧光胶层的厚度可以大于等于0.05毫米，小于等于0.15毫米，在这个厚度数值区间的红色荧光胶层中，远离LED芯片上表面的红色荧光粉的激发效率与贴近LED芯片上表面的红色荧光粉的激发效率相差不大，因此红色荧光胶层中的红色荧光粉可以得到均匀的激发，同样的，可选的，本实施例中的绿色荧光胶层的厚度也可以大于等于0.05毫米，小于等于0.15毫米，如果要求LED灯珠产生白光，则本实施例中的LED芯片就可以选用蓝光芯片，蓝光芯片发出的光在经过红色荧光胶层之后，再在绿色荧光胶层的作用下就会生成白光。由于本实施例中将红色荧光胶层与绿色荧光胶层分层设置，所以距离LED芯片出光上表面相同距离的发光转换物质都是相同的，这样，LED芯片发出的光就可以得到均匀的转换，从而使得LED灯珠发光均匀，提升了LED产品的光效。

需要说明的是，本实施例中的红色荧光胶层可以是红色荧光粉和透明硅胶的混合物，同样的，绿色荧光胶层也可以是绿色荧光粉和透明硅胶的混合物。当然，本实施例中的红色荧光胶层中也可以仅包括红色荧光粉，绿色荧光胶层也可以仅包括绿色荧光粉。

本实施例中的挡光层可以是白墙胶层，白墙胶层中可以包含二氧化钛或者硫酸钡的硅胶，这样，白墙胶层就可以有效的对LED芯片从侧面发出的光进行阻挡。具体来说，可以根据具体的应用场景灵活设置挡光层包覆LED芯片侧面的程度，比如，挡光层可以将LED芯片的侧面完全包覆，这样形成的LED灯珠即为单面出光灯珠，当然，挡光层也可以只包覆LED芯片侧面的一部分，比如包覆LED芯片的三个侧面，这样形成的LED灯珠即为两面出光灯珠。

请参见图5所示，在本实施例中，LED芯片可以是倒装结构的LED芯片，在倒装结构LED芯片51中，与顶面出光面(也即出光上表面)相对的底部设置有芯片电极52，包括正电极和负电极，能够实现LED芯片与外部的电连接。倒装结构LED芯片51上表面依次设置有红色荧光胶层53，绿色荧光胶层54，倒装结构LED芯片51侧面设置有挡光层55。当然，除了倒装结构的LED芯片以外，本实施例其他示例中也可以采用正装结构的LED芯片和垂直结构的LED芯片。不过正装结构的LED芯片中，电极设置在LED芯片顶面，并且需要通过金线连接电极与基板，因此，可能导致出现封装过程中设置发光转换层不便的情况，所以，优选的，本实施例中的LED芯片为倒装结构的芯片。

应当说明的是，上述LED灯珠结构中的红色荧光胶层和绿色荧光胶层和挡光层应当处于完全固化的状态，需要说明的是，本实施例的红色荧光胶层可以是粘贴在LED芯片之上的，也可以是喷涂在LED芯片之上后固化形成的，对于后者，为了形成此种结构的LED灯珠，在制备过程中，红色荧光胶层，绿色荧光胶层以及挡光层存在状态的改变过程。具体的，处于完全固化状态的红色荧光胶层可以是通过在LED芯片的出光上表面上设置未固化的红色荧光胶层，并将该未固化的红色荧光胶层在第一固化条件下进行固化至半固化状态后，再在第二固化条件下对该处于半固化状态的红色荧光胶层进行固化后形成的；同样的，处于完全固化状态的绿色荧光胶层可以是通过在未固化的红色荧光胶层上设置未固化的绿色荧光胶层，并将该未固化的绿色荧光胶层在第一固化条件下进行固化至半固化状态后，再在第二固化条件下对该处于半固化状态的绿色荧光胶层进行固化后形成的；而处于完全固化状态的挡光层可以是通过在形成半固化的红色荧光胶层和半固化的绿色荧光胶层之后，在LED芯片的侧面设置未固化的挡光层后，再在第二固化条件下对该处于未固化状态的挡光层进行固化后形成。

本实施例中通过第一固化条件进行固化之后，红色荧光胶层和绿色荧光胶层将达到半固化状态，半固化(也可称之为未完全固化)状态是指红色荧光胶层和绿色荧光胶层既不是出于液态流动状态，也不是出于完全固化状态，而是处于液态和完全固化状态之间的一个状态。第一固化条件具体可以根据红色荧光胶层和绿色荧光胶层的材料特性、用料量等灵活设定。例如在一种示例中，第一固化条件包括：在温度为80℃的环境下烘烤20分钟至30分钟。

应当理解的是，本实施例中对红色荧光胶层和绿色荧光胶层的半固化方式并不限于上述烘烤的方式，除了烘烤固化，还可以采用紫外固化方式，即采用紫外光对红色荧光胶层和绿色荧光胶层进行照射，实现半固化。除了这两种半固化方案以外，也可以采用其他任意能控制红色荧光胶层和绿色荧光胶层固化程度的方式。

本实施例中，通过第二固化条件进行固化之后，挡光层，红色荧光胶层以及绿色荧光胶层这三者之间将完全结合并完全固化。本实施例中的第二固化条件可以根据红色荧光胶层，绿色荧光胶层和挡光层的材料特性、用料量等灵活设定。例如在一种示例中，第二固化条件包括：在温度为150℃的环境下烘烤150分钟至200分钟，需要说明的是，具体的烘烤温度和烘烤时间可以根据具体应用场景灵活设定。

应当理解的是，本实施例中对红色荧光胶层、绿色荧光胶层和挡光层的完全固化方式并不限于上述烘烤的方式，除了烘烤固化，还可以采用紫外固化方式，即采用紫外光对红色荧光胶层、绿色荧光胶层和挡光层进行照射，实现完全固化。除了这两种固化方案以外，也可以采用其他任意固化方式。

上述处于完全固化状态的红色荧光胶层和绿色荧光胶层都是在经历两次固化过程后形成的，需要说明的是，在一些实施例中，处于完全固化状态的红色荧光胶层和绿色荧光胶层可以在经历一次固化过程后就形成，具体为：将未固化的红色荧光胶层设置在LED芯片的出光上表面上，再将未固化的绿色荧光胶层设置在红色荧光胶层之上，再在LED芯片的侧面设置未固化的挡光层，然后在预设的固化条件下对处于未固化状态的挡光层，处于未固化状态的红色荧光胶层和处于未固化状态的绿色荧光胶层进行固化，直接将上述三者由未固化状态转换成固化状态。这里的预设固化条件可以是在150℃至180℃的环境下烘烤220分钟，需要说明的是，烘烤温度和烘烤时间可以根据红色荧光胶层，绿色荧光胶层和挡光层的具体材料来灵活设置。

在一种实施例中，为了保证设置在LED芯片侧面的挡光层的纯度，也即为了保证挡光层中不掺杂其他杂质，比如红色荧光粉或绿色荧光粉，从而可以更好的对LED芯片从侧面发出的光进行阻挡，进一步，本实施例中的处于完全固化状态的红色荧光胶层和绿色荧光胶层可以是通过将至少两个待封装LED芯片按照预先设置的间隔距离排列在制备载体上，将设置有开孔的保护板放置在待封装LED芯片上，保护板上开孔的大小与位置同待封装LED芯片的大小与位置相对应，保护板的上表面不低于待封装LED芯片的上表面，将未固化的红色荧光胶喷涂在LED芯片的出光上表面上，将未固化的绿色荧光胶层喷涂在未固化的红色荧光胶层之上之后，撤除保护板，并移除保护板上的非开孔区域上的荧光胶层，并将该未固化的红色荧光胶层和绿色荧光胶层在第一固化条件下进行固化至半固化状态后，再在第二固化条件下对该处于半固化状态的红色荧光胶层和绿色荧光胶层进行固化后形成的，由于在喷涂红色荧光胶层和绿色荧光胶层之前在LED芯片上放置了保护板，所以可以有效的防止红色荧光粉和绿色荧光粉掉至LED芯片之间的间隙，在此种情况下，处于完全固化状态的挡光层则是通过在形成半固化的红色荧光胶层和半固化的绿色荧光胶层之后，在各待封装LED芯片之间的间隙通过点胶的方式或模压的方式设置未固化的挡光层后，再在第二固化条件下对该处于未固化状态的挡光层进行固化后形成。

需要说明的是，对于上述图3中的LED灯珠，制备过程中所使用的保护板上的开孔大小与开孔位置分别与LED芯片上表面的大小与LED芯片上表面的位置完全匹配，也即保护板的开孔大小与LED芯片上表面的大小相同，此时，保护板的上表面与待封装LED芯片的上表面齐平。对于上述图4中的LED灯珠，保护板上的每一个开孔同样都有其对应的LED芯片，透过该开孔，就可以在LED芯片的上表面上设置荧光胶层，每一开孔对应的开孔大小小于该开孔对应的LED芯片的上表面，此时保护板的上表面会略高于LED芯片的上表面，这个高度差等于保护板的厚度，这样形成的LED灯珠中，LED芯片的上表面的尺寸就会大于荧光胶层水平面的尺寸，也即是图4所示的结构。

保护板上除开孔区域以外的区域都具有隔绝作用，用于阻止荧光粉落入待封装的LED芯片之间的间隙，所以保护板上的除开孔区域以外的区域可以是网状结构，也可以是实心结构，特别需要说明的是，当存在网状结构时，例如这个保护板为钢网时，其中的网格空格应当足够小，只要满足发光转换层的材料无法从该网格中落入LED芯片之间的间隙即可。

应当理解的是，LED灯珠中应当包括至少一个LED芯片，所以当放置在制备载体上的LED芯片的数量大于所需求的LED灯珠中应当包含的LED芯片的数量时，就需要对LED芯片之间的挡光层进行切割，然后移除制备载体，具体地，可以沿着相邻LED芯片之间间隔的中心线切割，切割时可以不对底部的制备载体切割，切割厚度应当不大于、最好等于LED芯高度、红色荧光胶层的厚度以及绿色荧光胶层的厚度三者之和，这样便于后续一次性去除制备载体。当然，在本实施例的一些示例当中，也可以对LED芯片底部的制备载体进行切割，切割后或在后续的使用过程中再单颗的进行挡光层的切割。

最后需要说明的是，本实施例中的红色荧光胶层和绿色荧光胶层也可以是通过如下方式形成的；直接在LED芯片的出光上表面上设置一层混合介质发光转换层，该混合介质发光转换层中包含红色荧光粉和绿色荧光粉，然后采用物理沉淀法使这红色荧光粉和绿色荧光粉分层，从而形成上述的红色荧光胶层和绿色荧光胶层。

本实施例提供的LED灯珠中，在LED芯片的出光上表面由下至上依次设置了红色荧光胶层和绿色荧光胶层，可以使得LED芯片发出的光在这两层荧光胶层中依次均匀的进行颜色转换，保证了LED灯珠发光的均匀性，提升了LED灯珠的光效，另外，本实施例提供的LED灯珠中的LED芯片的侧面还包覆有挡光层，使LED灯珠仅顶面出光成为了可能，这种单面出光的LED灯珠可以应用在一些特殊的领域，比如可以应用在直下式液晶显示器、液晶电视等背光领域。

通过上述封装得到的LED可以应用于各种发光领域，例如其可以制作成背光模组应用于显示背光领域(可以是电视、显示器、手机等终端的背光模组)。此时可以将其应用于背光模组，例如一种背光模组中，包括导光板和设置于导光板侧面的LED组件，该LED组件就可采用上面的LED灯珠组成。除了可应用于显示背光领域外，还可应用于按键背光领域、拍摄领域、家用照明领域、医用照明领域、装饰领域、汽车领域、交通领域等。应用于按键背光领域时，可以作为手机、计算器、键盘等具有按键设备的按键背光光源；应用于拍摄领域时，可以制作成摄像头的闪光灯；应用于家用照明领域时，可以制作成落地灯、台灯、照明灯、吸顶灯、筒灯、投射灯等；应用于医用照明领域时，可以制作成手术灯、低电磁照明灯等；应用于装饰领域时可以制作成各种装饰灯，例如各种彩灯、景观照明灯、广告灯；应用于汽车领域时，可以制作成汽车车灯、汽车指示灯等；应用于交通领域时，可以制成各种交通灯，也可以制成各种路灯。上述应用仅仅是本实施例所示例的几种应用，应当理解的是LED的应用并不限于上述示例的几种领域。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述本实用新型实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型实施例所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。