一種led用螢光薄片的製備方法
2023-10-07 03:48:39 4
專利名稱：一種led用螢光薄片的製備方法
技術領域：
本發明LED光源，尤其涉及一種覆在LED燈芯表面的螢光薄片的製備方法。
背景技術：
近年，無論是無機還是有機發光器件(LED/0LED)，白光LED器件及其在照明相關領域的應用研究都受到了學術和產業界的高度重視。白光LED產生白光主要有兩條途徑第一種是將紅光、綠光和藍光三種LED晶片進行組合產生白光；第二種是用LED去激發光致轉換螢光粉形成白光，這種途徑較為成熟的方式是使用藍光LED晶片搭配黃色螢光粉(如YAG: Ce3+等)實現白光發射。對於光致轉換的白光LED，螢光粉塗層的結構、特性等對白光LED的性能有著至關 重要的影響。目前製備該類螢光粉塗層的工藝是將螢光粉顆粒與透明膠體(如環氧膠、矽膠等)混合後，通過點膠機，在LED晶片上塗覆螢光粉顆粒與透明膠體的混合體層。具體工藝方法為(I)將LED晶片固定在帶杯口的支架上；(2)用金線鍵合LED晶片正負極；(3)將膠體(矽膠、環氧樹脂等)與螢光粉進行混合形成螢光粉混合液；(4)通過點膠機進行點膠將螢光粉混合液塗覆在LED晶片上。但是上述工藝存在如下缺點1、螢光粉混合液會受支架杯口形狀的影響而產生黃圈或藍圈現象，影響出光質量；2、點膠的方式是運用重力等力學作用讓螢光粉混合液流動後將LED晶片包裹，很難保證螢光粉塗層的均勻性，影響出光均勻性；3、塗覆在LED晶片上的螢光粉塗層的可重複性差，極大地制約了批量化生產和成品率。
發明內容
發明目的為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種LED用螢光薄片的製備方法，提高螢光粉的分布均勻性，同時改善了螢光薄片的物理化學性質，使之更好地滿足後續封裝工藝對螢光粉層物化特性的要求，有利於實現高效的螢光粉轉換型LED器件。技術方案為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為一種LED用螢光薄片的製備方法，包括如下步驟(I)混料混合膠體和粉料形成螢光粉漿料，所述粉體為包含螢光粉顆粒和低熔點的玻璃粉顆粒的混合物，並且包含有鋁酸鹽(Ce鋁酸鹽)或者氮化物中的一種或兩種物質；(2)成型將螢光粉漿料通過幹壓成型、流延成型、摔帶成型或自旋式塗覆成型方式製得螢光粉薄片；(3)等靜壓將步驟(2)中獲得的螢光粉薄片進行等靜壓處理，使其厚度均勻、尺寸更精確，增強其機械強度和物理性能；(4)排膠燒結將步驟(3)中獲得的螢光粉薄片在空氣或氮氣氣氛中進行低溫燒結以排除其有機成分，製得螢光薄片；
(5)拋光研磨將步驟(4)中獲得的螢光薄片進行拋光研磨處理，提高其表面光潔度；(6)劃片將步驟(5)中獲得的螢光薄片通過機械或雷射方法切割成螢光薄片製品。上述方法改變了傳統使用螢光粉和矽膠/樹脂混合後再覆蓋在LED晶片上的做法，而以獨立的螢光薄片的形式出現，使用時直接和LED晶片封裝在一起即可，更加利於LED晶片的散熱，提高了 LED器件的使用壽命；同時，由於粉料的特定成分，能夠避免螢光粉顆粒在膠體內分布不均勻的現象，有效提高了產品的一致性；並且，該方法獲得的螢光薄片，去除了製備過程中引入的有機成分，改善了螢光薄片的物理化學性質，能夠更好地滿足後續封裝工藝對螢光薄片物化特性的要求，有利於實現高效的螢光粉轉換型LED器件。所述步驟(I)中，粉料內可以摻雜有陶瓷粉體。
所述步驟(I)中，膠體可以為現有的各種膠體材料，如PMMA、PVC或其它有機高分子材料等。 所述步驟(I)中，螢光粉顆粒為摻稀土元素的螢光粉顆粒，該稀土元素可以以氧化物或氮化物形式出現，比如鍶以釔鋁石榴石、鋁酸鍶、氮化矽等晶體結構出現。所述步驟(I)中，螢光粉為一種螢光粉或兩種以上螢光粉的混合體；若為一種螢光粉，當需要不同材質螢光粉材質的螢光薄片時，可以通過不同螢光粉材質的螢光薄片疊成得到；若為兩種以上螢光粉，在開始就混合好，最後就能夠得到多種不同材質混合的螢光薄片了。優選地，所述步驟(I)中，螢光粉顆粒總質量佔螢光粉漿料總質量的10% 55%，螢光粉顆粒的大小在5iim 25iim範圍內。優選地，所述步驟(I)中，玻璃粉顆粒總質量佔螢光粉漿料總質量的0. 5% 10%，玻璃粉顆粒的大小在Ium 15 iim範圍內。優選地，所述步驟(2)中，幹壓成型或流延成型的溫度在100°C 140°C範圍內。優選地，所述步驟(3)中，對螢光粉薄片進行等靜壓處理後，螢光薄片的厚度均勻性應當小於1%。優選地，所述步驟(4)中，低溫燒結的方法為加熱氧化去膠法、等離子去膠法和雷射去膠法中一種或一種以上的組合；通過加熱方法能夠達到熔化低熔點玻璃粉顆粒和去除膠體的目的。優選地，所述步驟(5)中，對螢光薄片進行拋光研磨處理後，螢光薄片的光潔度應當滿足Ra < 0. 2mm,以保證突光薄片的光學性能。優選地，所述步驟(6)中，通過網格式劃片方式將螢光薄片切割成螢光薄片製品，切割後的螢光薄片製品具有一定的柔軟/可摺疊性。本案提供的方法，不僅適合黃光螢光粉+藍光LED晶片的白光LED器件製備，也適合於紫外LED晶片+多色螢光粉(例如RCTB三基色螢光粉)的白光LED實現方案；特別在PCLED型白光LED的螢光粉薄片的製備過程中具有應用價值，既可以應用於已切割好的LED晶片上，符合目前多數LED封裝企業的產業技術要求，也可以應用於LED晶片切割之前(晶圓即wafer規模上)，在LED晶片組的表面覆蓋螢光粉薄片後，再進行晶片切割、封裝，具有很高的可重複操作性及量產一致性。
有益效果本發明提供的LED用螢光薄片的製備方法製得螢光薄片後，可以直接覆蓋在LED晶片表面，與傳統的點膠工藝相比，由於消除了螢光粉在矽膠或者樹脂中濃度的不等，有利提高LED產品的一致性，本方法製得平面薄片的出光均勻性較好、柔韌性好，同時螢光薄片的厚度容易控制，屬於平面化工藝，適合集成規模化的生產。
圖I為本發明的製作工藝流程圖；圖2為使用本發明製品的LED器件的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
如圖I所示為一種LED用螢光薄片的製備方法的工藝流程圖，下面就一種具體步驟加以描述(I)將摻雜有Ce鋁酸鹽的螢光粉顆粒與低熔點的玻璃粉顆粒混合均勻後，加熱融化玻璃粉使其在螢光粉顆粒的表面形成一層包裹層；(2)對步驟(I)得到的材料進行碾磨、篩選，得到具有玻璃包裹層的螢光粉粉末；(3)取膠體(如PMMA/PVA)、具有玻璃包裹層的螢光粉粉末和去離子水混合均勻，形成穩定的螢光粉顆粒在膠體(如PMMA/PVA)中的分散體，即螢光粉漿料；(4)在流延機上通過薄片流延的方法，得到具有一定厚度的螢光粉薄片；(5)將螢光粉薄片經等靜壓處理，以提高器機械強度，同時使其厚度均勻；(6)將螢光粉薄片放入空氣加熱爐中，加熱超過玻璃粉熔點的溫度，保持一段時間，待其中的有機成分燒去後降溫，取出得到螢光薄片；(7)對螢光薄片進行拋光研磨處理，提高其表面光潔度；(8)通過雷射劃片得到具有一定尺寸要求的螢光薄片製品；(9)將螢光薄片製品通過冷貼膜的方法在真空條件下直接覆蓋在固晶好的LED晶片上形成LED器件。如圖2所示，為覆蓋螢光薄片的LED器件的結構示意圖，包括LED晶片I、螢光薄片3、陶瓷或塑料襯底4和設置在襯底4上的導電線路2 ；LED晶片I固定在導電線路2的LED結合區上，導電線路2伸出的兩端分別與外部電極相連接，在LED晶片I上覆蓋有螢光薄片3。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於該方法包括如下步驟 (1)混料混合膠體和粉料形成螢光粉漿料，所述粉體為包含螢光粉顆粒和玻璃粉顆粒的混合物，其中螢光粉為包含有稀土元素的鋁酸鹽或者氮化物中的一種或兩種物質； (2)成型將螢光粉漿料通過幹壓成型、流延成型、甩帶成型或自旋式塗覆成型方式製得螢光粉薄片； (3)等靜壓將步驟(2)中獲得的螢光粉薄片進行等靜壓處理，使其厚度均勻，增強其機械強度和物理性能； (4)排膠燒結將步驟(3)中獲得的螢光粉薄片在空氣或氮氣氣氛中進行低溫燒結以排除其有機成分，製得螢光薄片； (5)拋光研磨將步驟(4)中獲得的螢光薄片進行拋光研磨處理，提高其表面光潔度； (6)劃片將步驟(5)中獲得的螢光薄片通過機械或雷射方法切割成螢光薄片製品。
2.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(I)中，粉料內摻雜有陶瓷粉體。
3.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(I)中，螢光粉顆粒為摻稀土元素的螢光粉顆粒。
4.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(I)中，突光粉為一種突光粉或兩種以上突光粉的混合體。
5.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(I)中，螢光粉顆粒總質量佔螢光粉漿料總質量的10% 55%，螢光粉顆粒的大小在5 ii m 25 ii m範圍內。
6.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(I)中，玻璃粉顆粒總質量佔螢光粉漿料總質量的0. 5% 10%，玻璃粉顆粒的大小在I y m 15 ii m範圍內。
7.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(2)中，幹壓成型或流延成型的溫度在100°C 140°C範圍內。
8.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(3)中，對螢光粉薄片進行等靜壓處理，使其厚度均勻性小於1%。
9.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(4)中，低溫燒結的方法為加熱氧化去膠法、等離子去膠法和雷射去膠法中一種或一種以上的組口 o
10.根據權利要求I所述的LED用螢光薄片的製備方法，其特徵在於所述步驟(5)中，對螢光薄片進行拋光研磨處理，使其光潔度Ra < 0. 2mm。
全文摘要
本發明公開了一種LED用螢光薄片的製備方法，包括如下步驟(1)混料；(2)成型；(3)等靜壓；(4)排膠燒結；(5)拋光研磨；(6)劃片。本發明提供的LED用螢光薄片的製備方法製得螢光薄片後，可以直接覆蓋在LED晶片表面，與傳統的點膠工藝相比，由於消除了螢光粉在矽膠或者樹脂中濃度的不等，有利提高LED產品的一致性，本方法製得平面薄片的出光均勻性較好、柔韌性好，同時螢光薄片的厚度容易控制，屬於平面化工藝，適合集成規模化的生產。
文檔編號H01L33/50GK102723424SQ20121016494
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者王媛, 高鞠 申請人:蘇州晶品光電科技有限公司