[发明专利]一种在LED芯片表面制备荧光粉薄膜层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种在LED芯片表面制备荧光粉薄膜层的方法。

背景技术

白光发光二极管由于其具有效率高；功耗小；寿命长；发光质量高；光色纯；可靠性高；驱动电压低；结构牢固；绿色环保；应用灵活等众多优点，预计将成为继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明光源，具有重大的发展潜力。利用LED芯片激发荧光粉的光致转换的方法是目前LED实现白光的主要途径，一种是在蓝光芯片上涂覆钇铝石榴石(YAG:Ce³⁺)荧光粉，利用芯片所发出的部分未被吸收蓝光与荧光粉受激发射的黄绿光混合成白光；一种是用紫外LED激发RGB三基色荧光粉，空间混色形成白光。对于光致转换的白光LED，荧光粉层的结构、特性对器件的性能有重大的影响。

在传统显示器件(如CRT、PDP等)制备工艺中，都涉及到荧光粉层的涂覆。目前较成熟的制备荧光粉层的方法主要有沉淀法(settling method)、电泳沉淀法(EPD)、粉浆法(slurry method)等。而对于白光LED的荧光粉层制备中，目前主要采用将荧光粉颗粒与透明胶体(如环氧胶、硅胶等)混合，通过灌封、喷涂等工艺在LED出光面涂覆荧光粉与胶体的混合层。这些工艺的不足之处在于很难控制荧光粉层的形状和厚度均匀性，影响器件的光通量和白光均匀性。且混合荧光粉的胶体有一定的衰减性，对白光产品的寿命也有影响。

专利US6756186B2中采用自排列(self-aligned)与自曝光(self-exposed)感光胶的方式在芯片表面形成荧光粉层。该方案主要通过光学曝光显影的方法，控制所形成的荧光粉层的形状，主要有两种方案，一种是先在芯片表面涂覆一层正性感光胶，通过自曝光的方式，显影后，使感光胶形成固定的图案，将芯片表面需要涂覆荧光粉的部分暴露出来，然后沉淀荧光粉层，最后去掉未曝光感光胶。另一种是直接将荧光粉与透明感光胶混合，如负性胶体，通过自曝光后，将曝光的图案部分留下，形成的是荧光粉颗粒混合在负性胶体里的荧光粉层。这种方案有利于实现芯片表面荧光粉层的平面结构和厚度均匀。从而有利于提高产品光通量，改善白光光斑的均匀性。但此专利方案一没有考虑沉淀荧光粉层对芯片表面的附着力，一般来讲，沉淀法的附着力是较差的；方案二没有考虑感光胶层引入对芯片及器件性能带来的影响，胶体的折射率、透光性、衰减性、热稳定性及在芯片表面的粘附性等都会对器件性能带来重要的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种在LED芯片表面制备荧光粉薄膜层的方法，该方法与现在主流的灌封工艺和喷涂工艺相比，能够使所形成的荧光粉层形状可控、厚度可控、均匀性一致好，并改善荧光粉层与芯片表面的粘附性，提高光出射率，保护芯片，对芯片与粉层外部的空气、水分等有隔绝作用，且能抗UV、抗腐蚀。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种在LED芯片表面制备荧光粉薄膜层的方法，包括以下步骤：

①荧光粉层形状的控制：将LED芯片上电极部分通过感光胶体遮挡住，形成电极遮挡部分，只留下需要荧光粉覆盖的芯片发光区域；

②制备荧光粉层：在LED芯片上未遮挡部分制备成厚度一致且均匀的荧光粉层；

③去除电极遮挡部分：将遮挡部分去除，得到固定形状的荧光粉层；

④再形成电极遮挡部分：重复步骤①，将LED芯片上电极部分通过感光胶体遮挡形成电极遮挡部分，暴露出已形成的荧光粉层，并留出相应空间；

⑤涂敷保护胶体层：在步骤④所形成的荧光粉层区域内，涂敷厚度均匀的透明保护胶体层；

⑥去除电极遮挡部分：除去电极遮挡部分，得到包裹一层透明胶体的荧光粉层LED芯片结构。

按照本发明所提供的在LED芯片表面制备荧光粉薄膜层的方法，其特征在于，在步骤①和④中，电极遮挡部分可以采取以下两种方法中的任意一种来制备：

A、直接在电极部分设置感光胶体遮挡，留出需要荧光粉覆盖的芯片发光区域；

B、在整个芯片上涂敷均匀一致的感光胶体，然后在感光胶体上覆盖掩模板，所述掩模板的形状与LED芯片形状相同或者对应，感光胶体感光后通过显影剂分别形成溶解于显影剂的部分和不溶解于显影剂的部分，不溶解的剩余部分形成电极遮挡部分。

按照本发明所提供的在LED芯片表面制备荧光粉薄膜层的方法，其特征在于，在步骤②中荧光粉层制备采用沉淀法(settling method)、电泳沉积法(Electrophoretic Deposition)和粉浆法(slurry method)中的一种。。