[发明专利]旋转涂覆法制备白光LED用荧光片

说明书

技术领域

本发明涉及一种白光LED封装材料，尤其涉及旋转涂覆法制备一种白光LED用的荧光片。

背景技术

在白光LED的制备中，荧光材料是一项非常重要的关键技术。荧光材料的性能直接影响白光LED的发光效率、转换效率、色温及显色性。目前，白光LED的封装多使用在蓝光芯片上直接涂敷荧光粉与硅胶或环氧树脂的混合胶，再在上面点一层硅胶或环氧树脂外壳，通过芯片所发出的蓝光激发黄色荧光粉发出白光，这种方法虽然随着芯片发光效率的提升，所制备出的LED产品性能也逐步提高，但使用这种方法，造成荧光粉直接与芯片接触，LED的持续点亮会造成温度升高，荧光粉和硅胶或树脂材料发生退化，色温随着时间的推移，会发生降低的现像，并且LED芯片发出的光通过波长转换材料时会发生散射、吸收等现象，从而降低了出光效率，需改善波长转换材料在高温下的衰减问题。受硅胶或树脂外壳的热稳定性所限，这种外壳不能承受LED长期工作，导致现有LED很难适用于高功率和高温环境的使用，很大程度上限制了其应用范围。

人们对LED用作照明光源的色品质有着严格的要求，主要体现在发光效率、相关色温、色坐标、显色指数以及均匀性等性能。现有白光LED采用荧光粉涂敷工艺，该工艺会场产生“色圈”和“色斑”问题。虽然加入光散射剂会改善这一光色不均匀性状况，但这样又会导致光强和光通量降低。同时涂敷厚度不均匀也会严重影响其发光性能。

为开发出更适合人们使用习惯的LED白光，迫切需要解决以上问题，开发出了一种高发光效率、高显色性、高度均匀性的荧光材料已经成为白光LED领域荧光材料的发展重点。

最近几年，Ce：YAG单晶、YAG陶瓷片、YAG微晶玻璃等新型的荧光材料备受研究人员的研究并得到迅速的发展。但是它们需要较高的制备技术和精良的设备，对原料的纯度要求、原料粉体尺寸、均匀度和粒径分布的控制，以及在制备初期的工艺和制备的后期加工缺陷的控制等存在的一些问题，成本相对较高，制约了它们做为LED荧光材料的应用。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种选材、加工工艺都更加简单的一种白光LED用荧光片，利用此种荧光片制备白光LED，可使得荧光物质远离芯片，实现远程激发，从而保证了转换材料不会因高温而发生衰减现象。所述荧光片使用旋转涂覆方法，采用旋转涂覆装置在基体上均匀涂覆荧光粉与透明胶混合而成的荧光胶形成涂覆层，经烘烤固化得到所述白光LED用荧光片。其特征在于：荧光胶由荧光粉与透明胶混合而成，按照不同的配比可以制成不同应用要求的高亮度荧光片。

所涉及的制备步骤：

(1)本发明的制备方法所采用的原料：荧光粉，例如YAG类型、硅酸盐类型、氮化物及氮氧化物类型中的一种或几种；透明胶，可为环氧树脂、硅酮材料、以及聚合物材料中的一者；基体由塑料材料、聚碳酸酯、玻璃和氧化硅玻璃中的一者制成。

(2)计算、称重：按配比计算要称的透明胶水和荧光粉的量，在天枰将原料称好。其中不同应用要求的荧光片制作采用不同的荧光粉及其与透明胶水的配比。

(3)搅拌、脱泡：在配胶杯中将原料搅拌均匀，放入到真空脱泡箱中在3Torr/40℃左右的条件下进行真空脱泡。

(4)旋转涂覆：

a)旋转涂覆装置是气压式旋转涂覆装置，包括脚踩式气动点胶装置(包括压力桶、点胶控制器、储料筒和进料针头)和旋转涂覆装置(包括控制器、旋转腔室和真空旋转台)。

b)：把基体放在旋转涂覆盘上，从进料针头注入定量的荧光胶，设定旋转工艺，在高速转动下使荧光胶在离心力的作用下均匀涂覆在基体上。设定第1旋转工序和第2旋转工序，其中第2旋转工序的转速和转数均大于第1旋转工序。

c)：其中基体上涂覆层的厚度和均匀度取决于处理条件，例如：旋转速度、旋转时间、透明胶水的粘度、荧光胶的浓度和荧光胶的分布位置。

d)：其中荧光胶的注入量和旋转工艺根据基体的大小不同而产生变化。

(5)烘烤：每次旋转涂覆一次，将基体放入烤箱在80～100℃条件下烤10～30min，再进行旋转涂覆，往复涂覆2～5次。最后一次涂覆后，将涂有荧光胶的基体在烤箱中按照透明胶的固化时间进行烘烤，最后得到LED用荧光片。