[发明专利]一种多层立体栅格发光层制备工艺及LED发光器件

说明书

本发明公开了一种多层立体栅格发光层制备工艺及LED发光器件，其工艺包括：涂覆发光材料、加热、填充透明导热材料、加热完全固化等步骤；LED发光器件包括：支架(1)、芯片(2)、多层立体栅格发光层(3)、密封结构(4)、透明导热材料(5)、保护材料(6)。本发明采用多层立体栅格发光层制备工艺，能够有效避免各种材料的相互吸收；通过透明导热材料和防水氧涂层以及无机密封透镜，可以有效对发光层表面，尤其是量子点发光材料，进行多重保护，达到稳定色点、维持光效、延长寿命的作用；通过栅间填充通光佳、导热好的材料，不仅使得激发光光能有效利用，而且同时能使器件整体热量降低、提升光效、延长寿命，获得长期可靠性。

技术领域

本发明属于半导体照明应用技术领域，特别涉及一种发光层制备工艺及LED发光器件。

背景技术

LED光源作为新一代照明产品，其实现白光的方式主要有以下三种：一种是将RGB三基色LED芯片封装在一起产生白光，第二种是通过蓝光芯片激发黄色荧光粉或红绿荧光粉形成白光，第三种是利用紫外芯片激发RGB三色荧光粉来实现白光。但是由于目前芯片、荧光粉以及封装工艺的限制，三种方式均存在一定的不足：方法一中三种芯片的随驱动电流、光色变化和衰减情况各不相同，很难统一，并且生产制造成本较高；方法二则存在光效、显指低，荧光粉颗粒分布不均匀，激发光能量损失以及色漂移严重，高色域胶体粘度大点胶困难等问题；方法三则因为荧光粉发光效率低，混粉困难等问题，存在紫外短波泄露，以及老化寿命短等隐患。LED商业生产中主要使用方法二的方式来达到白光的目的，而如何将荧光粉混合均匀提高其利用效率，如何规定荧光粉的空间分布提高荧光粉对激发光的利用率，从而得到光谱范围较宽，显指高，光色稳定的LED是生产过程中亟待解决的难题。

近些年，量子点的发展使其被广泛应用于生命科学、半导体器件等高新技术产业，用以弥补或替代稀土掺杂荧光粉在能级分布和发光效率上的不足。量子点由有限数目的原子组成，三个维度均为纳米级，具有较宽的激发光谱和较窄的发射光谱，并且可以通过改变量子点的大小尺寸来控制发射光谱的发射峰位置。同时，较大的斯托克斯位移也使得量子点的发射光谱和激发光谱不易重叠。

针对量子点优于荧光粉的上述性质，LED封装中使用量子点全部替代或部分替代荧光粉作为发光层，将其混合或制作成多层叠加形式，以期通过不同尺寸的量子点的加入得到光谱范围高、显指高、光色稳定的LED。但是，由于存在荧光粉间光谱的相互吸收，量子点间光谱相互吸收，荧光粉量子点间光谱的相互吸收，使得芯片的激发光不能被有效利用，造成荧光粉、量子点以及能量的浪费，实际显示出的光色效果不佳。

发明内容

本发明的目的是：提供一种多层立体栅格发光层制备工艺及LED发光器件，通过不同尺寸的量子点和荧光粉的加入，构建多层立体栅格发光层，得到光谱范围高、显指高、光色稳定、寿命长的LED发光器件。

本发明的技术方案是：一种多层立体栅格发光层制备工艺，包括以下步骤：

A.将发光材料以栅网形式涂覆在芯片表面和碗杯内部；

B.加热使发光材料预固化在芯片表面和碗杯内部；

C.在栅网空隙间填充透明、通光、导热性能好的透明导热材料，高度与发光材料栅格高度相同或略高；

D.加热使填充的透明导热材料预固化；

E.重复步骤A至步骤D，直至填满碗杯内部；

F.加热使发光材料和透明导热材料在碗杯内部完全固化。

更进一步地，所述步骤A中的发光材料由荧光粉与有机材料或无机材料或有机无机复合材料混合而成。

更进一步地，所述步骤A中的发光材料为量子点与有机材料或无机材料或有机无机复合材料混合而成。

更进一步地，所述步骤A中的发光材料为荧光粉和量子点混合后，再与有机材料或无机材料或有机无机复合材料混合而成。