[發(fā)明專利]一種LED熒光粉層的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210122241.4
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102629650A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 饒海波;王瑋;萬賢龍;周琳淞;廖駿源
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 成都華典專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LED熒光粉層的制備方法。

背景技術(shù)

LED是light?emitting?diode的簡稱。1993年，藍(lán)色GaN?發(fā)光二極管上獲得技術(shù)突破，并于1996年實(shí)現(xiàn)白光LED，目前以白光LED為主的半導(dǎo)體照明光源已經(jīng)確立了其繼白熾燈、熒光燈之后的第三代照明技術(shù)的地位，是今后照明技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。白光LED具有低電壓驅(qū)動、低功耗、高可靠、長壽命等優(yōu)點(diǎn)，是一種符合環(huán)保、節(jié)能理念的綠色照明光源。因此，它的研發(fā)引起各國政府和諸多商家公司賦予極大熱忱和高度重視。

白光的實(shí)現(xiàn)方式多種多樣，可以用兩種、三種或者更多種色光合成白光。所含色譜成份越豐富，白光顯色性（色彩還原度）就相對較高，但是流明效率會有所降低，實(shí)現(xiàn)過程中可變因素增多。白光LED的合成途徑大致可以分為以下幾種。第一種是通過三基色LED芯片混光方式得到白光LED，即紅光LED+藍(lán)光LED+綠光LED，這種方法的主要問題是綠光的轉(zhuǎn)換效率低，同時對LED光源的驅(qū)動電源要求較高，配置復(fù)雜。第二種方法是LED芯片+不同色熒光粉形成熒光粉轉(zhuǎn)換型LED（即pc-LED），在各種方案中，考慮其成本、光效以及批量生產(chǎn)的可行性，目前廣泛應(yīng)用的是藍(lán)色LED芯片+黃色熒光粉（例如YAG粉）的方案，因?yàn)槠渚C合性能適中、成本低、實(shí)現(xiàn)工藝相對簡單，通過改變YAG熒光粉的化學(xué)組成（光譜成份調(diào)節(jié)）以及調(diào)整熒光粉層的厚度，可以獲得色溫在3000K至10000K區(qū)間的各色白光。

對于光致轉(zhuǎn)換型LED（pc-LED），熒光粉涂層的結(jié)構(gòu)、形貌、特性對器件的性能有十分重要的影響，是決定白光顏色均勻性和亮度的關(guān)鍵因素。目前主流的熒光粉涂覆工藝是將熒光粉顆粒與透明膠體（如環(huán)氧膠、硅膠等）混合后，通過點(diǎn)膠，在LED芯片表面上涂覆熒光粉與膠體的混合體系。這種工藝存在的主要缺點(diǎn)就是形成的熒光粉層結(jié)構(gòu)（形狀、厚度以及濃度）不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致LED出光的一致性差，并且器件間的熒光粉涂層操作可重復(fù)性差，極大地制約了批量化生產(chǎn)和產(chǎn)品成品率。

目前，一種新的熒光粉平面涂層（conformal?coating，或稱保形涂層）概念和思路倍受重視，即在芯片表面形成一層厚度均勻的熒光粉層，與傳統(tǒng)的點(diǎn)膠工藝相比，這種涂層的出光均勻性較好，平面結(jié)構(gòu)熒光粉層的厚度容易控制，易采用平面化工藝適合集成規(guī)模化的生產(chǎn)。

中國專利ZL200710049460.3揭示了一種在LED表面制備熒光粉薄膜層的方法，使用感光膠形成圖案來暴露出LED出光方向的表面（即需要涂覆熒光粉層的區(qū)域），然后在此區(qū)域涂覆熒光粉，從而獲得具有確定圖形的平面熒光粉層。

中國專利ZL200710049612.X揭示了一種基于水溶性感光膠的功率型白光LED平面涂層工藝，利用熒光粉感光膠分散體涂層，通過曝光顯影，在LED出光方向的表面上形成需要的熒光粉涂層圖形，但熒光粉涂層中存在有機(jī)成份，其較差的光熱穩(wěn)定性會給器件的物理化學(xué)性質(zhì)帶來相應(yīng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是如何運(yùn)用新的粉漿法工藝來實(shí)現(xiàn)LED的熒光粉平面涂層（conformal?coating），解決現(xiàn)有技術(shù)中由于LED熒光粉涂層中存在的有機(jī)成份光熱穩(wěn)定性較差而導(dǎo)致器件的物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的問題。?

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種LED熒光粉層制備方法，包括以下步驟：

（1）將成膜劑、感光劑和水按一定比例混合均勻，獲得感光膠體；

（2）將包含熒光粉的顆粒分散到步驟（1）獲得的感光膠體中，形成熒光粉感光膠分散體結(jié)構(gòu)的熒光粉粉漿；

（3）將步驟（2）所獲得的熒光粉粉漿涂覆在LED出光方向的表面上，形成所需熒光粉感光膠分散體涂層；

（4）曝光、顯影，得到所需圖案的熒光粉感光膠分散體涂層；

（5）去除熒光粉感光膠分散體涂層中的有機(jī)成分，得到確定圖案的熒光粉粉層；

所述感光劑為三氧化鉻、重鉻酸鹽、高錳酸鹽、重氮化合物和疊氮化合物中的一種或者幾種的組合，其中至少含有三氧化鉻或疊氮化合物中的一種；感光膠體中感光劑的濃度為0.002%～1%。

采用三氧化鉻作為感光劑時，可以增加熒光粉粉漿以及顯影后熒光粉感光膠分散體涂層對芯片出光表面的附著力，實(shí)現(xiàn)更好的顯影效果；單位質(zhì)量的三氧化鉻比重鉻酸鹽具有更高的六價鉻離子摩爾濃度。

疊氮化合物（如疊氮醌）是與重氮化合物感光機(jī)理相似的另一類感光材料，感光波長一般在320nm～460nm之間，與紫外、藍(lán)光LED芯片發(fā)光匹配，且可以采用有機(jī)溶劑進(jìn)行溶解配制和顯影。