[發明專利]用于LED應用的無機結合劑中的磷光體

有效

• 申請號: 201711190248.9
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN107919430B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: G.巴辛;S.庫伊佩;P.S.馬丁
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 江鵬飛;陳嵐

描述了一種用于制作LED/磷光體結構的方法，其中藍發光二極管(LED)管芯的陣列安裝在底座晶片上。磷光體粉末與諸如丙烯酸酯或硝化纖維的有機聚合物結合劑混合。液體或糊狀物混合物隨后被沉積在LED管芯或其它襯底上成為基本均勻的層。有機結合劑隨后通過在空氣中燒掉或者經歷O₂等離子體工藝被移除，或者被溶解，留下燒結在一起的磷光體晶粒的多孔層。利用溶膠?凝膠(例如TEOS或MTMS的溶膠?凝膠)或者也稱為水玻璃的液體玻璃(例如硅酸鈉或硅酸鉀)浸漬該多孔磷光體層，這浸透該多孔結構。該結構隨后被加熱以固化無機玻璃結合劑，留下魯棒玻璃結合劑，除其它期望屬性之外，該玻璃結合劑耐受變黃。

技術領域

本發明涉及一種供發光二極管(LED)使用以對LED發射進行波長轉換的磷光體層，并且具體地涉及一種利用無機玻璃結合劑形成該磷光體層以得到改進性能的技術。

背景技術

在LED上方提供磷光體層是常見的。典型地，磷光體被提供在藍光LED上方以形成白光。通過磷光體泄漏的藍光與磷光體光組合產生白光。有許多方式在LED上方提供磷光體層，并且下面描述一種現有技術的技術。

已知預先形成一層與硅樹脂(silicone)混合的磷光體粉末，并且隨后將該層層壓在安裝在底座晶片上的發射藍光的LED管芯上。該晶片隨后被切割(singulate)。得到的管芯發射白光。這描述于轉讓給本受讓人并且通過引用結合于此的，Grigoriy Basin等人的美國專利申請公布20110031516和20110266569。其它技術也將磷光體粉末混合在有機聚合物結合劑(例如硅樹脂或環氧樹脂)中并且隨后將該液體/糊狀物層直接沉積(例如印刷、成型等)在LED上方。隨后固化結合劑以使其硬化。

然而，來自LED的熱和高通量趨于使磷光體顆粒周圍的有機結合劑氧化，致使結合劑變黃并且使光顏色偏移。另外，高質量硅樹脂和環氧樹脂較昂貴，這對于大的遠程磷光體部件而言是重要的問題。

需要的是一種用于形成磷光體層的工藝，該磷光體層或者可以直接形成于LED上方或者可以形成于透明襯底上，并且其不使用硅樹脂或其它有機聚合物作為結合劑。

盡管無機玻璃對于磷光體粉末將是比較穩定和可靠的結合劑，熔化玻璃在形成磷光體-玻璃層所需的高溫下化學反應性太高，這是由于玻璃將與磷光體，特別是紅光氮化物磷光體化學反應。

用于形成玻璃層的溶膠-凝膠也可以被認為是替代硅樹脂的候選物，但是溶膠-凝膠對于磷光體反應性也太高，導致光衰減。另外，溶膠-凝膠的低粘度將導致磷光體沉淀以及磷光體密度不均勻。還將存在其它問題。

發明內容

形成一種具有無機玻璃結合劑的磷光體層，該磷光體層可以被用作用于LED的遠程磷光體或者用作LED上方的涂層以對LED光進行波長轉換。在一個實施例中，LED發射藍光，并且磷光體將該光轉換為白光。

最初，磷光體粉末與諸如不昂貴的丙烯酸酯或硝化纖維的有機聚合物結合劑混合。混合物可以形成為具有寬粘度范圍的糊狀物。這種混合物隨后容易絲網印刷在諸如薄玻璃襯底的透明襯底上。可替換地，混合物可以被絲網印刷在安裝在底座晶片上的LED管芯上方。可以使用其它沉積技術。該層可以制成具有諸如+/-2%的精確厚度。

有機結合劑隨后諸如在180-300攝氏度在空氣中被燒掉。可替換地，混合物可以經歷O₂等離子體工藝。在任一情形中，聚合物被氧化并且蒸發。結合劑也可以被化學溶解。

得到的層是多孔的經燒結磷光體粉末層，其基本均勻地分布在透明襯底或LED上方。該多孔層比較脆弱并且受污染。

接著，利用溶膠-凝膠(例如TEOS或MTMS的溶膠-凝膠)或者也稱為水玻璃的液體玻璃(例如硅酸鈉或硅酸鉀)浸漬該多孔層，這浸透(saturate)該多孔結構。