CN104576889B - 在led芯片上形成荧光层的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在LED芯片上形成荧光层的方法，包括：对至少两个LED芯片的出光面施加包括荧光粉和热塑性材料的混合物，其中，所述至少两个LED芯片承载在具有粘性的塑胶膜上；以及，将施加有所述混合物的所述LED芯片加热到120℃～350℃，以使所述热塑性材料熔解并在所述LED芯片的出光面及其四周形成荧光层。通过直接对附着在塑胶膜上的LED芯片的至少出光面施加荧光粉和热塑性材料的混合物，并将施加有所述混合物的LED芯片加热至所述热塑性材料的熔解温度，从而在LED芯片的出光面及其四周形成荧光层，根据本发明的在LED芯片上形成荧光层的方法可有效提高LED芯片的良品率。
Description
技术领域
本发明涉及发光元件，特别涉及一种在LED芯片上形成荧光层的方法。
背景技术
通常，采用静电电泳涂装法在LED芯片上形成荧光层。该方法主要依靠电场所产生的物理化学作用将荧光粉沉积在LED芯片的表面上，存在容易产生电压过高而击穿LED芯片的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要研发一种安全、可靠的用于在LED芯片上形成荧光层的方法。
为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种在LED芯片上形成荧光层的方法，其包括：对至少两个LED芯片的至少出光面施加包括荧光粉和热塑性材料的混合物，其中，所述至少两个LED芯片承载在具有粘性的塑胶膜上；将施加有所述混合物的所述LED芯片加热到120℃～350℃，以使所述热塑性材料熔解并在所述LED芯片的出光面及其四周形成荧光层。
通过直接对附着在塑胶膜上的LED芯片的至少出光面施加荧光粉和热塑性材料的混合物，并将施加有所述混合物的LED芯片加热至所述热塑性材料的熔解温度，从而在LED芯片的出光面及其四周形成荧光层，根据本发明的在LED芯片上形成荧光层的方法可有效提高LED芯片的良品率。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图；
图2a～2d示出实施图1所示方法的过程中的LED芯片的示意图；
图3为实施根据本发明的在LED芯片上形成荧光层的方法的LED芯片的示意图；
图4为根据本发明另一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图；
图5为根据本发明又一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图；
图6为根据本发明又一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图；
图7为根据本发明再一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图；
图8示出实施图7所示方法的过程中的LED芯片的示意图；
图9为生产用于图7所示方法的荧光膜的一流程图；
图10为生产用于图7所示方法的荧光膜的另一流程图；
图11为生产用于图7所示方法的荧光膜的又一流程图；
图12为生产用于图7所示方法的荧光膜的再一流程图。
具体实施方式
如背景技术部分所述，采用静电电泳涂装法在LED芯片上形成荧光层，存在容易因电压过高而击穿LED芯片的问题。为了提高荧光层涂布工艺中 LED芯片的良品率，本发明人通过对至少包括荧光粉和热塑性材料的静电电泳涂装用粉末进行反复试验发现，所述粉末在被加热到50℃～180℃但未完全熔解时具有粘性，从而使得所述粉末相互粘结并在冷却后变硬成膜，该膜可反复加热到50℃～180℃并仍具有粘性，并且在将该膜进一步加热至热塑性材料的熔解温度、例如120℃～350℃时，该膜将呈可流动的热熔状态。
基于以上发现，本发明人独创性地提出，通过一段式加温或者两段式加温来在LED芯片上形成荧光层。其中，所谓一段式加温是指，对至少出光面施加有包括荧光粉和热塑性材料的混合粉末或混合液的LED芯片进行例如120℃～350℃的高温加热，以使热塑性材料热熔从而在LED芯片的出光面及其四周形成荧光层。所谓两段式加温是指，首先，对至少包括荧光粉和热塑性材料的混合粉末或混合液进行例如50℃～180℃的低温加热，以使所述荧光粉和热塑性材料粘结成荧光膜；之后，在将所述荧光膜覆盖在LED芯片的出光面上的状态下，对LED芯片进行例如120℃～350℃的高温加热，以使荧光膜热熔并且四周呈垂流状态，从而可均匀覆盖LED芯片的出光面及其四周，也即均匀地在LED芯片的出光面及其四周形成荧光层。
图1为根据本发明一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图，并且图2a～2d示出实施图1所示方法的过程中的LED芯片的示意图。将参照图1和图2a～2d详细介绍根据本实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的实施例如下。
如图1所示，该在LED芯片上形成荧光层的方法主要包括：
步骤S110、对于如图2a所示承载于塑胶膜220上的至少两个LED芯片 210，其中LED芯片210的出光面211位于塑胶膜220的上方并且不直接接触塑胶膜220，可将至少包括荧光粉和热塑性材料的混合粉末231喷涂在LED芯片 220的至少出光面211上，以使混合粉末231如图2b所示覆盖LED芯片220的出光面211及其四周；以及
步骤S120、将施加有混合粉末231的LED芯片210加热到120℃～350℃，以使所述热塑性材料熔解，从而如图2c所示在LED芯片210的出光面211及其四周形成荧光层232。
其中，塑胶膜220优选为LED芯片生产中常用的具有粘性的蓝膜，例如 PE膜或PVC膜。在这种情况下，执行步骤S120时，塑胶膜220将因加热而收缩。因此，在一种可能的实现方式中，如图1所示，该在LED芯片上形成荧光层的方法还可包括步骤S130，即将因加热而收缩了的塑胶膜220移除，并将所述至少两个LED芯片承载于新的塑胶膜220上，以使所述新的塑胶膜贴合各所述LED芯片的不具有所述荧光层的表面。
在一种可能的具体实现方式中，如图1所示，该在LED芯片上形成荧光层的方法还可包括步骤S140，即利用激光和/或钻石刀沿相邻的两个LED芯片 210之间的分界线进行切割，以使至少两个LED芯片210的荧光层232如图2d 所示相互分离，并且还可将不需要的荧光层232移除，由此完成各LED芯片 210的荧光层涂布。
在一种可能的实现方式中，所述荧光粉包括钇铝石榴石、氮化物、氮氧化物、硅酸盐、和硫化物中的任意一种或多种。以及，所述热塑性材料包括氟树脂、甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、和不饱和树脂中的任意一种或多种。这样，在将喷涂有所述荧光粉和所述热塑性材料的均匀混合粉末的LED芯片加热至所述热塑性材料的熔解温度、例如120℃～350℃时，所述均匀混合粉末将因所述热塑性材料的熔解而相互粘结，并在冷却后硬化成荧光层。
在一种可能的实现方式中，所述荧光粉的颗粒的粒径可为6μm。并且，在一种可能的具体实现方式中，所述荧光粉与所述热塑性材料的质量比可为 0.1～10。例如，在所述荧光粉的质量为1克的情况下，所述热塑性材料的质量可为0.1克～10克。
通过上述介绍可知，由于通过直接对附着在塑胶膜上的LED芯片的至少出光面施加荧光粉和热塑性材料的混合粉末，并将施加有所述混合粉末的 LED芯片加热至所述热塑性材料的熔解温度，从而在LED芯片的出光面及其四周形成荧光层，根据本发明的在LED芯片上形成荧光层的方法可有效提高 LED芯片的良品率。
此外，在一种可能的实现方式中，LED芯片210可为覆晶LED芯片。并且，在一种可能的具体实现方式中，LED芯片210的与出光面211相反的表面具有如图3所示的结构。如图3所示，LED芯片210可包括沿水平方向依次排列的正电极212、负电极213以及隔离区214。其中，所述水平方向为与塑胶膜220平行的方向，图示为AA。隔离区214在塑胶膜220上的垂直投影位于正电极212和负电极213在塑胶膜220上的垂直投影之间，并且隔离区214在所述水平方向的中心线与LED芯片210在所述水平方向的中轴线重叠，均为图3所示线条B。优选地，隔离区214在所述水平方向的宽度L2不超过LED芯片210 在所述水平方向的宽度L1的三分之一。
图4为根据本发明另一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图。如图4所示，根据本实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法主要包括：
步骤S410、将荧光粉以及热塑性材料与挥发性液体混合，得到荧光粉分散液；
步骤S420、对于如图2a所示承载于塑胶膜220上的至少两个LED芯片 210，其中LED芯片210的出光面211位于塑胶膜220的上方并且不直接接触塑胶膜220，可将所述荧光粉分散液喷涂在LED芯片220的至少出光面211上，以使所述荧光粉分散液如图2b所示覆盖LED芯片220的出光面211及其四周；以及
步骤S430、将施加有所述荧光粉分散液的LED芯片210加热到120℃～350℃，以使所述挥发性液体挥发并且所述热塑性材料熔解，从而如图2c所示在LED芯片210的出光面211及其四周形成荧光层232。
与图1所示的实施例相比，本实施例的区别主要在于，通过利用挥发性液体使荧光粉以及热塑性材料形成均匀混合液，能够利用湿法喷涂来施加所述荧光粉和所述热塑性材料，从而可提高所形成的荧光层中的荧光粉的均匀度。因此，以上针对图1所示实施例的说明均适用于本实施例。
并且，在本实施例中，所述挥发性液体包括水和/或醇类有机溶剂。例如，所述挥发性液体可以选自水、乙醇、异丙醇等。
此外，在一种可能的具体实现方式中，所述荧光粉与所述挥发性液体的质量比可为1～20。例如，在所述荧光粉的质量为1克的情况下，所述挥发性液体的质量可为1克～20克。
图5为根据本发明又一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图。如图5所示，根据本实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法主要包括：
步骤S510、将荧光粉用热塑性材料进行包覆，得到包覆荧光粉；
步骤S520、对于如图2a所示承载于塑胶膜220上的至少两个LED芯片210，其中LED芯片210的出光面211位于塑胶膜220的上方并且不直接接触塑胶膜220，可将所述包覆荧光粉喷涂在LED芯片220的至少出光面211上，以使所述包覆荧光粉如图2b所示覆盖LED芯片220的出光面211及其四周；以及
步骤S530、将施加有所述包覆荧光粉的LED芯片210加热到120℃～350℃，以使所述包覆荧光粉熔解，从而如图2c所示在LED芯片210的出光面211及其四周形成荧光层232。
与图1所示的实施例相比，本实施例的区别主要在于，通过将荧光粉用热塑性材料进行包覆，能够使得荧光粉和热塑性材料的混合更均匀，从而可提高所形成的荧光层中的荧光粉的均匀度。因此，以上针对图1所示实施例的说明均适用于本实施例。并且，在本实施例中，在一种可能的实现方式中，可采用溶胶法、凝胶法或化学气相沉积法进行步骤S510。
图6为根据本发明又一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图。如图6所示，根据本实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法主要包括：
步骤S510、将荧光粉用热塑性材料进行包覆，得到包覆荧光粉；
步骤S610、将所述包覆荧光粉与挥发性液体混合，得到荧光粉分散液；
步骤S620、对于如图2a所示承载于塑胶膜220上的至少两个LED芯片 210，其中LED芯片210的出光面211位于塑胶膜220的上方并且不直接接触塑胶膜220，可将所述荧光粉分散液喷涂在LED芯片220的至少出光面211上，以使所述荧光粉分散液如图2b所示覆盖LED芯片220的出光面211及其四周；以及
步骤S630、将施加有所述荧光粉分散液的LED芯片210加热到120℃～350℃，以使所述挥发性液体挥发并且所述包覆荧光粉熔解，从而如图2c所示在LED芯片210的出光面211及其四周形成荧光层232。
与图5所示的实施例相比，本实施例的区别主要在于，通过利用挥发性液体使包覆荧光粉形成均匀混合液，能够利用湿法喷涂来施加所述包覆荧光粉，从而可进一步提高所形成的荧光层中的荧光粉的均匀度。因此，以上针对图1所示实施例的说明均适用于本实施例。并且，在本实施例中，所述挥发性液体包括水和/或醇类有机溶剂。例如，所述挥发性液体可以选自水、乙醇、异丙醇等。
图7为根据本发明再一实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的流程图，并且图8a～8b示出实施图7所示方法的过程中的LED芯片的示意图。将参照图7和图8a～8b详细介绍根据本实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法的实施例如下。
如图7所示，该在LED芯片上形成荧光层的方法主要包括：
步骤S710、对于如图2a所示承载于塑胶膜220上的至少两个LED芯片 210，其中LED芯片210的出光面211位于塑胶膜220的上方并且不直接接触塑胶膜220，可如图8a所示将荧光膜831覆盖在LED芯片220的出光面211上，以使荧光膜831贴合LED芯片220的出光面211，其中荧光膜831的表面积优选大于LED芯片210的出光面211的表面积；以及
步骤S720、将覆盖有荧光膜831的LED芯片210加热到120℃～350℃，以使荧光膜831熔解，从而如图8b所示在LED芯片210的出光面211及其四周形成荧光层832。
与图1、图4、图5、图6所示的实施例相比，本实施例的区别主要在于，通过在荧光膜831贴合LED芯片210的出光面211的情况下、将LED芯片210加热至荧光膜831的熔解温度，来利用熔解的荧光膜831在LED芯片210的出光面211及其四周形成荧光层832，根据本实施例的在LED芯片上形成荧光层的方法也可有效提高LED芯片的良品率。其中，荧光膜831由荧光粉和热塑性材料粘结而成，可反复加热至特定的低温段、例如50℃～180℃而具有粘性，并且在加热至特定的高温段、例如热塑性材料的熔解温度120℃～350℃将出现热熔状态的特性。因此，以上针对图1、图4、图5、图6所示实施例的说明，例如步骤S130、S140等，均适用于本实施例。
此外，LED芯片的厚度通常约为0.35mm。在这种情况下，在一种可能的实现方式中，荧光膜831的厚度可为0.1mm～2mm。
以下将参照图9～图12详细介绍生产荧光膜831的流程。
图9为生产用于图7所示方法的荧光膜的流程图。如图9所示，根据本发明一实施例的生产荧光膜831的方法主要包括：
步骤S910、将包括荧光粉和热塑性材料的混合粉末静电喷涂于承载板的光滑表面上；以及
步骤S920、将喷涂有所述混合粉末的所述承载板加热至50℃～180℃，以使所述荧光粉和所述热塑性材料粘结成荧光膜。
在一种可能的实现方式中，所述承载板的光滑表面可为通过抛光、涂油、上离膜剂、上釉、镀膜等中的任意一种或多种方式形成的粘力薄弱的表面。此外，由于要进行静电喷涂，所述承载板优选为可为金属板，例如铝板、铜板、或铁板。
在一种可能的实现方式中，所述荧光粉包括钇铝石榴石、氮化物、氮氧化物、硅酸盐、和硫化物中的任意一种或多种；以及，所述热塑性材料包括氟树脂、甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、和不饱和树脂中的任意一种或多种。这样，在将喷涂有所述荧光粉和所述热塑性材料的均匀混合粉末的承载板加热至所述热塑性材料的粘结温度、例如 50℃～180℃时，所述均匀混合粉末将因所述热塑性材料的粘性而相互粘结，并在冷却后硬化成膜，以供后续使用。
此外，在一种可能的实现方式中，如图9所示，该生产荧光膜831的方法还可包括步骤S930，即在所述荧光膜上制成至少一个通孔。这样，在上述步骤S720中，在荧光膜831熔解以覆盖LED芯片210的出光面211及其四周的过程中，荧光膜831与LED芯片210之间的空气具有排泄的管道，从而可避免在所形成的荧光层231与LED芯片210之间出现气泡，也即能够进一步提高LED 芯片的良品率。在一种可能的具体实现方式中，所述通孔在所述荧光膜上均匀分布，并且所述通孔的孔径可优选为不大于所述荧光膜的厚度，例如约为 0.1mm～2mm。
图10为生产用于图7所示方法的荧光膜的另一流程图。如图10所示，根据本发明又一实施例的生产荧光膜831的方法主要包括：
步骤S1010、将荧光粉用热塑性材料进行包覆，得到包覆荧光粉；
步骤S1020、将所述包覆荧光粉静电喷涂于承载板的光滑表面上；以及
步骤S1030、将喷涂有所述包覆荧光粉的所述承载板加热至50℃～180℃，以使所述包覆荧光粉粘结成荧光膜。
与图9所示的实施例相比，本实施例的区别主要在于，通过将荧光粉用热塑性材料进行包覆，能够使得荧光粉和热塑性材料的混合更均匀，从而可提高所形成的荧光膜中的荧光粉的均匀度。因此，以上针对图9所示实施例的说明均适用于本实施例。并且，在本实施例中，在一种可能的实现方式中，可采用溶胶法、凝胶法或化学气相沉积法进行步骤S1010。
图11为生产用于图7所示方法的荧光膜的又一流程图。如图11所示，根据本发明另一实施例的生产荧光膜831的方法主要包括：
步骤S1110、将包括荧光粉、热塑性材料和挥发性液体的混合液喷涂于承载板的光滑表面上，其中所述挥发性液体包括水和/或醇类有机溶剂，例如所述挥发性液体可以选自水、乙醇、异丙醇等；以及
步骤S1120、将喷涂有所述混合液的所述承载板加热至50℃～180℃，以使所述挥发性液体挥发，并且所述荧光粉和所述热塑性材料粘结成荧光膜。
与图10所示的实施例相比，本实施例的区别主要在于，通过利用挥发性液体使荧光粉以及热塑性材料形成均匀混合液，能够利用湿法喷涂来形成所述荧光膜，从而可提高所形成的荧光膜中的荧光粉的均匀度。因此，除了在本实施例中不对所述承载板的材质进行限制外，以上针对图9所示实施例的说明均适用于本实施例。并且，在本实施例中，所述承载板可为纸质、例如铜版纸，也可为金属板、例如铝板或铜板。
图12为生产用于图7所示方法的荧光膜的再一流程图。如图12所示，根据本发明再一实施例的生产荧光膜831的方法主要包括：
步骤S1210、将荧光粉用热塑性材料进行包覆，得到包覆荧光粉；
步骤S1220、将包括所述包覆荧光粉与挥发性液体的混合液喷涂于承载板的光滑表面上，其中所述挥发性液体包括水和/或醇类有机溶剂；以及
步骤S1230、将喷涂有所述混合液的所述承载板加热至50℃～180℃，以使所述挥发性液体挥发并且所述包覆荧光粉粘结成荧光膜。
与图11所示的实施例相比，本实施例的区别主要在于，通过将荧光粉用热塑性材料进行包覆，能够使得荧光粉和热塑性材料的混合更均匀，从而可进一步提高所形成的荧光膜中的荧光粉的均匀度。因此，以上针对图11所示实施例的说明均适用于本实施例。并且，在本实施例中，在一种可能的实现方式中，可采用溶胶法、凝胶法或化学气相沉积法进行步骤S1210。
Claims (7)
1.一种在LED芯片上形成荧光层的方法，其特征在于，包括：
对至少两个LED芯片的出光面施加包括荧光粉和热塑性材料的混合物，其中，所述至少两个LED芯片承载在具有粘性的塑胶膜上；
将施加有所述混合物的所述LED芯片加热到120℃～350℃，以使所述热塑性材料熔解并在所述LED芯片的出光面及其四周形成荧光层，
所述对至少两个LED芯片施加包括荧光粉和热塑性材料的混合物的步骤包括：
将荧光膜覆盖在所述至少两个LED芯片上，以使所述荧光膜贴合各所述LED芯片的出光面，其中，所述荧光膜是由所述热塑性材料和所述荧光粉粘结而成，
其中，在将荧光膜覆盖在所述至少两个LED芯片上之前，还包括：
利用所述热塑性材料包覆所述荧光粉，得到包覆荧光粉；
将所述包覆荧光粉静电喷涂于承载板的光滑表面上；
将喷涂有所述包覆荧光粉的所述承载板加热至50℃～180℃，以使所述包覆荧光粉粘结成所述荧光膜；或者，
其中，在将荧光膜覆盖在所述至少两个LED芯片上之前，还包括：
利用所述热塑性材料包覆所述荧光粉，得到包覆荧光粉；
将包括所述包覆荧光粉与挥发性液体的混合液喷涂于承载板的光滑表面上，其中所述挥发性液体包括水和/或醇类有机溶剂；
将喷涂有所述混合液的所述承载板加热至50℃～180℃，以使所述挥发性液体挥发并且所述包覆荧光粉粘结成所述荧光膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用溶胶法、凝胶法或化学气相沉积法，来进行利用所述热塑性材料包覆所述荧光粉的步骤。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述荧光膜的厚度为0.1mm～2mm。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述荧光粉包括钇铝石榴石、氮化物、氮氧化物、硅酸盐、和硫化物中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述热塑性材料包括氟树脂、甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、和不饱和树脂中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，在将施加有所述混合物的所述LED芯片加热到120℃～350℃之后，还包括：
将因加热而收缩了的所述塑胶膜移除；以及
将所述至少两个LED芯片承载于新的塑胶膜上，以使所述新的塑胶膜贴合各所述LED芯片的不具有所述荧光层的表面。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在将所述至少两个LED芯片承载于新的塑胶膜上之后，还包括：
利用激光和/或钻石刀沿相邻的两个所述LED芯片之间的分界线进行切割，以使所述至少两个LED芯片的荧光层相互分离。
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