TWI459601B - 螢光粉塗佈方法 - Google Patents

Description

螢光粉塗佈方法

本發明涉及一種螢光粉塗布方法，特別係指一種發光二極體螢光粉塗布方法。

發光二極體憑藉其高光效、低能耗、無污染等優點，已被應用於越來越多的場合之中，大有取代傳統光源的趨勢。

發光二極體係藉由採用電流激發其發光晶片的方式進行發光。由於單一的發光二極體晶片往往無法產生所需的顏色(特別係日常照明用的白色)，因此通常在發光二極體晶片上塗布螢光粉，憑藉螢光粉的波長轉換功能將發光二極體晶片的光色進行調整。目前常用的一種螢光粉塗布方法係採用噴塗的方式將螢光粉散佈在發光二極體晶片表面，然而由於需要採用遮罩預先對發光二極體晶片周圍進行遮擋以防止造成污染，因此在噴塗時會有相當部分的螢光粉附著在遮罩上，從而造成螢光粉的浪費。

業界還有業者採用另一種點膠的方式來塗布螢光粉，即在發光二極體晶片的表面藉由工具點上摻雜有螢光粉的膠體。此種點膠的方式雖然可避免螢光粉的浪費，但由於螢光粉係雜亂分佈於膠體內，不易均勻覆蓋發光二極體晶片。故而此種方法容易導致發光二極體出現偏色，影響產品良率。

因此，有必要提供一種能夠均勻塗布螢光粉的方法。

一種螢光粉塗布方法，包括步驟：1)提供具有發光二極體晶片的基板；2)在發光二極體晶片上覆蓋摻雜有螢光粉的介質層，螢光粉可在介質層內移動，螢光粉帶有電荷；3)對介質層施加電場，使介質層中帶有電荷的螢光粉在電場的作用下移動到發光二極體晶片表面而均勻地覆蓋發光二極體晶片。

此螢光粉塗布方法由於採用電場對帶電的螢光粉進行作用，使其移動到發光二極體晶片表面。由此，螢光粉可均勻分佈在發光二極體晶片表面，而不會雜亂地遍佈於整個介質層內，從而避免由於分佈不均而導致出現偏色的現象。

10‧‧‧基板

20‧‧‧發光二極體晶片

30‧‧‧介質層

40‧‧‧螢光粉

50‧‧‧正電模具

52‧‧‧正電荷

60‧‧‧負電模具

62‧‧‧負電荷

70‧‧‧電場

500‧‧‧凹槽

圖1示出了本發明第一實施例的螢光粉塗布方法的第一個步驟。

圖2示出了本發明第一實施例的螢光粉塗布方法的第二個步驟。

圖3示出了本發明第一實施例的螢光粉塗布方法的第三個步驟。

圖4示出了本發明第一實施例的螢光粉塗布方法的第四個步驟。

圖5示出了本發明第一實施例的螢光粉塗布方法的第五個步驟。

圖6示出了本發明第二實施例的螢光粉塗布方法的第三個步驟。

圖7示出了本發明第二實施例的螢光粉塗布方法的第四個步驟。

圖8示出了本發明第二實施例的螢光粉塗布方法的第五個步驟。

請參閱圖1-5，示出了本發明第一實施例的發光二極體晶片螢光粉塗布方法。

首先，如圖1所示提供一具有發光二極體晶片20的基板10。該基板10可由導熱性良好的材料所製成，比如金屬或陶瓷，以便於發光二極體晶片20的散熱。該發光二極體晶片20的材料可選自氮化鎵、氮化銦鎵、磷化鎵等半導體發光材料，具體取決於實際的發光需求。優選地，本實施例中採用可發藍光的半導體材料製造發光二極體晶片20，以最終輸出理想的白光。

然後，如圖2所示在發光二極體晶片20表面點上摻雜有螢光粉40的介質層30。該介質層30可採用透明的材質，如環氧樹脂、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。該介質層30呈流體狀，螢光粉40可在其內部移動。螢光粉40呈雜亂無序地分佈在介質層30中，其粒徑介於50nm~100μm之間。該螢光粉40可由矽酸鹽化合物，釔鋁石榴石、氮化物及氮氧化物等材料所製成，優選地，本實施例中採用摻雜有三價銫的釔鋁石榴石(Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺)製成，以在吸收發光二極體晶片20發出的藍光之後激發出黃光，進而與剩餘的藍光混合形成白光。該螢光粉40在摻雜進介質層30之前預先經過處理而帶有正電荷。具體地，係將螢光粉40浸泡在異丙醇及硝酸鎂的溶液中，使硝酸鎂中的鎂離子附著在螢光粉40上而使其帶上正電。然後再將螢光粉40從該溶液中分離，經過烘乾後再摻入介質層30內。當然，螢光粉40也可採用其他方法帶上正電或者負電，上面僅僅係列出了其中一種處理方法。

隨後如圖3所示，將一第一帶電模具懸置於發光二極體晶片20上 方，並將一第二帶電模具置於基板10下方。本實施例中第一帶電模具為帶有正電的正電模具50，第二帶電模具為帶有負電的負電模具60。當然，也可以根據螢光粉40的不同帶電情況將第一帶電模具設為帶負電，第二帶電模具設為帶負電。正電模具50呈平板狀，其與發光二極體晶片20上的介質層30隔開一段距離。正電模具50在通電之後可在其底面佈滿正電荷52。該負電模具60也呈平板狀，其貼置於基板10下方。基板10與負電模具60之間可夾設一絕緣層(圖未示)，以避免電荷對基板10上的電路結構造成影響。負電模具60在通電之後僅在其中部區域產生負電荷62。正電模具50及負電模具60共同作用產生垂直於發光二極體晶片20表面的電場70，其方向與發光二極體晶片20的出光方向相反。帶有正電的螢光粉40在電場70的作用下發生移動而聚集在發光二極體晶片20表面，從而均勻覆蓋發光二極體晶片20。為確保螢光粉40能遍佈整個發光二極體晶片20表面，本實施例中負電模具60的負電區域的面積要大於發光二極體晶片20的面積。

之後如圖4所示，將正電模具50朝向負電模具60移動，使正電模具50抵接介質層30並對其進行按壓，直至介質層30被壓縮至一預定的厚度為止。如圖4所示，在正電模具50的擠壓下，介質層30的兩端向外溢出並覆蓋發光二極體晶片20的各個側面。此外，由於介質層30有部分延伸至基板10表面，因此部分螢光粉40在電場的作用下將移動至基板10表面。

最後如圖5所示，將正電模具50及負電模具60移除，然後藉由加熱、紫外線照射或其他方式使介質層30固化，使螢光粉40的位置固定。當然，也可以先固化介質層30然後再移除正電模具50及負 電模具60，二者順序並無影響。

藉由施加電場70，帶有正電的螢光粉40可被聚集在發光二極體晶片20表面，從而達到均勻覆蓋發光二極體晶片20的目的。因此，發光二極體晶片20所發出的光線可被螢光粉40轉換成為均勻的黃光，進而混合為白光，從而可基本避免習知技術中由於混光不均而造成的偏色現象。

此實施例中的螢光粉40僅分佈在發光二極體晶片20的頂面及基板10表面，由於發光二極體晶片20除頂面外其他各側面也有光線射出，因此上述實施例中發光二極體晶片20仍有部分光線未能充分地被螢光粉40所轉換。

為改進上述問題，本發明還進一步提供另外一種螢光粉塗布方法，其與第一實施例的主要區別在於正電模具50及負電模具60的帶電區域不同。

該另外一種螢光粉塗布方法的前兩個步驟與前述實施例的第一及第二個步驟相同，此不贅述。

參見圖6，本實施例的正電模具50為底面開設有凹槽500的板狀結構，其正電荷52遍佈於凹槽500的邊緣。負電模具60的形狀與前述實施例的負電模具60的形狀相同，但其負電荷62僅集中在緊靠負電模具60中部的區域。該負電區域的面積要小於發光二極體晶片20的面積，由此當正電模具50及負電模具60通電之後，電場70將會朝向面積較小的負電區域收縮而呈現出上寬下窄的分佈。

參見圖7，當正電模具50朝向負電模具60移動時，其將擠壓介質層30向兩側溢出而至覆蓋住發光二極體晶片20的各個側面。由於 電場70呈收縮狀，除被電場70驅動至分佈於發光二極體晶片20頂面及基板10表面的部分螢光粉40外，還有部分螢光粉40將被電場70的橫向分量驅動而附著於發光二極體晶片20的各個側面。由此，發光二極體晶片20的所有發光面均覆蓋有螢光粉40，從而進一步改善混光不均的問題。

並且，由於正電模具50凹槽500的擠壓，在經過固化之後介質層30將如圖8所示形成與凹槽500形狀相同的規則矩形，從而更有利於後續的工藝流程。

可以理解地，該二實施例中的負電模具60還可被基板10所取代，即可直接在基板10上形成相應的負電區域，同樣可達到相同的效果。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧基板

20‧‧‧發光二極體晶片

30‧‧‧介質層

40‧‧‧螢光粉

50‧‧‧正電模具

52‧‧‧正電荷

60‧‧‧負電模具

62‧‧‧負電荷

70‧‧‧電場

Claims (11)

1. 一種螢光粉塗布方法，包括如下步驟：1)提供具有發光二極體晶片的基板；2)在發光二極體晶片表面設置摻雜有螢光粉的介質層，螢光粉可在介質層內移動，螢光粉帶有電荷；3)對介質層施加電場，驅動介質層中的螢光粉聚集在發光二極體晶片表面而均勻覆蓋發光二極體晶片，其中電場係由設於發光二極體晶片上方的第一帶電區域及設於發光二極體晶片下方的第二帶電區域所產生的，該第一電極區與該介質層中的螢光粉間隔設置，該第二帶電區與發光二極體晶片之間間隔絕緣設置，該第二帶電區域的極性與第一帶電區的極性相反。
2. 如申請專利範圍第1項所述之螢光粉塗佈方法，其中步驟3)中使用了第一帶電模具，第一帶電區域位於第一帶電模具上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之螢光粉塗佈方法，其中第一帶電模具開設與發光二極體晶片相對的凹槽。
4. 如申請專利範圍第1項所述之螢光粉塗佈方法，其中步驟3)中使用了第二帶電模具，第二帶電區域位於第二帶電模具上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之螢光粉塗佈方法，其中第二帶電模具藉由絕緣層貼置於基板底面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之螢光粉塗佈方法，其中第二帶電區域位於基板上。
7. 如申請專利範圍第1至6任一項所述之螢光粉塗佈方法，其中第二帶電區域的面積小於發光二極體晶片的面積，電場自第一帶電區域朝向第二帶 電區域收縮。
8. 如申請專利範圍第1至6任一項所述之螢光粉塗佈方法，其中第二帶電區域的面積大於發光二極體晶片的面積，電場垂直於發光二極體晶片頂面。
9. 如申請專利範圍第2至6任一項所述之螢光粉塗佈方法，其中步驟3)還包括朝向第二帶電區域移動第一帶電模具的過程，第一帶電模具在移動過程中擠壓介質層使介質層沿發光二極體晶片側面流動。
10. 如申請專利範圍第9項所述之螢光粉塗佈方法，其中步驟3)之後包括對介質層進行固化的過程。
11. 如申請專利範圍第1至6任一項所述之螢光粉塗佈方法，其中步驟2)中的螢光粉先浸泡在溶液中附著帶電粒子，然後再摻雜於介質層內。