一種LED熒光粉涂覆工藝制造技術

本發明專利技術涉及LED的熒光粉涂覆工藝。一種LED熒光粉涂覆工藝，包括：步驟1：制作光學透鏡，該光學透鏡的非出光面上設有ITO導電層，該光學透鏡的外表面為自由曲面形狀，透鏡層不具有導電功能；步驟2：通過電泳沉積法制備熒光粉層，將熒光粉層涂布在光學玻璃的ITO導電層上；步驟3：將步驟2制成的光學透鏡放置于烤箱中烘烤，以除去水分及揮發有機物。本發明專利技術應用于LED熒光粉層的制作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及LED(Light-Emitting Diode,發光二極管),尤其涉及一種通過遠場激發的LED封裝結構。
技術介紹
實現LED發出白光有很多種方式，有RGB芯片組合，有藍光芯片激發熒光粉，有UV芯片激發熒光粉等，目前最常用的方式是在藍光或近紫外光LED芯片上涂覆熒光粉而實現白光反射。利用LED芯片發射的藍光(420nm-470nm)或近紫外光(370nm_410nm)作為主光譜，熒光粉吸收主光譜后受激發并產生比主光譜波長更長的次光譜，從而轉換為雙波長或三波長白光。上述過程中，熒光材料(熒光粉)覆蓋LED的封裝結構及工藝技術則是白光LED制成的關鍵技術。·熒光粉的覆蓋通常是通過把熒光粉顆粒與硅膠(或者其他有機物載體)混合成膠狀，然后涂覆在藍光或近紫外光LED芯片的表面。現有的白光LED的封裝流程可以分為以下幾個步驟 1、固定芯片把LED芯片用膠或焊錫固定在支架或基板上，然后將放有LED芯片的支架或基板放進烤箱烘烤，使膠固化； 2、電極焊線JELED芯片的p/n電極用焊線的方式焊到支架或基板的金屬線路的焊接點上； 3、熒光粉涂覆首先把熒光粉和硅膠(或者其他有機物載體)調配成熒光膠，并充分攪拌，攪拌均勻后用點膠針頭或者其他點膠設備將上述熒光膠直接涂覆到LED芯片的上方，形成突光粉層。大功率LED常常還會在熒光粉層上再增加透明有機硅膠，從而實現半球或其他光學形狀的透鏡。經過上述封裝流程處理的LED封裝結構，將熒光粉直接涂覆在LED芯片上，具有以下缺點 1、熒光粉對主光譜的吸收強度和光轉換效率往往隨溫度的升高而降低；而上述熒光粉直接涂覆在LED芯片上，而LED芯片正常工作時會發熱，熒光粉的溫度也會因此而升高，影響了熒光粉的活性和轉換效率，進而影響白光LED的性能和可靠性； 2、熒光粉直接涂覆在LED芯片上，還會造成其在受熱情況下的不穩定性，例如色溫的漂移、顯色指數的變化等。因為溫度在影響熒光粉的活性的同時，也對熒光粉所激發的光波波長產生一定的影響，隨著LED芯片溫度的上升，熒光粉活性在逐漸失活的同時，熒光粉所發出光的波長也隨著發生紅偏移，即熒光粉發光波長朝著紅色波長偏移，導致色溫和顏色發生偏移。因而導致熒光粉的發光特性變差，由此會產生亮度下降及色度變化； 3、熒光粉直接涂覆在LED芯片上，使得熒光粉在較高溫度下性能衰退，進而導致白光LED的光衰； 4、另外，還存在熒光粉沉淀及混合均勻性問題，點膠時出膠量不均勻，導致色溫和顏色的一致性不夠好。因此一篇申請公布號為CN101867007A的專利技術專利，公開了一種LED燈熒光粉層的制備方法。該方法是在LED芯片出光方向以及側面出光方向制備突光粉層，該突光粉層遠離LED芯片表面，其具體有兩種方法，方法一是(I)配制熒光粉與粘結劑膠水的分散體-熒光粉粉漿；(2)涂敷將熒光粉粉漿涂敷在玻璃燈殼表面，形成熒光粉分散體的涂層；(3)去膠去除分散體中的粘結劑膠水等有機成份，得到具有一定厚度的熒光粉層。方法二是(I)配制熒光粉與感光膠體的分散體-熒光粉粉漿；(2)涂敷將熒光粉粉漿涂敷在玻璃燈殼表面，形成熒光粉分散體的涂層；(3)曝光、顯影得到所需厚度的熒光粉感光膠分散體涂層；(4)去除感光膠去除熒光粉涂層中的感光膠成份，得到具有確定厚度的熒光粉層。上述方法的過程中，熒光粉粉漿的涂覆方法可以是灌注法、旋涂、吸涂、壓涂、電泳沉積中的一種或幾種組合。上述專利雖然有提到電泳法，但其實際的內容是采用灌封法點膠，而并未對電泳法的具體實施過程進行描述，其可實現性難以評判。還有，上述專利采用的電泳法是常規工藝，其工藝過程復雜，生產難度大。另外，現有的電泳技術大多采用恒定電壓或恒定電流電泳法，控制電泳時間來沉積熒光粉層。這種方法由于電泳過程中電泳液濃度在變化，通過控制電泳時間，難以精確的·控制熒光粉層厚度；且得到的熒光粉層致密性不夠好。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，提供一種LED熒光粉涂覆工藝，通過將熒光粉和LED芯片分開，解決熒光粉直接涂覆在LED芯片造成的問題；通過采用改進的電泳技術，得到致密性高的熒光粉層，解決現有技術中電泳方法的不足。為了解決上述技術問題，本專利技術所采用的思路是，利用遠場熒光粉技術，將作為熱源的LED芯片和熒光粉層分開，從而避免色溫漂移，并提高LED的亮度。其中，將LED芯片和突光粉層分開，是利用電泳技術將突光粉均勻涂布在光學透鏡的ITO導電層的表面,而光學透鏡和LED芯片之間填充有娃膠層。本專利技術的技術方案是，一種LED熒光粉涂覆工藝，包括以下步驟 步驟I:制作光學透鏡，該光學透鏡的非出光面上設有ITO導電層，該光學透鏡是高折射率光學玻璃材質，其外表面為自由曲面形狀，且不具有導電功能，只有底部的ITO導電層具有導電功能。其中，因透鏡的高度等于半徑時透光率較低，所以光學透鏡的高度小于半徑或大于半徑； 步驟2 :通過電泳沉積法制備熒光粉層，將熒光粉層附著在光學透鏡的ITO導電層上，其具體包括以下步驟 步驟21 :熒光粉電解質溶液的制備以異丙醇或異丁醇為溶劑，以Mg(NO3)2(硝酸鎂)或Al (NO3)3 (硝酸鋁)為電解質，把電解質(Mg(NO3)2或Al (NO3)3)按照一定濃度比加入到溶劑(異丙醇或異丁醇)里，通過超聲波振蕩使其完全溶解，制成熒光粉電解質溶液。其中，電解質的濃度范圍0· 06g/L-0. 4g/L ； 步驟22 :熒光粉電泳液的制備在步驟21制成的熒光粉電解質溶液里加入LED熒光粉(如YAG熒光粉，YAG是釔鋁石榴石晶體)顆粒，加入少量的熒光粉抗沉淀劑，并通過磁力攪拌器攪拌，使熒光粉均勻懸浮分散在熒光粉電解質溶液里，構成熒光粉電泳液，熒光粉吸附電解質的正離子(Mg2+或Al3+)而帶正電荷。熒光粉帶有相同的正電荷，基于同性相斥的原理，熒光粉在溶液中保持均勻分散。而且電泳液中加入抗沉淀劑，由于空間位阻效應，電泳液分散體系保持穩定。該抗沉淀劑優選采用日本德山抗沉淀粉DM-30制成； 其中，攪拌時間可根據突光粉電泳液和突光粉的多少來確定，一般4小時為宜。其中，LED熒光粉顆粒的濃度范圍為5g/L-10g/L ； 步驟23 :通過電泳裝置將熒光粉沉積在光學透鏡的ITO導電層上，從而形成熒光粉層。其中，電泳裝置包括電源、光學透鏡、盛放熒光粉電泳液的容器、以及設于該容器底 部的電極板，所述光學透鏡置于容器內，其導電層與突光粉電泳液接觸，且該光學透鏡的ITO導電層與電極板平行；所述電源的正極連接電極板，所述電源的負極連接光學透鏡的ITO導電層。其中，電極板為金屬材質的基板，例如銅、銀等材質。電源電壓在40V-400V之間均可，電泳時間在1_5分鐘之間； 上述過程中，在陰陽兩極間距離(即電極板和光學透鏡的ITO導電層之間的距離)一定的情況下，可以通過改變兩極間的電壓來調節電泳液內的場強大小，最終實現對電泳速度的調控； 步驟24 :當熒光粉層厚度達到10-90um時，結束電泳。熒光粉層厚度達到10_90um，也即熒光粉粒子堆疊2-6層； 步驟3 :烘烤將步驟2制成的表面涂布有熒光粉層的光學透鏡放置于烤箱中烘烤，除去水分及揮發有機物，烘烤溫度為100-120度，烘烤時間在I小時左右； 另外，使用上述步驟制成的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種LED熒光粉涂覆工藝，其特征在于：包括以下步驟：步驟1：制作光學透鏡，該光學透鏡的非出光面上設有ITO導電層，該光學透鏡的外表面不具有導電功能；步驟2：通過電泳沉積法制備熒光粉層，將熒光粉層涂布在光學玻璃的ITO導電層上；步驟3：將步驟2制成的光學透鏡放置于烤箱中烘烤，以除去水分及揮發有機物。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇水源，
申請(專利權)人：廈門多彩光電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：