一種用于led封裝的熒光粉層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到光電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種LED熒光粉層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED是light emitting d1de的簡(jiǎn)稱。從世界上第一只紅色的LED問(wèn)世以來(lái)，LED各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，各種顏色的LED也相續(xù)誕生。1993年，日本首先在藍(lán)色GaN-LED上獲得技術(shù)突破，并于1996年成功的實(shí)現(xiàn)了白光LED。近幾年，LED由于具有低功耗、無(wú)污染、長(zhǎng)壽命、多功能、智能化等優(yōu)點(diǎn)而受到了各方面的廣泛關(guān)注，并確立了繼白熾燈、熒光燈后，成為新一代照明光源。
[0003]到目前為止，實(shí)現(xiàn)白光LED大致有三種方式，其中LED芯片+不同色熒光粉形成熒光粉轉(zhuǎn)換型LED (即pc-LED)因其綜合性能適中、成本底、實(shí)現(xiàn)功能相對(duì)簡(jiǎn)單而廣泛采用。通過(guò)改變熒光粉的化學(xué)組成(光譜成分調(diào)節(jié))及調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度可以獲得色溫在3000K到10000K區(qū)間的各色白光。
[0004]對(duì)于pc-LED來(lái)說(shuō)，熒光粉涂層結(jié)構(gòu)、形貌、特性對(duì)器件的性能有很重要的影響，是決定白光空間均勻性及亮度的關(guān)鍵因素。目前市面上主流的熒光粉涂覆工藝是將熒光粉顆粒和透明膠體(如環(huán)氧膠、硅膠)按一定的比例混合后，通過(guò)點(diǎn)膠，在LED芯片表面形成熒光粉和膠體的混合體系。這種工藝存在的主要缺點(diǎn)是熒光粉層結(jié)構(gòu)(形狀、厚度及濃度)不均勻，從而導(dǎo)致LED出光品質(zhì)比較差。
[0005]另外一種比較新的突光粉涂覆方法是突光粉平面圖層(conformal coating),即在芯片表面涂覆一層厚度均勻的熒光粉層，與傳統(tǒng)的點(diǎn)膠法相比，這種圖層的LED出光均勻性較好，并且這種熒光粉平面圖層的厚度容易控制，易采用平面化工藝適應(yīng)集成規(guī)?；a(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是如何用干法工藝實(shí)現(xiàn)LED的熒光粉平面涂層(conformcoating),解決現(xiàn)有濕法工藝中存在的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種用于LED封裝的突光粉層的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
[0008](I)、感光劑和水按一定的比例混合均勻，獲得感光膠體；
[0009](2)、將步驟(I)中獲得的感光膠體涂覆在LED出光方向的表面上，形成所需感光膠體的涂層；
[0010](3)、干燥、曝光、撒包含熒光粉的顆粒的熒光粉、固定熒光粉，得到一定圖案的熒光粉層。
[0011](4)、去除多余的熒光粉，得到確定圖案的熒光粉粉層。
[0012](5)、去除確定熒光粉粉層中的有機(jī)成分，得到所需圖案的熒光粉粉層。
[0013]在步驟(I)中，所述感光劑指的是指含有氯化鋅的芳香族重氮鹽、含有氟化硼的芳香族重氮鹽、含有氫硫化物的芳香族重氮鹽中的一種或者幾種組合。
[0014]在步驟(I)中，可以加入成膜劑，所述成膜劑是指含有阿拉伯樹(shù)膠、聚苯烯酰胺甲基乙乙烯基醚共聚物、藻酸、酚醛樹(shù)脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA)及其衍生物、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧乙基肉桂酸酯和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或者幾種組合。成膜劑與重氮鹽感光劑的質(zhì)量比為1%?1000%。
[0015]在步驟(I)中，可以加入增稠劑，所述增稠劑為海藻酸苯二醇酯類物質(zhì)，感光膠體中增稠劑的濃度為0.5%?5%。
[0016]在步驟(I)中，可以加入表面活性劑，所述表面活性劑可以為所有的表面活性劑(如，無(wú)水乙醇、十二烷基苯磺酸鈉)，且表面活性劑與重氮鹽的質(zhì)量比為0.01%?1%。
[0017]在步驟(I)中，所述水為去離子水，也可以為蒸餾水和自來(lái)水。
[0018]在步驟(2)之前,可以在LED出光的表面預(yù)涂一層薄薄的娃膠,從而形成remote結(jié)構(gòu)，可以是conform remote結(jié)構(gòu)，也可以使其它形式的remote結(jié)構(gòu)。娃膠的涂覆(coating)方式為旋涂法、噴涂法、點(diǎn)膠法、印刷法和浸潰法中的一種或者幾種。
[0019]在步驟(2)中，感光膠體的涂覆(coating)方式為旋涂法、噴涂法、點(diǎn)膠法、印刷法和浸潰法中的一種或者幾種。
[0020]在步驟(2)中，所述的LED出光方向的表面為L(zhǎng)ED的出光表面，或者是LED出光方向上一段距離的任意一個(gè)輸出面或者光輸出耦合結(jié)構(gòu)的面。
[0021]在步驟(3)中，所述干燥是將(2)中的感光膠體干燥，可以自然陰干或者風(fēng)干，也可以通過(guò)紅外加熱或者干燥箱烘干。
[0022]在步驟(3)中，曝光采用LED自身發(fā)光的自曝光方式，或者采用外光源結(jié)合掩膜板的外曝光方式，所述的外光源為紫外光源或感光膠體敏感的其它波長(zhǎng)的光源。
[0023]在步驟(3)中，所述的熒光粉為單一成分的熒光粉或者兩種成分以上的熒光粉組合；包含熒光粉的顆粒指包含有作為其它功能成分而引入的其它顆粒物質(zhì)；例如氧化鈦、氧化鋁、氧化釔、氧化硅、氮化鎵、氮化硅、碳化硅和氧化鋯中的一種或其組合。這些除熒光粉之外的其它顆粒成分，可以起到勻光的作用(光線的均勻散射)；增加光的抽取效率；這些顆粒的存在也能改善熒光粉層的致密性和熱傳導(dǎo)性能。
[0024]在步驟(3)中，所述的撒熒光粉的方式可以直接人工或者借助機(jī)器撒在LED出光方向的表面，也可以通過(guò)掩膜及其它輔助工具撒在LED出光方向的表面。
[0025]在步驟(3)中，所述撒熒光粉、固定熒光粉層，是在空氣相對(duì)濕度為10%到70%的環(huán)境下進(jìn)行的。
[0026]在步驟(3)中，所述固定熒光粉層，是由于(I)中的光敏劑曝光后分解的產(chǎn)物吸水具有粘性，從而可以達(dá)到固定熒光粉的作用。
[0027]在步驟(3)中，所述固定熒光粉層，可以通過(guò)含有氨、肼、脂肪族氨之一的氣流將熒光粉固定。
[0028]在步驟(4)中，對(duì)于多余的或者沒(méi)有固定的熒光粉可以通過(guò)吹風(fēng)或者吸附的方式讓其脫離從而回收。
[0029]在步驟(5)中，去除確定熒光粉粉層中的有機(jī)成分過(guò)程中，采用加熱氧化去膠、等離子體轟擊去膠、氧等離子體去膠和激光去膠方法中的任何一種或者幾種的組合。
[0030]在步驟(5)得到所需圖案的熒光粉粉層之后，可以采用其它有機(jī)膠體(如硅膠、環(huán)氧以及聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚碳酸酯PC等)或者無(wú)機(jī)低熔點(diǎn)材料來(lái)封裝。
[0031]上述所述LED為有機(jī)LED、無(wú)機(jī)LED或者兩者的組合。所述LED為單顆的LED芯片，或者是同一基底上的多顆LED芯片組，或者是整個(gè)晶圓(Wafer)。
[0032]為了達(dá)到所需要求的熒光粉厚度，重復(fù)步驟(I)、(2)、(3)、(4)獲得所需要求厚度的熒光粉再采用其它有機(jī)膠體(如硅膠、環(huán)氧以及聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚碳酸酯PC等)或者無(wú)機(jī)低熔點(diǎn)材料來(lái)封裝，可以實(shí)現(xiàn)LED(器件)出光方向的表面上的多種或者多層熒光粉涂層結(jié)構(gòu)。
[0033]運(yùn)用本技術(shù)可以在LED出光方向的表面上實(shí)現(xiàn)一種以上的、多種形狀的熒光粉涂層結(jié)構(gòu)。
[0034]本發(fā)明技術(shù)不僅適合于藍(lán)光LED芯片+黃光突光粉的白光LED器件制備,也適用于藍(lán)光LED芯片+多色熒光粉、紫外LED芯片+多色熒光粉(例如RGB三基色熒光粉)的白光實(shí)現(xiàn)方案，以及其它出光顏色的熒光粉轉(zhuǎn)換型(pc-LEDs)器件。
[0035]本發(fā)明特別在pc-LED型白光LED熒光粉層的制備過(guò)程中具有應(yīng)用價(jià)值，既可以應(yīng)用于已經(jīng)切割好的LED芯片(或LED芯片陣列)，也可以應(yīng)用與LED晶片切割之前(晶圓即Wafer規(guī)模上)，在LED芯片組(或者Wafer)表面形成熒光粉層圖案后，再進(jìn)行切割、封裝，具有很高的可重復(fù)操作性以及量產(chǎn)性能一致性。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為本發(fā)明的工藝流程結(jié)構(gòu)示意圖；其中圖1a為未涂層的LED芯片結(jié)構(gòu)示意圖，圖1b為涂覆有感光I父體的LED芯片不意圖，圖1c為對(duì)涂有感光I父體的芯片供干曝光后撒含有熒光粉顆粒的熒光粉層示意圖，圖1d為固定熒光粉層去除多余熒光粉得到確定涂層的熒光粉粉層示意圖。
[0037]其中，1:襯底，2:P區(qū)電極，3:N區(qū)電極，4:LED芯片，5:包含有感光劑的感光膠體，6:包含有熒光粉顆粒的熒光粉層，7:曝光后具有粘性的感光膠體，8:曝光固定熒光粉后的具有確定圖案的熒光粉涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0039]實(shí)施例1
[0040]稱量Ig 4—重氮苯甲醚氯化鋅復(fù)鹽和20mL去離子水混合，然后攪拌均勻形成感光體系；
[0041]將感光體系點(diǎn)膠在LED芯片出光正表面，然后在暗室中將涂有感光體系的LED芯片放入干燥箱里在40°C的溫度下干燥1min ；
[0042]調(diào)節(jié)恒流源的電流為350mA，將芯片正負(fù)極接在恒流源的電極上，接通電源，曝光時(shí)間為Ims?5min ；
[0043]在空氣濕度為60%的環(huán)境下，將含有熒光粉成分的顆粒曬在干燥了的涂有感光體系的LED芯片上，用吹風(fēng)吹去多余的熒光粉，并且回收熒光粉，得到確定圖案的熒光粉涂層。
[0044]將具有確定圖案的熒光粉涂層的LED芯片放入等離子體去膠設(shè)備中，采用氧等離子體轟擊的辦法去除感光膠中的有機(jī)成份。
[0045]實(shí)施例2