CN101882663A - Led荧光粉的喷涂方法及采用该方法喷涂的荧光粉层 - Google Patents

Abstract

本发明适用于发光二极管封装领域，提供了一种LED荧光粉的喷涂方法及采用该方法喷涂的荧光粉层。该方法包括下述步骤：均匀混合封装胶、荧光粉及稀释剂，获得适合喷涂粘度的混合溶液；通过开孔装置及喷雾装置将所述混合溶液进行雾化喷涂，所述开孔装置的开孔位置与待喷涂结构的位置对应；挥发所述稀释剂。本发明通过开孔装置控制喷涂位置和区域，通过喷雾方法获得了薄而均匀的荧光粉层，有效地提高了发光二极管的出光效率，并消除了由荧光粉分布不均导致的光斑现象。

Description

LED荧光粉的喷涂方法及采用该方法喷涂的荧光粉层

技术领域

本发明属于发光二极管封装领域，尤其涉及一种LED荧光粉的喷涂方法及采用该方法喷涂的荧光粉层。

背景技术

发光二极管以其高效、节能、环保、长寿命、易维护等显著优点，成为近年来最具发展前景的技术领域之一。目前，量产的白光发光二极管主要是通过440～470nm蓝光或者紫外发光二极管封装不同激发波段的荧光粉获得的，荧光粉一般有钇铝石榴石(YAG)、掺铽的钇铝石榴石(TAG)、硅酸盐及氮化物系列，获得白光的途径一般是将荧光粉添加到树脂或者硅胶中，然后将混合物涂覆或覆盖到发光二极管芯片表面或反射杯中，或光学结构中。然而，荧光粉层的厚度及荧光粉分布的均匀度直接影响了发光二极管的出光效率及光照效果，荧光粉的涂层越厚，出光效率越低，荧光粉分布不均匀，会出现光斑，影响发光二极管的光照效果。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种发光二极管荧光粉的喷涂方法，以提高发光二极管的发光效率，并消除由荧光粉分布不均导致的光斑现象。

本发明实施例是这样实现的，一种发光二极管荧光粉的喷涂方法，包括下述步骤：

均匀混合封装胶、荧光粉及稀释剂，获得适合喷涂粘度的混合溶液；

通过开孔装置及喷雾装置将所述混合溶液进行雾化喷涂，所述开孔装置的开孔位置与待喷涂结构的位置对应；

挥发所述稀释剂。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述荧光粉的喷涂方法喷涂的荧光粉层，荧光粉均匀分布于喷涂后的涂层中。

本发明实施例通过稀释方法获得较低粘度且分布均匀的封装胶、荧光粉及稀释剂的混合溶液，以利于喷涂作业，进而使荧光粉均匀分布于喷涂后的涂层中；通过开孔装置与喷雾装置配合工作，获得了薄而均匀的荧光粉层，解决了传统涂覆方法出光效率低的问题，并消除了由荧光粉分布不均导致的光斑现象。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的荧光粉喷涂方法的流程图；

图2是本发明第二实施例提供的荧光粉喷涂方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的荧光粉喷涂方法的装置图；

图4a、4b是采用现有荧光粉涂覆方法获得的封装结构剖面图；

图5a-5h是采用本发明实施例提供的荧光粉喷涂方法获得的荧光粉层的剖面图；

图6a、6b是本发明实施例采用的喷雾装置的剖面图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例将封装胶、荧光粉及稀释剂均匀混合，获得低粘度的混合溶液，以利于喷涂作业，通过喷雾装置结合开孔装置进行喷涂工作，获得了薄而均匀的荧光粉涂层，提高了发光二极管的出光效率，并消除了光斑现象。

本发明实施例提供了一种发光二极管荧光粉的喷涂方法，该方法包括下述步骤：

均匀混合封装胶、荧光粉及稀释剂，获得适合喷涂粘度的混合溶液；

通过开孔装置及喷雾装置将混合溶液进行雾化喷涂，开孔装置的开孔位置与待喷涂结构的位置对应；

挥发稀释剂。

本发明实施例还提供了一种采用上述荧光粉喷涂方法喷涂的荧光粉层，荧光粉均匀分布于喷涂后的涂层中。

本发明实施例通过稀释方法获得较低粘度且分布均匀的封装胶、荧光粉及稀释剂的混合溶液，以利于喷涂作业，进而使荧光粉均匀分布于喷涂后的涂层中；通过开孔装置与喷雾装置配合工作，获得了薄而均匀的荧光粉层，解决了传统涂覆方法出光效率低的问题，并消除了由荧光粉分布不均导致的光斑现象。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1和图3示出了本发明第一实施例提供的荧光粉喷涂方法的流程图及装置图，该装置中，发光二极管的结构被简化，仅示出待喷涂结构的相对位置，省略了基板、反射杯的结构，芯片的数量和位置，键合线，不同的光学透镜，不同的封装胶材等信息。

在步骤S101中，均匀混合封装胶、荧光粉及稀释剂，获得适合喷涂粘度的混合溶液；

在步骤S102中，通过开孔装置1及喷雾装置5将混合溶液进行雾化喷涂。

其中，开孔2的位置与待喷涂结构3的位置对应，用于控制喷涂位置和喷涂区域。

喷雾装置5将混合溶液雾化成液滴7，喷涂在待喷涂结构3上，移动喷雾装置5，使液滴7喷到不同的待喷涂结构中。

在喷涂过程中，通过调整喷雾装置5的气压、液压的大小可以控制雾化液滴7的大小和均匀度。液滴越小，涂层的均匀度越好，厚度也更容易控制。

通过调整喷头6的倾斜角度可以控制喷雾方向，进而控制待喷涂芯片表面和侧面的荧光粉分布比。

通过调整喷涂时间来控制荧光粉层的厚度。

在步骤S103中，挥发稀释剂。

该稀释剂通常为易挥发的有机溶剂，待喷涂工作结束后，将半成品置于空气中使其自然挥发。挥发后可以将其固化成型，获得荧光粉层。

其中，由于混合溶液中各成分的分布是均匀的，因此涂层中荧光粉的分布也是均匀的，进而消除了由荧光粉分布不均导致的光斑现象。

图4(图4a、4b)示出了采用现有荧光粉涂覆方法获得的封装结构剖面图，图5(图5a-5h)是采用本发明实施例提供的荧光粉雾化喷涂方法获得的封装结构剖面图，可以看出采用本发明实施例提供的方法可以获得相对较薄并且均匀的荧光粉层。

实施例二：

图2示出了本发明第二实施例提供的荧光粉喷涂方法的流程图，以下仅对与本发明实施例相关的部分做详细说明。

在本发明实施例中，可以在上述实施例一中的步骤S101(均匀混合封装胶、荧光粉及稀释剂)之前增加制作开孔装置1的步骤，即本发明实施例的步骤S201至S203与上述实施例一中的步骤S101至S103相同，仅在步骤S201之前增加步骤S200(制作开孔装置1)。但该步骤不限定为该雾化喷涂方法的第一步操作，只要在进行雾化喷涂工作之前进行即可。根据实际应用情况，将制作开孔装置步骤作为雾化喷涂方法的第一步操作较佳。

实施例三：

在本发明实施例中，根据实际应用情况，将开孔装置1的厚度设置为0.05～2mm。通过定位孔或边角定位或吸附等方法将该开孔装置1和待喷涂基板4的位置对应，开孔装置1可以贴紧待喷涂基板4，也可与该基板留有一定的距离。

实施例四：

在本发明实施例中，可通过下述方法获得封装胶、荧光粉及稀释剂的混合溶液：向封装胶中添加稀释剂，使之粘度降低至0.1～1000cps(1～100cps时效果更佳)，以利于喷涂作业，然后向稀释后的封装胶中加入荧光粉；也可以将稀释剂加入到封装胶和荧光粉的混合溶液中；也可以将封装胶、荧光粉及稀释剂同时混合。三者混合后，充分搅拌或摇晃该混合溶液，使各成分分布均匀，以使荧光粉均匀分布于后续喷涂的涂层中。搅拌混合溶液可以在离心搅拌设备或转子搅拌设备中进行。

实施例五：

图6(图6a、6b)示出了本发明实施例采用的喷雾装置的剖面图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

在本发明实施例中，气体由气腔9进入喷雾装置，用于喷涂的混合溶液置入液腔8内，雾化液滴7是由喷雾装置通过压缩空气和混合溶液摩擦的方式获得的，并沿着一定的角度落到开孔装置1上方，其中，开孔部分的液滴落到待喷涂结构3表面。移动喷雾装置使雾化液滴喷到不同的待喷涂结构表面。在喷涂过程中，通过调整喷雾装置的气压、液压的大小控制雾化液滴7的大小和均匀度，具体地，增加气压，降低液压可以让雾化的效果更明显，液滴更细，更加均匀，荧光粉层的厚度和均匀度自然也比较容易控制。为了得到较好的喷涂效果，将雾化液滴7的直径控制在200微米以下。

实施例六：

在本发明实施例中，待喷涂结束后，可采用加热的方式加快稀释剂的挥发。待稀释剂挥发完毕后，可通过加热或者紫外光固化的方式进行固化成型，得到所需荧光粉层。

其中，喷到开孔装置1上的混合溶液可在将其中的稀释剂挥发后回收利用。

实施例七：

在本发明实施例中，在均匀混合封装胶、荧光粉及稀释剂的过程中，还可以向混合溶液中加入一定量的分散剂和消泡剂，可以更好的溶解封装胶，并分散荧光粉。分散剂和消泡剂可以同时加入，也可以单独加入。

实施例八：

在本发明实施例中，稀释剂通常选择沸点较低的有机溶剂，喷涂后能很快的完全挥发，没有残留。另外，稀释剂对所用的封装胶要有很强的溶解或分散能力，并且不能和封装胶及荧光粉反应且吸水率比较低。当封装胶是硅胶或环氧树脂材料时，稀释剂优选二甲苯溶液，当然也可以选择其他符合上述条件的稀释剂，例如：异丙醇、正庚烷、甲苯等。

实施例九：

图5(图5a-5h)示出了采用上述实施例提供的荧光粉喷涂方法获得的荧光粉层的剖面图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

该荧光粉层可以紧贴LED芯片表面呈薄片状结构，也可以呈拱形结构，如图5a、5e、5f、5g。该荧光粉层也可以远离LED芯片表面，呈平面型或拱形的片状结构，如图5b、5c、5d、5h。该荧光粉层的厚度可以降低至4～30μm，荧光粉均匀分布于该涂层中。该结构有利于提高LED产品的发光效率，并避免光斑现象。

本发明实施例通过稀释方法获得较低粘度且分布均匀的封装胶、荧光粉及稀释剂的混合溶液，以便于喷涂作业，进而使荧光粉均匀分布于涂层中，向混合溶液中添加分散剂和消泡剂，可以使稀释效果更好。通过开孔装置可精确控制喷涂位置和区域。通过调整喷雾装置的气压、液压的大小控制液滴的大小和均匀度，通过调整喷头的倾斜角度控制喷雾方向，进而控制待喷涂芯片表面和侧面的荧光粉分布比，通过调整喷涂时间控制荧光粉层的厚度，进而实现了荧光粉的精密分布，解决了传统涂覆方法的出光效率低的问题，并消除了由荧光粉分布不均导致的光斑现象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种发光二极管荧光粉的喷涂方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

均匀混合封装胶、荧光粉及稀释剂，获得适合喷涂粘度的混合溶液；

通过开孔装置及喷雾装置将所述混合溶液进行雾化喷涂，所述开孔装置的开孔位置与待喷涂结构的位置对应；

挥发所述稀释剂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均匀混合封装胶、荧光粉及稀释剂的步骤具体为：

向所述封装胶中加入所述稀释剂和荧光粉；

通过搅拌或摇晃方式使所述封装胶、荧光粉及稀释剂混合均匀。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均匀混合封装胶、荧光粉

及稀释剂，获得适合喷涂粘度的混合溶液的步骤之后还包括下述步骤：

向所述封装胶、荧光粉及稀释剂的混合溶液中加入分散剂和消泡剂；

或者，向所述封装胶、荧光粉及稀释剂的混合溶液中加入分散剂或消泡剂。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挥发所述稀释剂的步骤之后还包括固化成型，形成荧光粉层的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在所述通过开孔装置及喷雾装置进行雾化喷涂之前，还包括制作开孔装置的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷雾装置喷出的液滴的大小和均匀度通过调整所述喷雾装置的气压、液压的大小进行控制。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述液滴的直径小于200μm。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷雾装置的喷涂方向通过调整所述喷雾装置的喷头的倾斜角度进行控制。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述荧光粉层的厚度通过调整喷涂时间进行控制。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开孔装置贴紧所述待喷涂结构所在的基板表面设置，或者与所述基板表面相互隔离设置。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合溶液的粘度为0.1～1000cps。

12.一种采用权利要求1所述的发光二极管荧光粉喷涂方法喷涂的荧光粉层，其特征在于，荧光粉均匀分布于喷涂后的涂层中。

13.如权利要求12所述的荧光粉层，其特征在于，所述荧光粉层的厚度为4-30μm。

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