CN102451812B - 荧光粉涂布方法 - Google Patents

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Abstract

一种荧光粉涂布方法，包括如下步骤：1)提供具有发光二极管芯片的基板；2)在发光二极管芯片表面设置掺杂有荧光粉的介质层，该荧光粉可在介质层内移动，荧光粉带有电荷；3)对介质层施加电场，驱动介质层中的荧光粉聚集在发光二极管芯片表面而均匀覆盖发光二极管芯片。此方法可将荧光粉均匀分布在发光二极管芯片表面，从而避免偏色的现象发生。

Description

荧光粉涂布方法
技术领域
本发明涉及一种荧光粉涂布方法，特别是指一种发光二极管荧光粉涂布方法。
背景技术
发光二极管凭借其高光效、低能耗、无污染等优点，已被应用于越来越多的场合之中，大有取代传统光源的趋势。
发光二极管是通过采用电流激发其发光芯片的方式进行发光。由于单一的发光二极管芯片往往无法产生所需的颜色(特别是日常照明用的白色)，因此通常在发光二极管芯片上涂布荧光粉，凭借荧光粉的波长转换功能将发光二极管芯片的光色进行调整。目前常用的一种荧光粉涂布方法是采用喷涂的方式将荧光粉散布在发光二极管芯片表面，然而由于需要采用遮罩预先对发光二极管芯片周围进行遮挡以防止造成污染，因此在喷涂时会有相当部分的荧光粉附着在遮罩上，从而造成荧光粉的浪费。
业界还有业者采用另一种点胶的方式来涂布荧光粉，即在发光二极管芯片的表面通过工具点上掺杂有荧光粉的胶体。此种点胶的方式虽然可避免荧光粉的浪费，但由于荧光粉是杂乱分布于胶体内，不易均匀覆盖发光二极管芯片。故而此种方法容易导致发光二极管出现偏色，影响产品良率。
发明内容
因此，有必要提供一种能够均匀涂布荧光粉的方法。
一种荧光粉涂布方法，包括步骤：
1)提供具有发光二极管芯片的基板；
2)在发光二极管芯片上覆盖掺杂有荧光粉的介质层，荧光粉可在介质层内移动，荧光粉带有电荷；
3)对介质层施加电场，使介质层中带有电荷的荧光粉在电场的作用下移动到发光二极管芯片表面而均匀地覆盖发光二极管芯片。
此荧光粉涂布方法由于采用电场对带电的荧光粉进行作用，使其移动到发光二极管芯片表面。由此，荧光粉可均匀分布在发光二极管芯片表面，而不会杂乱地遍布于整个介质层内，从而避免由于分布不均而导致出现偏色的现象。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1示出了本发明第一实施例的荧光粉涂布方法的第一个步骤。
图2示出了本发明第一实施例的荧光粉涂布方法的第二个步骤。
图3示出了本发明第一实施例的荧光粉涂布方法的第三个步骤。
图4示出了本发明第一实施例的荧光粉涂布方法的第四个步骤。
图5示出了本发明第一实施例的荧光粉涂布方法的第五个步骤。
图6示出了本发明第二实施例的荧光粉涂布方法的第三个步骤。
图7示出了本发明第二实施例的荧光粉涂布方法的第四个步骤。
图8示出了本发明第二实施例的荧光粉涂布方法的第五个步骤。
主要元件符号说明
  基板  10
  发光二极管芯片  20
  介质层  30
  荧光粉  40
  正电模具  50
  凹槽  500
  正电荷  52
  负电模具  60
  负电荷  62
  电场  70
具体实施方式
请参阅图1-5，示出了本发明第一实施例的发光二极管芯片荧光粉涂布方法。
首先，如图1所示提供一具有发光二极管芯片20的基板10。该基板10可由导热性良好的材料所制成，比如金属或陶瓷，以便于发光二极管芯片20的散热。该发光二极管芯片20的材料可选自氮化镓、氮化铟镓、磷化镓等半导体发光材料，具体取决于实际的发光需求。优选地，本实施例中采用可发蓝光的半导体材料制造发光二极管芯片20，以最终输出理想的白光。
然后，如图2所示在发光二极管芯片20表面点上掺杂有荧光粉40的介质层30。该介质层30可采用透明的材质，如环氧树脂、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。该介质层30呈流体状，荧光粉40可在其内部移动。荧光粉40呈杂乱无序地分布在介质层30中，其粒径介于50nm～100μm之间。该荧光粉40可由硅酸盐化合物，钇铝石榴石、氮化物及氮氧化物等材料所制成，优选地，本实施例中采用掺杂有三价铯的钇铝石榴石(Y3Al5O12:Ce3+)制成，以在吸收发光二极管芯片20发出的蓝光之后激发出黄光，进而与剩余的蓝光混合形成白光。该荧光粉40在掺杂进介质层30之前预先经过处理而带有正电荷。具体地，是将荧光粉40浸泡在异丙醇及硝酸镁的溶液中，使硝酸镁中的镁离子附着在荧光粉40上而使其带上正电。然后再将荧光粉40从该溶液中分离，经过烘干后再掺入介质层30内。当然，荧光粉40也可采用其他方法带上正电或者负电，上面仅仅是列出了其中一种处理方法。
随后如图3所示，将一第一带电模具悬置于发光二极管芯片20上方，并将一第二带电模具置于基板10下方。本实施例中第一带电模具为带有正电的正电模具50，第二带电模具为带有负电的负电模具60。当然，也可以根据荧光粉40的不同带电情况将第一带电模具设为带负电，第二带电模具设为带负电。正电模具50呈平板状，其与发光二极管芯片20上的介质层30隔开一段距离。正电模具50在通电之后可在其底面布满正电荷52。该负电模具60也呈平板状，其贴置于基板10下方。基板10与负电模具60之间可夹设一绝缘层(图未示)，以避免电荷对基板10上的电路结构造成影响。负电模具60在通电之后仅在其中部区域产生负电荷62。正电模具50及负电模具60共同作用产生垂直于发光二极管芯片20表面的电场70，其方向与发光二极管芯片20的出光方向相反。带有正电的荧光粉40在电场70的作用下发生移动而聚集在发光二极管芯片20表面，从而均匀覆盖发光二极管芯片20。为确保荧光粉40能遍布整个发光二极管芯片20表面，本实施例中负电模具60的负电区域的面积要大于发光二极管芯片20的面积。
之后如图4所示，将正电模具50朝向负电模具60移动，使正电模具50抵接介质层30并对其进行按压，直至介质层30被压缩至一预定的厚度为止。如图4所示，在正电模具50的挤压下，介质层30的两端向外溢出并覆盖发光二极管芯片20的各个侧面。此外，由于介质层30有部分延伸至基板10表面，因此部分荧光粉40在电场的作用下将移动至基板10表面。
最后如图5所示，将正电模具50及负电模具60移除，然后通过加热、紫外线照射或其他方式使介质层30固化，使荧光粉40的位置固定。当然，也可以先固化介质层30然后再移除正电模具50及负电模具60，二者顺序并无影响。
通过施加电场70，带有正电的荧光粉40可被聚集在发光二极管芯片20表面，从而达到均匀覆盖发光二极管芯片20的目的。因此，发光二极管芯片20所发出的光线可被荧光粉40转换成为均匀的黄光，进而混合为白光，从而可基本避免现有技术中由于混光不均而造成的偏色现象。
此实施例中的荧光粉40仅分布在发光二极管芯片20的顶面及基板10表面，由于发光二极管芯片20除顶面外其他各侧面也有光线射出，因此上述实施例中发光二极管芯片20仍有部分光线未能充分地被荧光粉40所转换。
为改进上述问题，本发明还进一步提供另外一种荧光粉涂布方法，其与第一实施例的主要区别在于正电模具50及负电模具60的带电区域不同。
该另外一种荧光粉涂布方法的前两个步骤与前述实施例的第一及第二个步骤相同，此不赘述。
参见图6，本实施例的正电模具50为底面开设有凹槽500的板状结构，其正电荷52遍布于凹槽500的边缘。负电模具60的形状与前述实施例的负电模具60的形状相同，但其负电荷62仅集中在紧靠负电模具60中部的区域。该负电区域的面积要小于发光二极管芯片20的面积，由此当正电模具50及负电模具60通电之后，电场70将会朝向面积较小的负电区域收缩而呈现出上宽下窄的分布。
参见图7，当正电模具50朝向负电模具60移动时，其将挤压介质层30向两侧溢出而至覆盖住发光二极管芯片20的各个侧面。由于电场70呈收缩状，除被电场70驱动至分布于发光二极管芯片20顶面及基板10表面的部分荧光粉40外，还有部分荧光粉40将被电场70的横向分量驱动而附着于发光二极管芯片20的各个侧面。由此，发光二极管芯片20的所有发光面均覆盖有荧光粉40，从而进一步改善混光不均的问题。
并且，由于正电模具50凹槽500的挤压，在经过固化之后介质层30将如图8所示形成与凹槽500形状相同的规则矩形，从而更有利于后续的工艺流程。
可以理解地，该二实施例中的负电模具60还可被基板10所取代，即可直接在基板10上形成相应的负电区域，同样可达到相同的效果。

Claims (9)

1.一种荧光粉涂布方法，包括如下步骤：
1)提供具有发光二极管芯片的基板；
2)在发光二极管芯片表面设置掺杂有荧光粉的介质层，荧光粉可在介质层内移动，荧光粉带有电荷；
3)对介质层施加电场，驱动介质层中的荧光粉聚集在发光二极管芯片表面而均匀覆盖发光二极管芯片，其中电场是由设于发光二极管芯片上方的第一带电区域及设于发光二极管芯片下方的第二带电区域所产生的，该第二带电区域的极性与第一带电区域的极性相反，第一带电区域位于第一带电模具上，第一带电模组还朝向第二带电区域移动，挤压介质层使介质层沿发光二极管芯片侧面流动。
2.如权利要求1所述的荧光粉涂布方法，其特征在于：第一带电模具开设与发光二极管芯片相对的凹槽。
3.如权利要求1所述的荧光粉涂布方法，其特征在于：步骤3)中使用了第二带电模具，第二带电区域位于第二带电模具上。
4.如权利要求3所述的荧光粉涂布方法，其特征在于：第二带电模具通过绝缘层贴置于基板底面。
5.如权利要求1所述的荧光粉涂布方法，其特征在于：第二带电区域位于基板上。
6.如权利要求1至5任一项所述的荧光粉涂布方法，其特征在于：第二带电区域的面积小于发光二极管芯片的面积，电场自第一带电区域朝向第二带电区域收缩。
7.如权利要求1至5任一项所述的荧光粉涂布方法，其特征在于：第二带电区域的面积大于发光二极管芯片的面积，电场垂直于发光二极管芯片顶面。
8.如权利要求1所述的荧光粉涂布方法，其特征在于：步骤3)之后包括对介质层进行固化的过程。
9.如权利要求1至5任一项所述的荧光粉涂布方法，其特征在于：步骤2)中的荧光粉先浸泡在溶液中附着带电粒子，然后再掺杂于介质层内。
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