CN103824924A - 一种白光led封装用基板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种白光LED封装用基板的制备方法，采用可见光透过率较好的硬质材料，并在该封装基板表面按公知的方法制备电极与荧光层，其特征在于利用透光性材料替代了现有LED封装的反射式基板，同时在透光性材料上制备有荧光层，应用该基板可实现将LED芯片包裹于荧光材料中。利用该基板进行LED封装，可有效提高LED芯片的光取出效率，同时可避免由LED芯片发出的光在透光基板材料内全反射而在材料横截面上形成的蓝光溢出，解决了应用透光性基板进行LED封装的光色一致性问题。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装领域，尤其涉及一种新型LED封装用基板的制备方法。
背景技术
LED作为一种新型光源，由于具有节能、环保、寿命长等特点已经被日益广泛地应用于照明领域。但LED芯片的发光是360度立体角，而目前的LED封装光源都为单面光源，这就意味着需要利用反射式的基板将由LED芯片背面以及侧面发出的光经基板反射后由正面射出。这将造成很大一部分光线由于多次的反射而被材料吸收，致使LED封装光源的整体光通量下降，从而限制了LED光源整体光效的提高，由于此限制，目前市场上已经有公司采用透明材料作为LED芯片的封装基板，LED芯片直接固定于透明基板上，并点上荧光胶，获得双面出光的封装光源，但是由于LED芯片背面与侧面的光直接进入透明基板中，并在透明基板中经过多次全反射形成光波导，并最终由透明基板的侧向截面射出。这样会使得LED封装光源的光色分布极不均匀，透明基板的正反两面为白光，斜侧面为黄光，而截面却有蓝光溢出。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的前述问题，而提供一种消除空间色差的白光LED封装用基板。采用可见光透过率较好的硬质材料，并在该材料表面按公知的方法制备电极与荧光层，所述透光性材料替代了现有LED封装的反射式基板，同时在透光性材料上制备有荧光层，应用该基板可实现将LED芯片包裹于荧光材料中，其制备步骤如下：
(1)选择透光性材料，透光性材料可以为玻璃、陶瓷、硬质透明有机聚合物或单晶。
(2)图案化电极制备，在透光性材料的表面采用丝网印刷或光刻结合真空镀膜技术制备图案化电极。
(3)图案化电极的固化，如果采用丝网印刷技术制备的电极，一般还需采用高温烘烤使印刷于透光性材料表面的图案化电极材料固化。
(4)荧光层制备，在制备有图案化电极的透光性材料的表面采用丝网印刷技术制备图案化的荧光层，或者在透光性材料的表面留有凹槽，将荧光材料填于凹槽内，而形成荧光层。
(5)荧光层固化，采用烘烤或烧结的方法，使荧光层固化。
所述透光性材料可以是玻璃、陶瓷、硬质透明有机聚合物或单晶。
所述利用丝网印刷技术制备的图案化电极的材料可以为银浆、银铜浆或锡膏等高温固化导电材料。
所述荧光层制备材料为混有普通LED商用荧光粉的透明高分子聚合物胶体，优选地可在胶体中继续掺入其他功能性粉体，并使粉体与聚合物胶体混合均匀。
所述荧光层所选用的普通LED商用荧光粉，可以是一种荧光粉或几种荧光粉混合而成，不同荧光粉间的配比依据由LED封装光源的色温与显色指数的不同要求而确定。
所述荧光层材料中，荧光粉与透明高分子聚合物胶体的质量比为10∶1至1∶10，优化地为5∶1至1∶3，最优化地为4∶1至1∶1。
所述优选地在荧光层中添加了功能性粉体，该功能性粉体可以为白色氧化物粉体，如：二氧化硅、氧化铝、氧化钇、氧化锆等；或为金属粉体，如：银、镍等。
所述功能性粉体与混有荧光粉的透明高分子聚合物胶体的质量比为10∶1至1∶50，优化地为5∶1至1∶10。
所述荧光层的厚度在20-100μm之间，优选地为30-50μm。
本发明在透光性硬质材料的表面制备荧光层，LED芯片直接固定于此荧光层上，可以既保证LED芯片的双面出光，同时又消除了该封装结构中由于透光材料全反射而引起的光源色差。
附图说明
图1长条形LED封装用基板结构示意图
图2长条形LED封装用基板正视图
图3圆形LED封装用基板结构示意图
图4圆形LED封装用基板正视图
具体实施方式
例1如图1与图2所示，选用硼酸盐玻璃为透光材料110，将硼酸盐玻璃切割为长宽分别为30mm与5mm的矩形，应用丝网印刷技术，以银浆为电极材料，印刷正负电极221与222。并将印刷完成的硼酸盐玻璃基板110放入高温炉中加热至800℃，保持10分钟使银浆固化。将固化好的硼酸盐玻璃110取出，并在印刷有正反电极221与222的硼酸盐玻璃基板110上利用丝网印刷技术印刷荧光层330。荧光层材料为普通LED封装用硅胶30g，绿色荧光粉25.3g，红色荧光粉4.7g，并在真空脱泡机中充分混合均匀。将印有荧光层330的硼酸盐玻璃基板110放入烤箱内，在150℃下烘烤2小时使硅胶固化，硅胶固化后荧光层的厚度为35μm。到此该LED基板制备完成。在该制备完成的LED基板上进行LED封装需要注意的是，LED芯片需要固定在荧光层330的中间位置，并完成整个公知的LED封装过程。
例2如图1与图2所示，选用蓝宝石沉底为透光材料110，将蓝宝石切割为长宽分别为30mm与5mm的矩形，应用丝网印刷技术，以银胶为电极材料，印刷正负电极221与222。并将印刷完成的蓝宝石基板110放入烤箱中加热至150℃，保持120分钟使银胶固化。将固化好的蓝宝石基板110取出，并在印刷有正反电极221与222的蓝宝石基板110上利用丝网印刷技术印刷荧光层330。荧光层材料为普通LED封装用硅胶20g，黄色荧光粉25g，并在真空脱泡机中充分混合均匀。将印有荧光层330的蓝宝石基板110放入烤箱内，在150℃下烘烤2小时使硅胶固化，硅胶固化后荧光层的厚度为50μm。到此该LED基板制备完成。
例3如图1与图2所示，选用透明YAG陶瓷为透光材料110，其制备方法与实施例1的步骤相同，固化后的荧光层厚度为30μm。
例4如图3与图4所示，选用钠钙玻璃为透光材料110，将钠钙玻璃切割为直径38mm的圆，以光刻技术为掩膜，利用磁控溅射技术在钠钙玻璃基板110上镀制银电极221与222。在镀制好银电极221与222的钠钙玻璃基板110上利用丝网印刷技术印刷荧光层330。荧光层材料为普通LED封装用硅胶50g，绿色荧光粉25.3g，红色荧光粉4.7g，二氧化硅粉末25g，并在真空脱泡机中充分混合均匀。将印有荧光层330的钠钙玻璃基板110放入烤箱内，在150℃下烘烤2小时使硅胶固化，硅胶固化后荧光层的厚度为45μm。到此该LED基板制备完成。
实施例5如图1与图2所示，选用YAG透明陶瓷为透光材料110，将YAG透明陶瓷切割为长宽分别为30mm与5mm的矩形，应用丝网印刷技术，以银浆为电极材料，印刷正负电极221与222。并将印刷完成的YAG透明陶瓷基板110放入高温炉中加热至800℃，保持10分钟使银浆固化。将固化好的YAG透明陶瓷基板110取出，并在印刷有正反电极221与222的蓝宝石基板110上利用丝网印刷技术印刷荧光层330。荧光层材料为普通LED封装用硅胶20g，黄色荧光粉25g，银粉1.5g并在真空脱泡机中充分混合均匀。将印有荧光层330的YAG透明陶瓷基板110放入烤箱内，在150℃下烘烤2小时使硅胶固化，硅胶固化后荧光层的厚度为40μm。到此该LED基板制备完成。
实施例6选用选用硼酸盐玻璃为透光材料110，将硼酸盐玻璃切割为长宽分别为30mm与5mm的矩形。同时在玻璃表面刻蚀出长、宽与深分别为20mm、3mm与60μm的凹槽。应用丝网印刷技术，以银浆为电极材料，印刷正负电极221与222。并将印刷完成的硼酸盐玻璃基板110放入高温炉中加热至800℃，保持10分钟使银浆固化。将固化好的硼酸盐玻璃110取出，并在印刷有正反电极221与222的硼酸盐玻璃基板110的凹槽处倒入荧光胶。荧光胶材料为普通LED封装用硅胶20g，黄色荧光粉25g，银粉1.5g与氧化铝粉末40g，并在真空脱泡机中充分混合均匀。将硼酸盐玻璃基板110放入烤箱内，在150℃下烘烤2小时使硅胶固化，到此该LED基板制备完成。
上述内容只是本发明的六个个具体实施例，而并非对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对上面的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍然属于本发明的技术内容和范围。
Claims (9)
1.一种白光LED封装用基板的制备方法，采用可见光透过率较好的硬质材料，并在该材料表面按公知的方法制备电极与荧光层，其特征在于利用透光性材料替代了现有LED封装的反射式基板，同时在透光性材料上制备有荧光层，应用该基板可实现将LED芯片包裹于荧光材料中，其制备步骤如下：
(1)选择透光性材料，透光性材料可以为玻璃、陶瓷、硬质透明有机聚合物或单晶。
(2)图案化电极制备，在透光性材料的表面采用丝网印刷或光刻结合真空镀膜技术制备图案化电极。
(3)图案化电极的固化，如果采用丝网印刷技术制备的电极，一般还需采用高温烘烤使印刷于透光性材料表面的图案化电极材料固化。
(4)荧光层制备，在制备有图案化电极的透光性材料的表面采用丝网印刷技术制备图案化的荧光层，或者在透光性材料的表面留有凹槽，将荧光材料填于凹槽内，而形成荧光层。
(5)荧光层固化，采用烘烤或烧结的方法，使荧光层固化。
2.根据权利要求1所述的一种白光LED封装用基板的制备方法，其特征在于：透光性材料可以是玻璃、陶瓷、硬质透明有机聚合物或单晶。
3.根据权利要求1所述的一种白光LED封装用基板的制备方法，其特征在于：利用丝网印刷技术制备的图案化电极的材料可以为银浆、银铜浆或锡膏等高温固化导电材料。
4.根据权利要求1所述的一种白光LED封装用基板的制备方法，其特征在于：荧光层制备材料为混有普通LED商用荧光粉的透明高分子聚合物胶体，优选地可在胶体中继续掺入其他功能性粉体，并使粉体与聚合物胶体混合均匀。
5.根据权利要求4所述的一种白光LED封装用基板的制备方法，其特征在于：荧光层所选用的普通LED商用荧光粉，可以是一种荧光粉或几种荧光粉混合而成，不同荧光粉间的配比依据由LED封装光源的色温与显色指数的不同要求而确定。
6.根据权利要求4与5所述的一种白光LED封装用基板的制备方法，其特征在于：荧光层材料中，荧光粉与透明高分子聚合物胶体的质量比为10∶1至1∶10，优化地为5∶1至1∶3，最优化地为4∶1至1∶1。
7.根据权利要求4所述的一种白光LED封装用基板的制备方法，其特征在于：优选地荧光层中添加了功能性粉体，该功能性粉体可以为白色氧化物粉体，如：二氧化硅、氧化铝、氧化钇、氧化锆等；或为金属粉体，如：银、镍等。
8.根据权利要求4、5、6与7所述的一种白光LED封装用基板的制备方法，其特征在于：功能性粉体与混有荧光粉的透明高分子聚合物胶体的质量比为5∶1至1∶100，优化地为2∶1至1∶30。
9.根据权利要求1、4、5、6、7与8所述的一种白光LED封装用基板的制备方法，其特征在于：荧光层的厚度在20-100μm之间，优选地为30-50μm。
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140528 |