CN108767096A - 一种led灯荧光粉层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LED灯荧光粉层的制备方法，其包括如下步骤：S1、在LED芯片的外表面点涂荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述荧光粉胶水中的荧光粉沉积在所述LED芯片的外表面以形成荧光粉层，并在所述荧光粉层的外表面形成胶水封闭层；S2、对外表面形成有荧光粉层和胶水层的LED芯片进行固化处理。该荧光粉的层积工艺能够保证各色荧光粉在LED芯片上的均匀分布，有效的避免不同荧光粉混合相互吸收损耗的情况，提高荧光粉的转换效率，提高亮度。
Description
技术领域
本发明涉及LED的封装领域，尤其涉及一种LED灯荧光粉层的制备方法。
背景技术
随着LED在照明领域的不断推进，目前现有技术采用蓝色LED加荧光粉封装的方法已成为白光LED的主要技术路线。传统的白光灯珠的封装方法是根据需要得到的频谱、显色指数等指标，选择合适的红色、黄色或绿色荧光粉，混合不同的比例一起混合调配而成。荧光粉混合封装后，蓝色LED被黄色、绿色荧光粉激发后，其发射光谱与红色荧光粉重叠的部分会再次激发红色荧光粉，导致黄色、绿色荧光粉转换效率大大降低，LED灯珠亮度也随着降低。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种LED灯荧光粉层的制备方法，解决各色荧光粉在混合调配的过程中，由于红色荧光粉的激发而极大的降低其他颜色的荧光粉的转换效率的技术问题。
基于此，本发明提出了LED灯荧光粉层的制备方法，其包括LED芯片和至少一层荧光粉层，将所述荧光粉层沉积于所述LED芯片上的操作包括如下步骤：
S1、在LED芯片的外表面点涂荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述荧光粉胶水中的荧光粉沉积在所述LED芯片的外表面以形成荧光粉层，并在所述荧光粉层的外表面形成胶水封闭层；
S2、对外表面形成有荧光粉层和胶水层的LED芯片进行固化处理。
可选的，所述步骤S1包括以下步骤：
S11、在LED芯片的外表面点涂第一荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述第一荧光粉胶水中的第一荧光粉沉积在所述LED芯片的外表面以形成包裹所述LED芯片的外表面的第一荧光粉层，并在所述第一荧光粉层的外表面形成第一胶水封闭层。
可选的，所述第一荧光粉层为沉积在所述LED芯片的上表面以及侧面上。
可选的，所述步骤S1还包括以下步骤：
S12、在所述第一胶水封闭层的上表面点涂第二荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述第二荧光粉胶水中的第二荧光粉沉积在所述第一荧光粉层上形成第二荧光粉层。
可选的，在所述步骤S1之前还包括步骤S0：将荧光粉与胶水进行混合制成荧光粉胶水，并对所述荧光粉胶水进行脱泡处理。
可选的，所述胶水为AB胶。
可选的，所述步骤S2包括：对外表面形成有荧光粉层和胶水层的LED芯片进行烘烤，完成固化处理。
可选的，所述步骤S1中，在常温常压下对所述LED芯片进行离心处理。
可选的，所述步骤S1、所述步骤S11和所述步骤S12中，在离心机中对所述LED芯片进行离心处理。
可选的，所述第一荧光粉为红色荧光粉，所述第二荧光粉为黄色或者绿色荧光粉。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明的LED灯荧光粉层的制备方法包括如下步骤：S1、在LED芯片的外表面点涂荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述荧光粉胶水中的荧光粉沉积在所述LED芯片的外表面以形成荧光粉层，并在所述荧光粉层的外表面形成胶水封闭层；S2、对外表面形成有荧光粉层和胶水层的LED芯片进行固化处理。由此，本发明对LED芯片的表面涂覆荧光层的操作不同于传统的将荧光粉进行混合封装后再涂覆，而是借助采用离心处理的工艺，在离心力的作用下，在LED芯片的表面形成荧光粉层，且离心力能够使荧光粉胶水内的荧光粉逐渐沉入LED芯片的表面上，而胶水则在荧光粉的上方，实现分层的效果；离心处理能够提高在LED芯片的表面形成荧光粉层的均匀性，并提高整个工作的效率，保证荧光粉层积的质量。这种能够有效的避免不同荧光粉混合相互吸收损耗的情况，提高各种颜色的荧光粉的转换效率，从而显著提高LED灯的亮度。
附图说明
图1是本发明的实施例所述的未进行荧光粉层积、进行荧光粉层积以及配比优化后的荧光粉层积的LED灯珠的相对光强对比的折线图；
图2是本发明的实施例所述的LED芯片的结构示意图。
附图标记说明：
1、第一荧光粉层，2、第二荧光粉层，3、胶水，4、LED芯片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
参见图2，本优选实施例所述的荧光粉的层积工艺包括以下步骤：
S1、在LED芯片4的外表面点涂荧光粉胶水，并对该LED芯片4进行离心处理，使得所述荧光粉胶水中的荧光粉沉积在所述LED芯片4的外表面以形成荧光粉层，并在所述荧光粉层的外表面形成胶水封闭层；
具体地：
S11、在LED芯片4的外表面点涂第一荧光粉胶水，并对该LED芯片4进行离心处理，使得所述第一荧光粉胶水中的第一荧光粉沉积在所述LED芯片4的外表面以形成包裹所述LED芯片4的外表面的第一荧光粉层1，并在所述第一荧光粉层1的外表面形成第一胶水封闭层。
S12、在所述第一胶水封闭层的上表面点涂第二荧光粉胶水，并对该LED芯片4进行离心处理，使得所述第二荧光粉胶水中的第二荧光粉沉积在所述第一荧光粉层1上形成第二荧光粉层2。
S2、对完成步骤S1的所述LED芯片4进行固化处理。
基于以上结构，需要说明的是，LED芯片4上形成有至少一层荧光粉层，在本实施例中，以LED芯片4上荧光粉层的数量为两层为例，在对LED芯片4进行荧光粉的层积操作时，先在其上进行第一荧光粉胶水的涂设，离心处理时，在离心力的作用下，第一荧光粉向下沉积在LED芯片4的表面并均匀分布，第一荧光粉最后均位于第一荧光粉胶水的胶水3的底部，将第一荧光粉胶水点涂在LED芯片4的外表面上受离心力的作用下，第一荧光粉为沉积在LED芯片4的发光表面和四周上，对LED芯片4进行包裹，在实际工作中，位于LED芯片4的四周上的第一荧光粉层1能够起到辅助LED芯片4的上表面进行发光的工作，提高其工作亮度；再直接在第一荧光粉胶水上涂设第二荧光胶水3，同理，在离心力的作用下，第二荧光胶水3中的第二荧光粉逐渐下沉至第一荧光粉上，第二荧光粉均位于胶水3的底部，并且第二荧光粉的在第一荧光粉层1上形成第二荧光粉层2结构，而第一荧光粉胶水和第二荧光粉胶水中的胶水3均层积在第二荧光粉层2的上方，形成外封闭层，由此完成在LED芯片4上的荧光粉的层积。离心处理的离心力能够使得第一荧光粉和第二荧光粉在LED芯片4的表面均匀的层积，且沉积效率非常高，便于快速生产和制造；相互层积的第一荧光粉和第二荧光粉能够有效的避免不同荧光粉混合出现相互吸收消耗的情况，一定程度上提高各色荧光粉的转换效率，显著提高LED芯片4在工作中的亮度。在其他实施例中，荧光粉层的数量并不受本实施例的限制，当可按照实际的需要进行添加，只要在固化处理前继续直接在第二荧光粉胶水的表面点涂新的荧光粉胶水3即可。待完成对LED芯片4表面的荧光粉层的层积工作后，再对LED芯片4整体进行烘烤，使得LED芯片4上的胶水3得到固化，从而固定LED芯片4表面上的第一荧光粉和第二荧光粉，保证LED芯片4质量的可靠性。固化处理的操作方法可以是烘烤，也可以是其他固化操作方式。
其中，在将第一荧光粉胶水和第二荧光粉胶水分别点涂在LED芯片4的表面之前，先将第一荧光粉与胶水3进行混合制成第一荧光粉胶水，将第二荧光粉与胶水3进行混合制成第二荧光粉胶水，再对配置好的第一荧光粉胶水和第二荧光粉胶水进行脱泡处理，除去在将第一荧光粉和胶水3以及第二荧光粉和胶水3进行混合时产生的气泡，保证将二者点涂在LED芯片4的表面上时整体的平整性，避免气泡影响LED芯片4在工作时的亮度。与第一荧光粉和第二荧光粉相互混合配置所用到的胶水3为AB胶，AB胶为两液混合硬化胶的别称，一液是本胶，一液是硬化剂，两液想混才能硬化，是不需要靠温度来硬应熟成的，属于常温硬化胶的一种，使用时先将两液胶按照一定比例进行混合形成AB胶后，再进行涂覆，使用方便且粘接强度较高。本实施例中，AB胶的A胶与B胶之间的混合比例为1：10，但在其他实施例中，A胶与B胶之间的混合比例并不受本实施例的限制，当可按照实际的需要，选择合适的混合比例。LED芯片4的离心处理条件为常温常压，环境要求较低，生产和制造方便，且离心处理是在离心机中操作实现，过程简单，工作人员的劳动强度较低。
另外，第一荧光粉和胶水3、第二荧光粉和胶水3之间的配比值根据不同的情况各有不同，根据色温值的变化的LED灯珠的型号，需要达到需要的参数范围，当色温值为x开尔文，LED灯珠型号为yRa,第一荧光粉与胶水3之间的混合比例值为a：b，第二荧光粉与胶水3之间的混合比例值为c：d。在本实施例中，第一荧光粉为红色荧光粉，第二荧光粉为黄色或者绿色荧光粉，红色荧光粉大量的沉积于LED芯片4的表面，贴近LED芯片4的红色荧光粉的激发效果更好，当红色荧光粉的占比较多时，能够通过减少红色荧光粉的用量来达到亮肤的效果。相同的色温条件下，更低波段的红色荧光粉即能够激发达到原先光谱的位置，光电测试上荧光粉层积工艺LED灯珠表现为相比于常规的LED灯珠的亮度有所提升。具体试验数据如下：
参见图1为光电测试下的LED灯珠在未进行荧光粉层积、进行荧光粉层积以及荧光粉层积工艺配比优化后的三种情况下的相对光强的折线图，其中a折线为常规未进行荧光粉层积的LED灯珠的相对光强波动，b折线为进行了荧光粉层积后的LED灯珠的相对光强波动，c折线为对进行了荧光粉层积的LED灯珠进行工艺配比优化后的相对光强波动，根据该折线图对比折线a与折线c，调
整LED芯片4上相应的荧光粉层的波长，使得折线c的相对光强能够向折线a靠拢，从而提高LED芯片4的光通量φ(lm)。使用同款荧光粉、同一片LED2835半成品材料，分成三等分，记为Sample 1、Sample 2和Sample 3，Sample 1为常规未进行荧光粉层积的LED芯片4，Sample 2为进行荧光粉层积工艺的LED芯片4，Sample 3为进行荧光粉层积工艺配比优化后的LED芯片4，下表1为同机、同人、同时间下的光电测试LED芯片4的光通量φ(lm)、显示指数Ra和红色饱和度R9的数值变化统计。
根据图1对Sample 1、Sample 2和Sample 3三种状态下的LED芯片4的荧光粉的用量进行测量，结果如下表2所示：
表2
其中，MU-008为峰值波长为627±1nm的红色荧光粉，MU-010为峰值波长为619nm的红色荧光粉，MU-001为黄色/绿色荧光粉的用量，MN-003A/B为AB胶的A胶与B胶的混合比例，WP-60为相应的添加剂的用量。
由此表2结合表1和图1，得出的结论为：使用荧光粉层积工艺方案要比常规未进行荧光粉层积方案，显指高3.7个显指，将荧光粉层积配比方案优化，使用更低波段的红色荧光粉进行配比后，相当的色温和XY坐标位置，光通量φ(lm)高出6％个光通量φ(lm)。故而在对LED芯片4的表面涂设第一荧光粉胶水时，能够通过合理的选择红色荧光粉的波段，极大的降低其用量，从而节省原材料的消耗，节约成本。选择好合适的红色荧光粉后再依次进行后续的离心处理等操作。
实施例二
在本实施例中，选用的LED灯珠的规格为80RaLED灯珠，色温值限定为3000K，此时选择的第一荧光粉和第二荧光粉的用量与胶水3之间的混合比为：第一荧光粉、所述胶水3之间的混合比例值为0.204：2.2，所述第二荧光粉、所述胶水3之间的混合比例值为3：2.2。除此以外，本实施例中的荧光粉的层积工艺的其他要求均与实施例一中相一致，此处不再赘述。
本发明的LED灯荧光粉层的制备方法包括如下步骤：S1、在LED芯片的外表面点涂荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述荧光粉胶水中的荧光粉沉积在所述LED芯片的外表面以形成荧光粉层，并在所述荧光粉层的外表面形成胶水封闭层；由此，本发明对LED芯片的表面涂覆荧光层的操作不同于传统的将荧光粉进行混合封装后再涂覆，而是借助采用离心处理的工艺，在离心力的作用下，在LED芯片的表面形成依次层叠的荧光粉层，且离心力能够使第一荧光粉胶水内的荧光粉逐渐沉入LED芯片的表面上，而胶水则在第一荧光粉的上方，实现分层的效果；离心处理能够提高在LED芯片的表面形成荧光粉层的均匀性，并提高整个工作的效率，保证荧光粉层积的质量。这种荧光粉的层积工艺能够有效的避免不同荧光粉混合相互吸收损耗的情况，提高各种颜色的荧光粉的转换效率，从而显著提高LED灯的亮度。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在LED芯片的外表面点涂荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述荧光粉胶水中的荧光粉沉积在所述LED芯片的外表面以形成荧光粉层，并在所述荧光粉层的外表面形成胶水封闭层；
S2、对外表面形成有荧光粉层和胶水层的LED芯片进行固化处理。
2.根据权利要求1所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S11、在LED芯片的外表面点涂第一荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述第一荧光粉胶水中的第一荧光粉沉积在所述LED芯片的外表面以形成包裹所述LED芯片的外表面的第一荧光粉层，并在所述第一荧光粉层的外表面形成第一胶水封闭层。
3.根据权利要求2所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，所述第一荧光粉层为沉积在所述LED芯片的上表面以及侧面上。
4.根据权利要求2所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1还包括以下步骤：
S12、在所述第一胶水封闭层的上表面点涂第二荧光粉胶水，并对该LED芯片进行离心处理，使得所述第二荧光粉胶水中的第二荧光粉沉积在所述第一荧光粉层上形成第二荧光粉层。
5.根据权利要求1所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括步骤S0：将荧光粉与胶水进行混合制成荧光粉胶水，并对所述荧光粉胶水进行脱泡处理。
6.根据权利要求5所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，所述胶水为AB胶。
7.根据权利要求1所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：对外表面形成有荧光粉层和胶水层的LED芯片进行烘烤，完成固化处理。
8.根据权利要求1所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，在常温常压下对所述LED芯片进行离心处理。
9.根据权利要求4所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1、所述步骤S11和所述步骤S12中，在离心机中对所述LED芯片进行离心处理。
10.根据权利要求4所述的LED灯荧光粉层的制备方法，其特征在于，所述第一荧光粉为红色荧光粉，所述第二荧光粉为黄色或者绿色荧光粉。
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