CN114335292A - 一种高亮led灯珠及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本申请涉及LED灯的技术领域，具体公开了一种高亮LED灯珠及其制备方法与应用。一种高亮LED灯珠包括包括蓝光芯片、放置所述支架的芯片、封装所述芯片的封装胶，所述封装胶内混有蓝色荧光粉，蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的0.1%‑20%；所述蓝色荧光粉发射峰值波长为400‑500nm；其制备方法为：依次通过固晶、焊线、封胶、烘烤、分切制备LED灯珠。本申请的LED灯珠可以用于背光模组、照明模组、显示模组，具有蓝光亮度高的优点。

Description

一种高亮LED灯珠及其制备方法与应用

技术领域

本申请涉及LED灯的技术领域，更具体地说，它涉及一种高亮LED灯珠及其制备方法与应用。

背景技术

LED灯珠，既发光二极管，根据芯片类型来分，可以分为正装结构芯片灯珠、倒装结构芯片灯珠和垂直结构芯片灯珠，这三大类灯珠均可以制成蓝光灯珠、RGB灯珠、蓝绿灯珠、红蓝灯珠、红绿蓝白灯灯珠。

含蓝光LED灯珠既包含蓝光的灯珠，包括发蓝光芯片、支架，发蓝光芯片通过透明封装胶粘接在支架上。随着应用端对LED灯珠亮度要求越来越高，含蓝光灯珠的蓝光亮度需要进一步提升。

目前含蓝光灯珠提升蓝光亮度的方法主要是，通过对芯片进行优化来提升蓝光亮度。在现有技术中通过优化芯片对蓝光光效的提高已经达到一定的极限，申请人认为进一步提高蓝光LED灯珠光效是亟待解决的问题。

发明内容

为了提高蓝光LED灯珠的发光光效，本申请提供一种高亮LED灯珠及其制备方法与应用。

第一方面，本申请提供一种高亮LED灯珠，采用如下的技术方案：

一种高亮LED灯珠，包括蓝光芯片、放置所述支架的芯片、封装所述芯片的封装胶，所述封装胶内混有蓝色荧光粉，蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的0.1％-20％；

所述蓝色荧光粉发射峰值波长为400-500nm

通过采用上述技术方案，在蓝光LED的封装胶中掺加蓝色荧光粉，蓝色荧光粉与蓝色发光芯片配合，使得蓝色荧光粉的激发光谱有一部分落在蓝光芯片所发出的蓝光范围内，蓝光芯片发出的蓝光激发蓝色荧光粉发出蓝光，最终整个蓝光灯珠的亮度提升，制得的蓝光LED灯珠的亮度可以达到36.71lm，有效的提高了蓝光LED灯珠的光效。制得的蓝光LED灯珠的发光峰值的波长会发生轻微的波动，但是对灯光颜色等基本没有影响，本申请的LED灯珠在提高蓝光光效的同时，不会对蓝光LED灯珠的使用性能产生明显影响。

在实际的封装过程中，将封装胶重量的0.1％-20％中任一比例的蓝色荧光粉加入到封装胶内，即可达到提高蓝光亮度的同时不会给光谱带来明显影响的效果，既在封装过程中无需根据封装胶的用量对蓝色荧光粉的添加量进行调试来确定最佳添加量，本申请限定范围内任一比例的荧光粉即可，使得封装过程简单快捷。

优选的，所述蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的10％-15％。

通过采用上述技术方案，进一步优化封装胶中蓝色荧光粉中的添加比例，从而优化LED灯珠的发光性质。

优选的，其还包括白胶，白胶点涂在支架上杯状区域底部。

通过采用上述技术方案，白胶点涂在支架的杯状区域内，蓝光芯片也粘接在支架的杯状区域内，白胶与封装胶对蓝光进行不同的反射，提高对蓝光的反射效率，从而提高LED灯珠的蓝光亮度。

优选的，所述白胶中混有蓝色荧光粉，蓝色荧光粉的添加量为白胶重量的0.1％-20％。

通过采用上述技术方案，在白胶中添加蓝色荧光粉，蓝色荧光粉被蓝光激发发出蓝光，白胶中蓝色荧光粉被激发的蓝光、封装胶中蓝色荧光粉被激发的蓝光与蓝光芯片发射的蓝光叠加，提高LED灯珠的蓝光亮度。

优选的，所述白胶中混有蓝色荧光粉，蓝色荧光粉的添加量为白胶重量的5％-15％。

通过采用上述技术方案，进一步优化白胶中蓝色荧光粉中的添加比例，与封装胶中的蓝色荧光粉配合，进一步提高LED灯珠的发光性能。

优选的，所述蓝色荧光粉包括铝酸盐体系、磷酸盐体系、正硅酸盐体系、硼酸盐体系、氧化物基体系、氮化物体系中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，铝酸盐体系、磷酸盐体系、正硅酸盐体系、硼酸盐体系、氧化物基体系、氮化物体系中的一种或多种蓝色荧光粉与封装胶或白胶混合，均可以达到提升LED灯珠蓝光亮度的效果。

在一个具体的实施方式中，铝酸盐体系荧光粉可以为BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺、SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺、ZnAl₂O₄:Ce²⁺、CaAl₂O₄:Eu²⁺、SrAl₂O₄:Ce²⁺、Zn_1－xEu_xMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺型荧光粉中的任一一种或多种的混合荧光粉。

在一个具体的实施方式中，磷酸盐体系荧光粉可以为ABPO₄:Eu²⁺(A＝Li、Na、K、Rb，B＝Be、Mg、Ca、Sr、Ba)、AB₂(PO₄)₂:Eu²⁺(A＝Li、Na、K、Rb，B＝Be、Mg、Ca、Sr)；Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu^{2 +}、Na₃ZrMgP₃O₁₂:Eu²⁺、Zn₂[PO₄]F:Eu²⁺、CdSrP₂O₇:Eu²⁺、Ca_5－x(PO₄)₃Br:xEu²⁺(x＝0.01-0.10)、(Ba、Sr)₅(PO₄)₃Cl:Eu²⁺型荧光粉中的任一一种或多种的混合荧光粉。

在一个具体的实施方式中，正硅酸盐体系荧光粉可以为Sr_(1.992－x)Mg_xSiO₄:0.008Eu²⁺(x＝0、0.25、0.50、0.75)、Ca_2－xSr_xSiO₄:Ce²⁺、A₂BSi₂O₇(A＝Li、Na、K、Rb，B＝Be、Mg、Ca、Sr、Ba)、Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺、Ba₂Y₃[SiO₄]₃F:Ce²⁺、CaScAlSiO₆:Eu²⁺型荧光粉中的任一一种或多种的混合荧光粉。

在一个具体的实施方式中，硼酸盐体系荧光粉可以为Ba₂Lu₅B₅O₁₇:Ce²⁺、KBa_1－x(Mg/Zn)_xY_0.95(BO₃)₂:0.05Ce²⁺、K₁－yNa_yBaY_0.95(BO₃)₂:0.05Ce²⁺、SrB₂O₄:Eu²⁺、Ba₂Y₅B₅O₁₇:Ce³⁺、CaBi₂B₂O₇:Tm³⁺型荧光粉中的任一一种或多种的混合荧光粉。

在一个具体的实施方式中，氧化物体系荧光粉可以为Sr₂CeO₄、SrLu₂O₄:Ce³⁺、Zn₂GeO₄型荧光粉中的任一一种或多种的混合荧光粉。

第二方面，本申请提供一种高亮LED灯珠的制备方法，采用如下的技术方案：

一种高亮LED灯珠的制备方法，包括以下步骤：

固晶：通过固晶的方式将蓝光芯片粘接在支架上：

封胶：在支架所形成的杯状区域使用混有蓝色荧光粉的封装胶水进行填充；

烘烤：将封装胶烘烤固化：

分切：将连接在一起的片状支架切割成LED灯珠的独立小单元；

所述蓝光芯片为倒装结构蓝光芯片。

优选的，在固晶后封胶前进行焊线，将芯片上的焊盘和支架上的导电区域使用金属线进行焊接；所述蓝光芯片为为水平结构蓝光芯片、垂直结构蓝光芯片中的一种。

通过采用上述技术方案，依次经过固晶、封胶、烘烤、分切得到倒装结构芯片LED灯珠；依次经过固晶、焊线、封胶、烘烤、分切得到水平结构芯片LED灯珠，既本申请的方案适用于不同结构的LED灯珠。

优选的，在焊线后、封胶前进行白胶点涂，将混有蓝色荧光粉的白胶点涂在支架上杯状区域底部。

通过采用上述技术方案，白胶的用量小于封装胶，先进行白胶的点涂再进行封装胶的封装，保证白胶与芯片的接触，保证白胶以及白胶中的蓝色荧光粉可以更大程度的发挥作用；另外，本申请制备方法简单，对生产设备没有特殊的要求，适合大规模生产。

第三方面，本申请提供上述任一一种高亮LED灯珠在背光模组、照明模组、显示模组中的应用。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.本申请中采用在封装胶中添加蓝色荧光粉，制得的LED灯珠的平均光通量可以达到25.85-32.38Lm，有效提高LED灯珠的蓝光光效。

2.优选采用在进行封装胶封装前，在支架底部点涂白胶，并在白胶中添加蓝色荧光粉，制得的LED灯珠的平均光通量达到33.18-35.71Lm，进一步提升LED灯珠光效。

附图说明

图1a为本申请实施例1结构示意图，b为本申请实施例2结构示意图；

图2a为本申请实施例9结构示意图，b为本申请实施例10结构示意图；

图3a为实施例1光谱图，b为为本申请实施例2光谱图；

图4a为实施例3光谱图，b为为本申请实施例4光谱图；

图5a为实施例5光谱图，b为为本申请实施例6光谱图；

图6a为实施例7光谱图，b为为本申请实施例7光谱图；

图7a为实施例9光谱图，b为为本申请实施例10光谱图；

图8a为实施例11光谱图，b为为本申请实施例12光谱图；

图9a为实施例13光谱图，b为为本申请实施例14光谱图；

图10a为对比例1光谱图，b为为本申请对比例2光谱图；

图11a为本申请实施例1发光颜色照片示意图，b为本申请实施例8发光颜色照片示意图；

图12a为为本申请实施例9发光颜色照片示意图，b为本申请实施例13发光颜色照片示意图；

图13a为本申请对比例1发光颜色照片示意图，b为本申请对比例2发光颜色照片示意图。

附图标记说明：1、支架；2、蓝光芯片；3、封装胶；4、蓝色荧光粉；5、白胶；6、键合线。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1

参照图1a，一种高亮LED灯珠包括支架1、支架1中部为杯状结构，蓝光芯片2通过封装胶3封装在支架1的杯状结构内，封装胶3内掺有蓝色荧光粉4。

一种高亮LED灯珠，其制备方法为：

S1.固晶：通过固晶的方式将蓝光芯片2粘接在支架上1：

S2.封胶：在支架1所形成的杯状区域使用混有蓝色荧光粉4的封装胶3进行填充；蓝色荧光粉4的添加量为封装胶3重量的0.1％；蓝色荧光粉4为BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺型铝酸盐体系荧光粉；蓝色荧光粉4发射峰值波长为400nm；

S3.烘烤：将封装胶3烘烤固化：

S4.分切：将连接在一起的片状支架1切割成LED灯珠的独立小单元。

实施例2

参照图1b，一种高亮LED灯珠包括支架1、支架1中部为杯状结构，蓝光芯片2通过封装胶3封装在支架1的杯状结构内，蓝光芯片2与支架1之间焊接有键合线，封装胶3内掺有蓝色荧光粉4，蓝光芯片2与支架1之间设置有键合线6。

一种高亮LED灯珠，其制备方法为：

S1.固晶：通过固晶的方式将蓝光芯片2粘接在支架上1：

S2.焊线：将蓝光芯片2上的焊盘和支架1上的导电区域使用键合线6进行焊接；

S3.封胶：在支架1所形成的杯状区域使用混有蓝色荧光粉4的封装胶3进行填充；蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的10％；蓝色荧光粉为LiMgPO4:Eu2+型磷酸盐体系荧光粉；蓝色荧光粉发射峰值波长为450nm；

S4.烘烤：将封装胶3烘烤固化：

S5.分切：将连接在一起的片状支架1切割成LED灯珠的独立小单元。

实施例3

与实施例1不同的是，实施例3中蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的15％；蓝色荧光粉为Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺型正硅酸盐体系荧光粉；蓝色荧光粉发射峰值波长为450nm。

实施例4

与实施例1不同的是，实施例4中蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的20％；蓝色荧光粉为SrLu₂O₄:Ce³⁺型氧化物体系荧光粉；蓝色荧光粉发射峰值波长为500nm。

实施例5

与实施例3不同的是，实施例5中蓝色荧光粉为ZnAl₂O₄:Ce²⁺铝酸盐体系荧光粉与Na₃ZrMgP₃O₁₂:Eu²⁺磷酸盐体系荧光粉的混合物，两种荧光粉的重量比为1:1。

实施例6

与实施例3不同的是，实施例6中蓝色荧光粉为CaAl₂O₄:Eu²⁺铝酸盐体系荧光粉、LiCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺磷酸盐体系荧光粉、CaScAlSiO₆:Eu²⁺正硅酸盐体系荧光粉的混合物，三种荧光粉的重量比为1：1：1。

实施例7

与实施例3不同的是，实施例7中蓝色荧光粉为SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺铝酸盐体系荧光粉、(Ba、Sr)₅(PO₄)₃Cl:Eu²⁺磷酸盐体系荧光粉、Ba₂Y₃[SiO₄]₃F:Ce²⁺正硅酸盐体系荧光粉、Ba₂Lu₅B₅O₁₇:Ce²⁺硼酸盐体系荧光粉的混合物，四种荧光粉的重量比为1：1：1：1。

实施例8

与实施例3不同的是，实施例8中蓝色荧光粉为SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺铝酸盐体系荧光粉、(Ba、Sr)₅(PO₄)₃Cl:Eu²⁺磷酸盐体系荧光粉、Ba₂Y₃[SiO₄]₃F:Ce²⁺正硅酸盐体系荧光粉、Ba₂Lu₅B₅O₁₇:Ce²⁺硼酸盐体系荧光粉、SrLu₂O₄:Ce³⁺氧化物体系荧光粉的混合物，五种荧光粉的重量比为1：1：1：1：1。

实施例9

参照图2a，一种高亮LED灯珠包括支架1、支架1中部为杯状结构，蓝光芯片2通过封装胶3封装在支架1的杯状结构内，封装胶3内掺有蓝色荧光粉4，支架1的杯状结构底部还点涂有白胶5。

一种高亮LED灯珠，其制备方法为：

S1.固晶：通过固晶的方式将蓝光芯片2粘接在支架上1：

S2.点胶：将白胶5点涂在支架1的杯状结构的底部；

S3.封胶：在支架1所形成的杯状区域使用混有蓝色荧光粉4的封装胶3进行填充；蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的15％；蓝色荧光粉为Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺型正硅酸盐体系荧光粉；蓝色荧光粉发射峰值波长为450nm；

S4.烘烤：将封装胶3烘烤固化：

S5.分切：将连接在一起的片状支架1切割成LED灯珠的独立小单元。

实施例10

参照图2b，一种高亮LED灯珠包括支架1、支架1中部为杯状结构，蓝光芯片2通过封装胶3封装在支架1的杯状结构内，封装胶3内掺有蓝色荧光粉4，支架1的杯状结构底部还点涂有白胶5，蓝光芯片2与支架1之间设置有键合线6。

一种高亮LED灯珠，其制备方法为：

S1.固晶：通过固晶的方式将蓝光芯片2粘接在支架上1：

S2.焊线：将蓝光芯片2上的焊盘和支架1上的导电区域使用键合线6进行焊接；

S3.点胶：将白胶5点涂在支架1的杯状结构的底部，白胶中掺有蓝色荧光粉4，蓝色荧光粉4的添加量为白胶5重量的0.1％；

S4.封胶：在支架1所形成的杯状区域使用混有蓝色荧光粉4的封装胶3进行填充；蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的15％；蓝色荧光粉为Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺型正硅酸盐体系荧光粉；蓝色荧光粉发射峰值波长为450nm；

S5.烘烤：将封装胶3烘烤固化：

S6.分切：将连接在一起的片状支架1切割成LED灯珠的独立小单元。

实施例11

与实施例10不同的是，实施例11蓝色荧光粉的添加量为白胶重量的5％。

实施例12

与实施例10不同的是，实施例12蓝色荧光粉的添加量为白胶重量的15％。

实施例13

与实施例10不同的是，实施例13蓝色荧光粉的添加量为白胶重量的20％。

实施例14

与实施例12不同的是，实施例14中蓝色荧光粉4为BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺型铝酸盐体系荧光粉。

对比例

对比例1

与实施例1不同的是，对比例1中封装胶中不掺加蓝色荧光粉。

对比例2

与实施例1不同的是，对比例2中封装胶中蓝色荧光粉的添加量为封装胶重量的30％。

性能检测试验

检测方法/试验方法

按照CIE 127-2007中的方法对实施例1-14与对比例1-2中的LED灯珠的光通量进行检测，然后计算单位面积的光通量，即为平均光通量，检测结果见表1。

按照CIE 127-2007中的方法对实施例1-14与对比例1-2中国的LED灯珠光源进行光谱测试，检测结果见说明书附图图3-图10。

拍摄实施例1、实施例8、实施例9、实施例13中LED灯珠发光的照片。详见说明书附图图11-13。

表1性能检测结果

结合实施例1-14与对比例1-2，并结合表1与说明书附图图3-13可以看出，实施例1-14中制得的LED灯珠的平均光通量大于对比例1，对比例2中的平均光通量虽然也相对较高，但是对比例2中LED灯珠的发光峰值的波长发生一定的偏移，这说明本申请制得的LED灯珠在提升光效的同时，降低对LED灯珠光谱的影响，保证LED灯珠的使用性能。

结合实施例1-4与对比例1-2，并结合表1与说明书附图图3-10可以看出，在封装胶中加入蓝色荧光粉可以提升LED灯珠的平均光通量值，且随着蓝色荧光粉加入比例的增加，这种提升作用逐渐增强，但是当蓝色荧光粉的添加量超过封装胶的20％后，这种提成作用逐渐平缓，且对LED灯珠发光峰值的波长产生影响，这说明，在本申请限定的蓝色荧光粉添加比例的范围内制得的LED灯珠整体性能更优。

结合实施例3与实施例9，并结合表1可以看出，实施例9中LED灯珠的光效优于实施例3，这说明在用封装胶对蓝光芯片进行封装前，在支架底部点涂白胶，可以进一步提高LED灯珠的光效。

结合实施例9-14，并结合表1可以看出，实施例10-14中LED灯珠的光效优于实施例9，这说明在白胶中添加蓝色荧光粉可以进一步提升LED灯珠的光效。

结合说明书附图11-13可以看出，对实施例1、实施例8、实施例9、实施例13、对比例1、对比例2中LED灯珠的颜色没有明显的变化，这说明在封装胶以及白胶中添加蓝色荧光粉在提升蓝光光效的同时，不会对LED灯珠的发光颜色产生影响。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高亮LED灯珠，其特征在于：包括蓝光芯片(2)、放置所述蓝光芯片(2)的支架(1)、封装所述芯片的封装胶(3)，所述封装胶(3)内混有蓝色荧光粉(4)，蓝色荧光粉(4)的添加量为封装胶(3)重量的0.1%-20%；

所述蓝色荧光粉(4)发射峰值波长为400-500nm。

2.根据权利要求1所述的一种高亮LED灯珠，其特征在于：所述蓝色荧光粉(4)的添加量为封装胶(3)重量的10%-15%。

3.根据权利要求1所述的一种高亮LED灯珠，其特征在于：其还包括白胶(5)，白胶(5)点涂在支架(1)上杯状区域底部。

4.根据权利要求3所述的一种高亮LED灯珠，其特征在于：所述白胶(5)中混有蓝色荧光粉(4)，蓝色荧光粉(4)的添加量为白胶(5)重量的0.1%-20%。

5.根据权利要求4所述的一种高亮LED灯珠，其特征在于：所述白胶(5)中混有蓝色荧光粉(4)，蓝色荧光粉(4)的添加量为白胶(5)重量的5%-15%。

6.根据权利要求1或4所述的一种高亮LED灯珠，其特征在于：所述蓝色荧光粉(4)包括铝酸盐体系、磷酸盐体系、正硅酸盐体系、硼酸盐体系、氧化物基体系中的一种或多种。

7.一种权利要求1-2任一所述的高亮蓝光LED灯珠的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

固晶：通过固晶的方式将蓝光芯片(2)粘接在支架(1)上：

封胶：在支架(1)所形成的杯状区域使用混有蓝色荧光粉(4)的封装胶(3)水进行填充；

烘烤：将封装胶(3)烘烤固化：

分切：将连接在一起的片状支架(1)切割成LED灯珠的独立小单元；

所述蓝光芯片(2)为倒装结构蓝光芯片(2)。

8.根据权利要求7所述的一种高亮LED灯珠的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

在固晶后封胶前进行焊线，将芯片上的焊盘和支架(1)上的导电区域使用金属线进行焊接；所述蓝光芯片(2)为为水平结构蓝光芯片(2)、垂直结构蓝光芯片(2)中的一种。

9.根据权利要求7或8任一所述的一种高亮LED灯珠的制备方法，其特征在于：在封胶前进行白胶(5)点涂，将混有蓝色荧光粉(4)的白胶(5)点涂在支架(1)上杯状区域底部。

10.权利要求1-6任一所述的一种高亮LED灯珠在背光模组、照明模组、显示模组中的应用。

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