CN207558789U - 一种全光谱白光微led芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种全光谱白光微LED芯片，涉及高品质照明技术领域。所述全光谱白光微LED芯片包括微LED阵列、粘接层和荧光粉薄膜，所述微LED阵列包括基体以及阵列在所述基体上的微LED芯片；所述粘接层覆盖在所述微LED芯片上；所述荧光粉薄膜包括荧光粉胶层和第一胶体层，相邻两个所述荧光粉胶层之间采用所述第一胶体层隔离；所述荧光粉薄膜覆盖在所述粘接层上，所述荧光粉胶层正对所述微LED芯片，所述第一胶体层正对所述微LED芯片之间的间隙。通过在微LED阵列表面涂覆荧光粉胶层，形成组合发光，具有尺寸小、发光面积小、二次配光设计简单、光品质高等优点。

Description

一种全光谱白光微LED芯片

技术领域

本实用新型涉及高品质照明技术领域，具体而言，涉及一种全光谱白光微LED芯片。

背景技术

半导体照明光源是一种绿色环保节能的新型高效光源。半导体照明光源正在取代荧光灯和白炽灯等成为第四代照明光源。常见的白光LED是通过蓝光LED芯片激发荧光粉后混合获得，其中荧光粉涂覆技术的好坏直接影响LED的发光性能，涂覆的荧光粉种类和厚度等都会影响LED的发光效率、色温、显色指数等。

目前，大功率LED一般采用点胶的涂覆方法，该方法所制备的荧光粉胶层的形状和厚度难以精确控制。喷涂、旋涂等涂覆方法只能满足大尺寸LED芯片的涂覆。对于小尺寸LED芯片(毫米级微LED芯片或微米级微LED芯片)涂覆荧光粉，仍然难以实现。

另一方面，人们的生活水平不断提高，对照明的要求也越来越高，仅仅高显色指数的白光已经不能满足人们生活多样化的需求。全光谱白光LED具有较高的照明质量。现有全光谱白光LED主要通过多荧光粉混合、多LED灯珠混合、智能调光控制等方式实现，但这些方法存在混合光源发光面积大、二次配光设计困难、调光控制复杂等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种全光谱白光微LED芯片，其发光面积小、二次配光设计简单、色温可控以及光谱可调。

本实用新型提供的第一种技术方案：

一种全光谱白光微LED芯片的荧光粉涂覆方法，包括：

S1：在水平转盘上旋涂荧光粉胶层；

S2：在荧光粉胶层上依次旋涂第一胶体层和荧光粉胶层，如此循环，形成荧光粉胶叠加层，其中，荧光粉胶层的厚度等于微LED芯片的宽度，第一胶体层的厚度等于微LED芯片之间的间距；

S3：沿竖直方向垂直切割荧光粉胶叠加层，形成竖直片状的荧光粉薄膜，荧光粉薄膜包括层叠设置的第一胶体层和荧光粉胶层；

S4：将荧光粉薄膜旋转90°至水平放置；

S5：将荧光粉薄膜覆盖到微LED阵列的粘接层上，荧光粉胶层正对微LED芯片，第一胶体层正对微LED芯片之间的间隙。

进一步地，在S5中，微LED阵列包括多个条形的微LED芯片，多个条形的微LED芯片间隔平行排布；

在S3中，荧光粉薄膜中的第一胶体层和荧光粉胶层均为条形；第一胶体层、微荧光粉胶层以及LED芯片三者的长度相等。

进一步地，在S4与S5之间，还包括：

S41：将多个荧光粉薄膜拼接成一个薄膜整体，其中，相邻两个荧光粉薄膜之间采用第二胶体层粘接，薄膜整体中的荧光粉胶层为方形、且呈矩阵形式排布；

在S5中，微LED阵列包括多个方形的微LED芯片，多个方形的微LED芯片呈矩阵形式排布；荧光粉胶层的边长等于微LED芯片的边长。

进一步地，在S41与S5之间，还包括：

S42：将至少两个薄膜整体层叠设置，其中，相邻两个薄膜整体之间采用第三胶体层粘接，相邻两个薄膜整体中的荧光粉胶层相互正对。

进一步地，在S1之前，还包括：

S01：将单色荧光粉与硅胶混合均匀，并抽真空排除气泡，获得荧光粉胶。

进一步地，，在S1之前，还包括：

S02：在水平转盘上旋涂脱膜剂。

本实用新型提供的第二种技术方案：

一种全光谱白光微LED芯片包括：

微LED阵列，所述微LED阵列包括基体以及阵列在所述基体上的微LED芯片；

粘接层，所述粘接层覆盖在所述微LED芯片上；

荧光粉薄膜，所述荧光粉薄膜包括荧光粉胶层和第一胶体层，相邻两个所述荧光粉胶层之间采用所述第一胶体层隔离；所述荧光粉薄膜覆盖在所述粘接层上，所述荧光粉胶层正对所述微LED芯片，所述第一胶体层正对所述微LED芯片之间的间隙。

进一步地，所述微LED芯片为条形，多个所述微LED芯片间隔平行排布，所述第一胶体层和所述荧光粉胶层均为条形，所述微LED芯片、所述第一胶体层以及所述荧光粉胶层三者的长度相等。

进一步地，多个所述荧光粉薄膜拼接成一个薄膜整体，相邻两个所述荧光粉薄膜之间采用第二胶体层粘接，所述薄膜整体中的所述荧光粉胶层为方形、且呈矩阵形式排布；

所述微LED芯片为方形，多个所述微LED芯片呈矩阵形式排布，所述薄膜整体中的所述荧光粉胶层的边长等于所述微LED芯片的边长。

进一步地，至少两个所述薄膜整体层叠设置，相邻两个所述薄膜整体之间采用第三胶体层粘接，相邻两个所述薄膜整体中的所述荧光粉胶层相互正对。

本实用新型提供的全光谱白光微LED芯片的荧光粉涂覆方法的有益效果是：能够适用于涂覆微LED芯片(毫米级LED芯片或微米级LED芯片)涂覆荧光粉，形成全光谱白光微LED芯片，制备过程简单、制备效率高。

本实用新型提供的全光谱白光微LED芯片的有益效果是：通过在微LED阵列表面涂覆荧光粉胶层，形成组合发光，具有尺寸小、发光面积小、二次配光设计简单、光品质高等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例中旋涂荧光粉胶层的示意图。

图2为本实用新型第一实施例中形成荧光粉胶叠加层的示意图。

图3为本实用新型第一实施例中形成荧光粉薄膜的示意图。

图4为本实用新型第一实施例中覆盖荧光粉薄膜的示意图。

图5为本实用新型第一实施例中微LED阵列的结构示意图。

图6为本实用新型第一实施例中全光谱白光微LED芯片的结构示意图。

图7为本实用新型第二实施例中形成薄膜整体的示意图。

图8为本实用新型第二实施例中微LED阵列的结构示意图。

图9为本实用新型第三实施例中薄膜整体层叠设置的示意图。

图10为本实用新型第三实施例中全光谱白光微LED芯片的结构示意图。

图标：1－全光谱白光微LED芯片；2-水平转盘；3-荧光粉胶层；4-第一胶体层；5-荧光粉胶叠加层；6-荧光粉薄膜；7－薄膜整体；8－微LED芯片；9－粘接层；10－第二胶体层；11－第三胶体层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

本实施例提供一种全光谱白光微LED芯片的荧光粉涂覆方法，方法包括以下步骤：

S01：将单色荧光粉与硅胶混合均匀，并抽真空排除气泡，获得荧光粉胶。

具体的，选取多种不同发射波长的单色荧光粉，将单色荧光粉分别与硅胶混合，搅拌均匀，并抽真空排除气泡，获得不同的荧光粉胶。不同发射波长的荧光粉包括黄色荧光粉YAG:Ce、橙色荧光粉(Sr,Ba)3SiO5:Eu、黄绿色荧光粉(Y,Lu)3Al5O12:Ce或红色荧光粉Sr2Si5N8:Eu中的一种或者几种的组合。

S02：在水平转盘2上旋涂脱膜剂。

具体的，脱膜剂的厚度为20微米至500微米。S01与S02的先后顺序不做限定，可以不分先后，也可以同时进行。

S1：在水平转盘2上旋涂荧光粉胶层3。

具体的，请参阅图1，采用分步旋涂的方法，控制水平转盘2转速，采用S01中的荧光粉胶制备荧光粉胶层3，并加热固化后降温。其中，荧光粉胶层3的厚度等于微LED芯片8的宽度，这里，荧光粉胶层3的厚度为50微米至300微米。

S2：在荧光粉胶层3上依次旋涂第一胶体层4和荧光粉胶层3，如此循环，形成荧光粉胶叠加层5，其中，荧光粉胶层3的厚度等于微LED芯片8的宽度，第一胶体层4的厚度等于微LED芯片8之间的间距。

具体的，请参阅图2，在荧光粉胶层3上循环依次涂覆第一胶体层4和荧光粉胶层3。第一胶体层4可以采用硅胶或其他胶体材料制成。本实施例中，第一胶体层4采用硅胶制成。第一胶体层4的厚度范围10微米至50微米。

荧光粉胶叠加层5可以包括2至10层荧光粉胶层3，本实施例中，荧光粉胶叠加层5包括三层荧光粉胶层3。

S3：沿竖直方向垂直切割荧光粉胶叠加层5，形成竖直片状的荧光粉薄膜6，荧光粉薄膜6包括层叠设置的第一胶体层4和荧光粉胶层3。

具体的，请参阅图3，竖直片状的荧光粉薄膜6的宽度为50微米至300微米，这里的宽度也是指相邻两个切割位置之间的间隔，或者切割位置与荧光粉胶叠加层5的边缘之间的距离。荧光粉薄膜6中的第一胶体层4和荧光粉胶层3均为条形。第一胶体层4、微荧光粉胶层3以及微LED芯片8三者的长度相等。

重复S1至S3，能够制成多种荧光粉薄膜6，各种荧光粉薄膜6中的荧光粉胶层3的层叠顺序可以不同，从而满足不同微LED阵列的发光要求。

本实施例中，竖直片状的荧光粉薄膜6只需要一个，用于在微LED阵列上形成一层荧光粉胶层3。

S4：将荧光粉薄膜6旋转90°至水平放置。

具体的，竖直片状的荧光粉薄膜6可以是顺时针或逆时针方向的旋转。

S5：将荧光粉薄膜6覆盖到微LED阵列的粘接层9上，荧光粉胶层3正对微LED芯片8，第一胶体层4正对微LED芯片8之间的间隙。

具体的，请参阅图4至图6，微LED阵列包括多个条形的微LED芯片8，多个条形的微LED芯片8间隔平行排布。荧光粉胶层3与微LED芯片8尺寸一致。第一胶体层4与微LED芯片8之间的间隙尺寸一致。

本实施例提供的全光谱白光微LED芯片的荧光粉涂覆方法，能够适用于涂覆微LED芯片8(毫米级LED芯片或微米级LED芯片)涂覆荧光粉，形成全光谱白光微LED芯片1，制备过程简单、制备效率高。

请参阅图4，本实施例还提供采用上述方法制成的全光谱白光微LED芯片1，全光谱白光微LED芯片1包括微LED阵列、粘接层9和荧光粉薄膜6。

微LED阵列包括基体以及阵列在基体上的微LED芯片8。微LED芯片8为条形，多个微LED芯片8间隔平行排布。微LED芯片8的宽度范围为50μm至300μm，微LED芯片8的长度范围为250μm至1500μm，相邻两个微LED芯片8之间的间距范围为10μm至50μm。

粘接层9覆盖在微LED芯片8上。粘接层9采用硅胶制成。荧光粉薄膜6的厚度范围为50微米至300微米。荧光粉薄膜6包括荧光粉胶层3和第一胶体层4，第一胶体层4和荧光粉胶层3均为条形，相邻两个荧光粉胶层3之间采用第一胶体层4隔离。

荧光粉薄膜6覆盖在粘接层9上，荧光粉胶层3正对微LED芯片8，荧光粉胶层3与微LED芯片8尺寸一致。第一胶体层4正对微LED芯片8之间的间隙，第一胶体层4与微LED芯片8之间的间隙尺寸一致。微LED芯片8、第一胶体层4以及荧光粉胶层3三者的长度相等。

本实施例提供的全光谱白光微LED芯片1，通过在微LED阵列表面涂覆荧光粉胶层3，形成组合发光，具有尺寸小、发光面积小、二次配光设计简单、光品质高等优点。此外，将微LED芯片8按照不同的组合方式点亮，可选择性激发对应的荧光粉，实现不同的全光谱白光输出，进而实现色温可调、光谱可调的功能。

第二实施例

本实施例提供一种全光谱白光微LED芯片的荧光粉涂覆方法，方法与第一实施例提供的方法相近，不同之处在于，第一实施例的方法应用于涂覆间隔平行排布的条形微LED芯片，本实施例的方法应用于涂覆呈矩阵形式排布的方形微LED芯片。

该方法包括以下步骤：

S01：将单色荧光粉与硅胶混合均匀，并抽真空排除气泡，获得荧光粉胶。

S02：在水平转盘2上旋涂脱膜剂。

S1：在水平转盘2上旋涂荧光粉胶层3。

S2：在荧光粉胶层3上依次旋涂第一胶体层4和荧光粉胶层3，如此循环，形成荧光粉胶叠加层5，其中，荧光粉胶层3的厚度等于微LED芯片8的宽度，第一胶体层4的厚度等于微LED芯片8之间的间距。

S3：沿竖直方向垂直切割荧光粉胶叠加层5，形成竖直片状的荧光粉薄膜6，荧光粉薄膜6包括层叠设置的第一胶体层4和荧光粉胶层3。

具体的，荧光粉薄膜6中的第一胶体层4为方形。第一胶体层4与微LED芯片8的尺寸一致。

S4：将荧光粉薄膜6旋转90°至水平放置。

S41：请参阅图7，将多个荧光粉薄膜6拼接成一个薄膜整体7，其中，相邻两个荧光粉薄膜6之间采用第二胶体层10粘接，薄膜整体7中的荧光粉胶层3为方形、且呈矩阵形式排布。

具体的，第二胶体层10可以采用硅胶或其他胶体材料制成。本实施例中，第一胶体层4采用硅胶制成。

S5：将薄膜整体7覆盖到微LED阵列的粘接层9上，荧光粉胶层3正对微LED芯片8，第一胶体层4正对微LED芯片8之间的间隙。

具体的，请参阅图8，微LED阵列包括多个方形的微LED芯片8，多个方形的微LED芯片8呈矩阵形式排布。荧光粉胶层3的边长等于微LED芯片8的边长。第一胶体层4与微LED芯片8之间的间隙尺寸一致。

本实施例还提供采用上述方法制成的全光谱白光微LED芯片1，全光谱白光微LED芯片1包括微LED阵列、粘接层9和荧光粉薄膜6。

微LED阵列包括基体以及阵列在基体上的微LED芯片8。多个微LED芯片8呈矩阵形式排布在基板上。微LED芯片8的边长范围为50μm至300μm，相邻两个微LED芯片8之间的间距范围为10μm至50μm。

粘接层9覆盖在微LED芯片8上。粘接层9采用硅胶制成。荧光粉薄膜6的厚度范围为50微米至300微米。荧光粉薄膜6包括荧光粉胶层3和第一胶体层4，第一胶体层4和荧光粉胶层3均为条形，相邻两个荧光粉胶层3之间采用第一胶体层4隔离。

荧光粉薄膜6覆盖在粘接层9上，荧光粉胶层3正对微LED芯片8，荧光粉胶层3与微LED芯片8尺寸一致。第一胶体层4正对微LED芯片8之间的间隙，第一胶体层4与微LED芯片8之间的间隙尺寸一致。

第三实施例

本实施例提供一种全光谱白光微LED芯片的荧光粉涂覆方法，方法与第二实施例提供的方法相近，不同之处在于，第二实施例中在微LED芯片8上只涂覆了一层薄膜整体7，本实施例中微LED芯片8上只涂覆了多层薄膜整体7。

S01：将单色荧光粉与硅胶混合均匀，并抽真空排除气泡，获得荧光粉胶。

S02：在水平转盘2上旋涂脱膜剂。

S1：在水平转盘2上旋涂荧光粉胶层3。

S2：在荧光粉胶层3上依次旋涂第一胶体层4和荧光粉胶层3，如此循环，形成荧光粉胶叠加层5，其中，荧光粉胶层3的厚度等于微LED芯片8的宽度，第一胶体层4的厚度等于微LED芯片8之间的间距。

S3：沿竖直方向垂直切割荧光粉胶叠加层5，形成竖直片状的荧光粉薄膜6，荧光粉薄膜6包括层叠设置的第一胶体层4和荧光粉胶层3。

S4：将荧光粉薄膜6旋转90°至水平放置。

S41：将多个荧光粉薄膜6拼接成一个薄膜整体7，其中，相邻两个荧光粉薄膜6之间采用第二胶体层10粘接，薄膜整体7中的荧光粉胶层3为方形、且呈矩阵形式排布。

S42：请参阅图9，将至少两个薄膜整体7层叠设置，其中，相邻两个薄膜整体7之间采用第三胶体层11粘接，相邻两个薄膜整体7中的荧光粉胶层3相互正对。

具体的，第三胶体层11可以采用硅胶或其他胶体材料制成。本实施例中，第一胶体层4采用硅胶制成。本实施例中，两个薄膜整体7层叠设置。

S5：请参阅图10，将薄膜整体7覆盖到微LED阵列的粘接层9上，荧光粉胶层3正对微LED芯片8，第一胶体层4正对微LED芯片8之间的间隙。

请参阅图10，本实施例还提供采用上述方法制成的全光谱白光微LED芯片1，该全光谱白光微LED芯片1与第二实施例中的全光谱白光微LED芯片1结构相近，不同之处在于，本实施例中，在微LED阵列的粘接层9上设置有两层薄膜整体7，两层薄膜整体7之间设置有第三胶体层11。

在其他实施例中，也可以在第一实施例提供全光谱白光微LED芯片1及其荧光粉涂覆方法的基础上，设置至少两个荧光粉薄膜6层叠设置。

以上实施例提供的全光谱白光微LED芯片的荧光粉涂覆方法，能够适用于涂覆微LED芯片8(毫米级LED芯片或微米级LED芯片)涂覆荧光粉，形成全光谱白光微LED芯片1，制备过程简单、制备效率高。

以上实施例提供的全光谱白光微LED芯片1通过在微LED阵列表面涂覆荧光粉胶层3，形成组合发光，具有尺寸小、发光面积小、二次配光设计简单、光品质高等优点。此外，将微LED芯片8按照不同的组合方式点亮，可选择性激发对应的荧光粉，实现不同的全光谱白光输出，进而实现色温可调、光谱可调的功能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全光谱白光微LED芯片，其特征在于，所述全光谱白光微LED芯片包括：

微LED阵列，所述微LED阵列包括基体以及阵列在所述基体上的微LED芯片；

粘接层，所述粘接层覆盖在所述微LED芯片上；

荧光粉薄膜，所述荧光粉薄膜包括荧光粉胶层和第一胶体层，相邻两个所述荧光粉胶层之间采用所述第一胶体层隔离；所述荧光粉薄膜覆盖在所述粘接层上，所述荧光粉胶层正对所述微LED芯片，所述第一胶体层正对所述微LED芯片之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，所述微LED芯片为条形，多个所述微LED芯片间隔平行排布，所述第一胶体层和所述荧光粉胶层均为条形，所述微LED芯片、所述第一胶体层以及所述荧光粉胶层三者的长度相等。

3.根据权利要求1所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，多个所述荧光粉薄膜拼接成一个薄膜整体，相邻两个所述荧光粉薄膜之间采用第二胶体层粘接，所述薄膜整体中的所述荧光粉胶层为方形、且呈矩阵形式排布；

所述微LED芯片为方形，多个所述微LED芯片呈矩阵形式排布，所述薄膜整体中的所述荧光粉胶层的边长等于所述微LED芯片的边长。

4.根据权利要求3所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，至少两个所述薄膜整体层叠设置，相邻两个所述薄膜整体之间采用第三胶体层粘接，相邻两个所述薄膜整体中的所述荧光粉胶层相互正对。

5.根据权利要求1所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，所述荧光粉胶层的厚度为50微米至300微米。

6.根据权利要求1所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，所述第一胶体层采用硅胶制成。

7.根据权利要求2所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，所述微LED芯片的宽度范围为50μm至300μm。

8.根据权利要求7所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，所述微LED芯片的长度范围为250μm至1500μm。

9.根据权利要求8所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，相邻两个所述微LED芯片之间的间距范围为10μm至50μm。

10.根据权利要求3所述的全光谱白光微LED芯片，其特征在于，所述微LED芯片的边长范围为50μm至300μm。