薄膜荧光粉层可通过改进的沉积方法形成，所述方法包括：（１）形成大致均匀分布在基片表面上的荧光粉层；和（２）形成聚合物粘合剂层以填充松散堆积的荧光粉颗粒之间的缝隙，因而形成大致连续的薄膜层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及发光装置，并且更具体地说，涉及用于形成靠近半导体发光装置的薄膜荧光粉层的薄膜荧光粉沉积方法。
技术介绍
固态光穿过发光二极管(简称SSL-LED)涉及产生用于照明的白光的固态、无机半导体发光二极管的使用。如同取代测算用真空管的无机半导体晶体管，SSL-LED是有可能取代用于传统白炽灯或荧光灯的真空管或充气管的突破性技术。SSL-LED相比于常规光源的优点包括⑴效率更高和联合节能；⑵颜色呈现更好；⑶形状因子小；⑷坚固性；(5) 使用寿命更长和维修费用低；(6)环境友好；和(7)制造费用低。传统LED通常产生具有狭窄发射光谱的单色光，并且因此通常缺乏用于提供照明用白色光的宽发射光谱。为了从LED中产生白光，由LED中的辐射复合导致的窄带发射转换成宽带白光光谱。这样的宽带白光光谱能够通过三种常用的方法产生。第一种方法是波长转换方法，通过使用紫外线(“UV”)LED刺激在下转换波长发出可见光的多色荧光。第二种方法通过联合多个LED的混合颜色方法，其中每一个LED产生不同颜色的光。第三种方法使用上述两种方法的混合。目前商用白色LED的产生主要是基于这种混合方法。特别地，从蓝色的InGaN型LED发出的初级光与从浅黄色的YAG: Ce3+型无机荧光粉发出的下转换二级光混合。部分传输的蓝光和重新发出的黄光的结合显示出冷淡(绿蓝色)白光的外观。因此，白色LED的荧光粉涂敷技术涉及使用长波转换方法或混合方法。下面描述的是目前的荧光粉涂敷方法。第一种方法如图IA所述，是一种包括使用混合于聚合物系统(例如聚丙烯、聚碳酸酯、环氧树脂、硅酮树脂)中的荧光粉粒子和颗粒1 的料浆法。将混合的荧光粉料浆分配在LED芯片2上或者分布在LED芯片2的周围，接着干燥或固化液体聚合物系统。LED芯片2与荧光粉料浆一起可以沉积在反射杯3内，如图 IA所示。虽然料浆方法是一种方便的荧光粉分配方法，但是用此料浆方法生产的LED的所得颜色均勻性通常不令人满意，并且可以从不同视角观察到色环。这些缺陷的结果是(1) LED芯片周围的含荧光粉材料的厚度的变化可以导致在发出的光逃逸封装之前光程的长度变化；和(2)在含荧光粉材料内不均勻的荧光粉分配(由于重力和浮力效应)在液体聚合物固化过程中倾向于向下移动较大的荧光粉颗粒。此外，由于分配在LED芯片周围的荧光粉末数量的变化，所以白色坐标会因设备的不同而不同。反过来，这种颜色的变化导致复合白色LED的分选过程，所谓颜色分级就是试图根据其白色坐标通过分选每个装置来管理颜色变化。为了测量发出的光的均勻性，可以使用相关色温(Correlated Color Temperature) ( "CCT")的变化。发光装置的色温可以通过与理论的黑体热辐射器比较它的色调来确定。黑体散热器匹配发光装置色调时的温度(以度开尔文表示)就是该装置的色温。白炽灯光源可以接近于一个黑体辐射器，但是许多其他的发光装置并不以黑体曲线的形式发出辐射，并且因此指派CCT。发光装置的CCT是最接近匹配设备的感知颜色的黑体散热器的色温。开尔文等级越高，光越“冷”或越蓝。开尔文等级越低，光越“热”或越黄。 通过在不同光发射角度测量CCT并且比较不同发光装置的这种变化，可以量化所产生的光的均勻性。通过料浆法分配有黄色荧光粉的蓝色LED芯片的典型CCT在与LED中央发光轴的光发射角度为士70°时，可以从约5，800K到约7，200K变化，横跨约1400K的范围。由于色环的出现，在或者接近中心轴的CCT通常要比周边的高，在周边发出的光较黄。用于制造荧光粉转换型(phosphor-converted)白色LED的第二种荧光粉涂敷法是电脉沉积法(“EPD”)法，如图IB所示。在EPD的情况，通过向液体溶剂中添加适量的电解质以形成悬浮液而使荧光粉带电，然后被电场偏置。然后，将表面带电的荧光粉颗粒移动到极性相反的电极并且在电极上涂敷。荧光粉颗粒的EPD产生厚度相对均勻的荧光粉层4， 该荧光粉层能够产生均勻性更高以及色环减少的白光。虽然实现了更好的颜色均勻性，但是EPD法通常不能直接将荧光粉沉积在非导电性表面。在商业化生产中，根据所谓的近端荧光粉配置，将荧光粉层通常直接涂敷在LED芯片5之上。这种配置在光散射方面是低效的，这是因为近端荧光粉层能将约60%的总白光发射引导回到LED芯片5，从而在LED芯片 5上可发生高损失。EPD法的另一缺点是某些荧光粉容易被溶剂降解，因而限制了 EPD法的一般适用性。最近，如图2所示，另一种方法涉及通过高压加热荧光粉颗粒直到荧光粉颗粒表面变软并熔化而形成发光陶瓷板6。部分熔融的颗粒能够粘在一起形成包括坚硬的颗粒聚集物的陶瓷板6。将发光陶瓷板6布置在由LED芯片7发出的光程上，其中LED芯片7布置在一组电极8之上。虽然在坚固性、降低温度敏感性以及减少颜色在芯片之间的颜色变化等方面提供好处，但是由于近端荧光粉配置导致封装效率不理想。商用白色LED的散射效率(有时也称为封装效率)通常在40%到60%之间，由于通过诸如LED芯片、引线框架或基台等内部封装元件的光吸收具有效率损失。图3描述了由蓝色LED 32供以动力的具有黄色荧光粉的荧光粉转换型白色LED的例子，其中初级蓝光 34经过与二级黄色光31混合以形成白色，主要的光源损失由LED芯片32吸收光引起的。 因为，LED芯片32通常由高折射率材料制成，由于全内反射(“TIR”)光子往往被捕获在 LED芯片32内，一旦光子撞击并且进入LED芯片32。另一潜在的光源损失由LED封装内镜面反射器33的不完善引起的。图3所描述的几个场景能够将光导入高吸收性LED芯片32。第一，由LED芯片32 发出的初级光36可以通过荧光粉末31或镜面反射器33反射回芯片32。第二，由荧光粉 31发出的下转换二级光37能够向后散射回芯片32。第三，初级光和二级光38由于在空气-LED封装界面的TIR都能够向着芯片32反射回。为了提高光从封装逃逸的可能性，可以使用半球透镜39减少在空气-封装界面的TIR情况。为了减少向后散射的光透过LED 芯片32，荧光粉末31直接置于芯片表面是不可取的，而是应该放置到离LED芯片32有一定距离的位置。此外，更薄的荧光粉层通过荧光粉末31将减少二级光向后散射的情况。正是在这种背景下，出现了研发本文所述的薄膜荧光粉沉积方法以及相关的装置和系统的需求。概述本专利技术的某些实施方案涉及厚度大体均勻且能够共形地布置在LED的光程中的薄膜荧光粉层的形成，因而产生具有微弱色环或者没有色环的大体均勻的白光。这种薄膜荧光粉层可以通过改进的沉积方法来制备，包括(1)形成大体均勻地沉积在基片表面上的荧光粉层；和(2)形成聚合物粘合剂层以填充松散堆积的荧光粉颗粒之间的缝隙，因而形成大体连续的薄膜荧光粉层。薄膜荧光粉层的荧光粉转换效率可以显著提高，因为可以在光程上设置更薄层的精确控制量的荧光粉末，因而减少光散射损失。另外，由于荧光粉颗粒的大体均勻沉积，可以显著改善薄膜荧光粉层的颜色均勻性。形成均勻的薄膜荧光粉层的一种方法是在荧光粉颗粒沉积期间在荧光粉颗粒中引入静电荷。荧光粉颗粒中的静电荷可以自我平衡并调整其分布，因而促进荧光粉颗粒大体均勻的分布。形成均勻的薄膜荧光粉层的另一种方本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种形成用于发光装置的薄膜荧光粉层的方法，所述方法包括：使用运载气体将荧光粉末从荧光粉末源运输到沉积室；和在所述沉积室内将所述荧光粉末沉积在靠近基片处以便使所述荧光粉末大致均匀地分布在靠近基片表面处。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C陈，
申请(专利权)人：行家光电有限公司，
类型：发明
国别省市：HK
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