高功率发光器件及其制备方法与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种高功率发光器件及其制备方法。

背景技术：

2.目前，通常通过组合红光芯片、绿光芯片和蓝光芯片的方式，或通过在蓝光芯片表面涂覆红光和绿光荧光粉等方式实现颜再现及演性指数优秀的白光led。且封装中通常需要涂覆硅胶、环氧树脂胶等高分子材料，但是，对于应用于高功率场景且要求高可靠性的白光led来说，会由于高分子材料的热特性导致出现变黄、开裂等问题，导致其在应用上存在局限性。
3.为了改善这一问题，出现了将陶瓷荧光粉(ceramic phosphor，以下简称pc)制成薄片形态使用在蓝光led芯片上，或在玻璃中加入荧光粉形成pig(phosphor in glass)结构使用在蓝光led芯片上的方式制备得到可应用于高功率场景且可靠性高的白光led。但是，陶瓷或玻璃中只能掺杂入石榴石结构铝酸盐系列(garnet系列)的黄或绿荧光粉，因此存在应用局限性，如不能通过该种方式制造演性优秀的白光led、红光led等。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种高功率发光器件及其制备方法，有效解决现有技术pc和pig应用的局限性，提供演性优异的高功率发光器件。
5.本发明提供的技术方案如下：
6.一方面，本发明提供了一种高功率发光器件，所述高功率发光器件中包括：
7.led芯片；
8.粘结层，配置于所述led芯片的发光侧表面；
9.荧光胶层，配置于所述粘结层表面；
10.出光板，配置于所述荧光胶层表面，所述出光板为透明玻璃板或透明陶瓷板。
11.另一方面，本发明提供了一种高功率发光器件制备方法，应用于上述高功率发光器件，所述制备方法包括：
12.配置出光板，所述出光板为透明玻璃板或透明陶瓷板；
13.将高分子材料和至少一种预设颜的荧光粉均匀混合，涂覆于所述出光板表面形成荧光胶层；
14.根据led芯片出光侧表面的形状对所述表面涂覆有荧光胶层的出光板进行切割，得到与led芯片出光侧表面匹配的出光结构；
15.通过粘结胶将出光结构贴于led芯片出光侧表面固化后得到单颗高功率发光器件，其中，出光结构中荧光胶层与led芯片接触。
16.在本发明提供的高功率发光器件及其制备方法，至少能够达到以下有益效果：
17.1.通过高分子材料和特定颜的荧光粉混合制备荧光胶层，再将其与透明玻璃/透明陶瓷或pc/pig一起封装于led芯片表面，得到具有优秀演性的白光led、暖白led、
琥珀led、红光led等发光器件。
18.2.通过荧光胶层表面配置出光板方式，对荧光胶层进行性能保护，使荧光胶层不会直接裸露外在，确保了荧光胶层的耐热性，避免其出现变黄、开裂等问题，从而扩展了发光器件的应用，尤其适用于功率要求在1w(瓦)以上的应用场景，荧光胶层中的红荧光粉与pc/pig中的绿荧光粉配合制备得到的白光温范围1600～5000k的暖白区域，且ra值(显性指数)在80以上。
19.3.制备得到的高功率发光器件性能稳定，在1000小时下亮度劣化程度在30％以内。
附图说明
20.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
21.图1为本发明中高功率发光器件一实施例结构示意图；
22.图2为本发明中高功率发光器件一实例结构示意图；
23.图3为本发明中高功率发光器件另一实例结构示意图；
24.图4为本发明中高功率发光器件另一实例结构示意图；
25.图5为本发明中高功率发光器件另一种制备方法流程示意图。
26.附图标记：
27.1-led芯片，2-荧光胶层，3-出光板，4-粘结层，5-反射保护件。
具体实施方式
28.下面结合附图和实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
29.本发明提供的高功率发光器件，包括：led芯片；粘结层，配置于led芯片的发光侧表面；荧光胶层，配置于粘结层表面；出光板，配置于荧光胶层表面，出光板为透明玻璃板或透明陶瓷板。粘结层和荧光胶层至少覆盖led芯片的发光侧表面，出光板至少覆盖荧光胶层。
30.粘结层5使用的材料包括但不限于环氧树脂、硅胶、丙烯酸，聚丙烯酸、聚硅氧烷等聚合物材料。led芯片可以为倒装结构led芯片或垂直结构led芯片，对于倒装结构led芯片来说，如图1所示，粘结层2、荧光胶层3及出光板4依次配置于led芯片1中与电极相对侧的出光面表面。对于垂直结构芯片来说，根据芯片电极于出光面的配置方式，通过涂覆、切割等方式于芯片出光面配置匹配的粘结层、荧光胶层及出光板。这里的匹配是指外形上的匹配，如，对于垂直结构led芯片1来说，通常来说，出光表面上会有电极区域，则需要将荧光胶层2和出光板3的相应位置处切除，将电极区域空出。对于荧光胶层2和出光板3的大小，可以根据实际应用进行配置，但至少要覆盖led芯片1的出光表面。
31.为方便，以下均以倒装结构led芯片进行示例。
32.在一实施例中，出光板3为透明玻璃板或透明陶瓷板，荧光胶层2由高分子材料和至少一种预设颜的荧光粉混合而成。
33.在实际应用中，高分子材料包括但不限于环氧树脂、硅树脂等。根据器件的发光需
求，掺入的荧光粉可以是绿荧光粉、黄荧光粉、红荧光粉等，也可以是多种荧光粉的混合，选用的荧光粉种类包括但不限于yag、luag等garnet系列荧光粉。荧光胶层2中高分子材料和荧光粉的组分比例根据温等参数的需求进行配置，厚度小于200μm，且厚度偏差在
±
10μm。
34.在本实施例中，由于出光板3为透明玻璃板或透明陶瓷板，因此发光器件出光的光由荧光胶层2中掺杂的荧光粉的颜确定，应用中即可通过控制荧光胶层2中荧光粉的颜和组分比，制备出特定出光颜的发光器件。例如，通过掺杂一定比例的红荧光粉，制备得到红光led；通过掺杂特定比例的红荧光粉和黄荧光粉，制备得到琥珀led；通过掺杂特定比例的红荧光粉和绿荧光粉，制备得到白led等。
35.在另一实施例中，荧光胶层2由高分子材料和红荧光粉混合而成，荧光胶厚度小于200μm，且厚度偏差在
±
10μm；出光板3中掺杂有绿荧光粉。其中，高分子材料包括但不限于环氧树脂、硅树脂等。荧光胶层2中高分子材料和红荧光粉的组分比例、出光板3中掺杂的绿荧光粉的组分比例均根据温等参数的需求进行配置。选用的红荧光粉和绿荧光粉包括但不限于yag、luag等garnet系列荧光粉。
36.在本实施例中，通过在荧光胶层2中掺杂红荧光粉，出光板3中掺杂绿荧光粉(pig或pc)，得到白光led。由荧光胶层2配置于pig/pc和led芯片1之间，确保了荧光胶层2的耐热性，使得制备的得到的白光led能应用于高功率(1w以上)应用场景中。
37.对上述高功率发光器件进行改进，在本实施例中，该高功率发光器件除了包括led芯片1、荧光胶层2、出光板3及粘结层4之外，还包括至少围设于led芯片1四周且具有高反射率特性的反射保护件5。
38.该反射保护件5的反射率至少大于90％，也就是说，本实施例的反射保护件5具有高反射率的特性。材质为包括一掺有高反射粒子的高分子材料，高反射粒子包括但不限于二氧化钛(tio2)粉末、二氧化硅(sio2)粉末等，高分子材料包括但不限于环氧树脂、硅树脂等。
39.一实例中，如图2所示，该反射保护件5围于led芯片1、荧光胶层2、出光板3及粘结层4的四周，上表面与出光板3齐平。
40.另一实例中，如图3所示，该反射保护件5围于led芯片1四周，荧光胶层2、出光板3和粘结层4设置于led芯片1和反射保护件5上方。
41.另一实例中，如图4所示，该反射保护件5围于led芯片1和粘结层4四周，荧光胶层2和出光板3设置于led芯片1和反射保护件5上方。
42.应当清楚，以上仅示例性的给出反射保护件5的围设方式，在其他实例中，其围设方式、围设位置、厚度、组分等均可以根据实际应用进行调整。
43.本发明还提供了一种高功率发光器件制备方法，如图5所示，包括：
44.s11配置出光板3，出光板3为透明玻璃板或透明陶瓷板；
45.s12将高分子材料和至少一种预设颜的荧光粉均匀混合，涂覆于出光板3表面形成荧光胶层2，如图5中的(a)所示。这里，荧光胶层2的涂覆方式可以为印刷、喷涂、点胶、电泳等。
46.s13根据led芯片1出光侧表面的形状对表面涂覆有荧光胶层2的出光板3进行切割，得到与led芯片1出光侧表面匹配的出光结构，如图5中的(b)所示。该步骤中，可采用一
次性切断的方式对荧光胶层2和出光层进行切割，或分次将荧光胶层2和出光层分别切断的方式进行切割。led芯片1可以为倒装结构led芯片1或垂直结构led芯片1，对于倒装结构led芯片1来说，粘结层4、荧光胶层2及出光板3依次配置于芯片中与电极相对侧的出光面表面。对于垂直结构芯片来说，根据芯片电极于出光面的配置方式，通过涂覆、切割等方式于芯片出光面配置大小形状匹配的粘结层4、荧光胶层2及出光板3。
47.s14通过粘结胶将出光结构贴于led芯片1出光侧表面固化后得到单颗高功率发光器件，其中，出光结构中荧光胶层2通过粘结层4与led芯片1接触，如图5中的(c)所示。粘结层45使用的材料包括但不限于环氧树脂、硅胶、丙烯酸，聚丙烯酸、聚硅氧烷等聚合物材料。粘结层45的涂覆方式可以为印刷、喷涂、点胶、电泳等。且在贴装出光结构中，粘结胶可通过涂覆在荧光胶表面或涂覆在led芯片1发光侧表面加以实现，这里不做具体限定。
48.在基于该制备方法的一实施例中，出光板3为透明玻璃板或透明陶瓷板，荧光胶层2由高分子材料和至少一种预设颜的荧光粉混合而成。
49.在实际应用中，高分子材料包括但不限于环氧树脂、硅树脂等。根据器件的发光需求，掺入的荧光粉可以是绿荧光粉、黄荧光粉、红荧光粉等，也可以是多种荧光粉的混合，选用的荧光粉种类包括但不限于yag、luag等garnet系列荧光粉。荧光胶层2中高分子材料和荧光粉的组分比例根据温等参数的需求进行配置，厚度小于200μm，且厚度偏差在
±
10μm。
50.在该实施例中，由于出光板3为透明玻璃板或透明陶瓷板，因此发光器件出光的光由荧光胶层2中掺杂的荧光粉的颜确定，应用中即可通过控制荧光胶层2中荧光粉的颜和组分比，制备出特定出光颜的发光器件。例如，通过掺杂一定比例的红荧光粉，制备得到红光led；通过掺杂特定比例的红荧光粉和黄荧光粉，制备得到琥珀led；通过掺杂特定比例的红荧光粉和绿荧光粉，制备得到白led等。
51.在基于该制备方法的另一实施例中，荧光胶层2由高分子材料和红荧光粉混合而成，荧光胶厚度小于200μm，且厚度偏差在
±
10μm；出光板3中掺杂有绿荧光粉。其中，高分子材料包括但不限于环氧树脂、硅树脂等。荧光胶层2中高分子材料和红荧光粉的组分比例、出光板3中掺杂的绿荧光粉的组分比例均根据温等参数的需求进行配置。选用的红荧光粉和绿荧光粉包括但不限于yag、luag等garnet系列荧光粉。
52.在该实施例中，通过在荧光胶层2中掺杂红荧光粉，出光板3中掺杂绿荧光粉(pig或pc)，得到白光led。由荧光胶层2配置于pig/pc和led芯片1之间，确保了荧光胶层2的耐热性，使得制备的得到的白光led能应用于高功率(1w以上)应用场景中。
53.在该高功率发光器件制备方法中，还包括至少在led芯片1四周围设具有高反射率特性反射保护件5的步骤。该反射保护件5可以预先在led芯片1四周围设，再贴装出光结构；也可以贴装了出光结构，再进行围设，这里不做具体限定，实际应用中可根据需求进行选定，形成如图2～4的发光器件。
54.该反射保护件5的反射率至少大于90％，也就是说，本实施例的反射保护件5具有高反射率的特性。材质为包括一掺有高反射粒子的高分子材料，高反射粒子包括但不限于二氧化钛(tio2)粉末、二氧化硅(sio2)粉末等，高分子材料包括但不限于环氧树脂、硅树脂等。
55.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选
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润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种高功率发光器件，其特征在于，所述高功率发光器件中包括：led芯片；粘结层，配置于所述led芯片的发光侧表面；荧光胶层，配置于所述粘结层表面；出光板，配置于所述荧光胶层表面，所述出光板为透明玻璃板或透明陶瓷板。2.如权利要求1所述的高功率发光器件，其特征在于，所述荧光胶层由高分子材料和至少一种预设颜的荧光粉混合而成。3.如权利要求1所述的高功率发光器件，其特征在于，所述荧光胶层由高分子材料和红荧光粉混合而成，所述出光板中掺杂有绿荧光粉。4.如权利要求2或3所述的高功率发光器件，其特征在于，所述荧光胶层或出光层中掺杂的荧光粉为石榴石结构铝酸盐系列荧光粉。5.如权利要求1或2或3所述的高功率发光器件，其特征在于，所述荧光胶层的厚度小于200μm，且厚度偏差在
±
10μm。6.如权利要求1或2或3所述的高功率发光器件，其特征在于，所述高功率发光器件还包括至少围设于led芯片四周且具有高反射率特性的反射保护件。7.一种高功率发光器件制备方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任意一项所述的高功率发光器件，所述制备方法包括：配置出光板，所述出光板为透明玻璃板或透明陶瓷板；将高分子材料和至少一种预设颜的荧光粉均匀混合，涂覆于所述出光板表面形成荧光胶层；根据led芯片出光侧表面的形状对所述表面涂覆有荧光胶层的出光板进行切割，得到与led芯片出光侧表面匹配的出光结构；通过粘结胶将出光结构贴于led芯片出光侧表面固化后得到单颗高功率发光器件，其中，出光结构中荧光胶层与led芯片接触。8.如权利要求7所述的高功率发光器件制备方法，其特征在于，所述荧光胶层由高分子材料和至少一种预设颜的荧光粉混合而成。9.如权利要求7所述的高功率发光器件制备方法，其特征在于，所述荧光胶层由高分子材料和红荧光粉混合而成；所述出光板掺杂有绿荧光粉。10.如权利要求7或8或9所述的高功率发光器件制备方法，其特征在于，所述荧光胶层的厚度小于200μm，且厚度偏差在
±
10μm。11.如权利要求7或8或9所述的高功率发光器件制备方法，其特征在于，所述高功率发光器件制备方法还包括至少在led芯片四周围设具有高反射率特性反射保护件的步骤。12.如权利要求7或8或9所述的高功率发光器件制备方法，其特征在于，所述沿根据led芯片出光侧表面的形状对所述表面涂覆有荧光胶层的出光板进行切割，得到与led芯片出光侧表面匹配的出光结构中，采用一次性切断的方式对荧光胶层和出光层进行切割，或分次将荧光胶层和出光层分别切断的方式进行切割。

技术总结

本发明公开了一种高功率发光器件及其制备方法，其中，高功率发光器件中包括：LED芯片；粘结层，配置于LED芯片的发光侧表面；荧光胶层，配置于粘结层表面；出光板，配置于荧光胶层表面，出光板为透明玻璃板或透明陶瓷板。其能有效解决现有技术PC和PIG应用的局限性，提供演性优异的高功率发光器件。演性优异的高功率发光器件。演性优异的高功率发光器件。