一种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.倒装蓝光led芯片；
8.荧光胶层，配置于所述倒装蓝光led芯片中与电极侧相对的发光侧表面；
9.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。
10.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：
11.配置出光板，所述出光板为透明玻璃板或透明陶瓷板；
12.将半烘烤硅胶和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并进行半固化，所述荧光胶层半固化后具备1000～20000cps的粘度；
13.将倒装蓝光led芯片排列于半固化的荧光胶层表面后进行完全固化，其中，倒装蓝光led芯片的电极侧朝上；
14.沿倒装蓝光led芯片之间的切割道进行切割，得到单颗高功率发光器件。
15.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：
16.1.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一起封装于倒装蓝光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。
17.2.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。
18.3.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
19.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。
20.图1为本发明中高功率发光器件一实施例结构示意图；
21.图2为本发明中高功率发光器件一实例结构示意图；
22.图3为本发明中高功率发光器件另一实例结构示意图；
23.图4为本发明中高功率发光器件一种制备方法流程示意图。
24.附图标记：
25.1-倒装蓝光led芯片，2-荧光胶层，3-出光板，4-反射保护件。
具体实施方式
26.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。
27.本发明提供的高功率发光器件如图1所示，包括：倒装蓝光led芯片1；荧光胶层2，配置于倒装蓝光led芯片1中与电极侧相对的发光侧表面；出光板3，配置于荧光胶层2表面，出光板3为透明玻璃板或透明陶瓷板。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，但至少应覆盖倒装蓝光led芯片1的发光侧表面。荧光胶层至少覆盖倒装蓝光led芯片的发光侧表面，出光板至少覆盖荧光胶层。
28.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。
29.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。
30.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；通过参照特定比例的红荧光粉和绿荧光粉，制备得到白led等。
31.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。
32.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和倒装蓝光led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。
33.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倒装蓝光led芯片1、荧光胶层2及出光板3之外，还包括至少围设于倒装蓝光led芯片1四周且具有高反射率特性的反射保护件4。
34.该反射保护件4的反射率至少大于90％，也就是说，本实施例的反射保护件4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。
35.一实例中，如图2所示，该反射保护件4围于倒装蓝光led芯片1、荧光胶层2及出光板3的四周，上表面与出光板3齐平。
36.另一实例中，如图3所示，该反射保护件4围于倒装蓝光led芯片1四周，荧光胶层2和出光板3设置于倒装蓝光led芯片1和反射保护件4上方。
37.应当清楚，以上仅示例性的给出反射保护件4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。
38.本发明的另一种高功率发光器件制备方法，如图4所示，包括：
39.s11配置出光板3，出光板3为透明玻璃板或透明陶瓷板；
40.s22将半烘烤硅胶(b-stage silicone)和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并进行半固化，如图4中的(a)所示。这里，半烘烤硅胶是指将相关硅胶按一定比例混合后，不上升到完全固化的温度，只以半固化温度条件进行固化后在一定时间内(～7天)仍具有粘着力(粘度在1000～20000cps的程度)的状态下可使用的硅胶。
41.s23将倒装蓝光led芯片1排列于半固化的荧光胶层2表面后进行完全固化，其中，倒装蓝光led芯片1的电极侧朝上，如图4中的(b)所示。这里，由于半固化的荧光硅胶表面具备粘性，故在固化倒装蓝光led芯片1时，不需要再额外使用粘结剂。
42.s24沿倒装蓝光led芯片1之间的切割道进行切割，得到单颗高功率发光器件，如图4中的(c)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。
43.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。
44.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。
45.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；通过参照特定比例的红荧光粉和绿荧光粉，制备得到白led等。
46.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。
47.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和倒装蓝光led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。
48.在该高功率发光器件制备方法中，还包括至少在倒装蓝光led芯片四周围设具有高反射率特性的反射保护件的步骤。该反射保护件5可以预先在led芯片1四周围设，再固化至出光结构上；也可以固化了出光结构之后，在led芯片四周围设反射保护件；甚至可以固化出光结构后对该出光结构进行切割，之后再进行反射保护件的围设，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2～3的发光器件。
49.该反射保护件4的反射率至少大于90％，也就是说，本实施例的反射保护件4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。
50.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：倒装蓝光led芯片；荧光胶层，配置于所述倒装蓝光led芯片中与电极侧相对的发光侧表面；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倒装蓝光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；将半烘烤硅胶和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并进行半固化，所述荧光胶层半固化后具备1000～20000cps的粘度；将倒装蓝光led芯片排列于半固化的荧光胶层表面后进行完全固化，其中，倒装蓝光led芯片的电极侧朝上；沿倒装蓝光led芯片之间的切割道进行切割，得到单颗高功率发光器件。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，所述将半烘烤硅胶和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并进行半固化得到出光结构中，荧光胶层中由半烘烤硅胶和红荧光粉混合而成；所述出光板中掺杂有绿荧光粉。9.如权利要求7或8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。。10.如权利要求7或8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倒装蓝光led芯片四周围设具有高反射率特性的反射保护件的步骤。11.如权利要求7或8所述的高功率发光器件制备方法，其特征在于，所述沿倒装蓝光led芯片之间的切割道进行切割，得到单颗高功率发光器件中，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：倒装蓝光LED芯片；荧光胶层，配置于倒装蓝光LED芯片中与电极侧相对的发光侧表面；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。提供演性优异的高功率发光器件。提供演性优异的高功率发光器件。