一種消除白光led色溫偏差的熒光材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除白光LED色溫偏差的熒光材料，由比重大于封裝膠的LED熒光粉和比重小于封裝膠的輕質微珠組成，可用于替代白光LED中的熒光粉。在白光LED點膠后的固化過程中，熒光粉在封裝膠中沉降導致白光LED的色溫變低，而輕質微珠的上浮使色溫變高，抵消了熒光粉沉降對色溫的影響。本發(fā)明選用粒度和比重適宜的輕質微珠與熒光粉混合，可以消除白光LED封裝過程中由于熒光粉沉淀導致的色溫偏差問題，提高白光LED的成品率，并可以改善白光LED的光色均勻性。
【專利說明】一種消除白光LED色溫偏差的熒光材料
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光電子【技術領域】,涉及白光LED用突光材料。
【背景技術】
[0002]目前常見的白光LED技術，是使用芯片所產(chǎn)生的藍光激發(fā)熒光粉發(fā)出綠光、黃光或紅光，與LED芯片的藍光搭配而產(chǎn)生出白光。熒光粉一般使用點膠工藝涂布在藍光LED芯片上。
[0003]在白光LED生產(chǎn)過程中，光色一致性是衡量產(chǎn)品質量好壞的一個重要指標。熒光粉濃度、點膠量、點膠工藝、固化過程等因素都會影響到白光LED的光色一致性，導致白光LED產(chǎn)品的色溫偏差，從而影響成品率。其中，熒光粉由于比重較大，在點膠后的固化過程中會發(fā)生沉降，這是導致白光LED產(chǎn)品光色一致性差、色溫偏差大的一個重要原因。
[0004]熒光粉的比重較大，如YAG熒光粉的比重約為4.5g/cm3。而封裝膠的比重較小，如環(huán)氧樹脂的比重約為I?1.lg/cm3、娃樹脂的比重約為1.1?1.2g/cm3。因此,突光粉在液體封裝膠中的沉降過程無法避免。而熒光粉的沉降會引起熒光粉層對藍光的散射和吸收特性變化，導致白光LED產(chǎn)品的光色一致性差。使用粒徑較小的熒光粉可以在一定程度上減慢沉降速度，但不能從根本上解決該問題，而且由于小粒徑熒光粉的發(fā)光效率較差，又會大幅度降低白光LED光效。
[0005]目前尚無有效解決該問題的技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術問題:本發(fā)明的目的是提供一種消除白光LED色溫偏差的熒光材料，用該熒光材料來封裝白光LED，可以消除由于熒光粉沉淀導致的色溫偏差問題，提高白光LED的成品率。
[0007]技術方案:本發(fā)明的消除白光LED色溫偏差的熒光材料，由比重大于白光LED封裝膠的LED熒光粉和比重小于白光LED封裝膠的輕質微珠均勻混合而成，輕質微珠為LED熒光粉重量的1%?30%，輕質微珠為透明空心微珠或輕質透明材料制成的微粉，LED熒光粉為能在藍光激發(fā)下發(fā)出可見光的LED熒光粉。
[0008]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，LED熒光粉的中心粒徑在2至35微米之間。
[0009]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，LED熒光粉為比重在4.0g/cm3至5.0g/cm3之間的YAG類熒光粉、比重在4.5g/cm3至5.5g/cm3之間的硅酸鹽類熒光粉、比重在4.4g/cm3至5.4g/cm3之間的氮化物類熒光粉中的任一種或兩種以上的混合。
[0010]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，透明空心微珠的中心粒徑在4至200微米之間。
[0011]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，透明空心微珠為比重在0.1 g/cm3至1.0g/cm3之間的透明空心玻璃微珠。
[0012]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，透明空心玻璃微珠為娃酸鹽空心玻璃微珠。
[0013]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，輕質透明材料的中心粒徑在8至140微米之間。[0014]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，輕質透明材料為比重為0.8g/cm3至1.0g/cm3之間的聚烯烴類材料。
[0015]本發(fā)明在LED熒光粉中引入比重小于LED封裝膠的輕質微珠，用該材料來封裝白光LED，來消除熒光粉沉淀所導致的色溫偏差問題。
[0016]LED熒光粉由于比重較大，在固化過程中會發(fā)生沉降。我們的研究表明，沉降過程會使得熒光粉層對藍光的散射和吸收增加。以YAG黃色熒光粉為例，沉降將使熒光粉對藍光的吸收增加，黃光的發(fā)射強度變大，而使得白光LED的色溫變低。而由于不同批次產(chǎn)品的沉降時間不同、固化溫度不均勻、封裝膠黏度變化不一致，最終導致白光LED產(chǎn)品的光色一致性差、色溫偏差大、成品率差。
[0017]而在突光粉中加入輕質微珠時,微珠會對藍光產(chǎn)生散射，改變藍光的傳播方向，使藍光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生黃光的比例高于沒有加入輕質微珠的熒光粉。由于輕質微珠的比重較輕，在熒光粉沉降的同時，輕質微珠在液體封裝膠中上浮。隨著熒光粉的沉降和輕質微珠的上浮，熒光粉顆粒間的輕質微珠的數(shù)量減少，微珠對藍光的散射減少，藍光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生黃光的比例也變少。由此可知，微珠上浮將使色溫變高，此因素可以抵消熒光粉沉降所導致的色溫變低現(xiàn)象。微珠上浮速度和熒光粉沉降速度接近，且輕質微珠摻入量適宜時，可以使得固化過程中白光LED的色溫維持不變。
[0018]輕質微珠可以選擇對光沒有吸收的透明空心玻璃微珠，或聚烯烴類輕質透明材料制成的微粉。本發(fā)明優(yōu)選透明空心玻璃微珠，其球壁材質為以二氧化娃為主要成分的娃酸鹽，包括硼硅酸鹽、鋁硅酸鹽等?？招牟Ａ⒅榛瘜W性質穩(wěn)定，在白光LED工作過程中不會產(chǎn)生黃變現(xiàn)象。聚烯烴類材料是乙烯、丙烯或高級烯烴的聚合物，如聚乙烯、聚丙烯等。
[0019]熒光粉的沉降速度或輕質微珠的上浮速度主要根據(jù)斯托克斯定律來判斷:
[0020]
【權利要求】
1.一種消除白光LED色溫偏差的突光材料,其特征在于,該突光材料由比重大于白光LED封裝膠的LED熒光粉和比重小于白光LED封裝膠的輕質微珠均勻混合而成，所述輕質微珠為LED熒光粉重量的1%~30%，輕質微珠為透明空心微珠或輕質透明材料制成的微粉，所述LED熒光粉為能在藍光激發(fā)下發(fā)出可見光的LED熒光粉。
2.根據(jù)權利要求1所述的消除白光LED色溫偏差的熒光材料，其特征在于，所述LED熒光粉的中心粒徑在2至35微米之間。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的消除白光LED色溫偏差的熒光材料，其特征在于，所述LED熒光粉為比重在4.0g/cm3至5.0g/cm3之間的YAG類熒光粉、比重在4.5 g/cm3至5.5g/cm3之間的硅酸鹽類熒光粉、比重在4.4 g/cm3至5.4g/cm3之間的氮化物類熒光粉中的任一種或兩種以上的混合。
4.根據(jù)權利要求1所述的消除白光LED色溫偏差熒光材料，其特征在于，所述透明空心微珠的中心粒徑在4至200微米之間。
5.根據(jù)權利要求1、2或4所述的消除白光LED色溫偏差的熒光材料，其特征在于，所述透明空心微珠為比重在0.1 g/cm3至1.0 g/cm3之間的透明空心玻璃微珠。
6.根據(jù)權利要求5所述的消除白光LED色溫偏差的熒光材料，其特征在于，所述透明空心玻璃微珠為硅酸鹽空心玻璃微珠。
7.根據(jù)權利要求1所述的消除白光LED色溫偏差的熒光材料，其特征在于，所述輕質透明材料的中心粒徑在8至140微米之間。
8.根據(jù)權利要求1、2或7所述的消除白光LED色溫偏差的熒光材料，其特征在于，所述輕質透明材料為比重為0.8 g/cm3至1.0 g/cm3之間的聚烯烴類材料。
【文檔編號】H01L33/58GK103633230SQ201310700482
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】董巖, 賈龍昌, 宋立 申請人:東南大學