一种LED器件及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种LED器件及其制备方法。

背景技术

随着技术的发展，LED应用领域越来越广泛，在LCD+LED的背光领域、LED背光模组的发光性能、发光均匀性显得至关重要。

通过区域调光技术增加HDR可以显著提升消费者更高的观感体验。区域调光即意味着一区多灯和一区一灯发光，因此，LED的发光角度越大，可以极大的减少LED区域数量，从而降低背光模组成本。

现有技术中，一般通过在LED器件上设置圆弧状的凸杯，通过凸杯圆弧状的表面来增加出光的角度，但通过增加凸杯提升的出光角度有限，且其圆弧状的结构容易导致LED的出光均匀性下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种LED器件及其制备方法，旨在解决现有技术中通过加设凸杯的方式，对LED的出光角度的增加有限，且易导致LED的出光均匀性下降的技术问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供一种LED器件的制备方法，包括以下步骤：

提供一表面内凹形成封装腔的封装支架，通过第一粘合剂将LED芯片粘合于所述封装腔的底部；

将金线的一端焊接于所述LED芯片的电极处，并将所述金线的另一端焊接于所述封装支架的引脚处；

制备圆弧状的荧光凸杯，所述荧光凸杯包括自内向外依次设置的荧光层及玻璃基板，所述荧光凸杯围合形成空腔，将所述荧光凸杯盖设于所述封装支架上，以使所述空腔连通所述封装腔，形成注胶腔；

于所述注胶腔内填充掺杂第一玻璃粉的硅胶，倒置所述封装支架，以使所述第一玻璃粉于所述荧光凸杯的顶部形成遮光层，所述遮光层与所述荧光凸杯中心共线，所述遮光层的厚度自所述遮光层的中心向所述遮光层的侧边方向逐渐减小，所述遮光层的厚度为20um~200um，形成LED器件。

进一步，所述遮光层的宽度与所述荧光凸杯的宽度比为1:4~1:2。

更进一步，所述制备圆弧状的荧光凸杯，所述荧光凸杯包括自内向外依次设置的荧光层及玻璃基板的步骤包括：

配置混合溶剂，并于所述混合溶剂内添加固体微粒，所述固体微粒包括第二玻璃粉及荧光粉，以形成荧光浆料；

提供一圆弧状的玻璃基板，对所述玻璃基板进行清洁处理；

所述玻璃基板围合形成涂覆腔，于所述玻璃基板朝向所述涂覆腔的一面涂覆所述荧光浆料；

对涂覆所述荧光浆料的所述玻璃基板进行烧结处理，以形成荧光凸杯。

更进一步，所述配置混合溶剂的步骤包括：

于杯体内添加有机混合物及第二粘合剂，所述杯体为烧杯或搅拌杯，所述有机混合物包括松油醇、丁基卡必醇醋酸酯及邻苯二甲酸二丁酯，所述第二粘合剂为乙基纤维素；

将所述杯体加热至预设温度，搅拌所述有机混合物及所述第二粘合剂，以形成混合溶剂。

更进一步，所述混合溶剂与所述固体微粒的重量比为2：8，所述松油醇、所述丁基卡必醇醋酸酯、所述邻苯二甲酸二丁酯及所述乙基纤维素的重量比为70：20：7：3。

更进一步，所述对所述玻璃基板进行清洁处理的步骤包括：

配置清洁液，并将所述玻璃基板置于所述清洁液内进行超声清洗；

将超声清洗后的所述玻璃基板置于烘箱内进行干燥处理。

更进一步，所述对涂覆所述荧光浆料的所述玻璃基板进行烧结处理，以形成荧光凸杯的步骤包括：

将涂覆所述荧光浆料的所述玻璃基板置于加热设备中进行一次加热，并保温第一时间，以形成初始杯体；

对所述初始杯体进行二次加热，并保温第二时间，以形成阶段杯体，所述二次加热的温度高于所述一次加热的温度；

对所述阶段杯体进行热处理；

使热处理后的所述阶段杯体冷却至室温，以获取荧光凸杯。

更进一步，所述一次加热的温度为：300℃~400℃，所述二次加热的温度为：500℃~700℃，所述第一时间为13min~17min，所述第二时间为25min~35min，所述热处理的温度为220℃~280℃，所述热处理的时间为1.5h~2.5h。

更进一步，在所述对涂覆所述荧光浆料的所述玻璃基板进行烧结处理，以形成荧光凸杯的步骤之后，还包括：

于所述玻璃基板的外表面进行粗化处理，以于所述玻璃基板的外表面形成若干个间隔均匀分布的圆锥槽，若干个所述圆锥槽之间的间距为0.5um~2um。

另一方面，本发明实施例还提供了一种LED器件，所述LED器件由上述技术方案中所述的LED器件的制备方法制备而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过所述第一粘合剂粘合所述LED芯片，可提供所述LED芯片与所述封装支架之间的散热通道，进而通过所述金线完成所述LED芯片的电流供应；通过设置所述荧光凸杯，将所述荧光层与所述LED芯片分离，可避免所述LED芯片产生的热量影响所述荧光层的光转化效率，进而提高成品器件的光效；通过在所述硅胶中掺杂所述第一玻璃粉，并于所述荧光凸杯的顶部形成所述遮光层，在光线进入所述遮光层后，通过所述第一玻璃粉可为光线提供更大的折射角度，进而为成品器件提供更大的出光角度，实验显示，成品器件的出光角度可达170°；且通过所述遮光层与所述荧光凸杯中心共线的设计，所述遮光层可一定程度的反射其覆盖区域的光线，即反射所述荧光凸杯中心区域的光线，缓解因所述荧光凸杯的圆弧状的结构而导致的出光不均匀的情况。

附图说明

图1为本发明实施例1中LED器件的制备方法的流程图；

图2为本发明实施例1中LED器件的制备方法制备所得的LED器件的结构示意图；

图3为本发明实施例1中LED器件的制备方法制备而成的LED器件的出光检测结果图；

图4为本发明实施例1中LED器件的制备方法制备而成的LED器件的出光效果图；

图5为本发明对比例1中LED器件的制备方法制备而成的LED器件的出光效果图；

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明实施例1提供了一种LED器件的制备方法，包括以下步骤：

S10：提供一表面内凹形成封装腔的封装支架，通过第一粘合剂将LED芯片粘合于所述封装腔的底部；

可以理解地，所述封装支架整体呈碗杯状。优选地，所述LED芯片位于所述封装腔的中心位置。所述第一粘合剂为导电银胶、金属焊膏或纳米银膏，在本实施例中，所述第一粘合剂为金属焊膏。在粘合所述LED芯片前，需冲洗并烘干所述封装支架，以确保所述封装支架的整体洁净度，进而通过涂覆所述第一粘合剂，以完成所述LED芯片的固定。通过所述第一粘合剂粘合所述LED芯片，可提供所述LED芯片与所述封装支架之间的散热通道。

S20：将金线的一端焊接于所述LED芯片的电极处，并将所述金线的另一端焊接于所述封装支架的引脚处；

可以理解地，所述LED芯片的电极包括正极及负极，所述封装支架的引脚包括正极引脚及负极引脚，通过所述金线，将所述正极与所述正极引脚导通，并将所述负极与所述负极引脚导通，即可实现对所述LED芯片的电流供应。优选地，可通过增加所述LED芯片的电极与所述封装支架的引脚之间的所述金线的数量，来提供更为稳定的电连接，降低断路风险。

S30：制备圆弧状的荧光凸杯，所述荧光凸杯包括自内向外依次设置的荧光层及玻璃基板，所述荧光凸杯围合形成空腔，将所述荧光凸杯盖设于所述封装支架上，以使所述空腔连通所述封装腔，形成注胶腔；

在传统的LED结构中，一般通过于所述封装腔内注入荧光胶，使荧光胶包覆所述LED芯片，进而完成成品器件的出光。但所述LED芯片发光时，会产生一定的热能，当荧光胶与所述LED芯片直接接触时，在热辐射的作用下易导致荧光胶的透光率下降，即导致荧光胶的光转化率下降，进而影响成品器件的出光效率。通过设置所述荧光凸杯，将所述荧光层与所述LED芯片分离，可避免所述LED芯片产生的热量影响所述荧光层的光转化效率，进而提高成品器件的光效，同时，也可通过所述荧光凸杯完成一定程度的出光角度调节。具体地，所述步骤S30包括：

S310：配置混合溶剂，并于所述混合溶剂内添加固体微粒，所述固体微粒包括第二玻璃粉及荧光粉，以形成荧光浆料；

所述混合溶剂与所述固体微粒的重量比为2：8。于杯体内添加有机混合物及第二粘合剂，以形成所述混合溶剂，所述杯体为烧杯或搅拌杯。

所述有机混合物包括松油醇、丁基卡必醇醋酸酯及邻苯二甲酸二丁酯，所述第二粘合剂为乙基纤维素。通过所述松油醇、所述丁基卡必醇醋酸酯及所述邻苯二甲酸二丁酯混合形成的所述有机混合物，可实现对所述有机混合物的沸点控制，避免沸点过低造成所述荧光浆料的稳定性降低、沸点过高造成所述荧光浆料的挥发性过强的问题。优选地，所述松油醇、所述丁基卡必醇醋酸酯、所述邻苯二甲酸二丁酯及所述乙基纤维素的重量比为70：20：7：3。所述乙基纤维素的重量比越大，后续获取的所述荧光浆料的粘度越大，但过多的所述乙基纤维素的添加，会导致其溶解不完全，进而影响所述有机混合物的均匀性，通过对所述混合溶剂的重量比的控制，可确保所述第二粘合剂完全溶解的情况下，后续获取的所述荧光浆料达到最佳的粘度。

将所述杯体加热至预设温度，搅拌所述有机混合物及所述第二粘合剂，以形成混合溶剂，优选地，所述预设温度为70℃~90℃，在本实施例中，所述预设温度为80℃。需要说明的是，在本实施例中，所述第二玻璃粉为低温玻璃粉。

S320：提供一圆弧状的玻璃基板，对所述玻璃基板进行清洁处理；

具体地，配置清洁液，并将所述玻璃基板置于所述清洁液内进行超声清洗；所述清洁液包括乙醇及蒸馏水，所述超声清洗的时间为8min~12min，在本实施例中，所述超声清洗的时间为10min。将超声清洗后的所述玻璃基板置于烘箱内进行干燥处理，所述干燥处理的温度为100℃~120℃，所述干燥处理的时间为8min~12min，在本实施例中，所述干燥处理的温度为110℃，所述干燥处理的时间为10min。通过对所述玻璃基板进行清洁处理，可避免后续涂覆所述荧光浆料时，其表面存在杂质，影响成品器件的出光效果。

S330：所述玻璃基板围合形成涂覆腔，于所述玻璃基板朝向所述涂覆腔的一面涂覆所述荧光浆料；

可以理解地，所述荧光浆料位于所述空腔内。优选地，在完成所述荧光浆料的涂覆后，可将涂覆所述荧光浆料的所述玻璃基板置于烘箱内进行干燥处理，使所述固体微粒更好的黏附于所述玻璃基板上。

S340：对涂覆所述荧光浆料的所述玻璃基板进行烧结处理，以形成荧光凸杯；

具体地，将涂覆所述荧光浆料的所述玻璃基板置于加热设备中进行一次加热，并保温第一时间，以形成初始杯体；所述一次加热的温度为：300℃~400℃，所述第一时间为13min~17min，在本实施例中，所述一次加热的温度为：350℃，所述第一时间为15min。通过所述一次加热，可使所述第二粘合剂完全分解，避免其残留过多而影响后续的出光效果。

对所述初始杯体进行二次加热，并保温第二时间，以形成阶段杯体，所述二次加热的温度高于所述一次加热的温度；所述二次加热的温度为：500℃~700℃，所述第二时间为25min~35min，在本实施例中，所述二次加热的温度为：600℃，所述第二时间为30min，通过所述二次加热，可使所述第二玻璃粉融化并包覆所述荧光粉，均匀的分散于所述玻璃基板的表面，确保成品器件的出光效率及均匀性。

对所述阶段杯体进行热处理；所述热处理的温度为220℃~280℃，所述热处理的时间为1.5h~2.5h，在本实施例中，所述热处理的温度为250℃，所述热处理的时间为2h，使热处理后的所述阶段杯体冷却至室温，以获取荧光凸杯。通过所述热处理，可消除所述荧光凸杯的内部应力，提升整体结构的稳定性。

优选地，在所述步骤S340之后，还包括：

S350：于所述玻璃基板的外表面进行粗化处理，以于所述玻璃基板的外表面形成若干个间隔均匀分布的圆锥槽，若干个所述圆锥槽之间的间距为0.5um~2um；

在本实施例中，所述圆锥槽之间的间距为1um。通过于所述荧光凸杯的外表面制作间隔均匀分布的所述圆锥槽，可通过所述圆锥槽降低所述荧光凸杯的全反射，一定程度的提高成品器件的出光效率，而通过控制所述圆锥槽之间的间距，可确保出光效率达到最佳。优选地，所述圆锥槽的底部直径与所述圆锥槽的顶部直径之间的比值为0.4:1~0.6:1，所述圆锥槽的顶部直径为4.5um~5.5um，所述圆锥槽的深度为2.5um~3.5um，在本实施例中，所述圆锥槽的底部直径与所述圆锥槽的顶部直径之间的比值为0.5:1，所述圆锥槽的顶部直径为5um，所述圆锥槽的深度为3um。在达到上述范围前，出光效率逐渐增加，并在超过上述范围后开始迅速下滑，通过对所述圆锥槽的整体结构的控制，可进一步确保获取最佳的出光效率。

S40：于所述注胶腔内填充掺杂第一玻璃粉的硅胶，倒置所述封装支架，以使所述第一玻璃粉于所述荧光凸杯的顶部形成遮光层，所述遮光层与所述荧光凸杯中心共线，所述遮光层的厚度自所述遮光层的中心向所述遮光层的侧边方向逐渐减小，所述遮光层的厚度为20um~200um，形成LED器件；

请参阅图2，在本实施例中，所述第一玻璃粉的材质为SiO

通过在所述硅胶中掺杂所述第一玻璃粉，并于所述荧光凸杯的顶部形成所述遮光层，在光线进入所述遮光层后，通过所述第一玻璃粉可为光线提供更大的折射角度，进而为成品器件提供更大的出光角度。请参阅图3，实验显示，成品器件的出光角度可达170°；请参阅图4及图5，通过所述遮光层与所述荧光凸杯中心共线的设计，所述遮光层可一定程度的反射其覆盖区域的光线，即反射所述荧光凸杯中心区域的光线，而所述荧光凸杯的光强自其中心区域向侧边区域逐渐减弱，因此，通过设置所述遮光层，可缓解因所述荧光凸杯的圆弧状的结构而导致的出光不均匀的情况。

本发明实施例2提供了一种LED器件的制备方法，其与实施例1中所述的LED器件的制备方法的不同之处在于：

所述遮光层的宽度与所述荧光凸杯的宽度比为1:4。

本发明对比例1提供了一种LED器件的制备方法，其与实施例1中所述的LED器件的制备方法的不同之处在于：

所述注胶腔内未设置所述遮光层。

本发明对比例2提供了一种LED器件的制备方法，其与实施例1中所述的LED器件的制备方法的不同之处在于：

所述遮光层的厚度为20um~350um。可以理解地，在本对比例中，所述遮光层的中心区域的厚度为350um，所述遮光层的边缘区域的厚度为20um。

本发明对比例3提供了一种LED器件的制备方法，其与实施例1中所述的LED器件的制备方法的不同之处在于：

所述遮光层的厚度为50um~200um。可以理解地，在本对比例中，所述遮光层的中心区域的厚度为200um，所述遮光层的边缘区域的厚度为50um。

本发明对比例4提供了一种LED器件的制备方法，其与实施例1中所述的LED器件的制备方法的不同之处在于：

所述遮光层的宽度与所述荧光凸杯的宽度比为1:6。

基于上述实施例1~2和对比例1~4中所述的LED器件的制备方法制备LED器件，通入电流进行光电效率测试，其对应的制备参数及测试结果如下表所示：

需要说明的是，为了保证验证结果的可靠性，本发明上述实施例1~2及对比例1~4对应制备成LED器件时，除上述参数不同以外、其它工艺及参数都应当保持一致。

由上表可以得出，以对比例1中未设置所述遮光层的LED器件为标准样本，将其中心区域的光效定义100%，并相应获取其边缘区域的光效，本发明实施例1及实施例2提供的LED器件的制备方法制备的LED器件，相较于对比例1，中心区域的光效虽产生一定的下降，但边缘区域的光效均得到一定的提升，使得整体出光的均匀性得到保障；根据对比例2中的测试结果，在中心区域的所述遮光层的厚度增加后，虽然边缘区域的光效得到一定的提升，但中心区域的光效下降较多，影响了整体的出光效率；根据对比例2、对比例3及对比例4的测试结果可得知，通过对所述遮光层的厚度及宽度的控制，可在确保整体出光效率的前提下，使中心区域及边缘区域的出光更为均匀。

本发明还提供了一种LED器件，所述LED器件由上述实施例中所述的LED器件的制备方法制备而成。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。