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    • 专利摘要:
    一種螢光粉包覆結構及其製造方法，係將螢光粉與金屬氧化物溶液均勻混合，而形成螢光粉與金屬氧化物混合溶液，且去除螢光粉與金屬氧化物混合溶液中之雜質後進行乾燥及燒結，而形成附著有金屬氧化物之螢光粉，再取一LED晶片，可用電泳法或傳統混膠方式將附著有金屬氧化物之螢光粉析鍍附著於LED晶片之一面上，而使藍光LED晶片藉由螢光粉而發出白光。藉此，可避免螢光粉混合光學級膠材於使用時因熱而使膠材產生有變質或黃化之情況，而達到延長LED晶片之壽命以及提高使用亮度之功效。
    公开号:TW201308680A
    申请号:TW100127711
    申请日:2011-08-04
    公开日:2013-02-16
    发明作者:Yang-Kuao Kuo；Hsin-Liang Chen；Chun-Yen Lo；Chin-Peng Wang
    申请人:Chung Shan Inst Of Science；
    IPC主号:H01L33-00
    专利说明:
    螢光粉包覆結構及其製造方法
    本發明是有關於一種螢光粉包覆結構及其製造方法，尤指一種可避免於傳統螢光粉混膠製程或conformal coating製程所使用的光學膠因熱而產生有變質或黃化之情況，而達到延長LED晶片之壽命以及提高使用亮度之功效者。
    隨白光LED光源照明具有綠色環保、壽命超長、節能、體積小、重量輕、回應快、工作電壓低及安全性好的特點，因此，被稱為繼白熾燈、日光燈和節能燈之後的21世紀綠色照明光源；而讓LED發出白光是有多種方式的，目前廣泛應用並已實現產業化的方式是在LED晶片上塗敷螢光粉而實現發射白光。由於LED採用螢光粉實現白光的三種方法，在技術上並沒有完全成熟，所以嚴重地限制了白光LED在照明領域的普及應用。
    第一種解決方案是在藍色LED晶片上塗敷能被藍光激發的黃色螢光粉，原理是通過晶片發出的藍光與螢光粉發出的黃光互補形成白光；不過，這種方案的一個原理性的缺點就是該螢光體中Ce3+離子的發射光譜不具連續光譜特性，因此，顯色性較差、發光效率不夠高，難以滿足低色溫照明的需求。
    第二種解決方案是在藍色LED晶片上塗覆綠色和紅色螢光粉，其原理是通過晶片發出的藍光與螢光粉發出的綠光和紅光複合得到白光，這樣顯色性就比較好。缺點就是這個方案所用的螢光粉有效轉換效率低，只有提高紅色螢光粉的效率才能得到改善。
    第三種解決方案是在紫光或紫外光LED晶片上塗敷三基色或多種顏色的螢光粉，其原理是利用該晶片發射的短波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm-410nm)來激發螢光粉而實現白光發射，這種方案的顯色性比前兩種方案都要好，但是所用的螢光粉有效轉換效率也較低，並且紅色和綠色螢光粉一般為硫化物體系，所以這類螢光粉發光穩定性差、光衰較大。
    除此之外，目前發光二極體(LED)製程上是以螢光粉混光學級膠方式製作，其製程過程中需將黃光螢光粉混入光學級膠內進行混掺再將所需之黃光螢光粉混膠以點膠方式點入晶片上，優點是製程簡單；而缺點就是因製程過程中需混入光學級膠，在光學級膠的原料方面，光學級膠仍屬高分子有機物，當LED長時間使用過程中，LED內部晶片會產生熱源，而在熱源無法有效控制下，相對影響螢光粉混膠，使得光學膠因熱產生熱分解或是結構改變之情況，使得LED壽命降低。
    故，將螢光粉之原料進行附著金屬氧化物材料，並且改變以往混膠方式製作，改用新開具有導電性之金屬氧化物包覆螢光粉並以電泳方式將新式螢光粉吸度於晶片上，以改善目前以混膠方式製作LED產品所產生高溫時光學級膠老化進而影響LED壽命的問題，在技術方面仍可沿用目前的製程方式，且具有導電性之螢光粉可增強其發光效率，達到一舉數得之目的。
    本發明之主要目的係在於，可避免傳統螢光粉混膠製程或conformal coating製程產品因熱而產生有變質或黃化之情況，而達到延長LED晶片之壽命以及提高使用亮度之功效。
    為達上述之目的，本發明係一種螢光粉包覆結構及其製造方法，而其結構部份係包含有：一LED晶片；以及一螢光粉層，係設於LED晶片之一面上，其包含有複數螢光粉、及分別附著於各螢光粉表面上之金屬氧化物。
    於本發明結構部份之實施例中，該LED晶片係可為藍光LED晶片。
    於本發明結構部份之實施例中，該螢光粉係以電泳法附著於LED晶片之一面上。
    於本發明結構部份之實施例中，該螢光粉係為具有導電性之螢光粉。
    於本發明結構部份之實施例中，該金屬氧化物係可為奈米級銻錫氧化物(ATO)或奈米級銦錫氧化物(ITO)。
    而本發明之製造方法係包含有下列步驟：步驟一：將螢光粉與金屬氧化物溶液均勻混合，而形成螢光粉與金屬氧化物混合溶液；步驟二：去除螢光粉與金屬氧化物混合溶液中之雜質後進行乾燥及燒結，而形成附著有金屬氧化物之螢光粉；以及步驟三：取一LED晶片，並以電泳法將附著有金屬氧化物之螢光粉析鍍附著於LED晶片之一面上，而使LED晶片之一面上形成有一螢光粉層。
    於本發明製造方法之實施例中，該螢光粉係為具有導電性之螢光粉。
    於本發明製造方法之實施例中，該金屬氧化物係可為奈米級ATO或奈米級ITO。
    於本發明製造方法之實施例中，該步驟一中係以超音波震盪配合磁石攪拌之方式將螢光粉與金屬氧化物溶液均勻混合。
    於本發明製造方法之實施例中，該步驟二中係採用高速冷凍離心方式將雜質去除，而該雜質可為殘餘之膠體。
    於本發明製造方法之實施例中，該步驟二中係以低溫方式進行乾燥，以除去低沸點之溶劑。
    於本發明製造方法之實施例中，該LED晶片係可為藍光LED晶片。
    於本發明製造方法之實施例中，該步驟三中係配合一電泳槽實施電泳法，而可將LED晶片放置於電泳槽之一端，另一端則放置附著有金屬氧化物之螢光粉，且使電泳槽內通入電壓而讓附著有金屬氧化物之螢光粉以游離方式逐漸析鍍於LED晶片上。
    請參閱『第1、2、3、4及第5圖』所示，係分別為係本發明之外觀示意圖、本發明第1圖a部分之局放大示意圖、本發明步驟一之示意圖、本發明步驟二之示意圖及本發明步驟三之示意圖。如圖所示：本發明係一種螢光粉包覆結構及其製造方法，其結構係包含有：一LED晶片1；以及一設於LED晶片1一面上之螢光粉層2，該螢光粉層2包含有複數螢光粉21、及分別附著於各螢光粉21表面上之金屬氧化物22。
    而本發明構成上述結構之製造方法至少包含有下列步驟：步驟一：將螢光粉21與金屬氧化物溶液22a以超音波震盪23配合磁石攪拌24之方式均勻混合，而形成螢光粉與金屬氧化物混合溶液20，其中該螢光粉21係為具有導電性之螢光粉。
    步驟二：採用高速冷凍離心25方式去除螢光粉與金屬氧化物混合溶液20中殘餘之膠體或其他雜質後，以低溫方式進行乾燥26除去低沸點之溶劑，之後再進行燒結27而形成附著有金屬氧化物22之螢光粉21，其中該金屬氧化物22係可為奈米級銻錫氧化物(ATO)或奈米級銦錫氧化物(ITO)。
    步驟三：取一為藍光之LED晶片1，並以電泳法將附著有金屬氧化物22之螢光粉21析鍍附著於LED晶片1之一面上，而實施時係配合一電泳槽3，將LED晶片1放置於電泳槽3之一端，另一端則放置附著有金屬氧化物22之螢光粉21，且使電泳槽3內通入電壓而讓附著有金屬氧化物22之螢光粉21以游離方式逐漸析鍍於LED晶片1上，進而使LED晶片1之一面上形成有一螢光粉層2(如第1及第2圖所示)。
    藉此，本發明提出之螢光粉21附著有奈米級銻錫氧化物(ATO)或奈米級銦錫氧化物(ITO)之金屬氧化物22，且經由電泳方式使導電性螢光粉21經由其電泳吸附於LED晶片1上，可避免光學膠的使用並且LED因長期發光後所產生光學膠因熱產生熱分解或是結構改變之情況，降低LED壽命之問題。
    綜上所述，本發明螢光粉包覆結構及其製造方法可有效改善習用之種種缺點，可避免螢光粉層於使用時因熱而產生有變質或黃化之情況，而達到延長LED晶片之壽命以及提高使用亮度之功效；進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合消費者使用之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。
    惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
    1．．．LED晶片
    2．．．螢光粉層
    20．．．螢光粉與金屬氧化物混合溶液
    21．．．螢光粉
    22．．．金屬氧化物
    22a．．．金屬氧化物溶液
    23．．．超音波震盪
    24．．．磁石攪拌
    25．．．高速冷凍離心
    26．．．乾燥
    27．．．燒結
    3．．．電泳槽
    第1圖，係本發明之外觀示意圖。
    第2圖，係本發明第1圖a部分之局放大示意圖。
    第3圖，係本發明步驟一之示意圖。
    第4圖，係本發明步驟二之示意圖。
    第5圖，係本發明步驟三之示意圖。
    1．．．LED晶片
    2．．．螢光粉層
    21．．．螢光粉
    22．．．金屬氧化物
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] 一種螢光粉包覆結構，其包括有：一LED晶片；以及一螢光粉層，係設於LED晶片之一面上，其包含有複數螢光粉、及分別附著於各螢光粉表面上之金屬氧化物。
    [2] 依申請專利範圍第1項所述之螢光粉包覆結構，其中，該LED晶片係可為藍光LED晶片。
    [3] 依申請專利範圍第1項所述之螢光粉包覆結構，其中，該螢光粉層係以電泳法附著於LED晶片之一面上。
    [4] 依申請專利範圍第1項所述之螢光粉包覆結構，其中，該螢光粉係為具有導電性之黃光螢光粉。
    [5] 依申請專利範圍第1項所述之螢光粉包覆結構，其中，該金屬氧化物係可為奈米級銻錫氧化物(ATO)或奈米級銦錫氧化物(ITO)。
    [6] 一種螢光粉包覆結構及其製造方法，包括有下列步驟：步驟一：將螢光粉與金屬氧化物溶液均勻混合，而形成螢光粉與金屬氧化物混合溶液；步驟二：去除螢光粉與金屬氧化物混合溶液中之雜質後進行乾燥及燒結，而形成附著有金屬氧化物之螢光粉；以及步驟三：取一LED晶片，並以電泳法將附著有金屬氧化物之螢光粉析鍍附著於LED晶片之一面上，而使LED晶片之一面上形成有一螢光粉層。
    [7] 依申請專利範圍第6項所述之螢光粉包覆結構之製造方法，其中，該螢光粉係為具有導電性之黃光螢光粉。
    [8] 依申請專利範圍第6項所述之螢光粉包覆結構之製造方法，其中，該金屬氧化物係可為奈米級銻錫氧化物(ATO)或奈米級銦錫氧化物(ITO)。
    [9] 依申請專利範圍第6項所述之螢光粉包覆結構之製造方法，其中，該步驟一中係以超音波震盪配合磁石攪拌之方式將螢光粉與金屬氧化物溶液均勻混合。
    [10] 依申請專利範圍第6項所述之螢光粉包覆結構之製造方法，其中，該步驟二中係採用高速冷凍離心方式將雜質去除，而該雜質可為殘餘之膠體。
    [11] 依申請專利範圍第6項所述之螢光粉包覆結構之製造方法，其中，該步驟二中係以低溫方式進行乾燥，以除去低沸點之溶劑。
    [12] 依申請專利範圍第6項所述之螢光粉包覆結構之製造方法，其中，該LED晶片係可為藍光LED晶片。
    [13] 依申請專利範圍第6項所述之螢光粉包覆結構之製造方法，其中，該步驟三中係配合一電泳槽實施電泳法，而可將LED晶片放置於電泳槽之一端，另一端則放置附著有金屬氧化物之螢光粉，且使電泳槽內通入電壓而讓附著有金屬氧化物之螢光粉以游離方式逐漸析鍍於LED晶片上。
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