CN100454596C - Led照明光源的制造方法及led照明光源 - Google Patents

Led照明光源的制造方法及led照明光源 Download PDF

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Abstract

本发明的LED照明光源，具备：在基板(11)上安装的至少一个LED芯片(12)；覆盖LED芯片(12)的荧光体树脂部(13)；作用于从荧光体树脂部(13)发出的光的透镜(22)；设置于荧光体树脂部(13)和透镜(22)之间、并分散有使光散射的粒子的光扩散层(透光性树脂部20)。

Description

LED照明光源的制造方法及LED照明光源
技术领域
本发明涉及LED照明光源的制造方法及LED照明光源。特别涉及般照明用的白色LED照明光源的制造方法及白色LED照明光源。
背景技术
发光二极管元件(下称“LED元件”)是一种小型高效的发出色彩鲜艳的光的半导体元件，具有良好的单色性峰值(monochromaticity peak)。在用LED元件发白光时，必须将例如红色LED元件、绿色LED元件、和蓝色LED元件靠近配置来进行扩散混色，但由于各LED元件具有良好的单色性峰值，从而很容易产生色斑。也就是说，如果各LED元件发光不均匀而没有很好地混色，就会变成有色斑的白光。为了解决这样的色斑问题，已经开发了将蓝色LED元件和黄色荧光体组合起来得到白光的技术(例如，专利文献1、专利文献2)。
根据专利文献1公开的技术，通过蓝色LED元件的发光，和由该发光激励而发黄光的黄色荧光体的发光，可以获得白光。在该技术中，由于仅使用1种LED元件就可以获得白光，所以可以解决将多种LED元件靠近来获得白光时产生的色斑的问题。
另外，由于1个LED元件中，光束较小，因此为了获得与作为目前一般照明用光源广泛使用的白炽灯或荧光灯程度相同的光束，希望配置多个LED元件来构成LED照明光源。这种LED照明光源，例如公开在专利文献3、专利文献4中。
专利文献5中，公开了能够解决专利文献2所公开的炮弹型LED照明光源所具有的色斑的问题的LED照明光源。首先，对该色斑的问题和消除该问题的LED照明光源的结构进行说明。
专利文献2公开的炮弹型LED照明光源，具有图1所示的结构。也就是说，图1所示的炮弹型LED照明光源200由以下部分构成：LED元件121、罩着LED元件121的炮弹型透明容器127、用来向LED元件121供给电流的引线框(leadframe)122a、122b。而且，在装载LED元件121的引线框122b的安装部上，设有杯型反射板123，其向箭头D的方向反射LED元件121发出的光。LED元件121被分散有荧光物质126的第1树脂部124密封，第1树脂部124被第2树脂部125覆盖。在从LED元件121发蓝光时，受到该蓝光的荧光物质126发黄光。两色相混就会得到白色。
但是，由于第1树脂部124被充填至杯型反射板123内之后通过固化形成，来密封LED元件121，因此如图2放大表示的那样，第1树脂部124的上面容易产生凹凸。其结果是，含有荧光物质126的树脂的厚度不均，在LED元件121发出的光通过第1树脂部124的路径(例如，光路E、F)上存在的荧光物质126的量参差不齐，导致出现色斑。
为了解决该问题，专利文献5公开的LED照明光源中，将光反射部件(反射板)的反射面与分散有荧光物质的树脂部的侧面分离。
以下，参照图3(a)及(b)，对专利文献5中公开的LED照明光源的一例进行说明。
图3(a)及(b)所示的LED照明光源300中，安装在基板111上的LED元件112，被分散有荧光物质的树脂部113覆盖。基板111上，粘接有具有反射面151a的反射板151。通过将树脂部113的侧面与反射板151的反射面151a分离，可以自由设计树脂部113的形状，而不受反射板151的反射面151a的形状的拘束，从而，能够发挥减轻色斑的效果。
图4中表示的结构是，将图3所示的构造物在基板上排列成矩阵状而得到的LED照明光源300。LED照明光源300中，覆盖LED元件112的树脂部113在基板111上被排列为行列状。具有与各个树脂部113对应的反射面151a的反射板151，粘接在基板111上。
通过采用这种结构，由于能够利用多个LED元件的光束，因此容易获得与目前广泛使用的一般照明用光源(例如，白炽灯或荧光灯)程度相同的光束。
再有，专利文献5中还提出了一种结构，即使在树脂部113中含有的荧光物质的分散状态并不均匀，且LED元件112的上面部与侧面部之间荧光物质的状态不同的情况下，也能减少色斑。对此参照图5进行说明。
含有荧光物质的树脂部113，优选由环氧树脂或硅酮树脂形成。这些树脂的粘度，在热固化时会暂时极度下降。因此，在荧光物质的平均粒径为3μm至15μm的大小的情况下，若荧光物质的比重比树脂的比重大，则热固化时会发生荧光体沉降这一现象。图5中示意表示的是，沉降的荧光物质的层101形成在树脂部113的底部的极端的示例。
硅酮树脂与环氧树脂相比，由于热固化时的粘度下降较小且更柔软，因此有利于应力缓和。专利文献5中公开的结构，求出在使用硅酮树脂作为树脂部113的材料的情况下使从树脂部113的上面部发出的光103、与从树脂部113的侧面部发出的光104的光色一致所必要的条件，并能够降低色斑。
专利文献1：特开平10-242513号公报
专利文献2：特许第2998696号公报
专利文献3：特开2003-59332号公报
专利文献4：特开2003-124528号公报
专利文献5：特开2004-172586号公报
如上所述，研究了用于防止LED照明光源的色斑的各种技术，而本申请发明人发现，现有技术中，不能实现以下所述的色斑的消除。
根据上述的现有技术，应该能够消除色斑、并实现没有色斑的LED照明光源。但是，如图6所示可知，从树脂部113的角部113a斜着发出的光105，是带有黄色的白色光。其结果是，如图7所示，从基板111的上方看去，LED照明光源所照射的光，中央呈白色(参照“103”)，而围绕着它呈带有黄色的白色(参照“105”)，而其外侧呈白色(参照“104”)。
斜方向上发出的光105带有黄色的主要理由是，比起垂直方向的光103或平行方向的光104，透过荧光体的距离长。也就是说，只有角部113a的部分透过较多的荧光体，这部分会形成带有黄色的光。这里，一般容易想到的是形成去掉角部113a的形状来抑制色斑，然而由于树脂部113般来说，如图8所示通过印刷方式形成，因此即使高精度地形成圆柱形的树脂部113，在形成去掉角部的树脂部113的情况下，在印刷板上加工该形状的孔的工艺也很困难，无法形成精度良好的孔。因此，与形成圆柱形的树脂部113的情况相比，精度会降低。
图8是表示用孔版印刷方式形成多个树脂部113的工序的工序图。该印刷方式中，在配置多个LED元件112的基板111上，将具有与树脂部113的尺寸·形状对应的开口部(贯通孔)51a的印刷板51，对准LED芯片12的位置来配置，并使两者贴紧，接着，通过使橡皮刮板(squeegee)52沿着印刷方向移动，使印刷板51上设置的树脂糊55进入到开口部51a中，来用树脂糊55覆盖LED元件112。印刷结束后，取下印刷板51。由于树脂糊60中分散有荧光物质，因此使树脂糊55固化后，可获得含有荧光物质的树脂部113。
对使用图8所示的印刷方式，实际上对排列为8个×8个的行列状的LED元件112形成了树脂部113的情况下的精度误差，说明如下。LED元件112的芯片尺寸为0.3mm×0.3mm，在树脂部113的直径为φ0.8mm的情况下，树脂部113的形状为圆柱状时，能用具有5μm左右的精度(误差)的孔的版形成树脂部113，而在为了去除角部113a，垂直断面形成梯形的近似圆锥状的树脂部113的情况下，版孔的精度(误差)会扩大至10μm左右。若精度恶化到这个程度，即使能够抑制因角部113a的影像导致的色斑，也会因版孔形状的偏差发生非对称的色斑，其结果是，无法抑制LED照明光源全体的色斑。
也就是说，将图7所示的示意图表示在图9(a)中，并参考该图如图9所示，用曲线图表示出LED照明光源中的色温[K]和光分布[度]之间的关系。图9(b)中的粗线A，表示产生了色斑的状态下的光分布特性，看起来发黄的区域105中色温降低(例如，低至3000K左右)。由于当然不希望存在这种局部的低色温区域(105)，因此优选如虚线B所示，尽可能不产生色温差，来抑制色斑。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题而提出的，其主要目的在于，提供一种能够简便地制造抑制色斑的LED照明光源的制造方法。另外，本发明的另一目的在于，提供抑制色斑的LED照明光源。
本发明中的LED照明光源的制造方法，包括：准备出设有至少一个LED芯片的基板的工序(a)；在所述基板上形成覆盖所述LED芯片的荧光体树脂部的工序(b)；和形成作用于从所述荧光体树脂部发出的光的透镜的工序(c)，其中还包括工序(d)，在所述荧光体树脂部和所述透镜之间，形成分散有使从所述荧光体树脂部发出的光散射的粒子的光扩散层(optical diffusion layer)。
优选的实施方式中，所述光扩散层，由分散有所述粒子的透光性树脂形成。
优选的实施方式中，所述荧光体树脂部，具有圆柱形状。
优选的实施方式中，在所述工序(c)中，按照覆盖所述荧光体树脂部的表面的方式，以大致均匀的厚度形成所述光扩散层。
优选的实施方式中，所述光扩散层的厚度，为10μm以上1mm以下。
优选的实施方式中，还包含将所述荧光体树脂部上面的所述光扩散层的厚度，形成为所述上面的周围部比所述上面的中央部大的工序。
优选的实施方式中，所述粒子，由从SiO2、MgO、BaSO4、Al2O3所构成的群中选择的至少一种材料形成。
优选的实施方式中，所述LED芯片，为裸片LED，所述裸片LED，被倒装安装在所述基板。
优选的实施方式中，所述工序(b)及所述工序(d)，通过印刷方式实施。
本发明的LED照明光源，具备：在基板上安装的至少一个LED芯片；覆盖所述LED芯片的荧光体树脂部；作用于从所述荧光体树脂部发出的光的透镜；和设置于所述荧光体树脂部和所述透镜之间，且分散有使所述光散射的粒子的光扩散层。
优选的实施方式中，所述荧光体树脂部，含有将从所述LED芯片放射出的光变换为波长比该光的波长长的光的荧光体，所述光扩散层，由分散有所述粒子的透光性树脂形成。
优选的实施方式中，所述光扩散层，覆盖所述荧光体树脂部的上面的至少周边部。
优选的实施方式中，所述荧光体树脂部，具有圆柱形状。
优选的实施方式中，所述光扩散层，覆盖所述荧光体树脂部的表面，且其厚度大致均匀。
优选的实施方式中，在所述基板上具备设有开口部的反射板，该开口部用于收容所述透光性树脂部，对所述开口部进行规定的侧面，作为反射从所述LED芯片发出的光的反射面发挥作用。
优选的实施方式中，所述反射面和所述透光性树脂部的侧面彼此分离。
(发明效果)
根据本发明的LED照明光源的制造方法，通过在基板上形成覆盖LED芯片的荧光体树脂部的工序、和形成作用于从荧光体树脂部发出的光的透镜的工序之间，实施形成分散有使从荧光体树脂部发出的光散射的粒子(扩散剂)的光扩散层(optical diffusion layer)的工序，从而能够简便地制造防止色斑的发生的LED照明光源。即，通过以覆盖荧光体树脂部的方式，形成掺入扩散剂的透光性树脂部(光扩散层)，能够将从LED芯片看以斜方向从荧光体树脂部发出的光(例如，带黄色的白色光)，用该透光性树脂部散射来混色，能够防止色斑的发生。另外，在形成荧光体树脂部之后，形成光扩散层，因此不用改变荧光体树脂部自身的形成方法，因此，能够在维持较高的荧光体树脂部的尺寸·形状精度的前提下进行制造。
在实施形成荧光体树脂部的工序和形成光扩散层的工序时，若使用印刷方式，能够将众多的个体一并形成，因此十分方便。另外，由于通过在两工序中均采用印刷方式，只需改变专用版，即可将两工序联系起来，因此有利于提高产量。另外，形成外形与荧光体树脂部基本相似的光扩散层，也比较容易。
通过本发明的LED照明光源，由于形成覆盖荧光体树脂部的光扩散层，并在该光扩散层中分散有粒子(扩散剂)，因此能够将从LED芯片看以斜上方向发出的光扩散·混色，从而能够减轻色斑。
附图说明
图1是示意表示专利文献2中公开的炮弹型LED照明光源的结构的截面图。
图2是图1所示的炮弹型LED照明光源的主要部分放大图。
图3(a)以及(b)，分别是表示专利文献5中公开的LED照明光源的一例的侧面截面图以及俯视图。
图4是将多个图3所示的结构配置为矩阵状的结构例的立体图。
图5是表示专利文献5中公开的LED照明光源的一例的侧面截面图。
图6是用于说明色斑产生的原因的LED照明光源的侧面截面图。
图7是用于说明色斑产生的状态的俯视图。
图8是用于说明用于制造LED照明光源的印刷方式的立体图。
图9(a)是用于说明产生色斑的状态的俯视图，(b)是表示(a)所对应的光分布[度]和色温[K]之间的关系的曲线图。
图10是示意表示本发明的实施方式中的LED照明光源100的结构的截面图。
图11是示意表示本发明的实施方式中的LED照明光源100的结构的截面图。
图12是示意表示本发明的实施方式中的LED照明光源100的结构的截面图。
图13是示意表示本发明的实施方式中的卡片式LED照明光源100的结构的立体图。
图14(a)至(d)，是用于说明本发明的实施方式中的LED照明光源100的制造方法的工序截面图。
图15(a)至(c)，是用于说明本发明的实施方式中的LED照明光源100的制造方法的工序截面图。
图16是示意表示本发明的实施方式中的LED照明光源100的改变例的截面图。
图17是示意表示本发明的实施方式中的LED照明光源100的改变例的截面图。
图18(a)至(c)，是用于说明本发明的实施方式中的LED照明光源100的制造方法的工序截面图。
图19(a)至(c)，是用于说明本发明的实施方式中的LED照明光源100的制造方法的工序截面图。
图20是用于说明本发明的实施方式中的LED照明光源100的制造方法的工序截面图。
图21(a)至(d)，是用于说明本发明的实施方式中的LED照明光源100的制造方法的工序截面图。
图22是示意表示LED照明光源100的使用方式的立体图。
图23是示意表示LED照明光源100的使用方式的立体图。
图24是示意表示LED照明光源100的使用方式的立体图。
图25(a)及(b)，分别是表示一个荧光体树脂部13内配置有LED芯片12A、12B的结构的侧面截面图以及俯视图。
图26(a)至(c)，是示意表示本发明的实施方式中的LED照明光源100的另一改变例的截面图。
图27是表示以往的掺入荧光体的LED灯的结构的截面图。
图中：11-基板，12-LED芯片，13-荧光体树脂部，20-透光性树脂部(光扩散层)，21a-上面中央部，21b-上面周围部，22-透镜，30-多层基板，32-基底基板，34-布线层，36-布线图案，38-供电端子，40-反射板，42-反射面，44-开口部，50-基台，51-印刷板，51a-开口部，52-橡皮刮板，55-树脂糊，60、61-金属掩模，62-橡皮刮板，64、65、67、69-开口部，66、68、68’-掩模，70-荧光体糊，71-树脂糊，90-分配器(dispenser)，92-上模具，93-突起部，94-下模具，96-基板，100-照明光源，160-主体部，164-收纳部，165-槽，200、300-照明光源。
具体实施方式
本申请的发明人，为了抑制LED照明光源的色斑，考虑让从LED芯片斜上方向上发出的光(带黄色的白色)散射，并通过与其他的白色光混合，来减少色斑。若形成产生这种散射的结构的方法过于复杂，则会降低LED照明光源的量产性，并且增加成本。因此，希望通过尽可能简单的结构来抑制色斑。本申请发明人发现，通过采用使扩散剂(微粒子)分散的透光性树脂部(光扩散层)覆盖荧光体树脂部，能够显著减少色斑，从而完成本发明。
本发明的LED照明光源，具备：在基板上安装的至少一个LED芯片、覆盖LED芯片的荧光体树脂部、作用于从荧光体树脂部发出的光的透镜。荧光体树脂部和透镜之间，设置光扩散层，该光扩散层中，分散有粒子，使从荧光体树脂部向外部发出的光散射。
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图中，为了简化说明，对实质上具有同一功能的结构要素标注同一参照符号。另外，本发明并不仅限于以下的实施方式。
参照图10以及图11，对本发明的LED照明光源的首个实施方式进行说明。
图10示意表示本实施方式的LED照明光源100的结构。LED照明光源100，具备：在基板11上安装的LED芯片12、覆盖LED芯片的荧光体树脂部13、以及覆盖荧光体树脂部13的透光性树脂部20。荧光体树脂部13，由将从LED芯片12发出的光变换为波长比该光的波长更长的光的荧光体(荧光物质)、以及使荧光体分散的树脂构成，并作为光扩散层发挥作用。透光性树脂部20中分散有扩散剂。扩散剂，例如为SiO2、MgO、BaSO4、Al2O3等微粒子。微粒子的平均粒径为几nm～50μm左右的范围。
本实施方式中，透光性树脂部20的外形，形成为与荧光体树脂部13的外形基本相似(即，透光性树脂部20的厚度均匀)。图10所示的示例中，透光性树脂部20以及荧光体树脂部13各自的外形，相当于圆柱形状的外形。另外，LED芯片12，为裸片LED，倒装安装在基板11上。
图11中，除了图10所示的结构，还设置有反射板40和透镜22。详细来说，设置有开口部44的反射板40搭载于基板11上，该开口部44收纳形成有透光性树脂部20的荧光体树脂部13，这里，规定反射板40的开口部44的侧面，成为反射从LED芯片12发射的光的反射面42。另外，反射面42与透光性树脂部20的侧面彼此分离。另外，以将透光性树脂部20作为模型的方式，形成具有聚光功能的透镜22。即透镜22，形成为充填开口部44来覆盖透光性树脂部20
根据本实施方式的LED照明光源100，由于透光性树脂部20形成为覆盖荧光体树脂部13，该透光性树脂部20中分散有扩散剂，因此，能够抑制从LED芯片12看向斜上方向发射的光导致的色斑。即，从LED芯片12看位于斜上方向的部位的透光性树脂部20所含有的扩散剂，使从位于该部位的内侧的区域的荧光体发出的光扩散·混色，能够将图9(b)所示的线A的状态变换至线B的状态，其结果，能够减轻色斑。
另外，若将扩散剂分散在透镜22中则即使不存在透光性树脂部20也能消除色斑这一想法，虽然从消除色斑这一点来看正确，但是却会妨碍透镜22的聚光功能。也就是说，若扩散剂在透镜22中分散，非但不能使光汇聚反而会扩散，不能实现透镜的效果。因此优选的方法是，使扩散剂在透光性树脂部20中分散，并将透镜22形成为覆盖该透光性树脂部20。
本实施方式的结构，详细说明如下。本实施方式中的LED芯片12，是发射波长在380nm～780nm的可见光范围内具有峰值波长的光的LED元件，分散在荧光体树脂部13中的荧光体，是发射波长为380nm～780nm的可见光区范围内、具有与LED芯片12的峰值波长不同的峰值波长的光的荧光体。本实施方式中的LED芯片12，是发射蓝光的蓝色LED芯片，而且，包含在荧光体树脂部13中的荧光体，是转换成黄色光的黄色荧光体，通过两者的光形成白色光。另外，本实施方式中的LED芯片12，是由氮化镓(GaN)系材料制成的LED芯片，例如发出波长为460nm的光。在将发蓝光的LED芯片用作LED芯片12的情况下，可优选将(Y·Sm)3(Al·Ga)5O12:Ce、(Y0.39Gd0.57Ce0.03Sm0.01)3Al5O12等用作荧光体。另外，本实施方式中，使荧光体分散的树脂为硅酮树脂，荧光体的平均粒径为3μm以上15μm以下，且其比重比硅酮树脂的比重大。
透光性树脂部20，例如由硅酮树脂构成。硅酮树脂与环氧树脂等相比耐热性好，从能够耐受来自LED芯片12的热的影像这点来看优选。另外，通过介插硅酮树脂制的透光性树脂部20，在透镜22因高热变性(着色)的情况下，还具有能够缓和透镜22的热变性的效果。透光性树脂部20的厚度，例如可设为10μm～1mm。图10以及图11所示的例子中，LED芯片12的尺寸为约0.3mm×约0.3mm时，荧光体树脂部13的直径为约0.7mm～约0.9mm(例如，0.8mm)，此时，透光性树脂部20的厚度，例如为20μm～50μm。为了获得减轻色斑的效果，可在透光性树脂部20的角部(即、从LED芯片12看位于斜上方向的部位)使扩散剂分散，但若考虑到制造方法，使扩散剂分散在透光性树脂部20的全体中比较方便。
本实施方式中的透镜22，兼顾对从LED芯片12发出的光进行汇聚的功能、和对以透光性树脂部20覆盖的荧光体树脂部13进行制模(mould)的功能。透镜22，例如由树脂、玻璃等构成。本实施方式中，作为构成透镜22的材料，使用环氧树脂。透镜22的直径，例如为2～7mm，其高度为例如1～15mm。
具有配置于透镜22以及LED芯片12的周围的反射面12的反射板40，例如为金属制，由铝、铜、不锈钢、铁或者它们的合金构成。反射板40的开口部44中，充填有构成透镜22的材料，对由透光性树脂部20覆盖的荧光体树脂部13进行制模的同时，在荧光体树脂部13的上方反射板40之上，形成有近似半球形状的部位。另外，图11所示的例子中，构成透镜22的材料(或制模材料)，延伸至反射板40的上面。
本实施方式的基板11，能够使用多层基板，图12表示该例。图12所示的多层基板30(11)，由基底基板32、以及基底基板32上形成的布线层34构成。基底基板32，例如为金属制的基板，布线层34，含有在由无机填料和树脂构成的复合层上形成的布线图案36。之所以使用金属基板作为基底基板32，并使用复合层作为布线层34，是因为可以提高LED芯片12的散热性。本例中，布线层34，为多层布线基板，LED芯片12被倒装安装在最上层的布线图案36上。
另外，反射板40和布线层34之间，设有底层填料(应力缓和层)为好。通过设置底层填料，能够缓和金属制的反射板40和布线层34之间的热膨胀差所引起的应力，同时还能确保反射板40和最上层的布线图案36之间的电绝缘。
另外，本例的结构中，形成为由透光性树脂部20覆盖的荧光体树脂部13的侧面与反射板40的反射面42彼此分离。通过分离来形成，能够自由设计荧光体树脂部13的形状，而不受反射板40的反射面42的形状的拘束，从而，能够获得减轻因树脂部的厚度的偏差引起的色斑。关于该分离的结构以及效果，已经在专利文献5中进行了说明，本申请援用专利文献5的内容。
此外，虽然本实施方式中，对荧光体树脂部13为近似圆柱状的情况进行了说明，但这里所说的近似圆柱形状中，除了截面为正圆外，还包含顶点为6个以上的多边形。若顶点为6个以上的多边形，实质上具有轴对称性，因此可与“圆”视为相同。在荧光体树脂部13的形状采用近似圆柱形状的情况下，与三棱柱或四棱柱相比能够获得的效果是，在使用适合将LED芯片12倒装安装在基板30(11)上时使用的超声波倒装安装时，即使LED芯片12因超声波振荡转动，也不易对LED元件的光分布特性造成影响。
本实施方式的LED照明光源100中，可以使用多个LED12。具体来说，可将图11或图12所示的结构作为一个单元，来构建将其二维(例如，行列状)排列构成的LED照明光源100。其一例如图13所示。
图13，表示包含多个LED芯片12的卡片式LED照明光源100的结构。在卡片式LED照明光源100的表面上，设置有与布线图案36电连接、并用于向LED芯片12供电的供电端子38。在使用卡片式LED照明光源100时，将可拆卸地插入LED照明光源100的连接器(未图示)、与点亮电路(未图示)进行电连接，将卡片式LED照明光源100插入该连接器来使用。
下面，参照图14以及图15，对本实施方式的LED照明光源100的制造方法进行说明。
本实施方式的制造方法中，准备好二维排列了多个LED芯片12的基板11之后，以同一方式在基板11上形成覆盖各个LED芯片12的荧光体树脂部13，接着，以同一方式在基板11上形成覆盖荧光体树脂部13的透光性树脂部20。本实施方式中，使用印刷方式形成荧光体树脂部13以及形成透光性树脂部20。
首先，如图14(a)所示，将排列了多个LED芯片12的基板11搭载在基台50上。在基板11的上方，配置有金属掩模(印刷板)60，金属掩模60上，对应各个LED芯片12，形成有对荧光体树脂部13的形状进行规定的开口部64。金属掩模60的上面的一部分，载置有荧光体糊70，通过橡皮刮板62印刷该荧光体糊70。
从图14(a)所示的状态起，如图14(b)所示，使基台50与金属掩模60接触(参照箭头81)。接着，如图14(c)所示，使橡皮刮板62如箭头82所示移动来进行印刷。即，将荧光体糊70填充至金属掩模60的开口部64中，来形成覆盖LED芯片12的荧光体树脂部13。
之后，如图14(d)所示，将基台50与金属掩模60分离后(参照箭头83)，能够获得在基板11上排列了荧光体树脂部13的结构。
接着，将金属掩模61转换成对透光性树脂部20的位置·形状进行规定的部件，来同样实施印刷工序。
即，如图15(a)所示，在排列有覆盖LED芯片12的荧光体树脂部13的基板11上，配置金属掩模(印刷板)61。金属掩模61上，形成有对透光性树脂部20的位置·形状进行规定的开口部65。在金属掩模61的上面的一部分，载置有分散着扩散剂的树脂糊71，该树脂糊71，通过橡皮刮板62印刷。另外，图14(a)至(d)中示出了8个LED芯片12，而图15(a)至(c)中，示出了4个LED芯片12。
从图15(a)所示的状态起，如图15(b)所示，使基台50与金属掩模61相接触(参照箭头81)，接着，使橡皮刮板62如箭头82所示移动来进行印刷。即，通过将树脂糊71填充至金属掩模61的开口部65中，来形成覆盖荧光体树脂部13的透光性树脂部20。
然后，如图15(c)所示，将基台50与金属掩模61分离后(参照箭头83)，能够获得本实施方式的LED照明光源100。之后，在基板11上载置具有开口部44的反射板40，并以填充开口部44的方式形成透镜22后，得到图11等所示的结构。
本实施方式中的LED照明光源的制造方法中，以同一方式在基板11上形成了覆盖各个LED芯片12的荧光体树脂部13之后，以同一方式形成覆盖荧光体树脂部13的透光性树脂部20，并通过在该透光性树脂部20中，分散使从荧光体树脂部发出的光散射的扩散剂，从而能够简便地制造出防止色斑的产生的LED照明光源。
通过本实施方式的方法，由于在形成了荧光体树脂部13之后，形成透光性树脂部20，因此无需改变荧光体树脂部13自身的形成方法，此外，能够在保持较高的荧光体树脂部13的尺寸·形状精度的前提下进行制造。即，如图6所示，在形成去掉角部113a的形状来抑制色斑的情况下，会使图14(a)至(d)所示的工序中使用的金属掩模60的开口部(孔)64的精度恶化，因开口部64的形状的偏差导致产生非对称的色斑。另一方面，本实施方式的方法中，由于不改变金属掩模60的开口部64，因此能够抑制开口部64的形状的偏差，能够抑制该非对称的色斑。
另外，由于形成荧光体树脂部13的工序、和形成透光性树脂部20的工序，均使用印刷方式，因此即使LED芯片12被二维地排列多个，也能一并形成。再有，形成荧光体树脂部13的工序、和形成透光性树脂部20的工序，只需改变金属掩模(60、61)，就能将两工序联系起来，因此可比较容易地实施高精度的位置对准，而且产量也良好。此外，外形与荧光体树脂部13基本近似的透光性树脂部20容易形成，因此，即使是厚度很薄的透光性树脂部20(例如，厚度为50μm以下)的形成也能简便地实现。
另外，虽然本实施方式中，将透光性树脂部20形成为与荧光体树脂部13基本近似的形状，但并不仅限于此，例如图16所示，也可以将透光性树脂部20形成为，覆盖荧光体树脂部13的上面的透光性树脂部20的厚度，上面周围部21b比上面中央部21a更厚。图16所示的结构中，若形成为设有反射板40和透镜22的结构，则变成如图17所示。
如图16及图17所示，在增厚透光性树脂部20的上面周围部21b的厚度的情况下，角部所含的分散材料变多，与此相应能够扩散更多的光。因此例如，即使在色斑严重的情况下，也能获得可以更有效地消除色斑问题这一效果。另外，由于即使改变透光性树脂部20的形状，也无需改变荧光体树脂部13的形状自身，因此，能够在维持荧光体树脂部13的较高的尺寸·形状精度的前提下进行制造这一点没有改变。
下面，参照图18(a)至(c)，对形成上面周围部21b比上面中央部21a厚的透光性树脂部20的方法进行说明。
首先，在图15(c)所示的工序后，如图18(a)所示，将掩模(例如，丝网掩模)66，配置在基板11的上方。在掩模66上，形成有与透光性树脂部20的上面周围部21b对应的开口部67。
使基台50如箭头81所示移动，来使掩模66与透光性树脂部20接触之后，如图18(b)所示，使橡皮刮板62如箭头82所示移动，实施印刷。之后，如图18(c)所示，将基台50与掩模66分离后(参照箭头83)，能够形成上面周围部21b厚的透光性树脂部20。
不光是进行上述这种二次印刷的方法，通过适当改变用于形成透光性树脂部20的掩模，也可形成各种形状的透光性树脂部20。图19(a)至(c)是表示形成近似半球形的透光性树脂部20的方法的工序截面图。
如图19(a)所示，将形成有对近似半球形的透光性树脂部20的形状进行规定的开口部69的掩模68，与基台50对准(参照箭头81)，接着，如图19(b)所示进行印刷(参照箭头82)。之后，如图19(c)所示，将掩模68和基台50分离后(参照箭头83)，能够获得近似半球形的透光性树脂部20。
此方法中，由于也无需改变荧光体树脂部13的形状本身，因此即使为了消除角部的影像所致的色斑，而自由改变透光性树脂部20的形状，也不会造成荧光体树脂部13的形状的精度的恶化。
上述实施方式中，作为以同一方式进行形成的方法(所谓的同时形成的方法)，在印刷方式中特别对孔版印刷方式进行了说明，但此外，也可使用凹版印刷方式或转印方式(平版方式)。凹版印刷方式，使用的是具有未贯通的开口部的印刷板，而转印方式(平版方式)，是在版上设置了感光性树脂膜之后，利用抗蚀剂制成规定形状的开口部，并利用该开口部。另外，如图20所示，可以采用分配器方式。即，可使用掩模68’和分配器90，来形成透光性树脂部20。再有，如图21(a)至(d)所示，可使用模具来形成透光性树脂部20。
首先，往图21(a)所示的模具中，流入分散有扩散剂的树脂糊71。图21所示的模具，由在基板96上配置有规定透光性树脂部20的形状的下模具94的部分、和设有规定荧光体树脂部13的形状的突起部93的上模具92构成，树脂糊71流入到下模具94中。
接着，如图21(b)所示，将上模具92和下模具94对准，实施模具的嵌入，之后，如图21(c)所示，将上模具92和下模具94分离后完成脱模，获得给定形状的透光性树脂部20。最后，如图21(d)所示，在对应的荧光体树脂部13上设置透光性树脂部20，则完成本实施方式的LED照明光源100。
如上所述，如果使用本实施方式的LED照明光源100，可获得抑制色斑的光源。而且，作为该LED照明光源100的具体的使用方式，例如可采用图22、图23以及图24所示的方式。该例中的LED照明光源100，为卡片式LED照明光源，图22表示台灯的结构的一例。另外，图23表示可与直管荧光灯置换的结构的一例，图24表示可与圆管荧光灯置换的结构的一例。
图22所示的结构的情况下，卡片式LED照明光源100，被插入于主体部160中设置的收纳部164中，成为可点亮的状态。图23以及图24所示的结构中，卡片式LED照明光源100，通过主体部160中设置的插槽165来设置，成为可点亮的状态。主体部160中，连接有商用电源，还内置有点亮电路。卡片式LED照明光源100，由于是没有色斑的光源，因此在图22、图23及图24所示的方式中，也能获得没有色斑的照明光。
虽然本实施方式中，对蓝色LED元件12与黄色荧光体的组合而实现的白色LED照明光源100进行了说明，但白色LED照明光源中，还开发出有发出近紫外光(例如，405nm)的近紫外LED元件、和由来自近紫外LED元件的光激励来发出红(R)、绿(G)、蓝(B)的光的荧光体的组合而实现的白色LED照明光源。由于在使用近紫外LED元件的情况下，或者其他的情况下，只要是组合LED元件与荧光体来获得白色，基本上都会发生图6所示的荧光体的通过距离的差异而引起的色斑现象，因此可适当地应用本实施方式的技术。另外，近紫外LED元件发出380nm～410nm的光，此时，发红(R)、绿(G)及蓝(B)的光的荧光体，在波长380nm～780nm的可见光范围内具有峰值波长(即，波长450nm、波长540nm、波长610nm的峰值波长)。另外，由于发紫外光的LED元件(紫外LED元件)中，还存在发360nm的紫外线的元件，在使用它的LED照明光源的情况下，该紫外线人眼不可见，因此不会产生发生色斑的问题，但该情况下，会产生因荧光体的通过距离的差异所致的亮度不均的现象，因此在解决该亮度不均的问题上，也可适当应用本实施方式的技术。
虽然上述实施方式中，在一个荧光体树脂部13内配置一个LED芯片12，但并非只能配置1个LED芯片12，1个荧光体树脂部13内也可配置2个或2个以上的LED芯片12。图25(a)以及图25(b)表示的结构是，1个荧光体树脂部13内，配置有LED芯片12A、12B，且用透光性树脂部20覆盖该荧光体树脂部13。
LED芯片12A、12B，可为发出同一波长范围的光的LED芯片，也可为发出不同波长范围的光的LED芯片。例如，可设LED芯片12A为蓝色LED芯片，设LED芯片12B为红色LED芯片。由于在1个荧光体树脂部13内配置多个LED芯片的结构的情况下，经常会出现通过荧光体的光的距离不一定的情况，因此在这个前提下本实施方式的结构的优点更加显著。另外，在使用蓝色LED芯片12A以及红色LED芯片12B这两方的LED芯片的情况下，能够构建对红色的现色性良好的白色LED照明光源。若进一步说明，在组合蓝色LED芯片和黄色荧光体时，虽然能够生成白色，但是形成的是红色成分不足的白色，是对红色的现色性较差的白色LED照明光源。因此，若对蓝色LED芯片12A补充红色LED芯片12B，则能改善对红色的现色性，实现更适合作为一般照明使用的LED照明光源。
虽然上述的实施方式中，作为光扩散层发挥作用的透光性树脂部20覆盖荧光体树脂部13的全体，但本发明并不限于具有这种结构的情况。作为光扩散层发挥作用的透光性树脂部20，如图26(a)至(c)所示，可采用多种方式。
图26(a)所示的例子中，荧光体树脂部13的表面区域作为透光性树脂部(光扩散层)20发挥作用。为了维持树脂的形状，优选在荧光体树脂部13中，分散荧光体之外的其他微粒子。这些微粒子，具有将光扩散的功能。通过令荧光体树脂部13的表面区域中的微粒子(非荧光体)的数量密度比其他部分更高，可提高该区域中的光扩散性。例如，通过将荧光体树脂部13的表面区域中的微粒子(非荧光体)的数量密度，调节为荧光体树脂部13的表面区域中的微粒子(非荧光体)的数量密度的1.2倍以上的大小，能够使荧光体树脂部13的表面区域作为“光扩散层”发挥作用。微粒子密度被刻意提高的表面区域的厚度，设定为例如100nm以上2mm以下的范围。这样在使荧光体树脂部13的表面区域作为光扩散层发挥作用的情况下，该区域中可存在荧光体，也可不存在荧光体。
要想形成图26(a)的结构，例如可在形成荧光体树脂部13之后，从外部往该表面区域导入微粒子。微粒子导入的方法为任意的方法。例如，可对固化之前的荧光体树脂部13喷涂微粒子，另外，可在将微粒子附着到另外制作的透镜的底面上之后，将该透镜安装到荧光体树脂部13上。
由于光扩散层具有分散有微粒子的层(厚度100nm以上)的结构，因此与将荧光体树脂部13的表面粗糙化，仅形成凹凸表面的情况相比，能够更有效地将光散射。
图26(b)所示的例子中，作为光扩散层发挥作用的透光性树脂部20仅覆盖荧光体树脂部13的上面。另一方面，图26(c)所示的例子中，作为光扩散层发挥作用的透光性树脂部20，覆盖荧光体树脂部13的上面的中央部以外的表面。由于通过图26(b)及图26(c)所示的结构的光扩散层，也能在荧光体树脂部13的上面的周端产生高效的光扩散，因此可以充分降低色斑。
如上所述，本发明的重点在于，在荧光体树脂部和透镜之间、在荧光体树脂部的上面周端部和透镜之间配置光扩散层。
以上，虽然通过优选实施方式对本发明进行了说明，但这些描述并非限定事项，当然可以进行各种的改变。
另外，作为与本发明相关联的技术，可以举出例如特开平10-173240号公报中所公开的掺入荧光体的LED灯。其表示于图27。图27所示的LED灯400中，在将安装于引线框402上安装的LED灯403覆盖的树脂壳体405中，同时混入荧光体404和扩散剂406。但是图27所示的LED灯400，与本发明的结构大为不同，其在所谓的荧光体树脂部中混入扩散剂，而非在覆盖荧光体树脂部的透光性树脂部中混入扩散剂。另外，由于在树脂壳体405中混入扩散剂406，该树脂壳体405终究无法作为透镜使用。
产业上的可利用性
根据本发明，由于能够提供抑制色斑的LED照明光源，因此有利于普及一般照明用的LED照明光源。

Claims (12)

1.一种LED照明光源的制造方法，包括：准备出设有至少一个LED芯片的基板的工序(a)；在所述基板上形成覆盖所述LED芯片的荧光体树脂部的工序(b)；和形成作用于从所述荧光体树脂部发出的光的透镜的工序(c)，其中还包括：
工序(d)，在所述荧光体树脂部和所述透镜之间，形成分散有使从所述荧光体树脂部发出的光散射的粒子的光扩散层；和
工序(e)，将所述荧光体树脂部的上面的所述光扩散层的厚度，形成为所述上面的周围部比所述上面的中央部大。
2.根据权利要求1所述的LED照明光源的制造方法，其特征在于：
所述光扩散层，由分散有所述粒子的透光性树脂形成。
3.根据权利要求2所述的LED照明光源的制造方法，其特征在于：
所述荧光体树脂部，具有圆柱形状。
4.根据权利要求1所述的LED照明光源的制造方法，其特征在于：
所述光扩散层的厚度，为10μm以上1mm以下。
5.根据权利要求2所述的LED照明光源的制造方法，其特征在于：
所述粒子，由从SiO2、MgO、BaSO4、Al2O3所构成的群中选择的至少一种材料形成。
6.根据权利要求1所述的LED照明光源的制造方法，其特征在于：
所述LED芯片，为裸片LED，
所述裸片LED，被倒装安装在所述基板。
7.根据权利要求1所述的LED照明光源的制造方法，其特征在于：
所述工序(b)及所述工序(d)，通过印刷方式实施。
8.一种LED照明光源，具备：
在基板上安装的至少一个LED芯片；
覆盖所述LED芯片的荧光体树脂部；和
作用于从所述荧光体树脂部发出的光的透镜，
于所述荧光体树脂部和所述透镜之间，设置分散有使所述光散射的粒子的光扩散层，
所述荧光体树脂部的上面的所述光扩散层的厚度，形成为所述上面的周围部比所述上面的中央部大。
9.根据权利要求8所述的LED照明光源，其特征在于：
所述荧光体树脂部，含有将从所述LED芯片放射出的光变换为波长比该光的波长长的光的荧光体，
所述光扩散层，由分散有所述粒子的透光性树脂形成。
10.根据权利要求8所述的LED照明光源，其特征在于：
所述荧光体树脂部，具有圆柱形状。
11.根据权利要求8所述的LED照明光源，其特征在于：
在所述基板上具备设有开口部的反射板，该开口部用于收容所述光扩散层，
对所述开口部进行规定的侧面，作为反射从所述LED芯片发出的光的反射面发挥作用。
12.根据权利要求11所述的LED照明光源，其特征在于：
所述反射面和所述光扩散层的侧面彼此分离。
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