CN104956503A - 发光装置的制造方法、以及制造装置 - Google Patents

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Abstract

发光元件(110)的至少一部分由包含被发光元件(110)发出的光激励而发出光的荧光体(130)的透光性树脂(120)覆盖而形成的发光装置(100)的制造方法,包括通过照射能够透过透光性树脂(120)的激光(230)来直接加工荧光体(130),从而对从发光装置(100)发出的光的色度进行调整的照射工序。

Description

发光装置的制造方法、以及制造装置
技术领域
本发明涉及发光装置的制造方法以及制造装置,尤其涉及能够进行色度调整的发光装置的制造方法以及制造装置。
背景技术
对于发出白光的发光装置(发光器件),蓝色LED芯片由包含荧光体的透光性树脂密封的发光装置是众所周知的。
对于这样的发光装置,蓝色LED芯片发出的蓝光的一部分,使荧光体激励,从荧光体发出黄色荧光。而且,蓝色LED芯片发出的蓝光、和激励后的荧光体发出的黄色荧光被混合,从而得到白光。所述发光装置的白光的色度,根据蓝色LED芯片发出的蓝光的光量、和从荧光体发出的黄色荧光的光量的比例而决定。
这样的发光装置具有的问题是,蓝色LED芯片的性能的不均匀、以及根据荧光体的量而产生白光的色度的不均匀。
为了解决这样的问题,专利文献1公开,通过照射激光来除去包含荧光体的荧光层,从而进行发光装置的发光颜色的色度调整的技术。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1:日本特开2002-344029号公报
专利文献2:日本特开2011-165827号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在通过专利文献1所记载的方法来调整发光装置的色度的情况下,会有如下的可能性,即,产生透光性树脂的变质以及碳化等,从而从蓝色LED芯片发出的光被遮蔽,导致光的射出效率降低。
于是,本发明的目的在于,提供能够一边抑制透光性树脂的碳化以及变质,一边进行色度调整的发光装置的制造方法以及制造装置。
用于解决问题的手段
本发明的实施方案之一涉及的发光装置的制造方法,所述发光装置是发光元件的至少一部分由包含荧光体的透光性树脂覆盖而形成的,所述荧光体被所述发光元件发出的光激励而发出光,所述制造方法包括照射工序,在所述照射工序中,通过照射能够透过所述透光性树脂的激光来直接加工所述荧光体,从而对从所述发光装置发出的光的色度进行调整。
并且,也可以是,在所述照射工序中,通过照射所述激光来使所述荧光体破碎,从而使所述荧光体的粒径变小。
并且,也可以是,在所述照射工序中,通过照射所述激光,从而在所述荧光体形成平坦的面。
并且,也可以是,在所述照射工序中,通过照射所述激光来使所述荧光体破碎、且使所述荧光体飞散。
并且,也可以是,在所述照射工序中,通过照射所述激光来使大小在规定的粒径以上的所述荧光体破碎、并使所述荧光体的粒径变小,从而减少所述荧光体的粒径的不均匀。
并且,也可以是,在所述照射工序中,通过照射所述激光来使所述荧光体破碎、并使所述荧光体的粒径变小,以使多个所述荧光体成为规定的粒度分布。
并且,也可以是,在所述照射工序中,通过照射所述激光来直接加工多个所述荧光体之中的特定的所述荧光体。
并且,也可以是,在所述照射工序中,一边测量从所述发光装置发出的光的色度,一边通过照射所述激光来直接加工所述荧光体,以使所述发光装置发出的光的色度成为规定的值。
并且,也可以是,还包括测量从所述发光装置发出的光的色度的测量工序。
本发明的实施方案之一涉及的制造装置,所述发光装置是发光元件的至少一部分由包含荧光体的透光性树脂覆盖而形成的,所述荧光体被所述发光元件发出的光激励而发出光,所述制造装置具备照射部,所述照射部,通过照射能够透过所述透光性树脂的激光来直接加工所述荧光体,从而对从所述发光装置发出的光的色度进行调整。
并且,也可以是,还具备:调整部,对所述照射部照射的激光的照射位置与所述发光装置的相对位置关系进行调整;以及控制部,控制所述照射部照射的激光的发光状态。
并且,也可以是,所述照射部具有发出激光的激光振荡器、以及光学系统,该光学系统对所述激光振荡器发出的激光进行收集、并使该激光照射到所述荧光体,所述调整部,通过对所述激光振荡器、所述光学系统、以及所述发光装置的位置关系进行调整,从而对所述激光的照射位置与所述发光装置的相对位置关系进行调整。
并且,也可以是,所述激光振荡器是短脉冲激光器。
并且,也可以是,所述调整部具有第一机构,所述第一机构分别在所述激光的光轴方向以及与该光轴方向正交的方向上,使所述激光的照射位置与所述发光装置的相对位置关系变化。
并且,也可以是,所述调整部还具有第二机构,所述第二机构使所述激光的光轴相对于所述发光装置的倾斜度变化。
并且,也可以是,所述调整部,对所述位置关系进行调整,以使所述激光对焦于所述荧光体。
并且,也可以是,所述照射部,通过照射所述激光,从而在所述荧光体形成平坦的面。
并且,也可以是,还具备至少测量所述荧光体的位置的测量部,所述照射部,通过照射所述激光来直接加工位于特定的范围的所述荧光体。
并且,也可以是,所述测量部,还测量所述荧光体的粒径,所述照射部,通过照射所述激光来使大小在规定的粒径以上的所述荧光体破碎,从而使所述荧光体的粒径变小。
并且,也可以是,所述测量部,还测量所述荧光体的粒径,所述照射部,通过照射所述激光来使所述荧光体破碎、并使所述荧光体的粒径变小,以使多个所述荧光体成为规定的粒度分布。
并且,也可以是,所述透光性树脂中包含发光谱不同的多种所述荧光体,所述测量部,还测量所述荧光体的种类,所述照射部,通过照射所述激光来直接加工所述多种所述荧光体之中的特定的种类的所述荧光体。
发明效果
根据本发明涉及的发光装置的制造方法以及制造装置,能够一边抑制透光性树脂的碳化以及变质,一边进行发光装置的色度调整。
附图说明
图1是示出实施例1涉及的设置有发光装置的基板的图。
图2是以A-A线来切断图1示出的发光装置的截面图。
图3是示出实施例1涉及的发光装置的制造装置的模式图。
图4是照射部的外观图。
图5是表示色度的图像的一个例子。
图6是示出发光装置的色度调整方法的流程图。
图7是用于说明照射部的激光的照射的模式图。
图8是用于说明荧光体的加工的形态的第一模式图。
图9是用于说明荧光体的加工的形态的第二模式图。
图10是用于说明通过照射激光来使荧光体破碎且飞散的加工形态的模式图。
图11是用于说明向粒径比规定值大的荧光体有选择地照射激光的例子的模式图。
图12是用于说明向粒径比规定值大的荧光体有选择地照射激光时的粒度分布的模式图。
图13是用于说明利用了发光颜色不同的多种荧光体的发光装置的色度调整方法的图。
图14是用于说明COB型的发光装置的图。
具体实施方式
(成为本发明的基础的见解)
如背景技术的说明,对发光装置发出的光的色度进行调整的技术是众所周知的。
专利文献1公开,通过照射激光来除去包含荧光体的荧光层,从而进行发光装置的发光颜色的色度调整的技术。
然而,在通过专利文献1所记载的方法来调整发光装置的色度的情况下,会有如下的可能性,即,产生透光性树脂的变质以及碳化等,从而从蓝色LED芯片发出的光被遮蔽,导致光的射出效率降低。
并且,例如,专利文献2公开,在发光装置的点灯检查时测量发光装置发出的光的色度,以与从所希望的色度的偏离量对应的激光照射量来照射激光,从而进行发光装置的发光颜色的色度调整的技术。
在此,激光照射量是,通过对激光的照射次数和输出能量进行调整来控制的。然而,如专利文献2所记载,通过按照色度的测量结果变更激光照射量的方法,难以将来自发光装置的光的色度高精度地调整为所希望的色度。
并且,向发光装置照射的激光,透过透光性树脂后被荧光体吸收,但是,照射的激光之中也包含不照射到荧光体的激光。据此,激光的一部分不贡献于色度调整,因此非效率。
本发明是,发明人员根据如上所述的见解而做出的,提供能够抑制透光性树脂的碳化以及变质、并且比以往更高精度且高效率地进行色度的调整的发光装置的制造方法以及制造装置。
以下,对于实施例涉及的发光装置的制造方法以及制造装置,参照附图进行说明。而且,以下说明的实施例,都示出本发明的优选的一个具体例子。因此,以下的实施例所示的、数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态等是,一个例子,而不是限定本发明的宗旨。因此,对于以下的实施例的构成要素中的、示出本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素,作为任意的构成要素而被说明。
而且,各个图是模式图,并不一定是严密示出的图。并且,在各个图中,对于实质上相同的结构,附上相同的符号,会有省略或简略化重复的说明的情况。
(实施例1)
首先,说明实施例1涉及的发光装置。图1是示出实施例1涉及的设置有发光装置的基板的图。图2是以A-A线来切断图1示出的发光装置的截面图。
如图1示出,发光装置100,例如,安装在基板10上,用于照明用光源、以及照明装置。在图1中,基板10是,在中央设置有开口的俯视形状为圆形的基板,在基板10上的圆周方向上排列设置有多个发光装置100。而且,设置有发光装置100的基板10,具体而言,用于灯泡形的LED灯(照明用光源)。
发光装置100是,所谓SMD(Surface Mount Device)型的发光装置,发出白光。如图2示出,发光装置100具备,LED芯片110(发光元件)、由包含荧光体130的透光性树脂构成的颜色变换部120(荧光体层120a以及树脂层120b)、封装体140、引线框架150、以及接合线160。
LED芯片110是,作为发光元件的一个例子的、发出单色的可见光的裸芯片,由小片连接材料(小片接合材料)小片接合安装在封装体140的凹部的底面。对于LED芯片110,例如,可以利用发出蓝光的蓝色发光LED芯片。对于蓝色发光LED芯片,例如,可以利用由InGaN系的材料构成的、中心波长为440nm至470nm的氮化镓系的半导体发光元件。
颜色变换部120是,包含作为光波长变换材料的荧光体130的透光性树脂,对来自LED芯片110的光进行波长变换,并且,密封LED芯片110来保护LED芯片110。构成颜色变换部120的透光性树脂,填充在封装体140的凹部,装入到该凹部的开口面。构成颜色变换部120的透光性树脂是,具体而言,二甲基硅树脂、苯基硅树脂、倍半硅氧烷树脂、环氧树脂、氟树脂、丙烯树脂、聚碳酸脂树脂等。
在实施例1中,颜色变换部120具有荧光体层120a、以及树脂层120b。荧光体层120a是,至少覆盖LED芯片110的光射出侧(上部)的、由包含荧光体130的透光性树脂构成的层。树脂层120b是,被设置在荧光体层120a的上方的由透光性树脂构成的层,不包含荧光体130。而且,也可以不设置树脂层120b。
而且,颜色变换部120也可以,被形成为薄板状或板状,被设置为堵塞封装体140的凹部的开口面。在此情况下,颜色变换部120,以与LED芯片110之间设置空隙的状态,由粘合剂等固定在封装体140的开口面。
荧光体130是,被LED芯片110发出的光激励而发出黄色荧光的黄色荧光体。在LED芯片110为蓝色发光LED的情况下,荧光体130是,YAG(钇铝石榴石)系的黄色荧光体。而且,荧光体130也可以是,正硅酸盐系荧光体、以及氧氮化物荧光体。荧光体130,大致为球状,颜色变换部120内包含有多个荧光体130。
一般而言,荧光体被与自己辐射的光相比更短波长的光激励。因此,从荧光体130发出的光(第二光)成为,与来自发光元件110的辐射光(第一光)相比更长波长的光。具体而言,荧光体130发出,波长比450nm长的黄色荧光。
如此,荧光体130,被LED芯片110的蓝光激励而放出黄色荧光,因此,从发光装置100(颜色变换部120),因激励后的黄色荧光和蓝光而放出具有比较宽范围的波段(例如400nm至680nm左右)的谱分布的白光。
封装体140是,将非透光性树脂(白树脂等)成形而成的容器,具备逆圆锥梯形状的凹部(空腔)。凹部的内侧面是倾斜面,被构成为使来自LED芯片110的光向上方反射。封装体140,具体而言,由酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、BT树脂、聚邻苯二甲酰胺(PPA)等的树脂形成。而且,封装体140也可以,由陶瓷形成。
引线框架150是,一对正负的电极。引线框架150,用于将LED芯片110、和被设置在基板10上的外部电极(不图示)连接,例如,由铁、磷青铜、铜合金等的金属部件构成。引线框架150,通过接合线160与LED芯片110连接。
接着,说明发光装置100的制造装置。图3是示出发光装置100的制造装置的模式图。
如图3示出,制造装置200具备,照射部210、色度测量部220、状态测量部225(测量部)、载置台240、控制部250、显示装置260、输入装置270、调整部280、第一相机221、以及第二相机222。并且,照射部210具有,激光振荡器210a、以及光学系统210b,调整部280具有,第一机构280a、以及第二机构280b。而且,也可以代替第一相机221及第二相机222,而利用具有第一相机221以及第二相机222的功能的一个相机。
照射部210,通过照射能够透过颜色变换部120的激光230来直接加工荧光体,对从发光装置100发出的光的色度进行调整。照射部210,具体而言,将由激光振荡器210a发出的激光,经由光学系统210b照射到发光装置100,从而直接加工荧光体。
照射部210(激光振荡器210a)是,例如,YAG激光器(振荡波长1064nm)、飞秒激光器(振荡波长780nm)、以及微微秒激光器(振荡波长1040nm)等。这样的激光器发出的激光230,由于透过硅系等的树脂,因此,直接照射到荧光体130。也就是说,照射部210,不给构成颜色变换部120的透光性树脂带来热损害而能够加工荧光体130。其中,若利用作为照射部210(激光振荡器210a)的飞秒激光器以及微微秒激光器等的短脉冲激光器(超短脉冲激光器),则能够加工相对于构成颜色变换部120的透光性树脂而热影响少的荧光体130。
光学系统210b,由进行激光的聚光的聚光透镜和多面反射镜那样的扫描光学系统的组合而成,如图3示出,被配置在与用于设置发光装置100的载置台240相对的位置。
图4是照射部210的外观图。如图4示出,照射部210,向放置在载置台240的发光装置100照射激光230。发光装置100,可以以安装在基板10的状态来放置在载置台240,发光装置100也可以以单体放置在载置台240。
照射部210,利用光学系统210b在颜色变换部120中设定激光230的焦点位置,仅对该焦点位置周边的荧光体130,由激光230的照射进行加工。非常高的能量投入(集中)到激光230的焦点位置,因此,焦点位置的温度,达到例如数千k(开尔文)以上,焦点位置的压力,达到1GPa左右。其结果为,照射部210,能够直接加工存在于激光230的焦点位置周边的荧光体130。
控制部250,控制激光振荡器210a发出激光的定时、激光振荡器210a发出的激光的强度(能量)以及波长等。
调整部280,对激光振荡器210a、光学系统210b、以及发光装置100的相对位置关系进行调整,从而对激光230的照射位置与发光装置100的相对位置关系进行调整。
在实施例1中,调整部280,在固定激光振荡器210a的位置的状态下,由第一机构280a驱动光学系统210b以及载置台240,从而对激光230的照射位置与发光装置100的相对位置关系进行调整。
第一机构280a是,在激光230的光轴方向(图3的Z轴方向)以及与光轴方向正交的方向(图3的X轴方向或Y轴方向)上,使针与发光装置100对应的激光230的焦点的相对位置变化的机构。
第一机构280a,具体而言,使光学系统210b的聚光透镜在Z轴方向上移动,从而使激光230的焦点位置在Z轴方向上变化。并且,第一机构280a,使载置台240在X轴方向或Y轴方向上平行移动,从而使激光230的焦点位置在X轴方向、Y轴方向上变化。
据此,照射部210,能够使激光230对焦于颜色变换部120中的荧光体130。
并且,在实施例1中,调整部280还具有,使激光230的光轴相对于发光装置100的倾斜度变化的第二机构280b。
第二机构280b,驱动光学系统210b中包含的扫描光学系统对激光进行扫描(scan),从而使激光230的光轴相对于发光装置100的倾斜度变化。也就是说,第二机构280b,能够对激光230相对于发光装置100的表面的入射角度进行调整,因此,照射部210,能够以相对于荧光体130而倾斜的方式照射激光230。
因此,在如后述由激光230切断荧光体130的一部分的情况下,能够使其切口(切断面)的倾斜度变化,能够将荧光体130加工为多面体形状。
而且,在制造装置200中,对于调整部280(第一机构280a以及第二机构280b),为了以μm级对激光230的照射位置与发光装置100的相对位置关系进行调整,而采用能够以非常精细的分辨率高精度地驱动光学系统210b以及载置台240的机构。
而且,调整部280,对激光230的照射位置与发光装置100的相对位置关系进行调整即可,例如,调整部280,也可以是使激光振荡器210a移动的结构。
状态测量部225,从拍摄发光装置100的第一相机221获得图像,利用获得的图像,通过图像处理来测量荧光体130的状态(例如荧光体130的位置)。状态测量部225,具体而言,针对由第一相机221拍摄的发光装置100的颜色变换部120的图像,执行二值化、边缘提取等的图像处理,从而测量颜色变换部120的荧光体130的状态。
在此,“荧光体130的状态”,至少包含颜色变换部120中的荧光体130的位置、以及荧光体130的粒径、形状等。
在荧光体130的状态的测量中,第一相机221,使第一相机221的焦点位置变化,从而拍摄焦点位置在Z轴方向上分别不同的多个图像。状态测量部225,能够根据焦点位置在Z轴方向上分别不同的多个图像之中的对焦的图像的焦点位置,测量除了X轴方向、Y轴方向以外还包含Z轴方向的荧光体130的三维位置。
显示装置260及输入装置270是,被设置在制造装置200的用户界面。显示装置260,显示由第一相机221以及第二相机222拍摄的图像、状态测量部225的测量结果、以及色度测量部220的测量结果等。输入装置270,接受来自用户的各种输入。
由显示装置260以及输入装置270,制造装置200的控制部250能够控制成,一边使显示装置260显示第一相机221拍摄的图像,一边按照向输入装置270的输入决定加工对象的荧光体130。
如此,根据制造装置200,用户能够,一边目视确认显示装置260所显示的颜色变换部120的图像,一边选择任意的荧光体130以作为加工对象。
色度测量部220,从作为拍摄发光装置100的彩色相机的第二相机222获得以使发光装置100发光了的状态来拍摄的彩色图像,利用该彩色图像,通过图像处理来测量颜色变换部120的表面的光色。
此时,色度测量部220,不是一律求出颜色变换部120的表面的光色,而是以颜色变换部120内的局部的颜色不均匀也反映的方式,按照获得的图像的每个像素测量光色。
而且,实施例1的“光色”,包含辐射光的色度、色调(明度和彩度)、色温等,但是,在实施例1中,色度测量部220,测量从发光装置100发出的光的色度,以作为一个例子。
而且,色度测量部220也可以是,按多个像素的每个集合求出代表值(平均值以及中央值),按每个该集合测量光色的结构。
并且,色度测量部220也可以是,用于测量色度以及亮度等的光学特性的、利用了通用的分光器的测量器。
在此情况下,色度测量部220,例如,测量发光装置100的发光面(光射出侧的面)的光谱,求出色度。色度,在制造装置200所具备的显示装置260,显示为图5所示的图像。
图5所示的图像是,以使发光装置100发光了的状态来从发光面(上表面)侧测量色度的图像。在该图像中,圆形状的区域表示发光装置100发光的部分,在该圆形状的区域内,颜色的浓淡表示色度(色度的分布)。而且,图5所示的图像的圆形状的区域内的两个矩形的区域是,LED芯片110存在的区域。而且,色度测量部220也可以,除了色度(发光装置100的光谱)以外,还测量发光强度、以及配光特性。
接着,说明利用了制造装置200的发光装置100的制造方法(色度调整方法)。图6是示出发光装置100的色度调整方法的流程图。
首先,生成发光装置100(S10)。以下,说明发光装置的生成方法。
首先,在形成有引线框架150的封装体140的凹部安装LED芯片110。此时,LED芯片110,通过接合线160与引线框架150电连接。
接着,包含荧光体130的液状的颜色变换部120填充在封装体140的凹部内,该液状的颜色变换部120硬化,从而生成发光装置100。更具体而言,在LED芯片110的安装后,将包含荧光体130的液状的颜色变换部120滴下(灌封)到封装体140的凹部内,从而附着到封装体140。而且,对于将液状的颜色变换部120附着到封装体140的方法,不仅限于灌封,也可以将液状的颜色变换部120,通过涂布、印刷(喷墨)等的方法来附着。
而且,在对已经生成的(现成品的)发光装置100进行色度调整的情况下,省略步骤S10。
生成的发光装置100,以通电来发光了的状态被进行点灯检查(S20)。接着,色度测量部220,测量发光装置100发出的光的色度(S30)。在色度测量部220测量的色度为规定的范围内的情况下(S40的“是”),结束发光装置100的色度调整。而且,规定的范围是,例如,制造工序中的发光装置100的色度的检查规格等。
在色度测量部220测量的色度为规定的范围外的情况下(S40的“否”),状态测量部225,测量荧光体130的状态(S50)。而且,色度测量部220,如上所述按从第二相机222获得的图像的每个像素测量光色。因此,即使在颜色变换部120的表面的一部分的色度为规定的范围之外的情况下,也判断为色度为规定的范围外。
接着,照射部210,向发光装置100照射激光230(S60)。此时,根据色度测量部220测量的色度以及状态测量部225测量的荧光体130的状态,决定激光230的照射条件(照射范围,强度等)。
而且,对于激光230的照射条件,与色度测量部220的测量结果以及状态测量部225的测量结果建立了对应来预先登记有多个,按照登记自动地决定。
而且,在进行点灯检查之后(S20),色度测量部220,测量激光230的照射后的发光装置100的色度(S30)。以后,反复进行照射部210的激光230的照射、和色度测量部220的色度的测量,直到色度测量部220测量的色度成为规定的范围内为止。对于步骤S20至步骤S60的工作可以由控制部250自动地进行,也可以由用户半自动地进行。
而且,也可以实时地(同时)进行色度测量部220的色度的测量、和照射部210的激光230的照射。也就是说,也可以一边测量从发光装置100发出的光的色度,一边通过照射激光230来直接加工荧光体130,以使发光装置100发出的光的色度成为规定的范围内(规定的值)。
例如,也可以一边测量发光装置100的发光面的光的谱分布(发光面的颜色不均匀),一边按照测量的谱分布照射激光230,以成为均匀的谱分布或所希望的谱分布的方式直接可以加工荧光体130。
并且,例如,也可以一边测量色度(发光装置100的光谱)、发光强度、以及配光特性之中的至少一个,一边通过照射激光230来直接加工荧光体130。
在此情况下,第一相机221以及第二相机222,以在激光230的照射中也能够拍摄发光装置100的方式,被配置在光学系统210b的近旁。
如此,实时地进行色度测量部220的色度的测量、和照射部210的激光230的照射,从而能够缩短发光装置100的加工所需要的时间。
在所述的色度调整中,特征为照射部210的激光230的照射。图7是用于说明照射部210的激光230的照射的模式图。
如图7示出,照射部210,使激光230对焦于荧光体130,来直接加工荧光体130。具体而言,在此情况下,状态测量部225,至少测量荧光体130的位置,调整部280,以照射部210能够向加工对象的荧光体130照射激光的方式,调整激光230的照射位置。然后,照射部210,进行能量集中于加工对象的荧光体130的激光230的照射。
如上所述,激光230,透过构成颜色变换部120的透光性树脂,激光230给透光性树脂带来的损害小。因此,根据制造装置200(照射部210),能够一边抑制构成颜色变换部120的透光性树脂的碳化以及变质,一边进行发光装置100的色度调整。
以下,说明荧光体130的具体加工形态。图8以及图9分别是用于说明荧光体130的加工的形态的模式图。
例如,照射部210,如图8的(a)示出,对焦于一个荧光体130来照射激光230,据此,如图8的(b)示出,使荧光体130破碎,从而使粒径变小。
并且,例如,如图9的(a)示出,对焦于一个荧光体130来照射激光230,据此,如图9的(b)示出,也可以弄碎(除掉)荧光体130等来在荧光体130形成平坦的面135。此时,也可以通过照射激光230来将荧光体130成形为多面体形状。
如上所述的加工的结果为,荧光体130的粒径(形状)变化,产生LED芯片110发出的光的路径的变化、以及荧光体130的表面积的变化,因此,发光装置100发出的光的色度位移到黄色侧。也就是说,通过加工荧光体130,从而能够对发光装置100发出的光的色度进行调整。
而且,如上所述的荧光体130的加工的各个形态是,通过对激光230的照射时间、激光230的照射部位(焦点位置)、以及激光230的照射能量的至少一个进行调整,从而能够实现的。
并且,通过照射激光230来使荧光体130破碎且飞散,从而也可以对发光装置100发出的光的色度进行调整。图10是用于说明通过照射激光230来使荧光体130破碎且飞散的加工形态的模式图。
如图10的(a)示出,在对焦于一个荧光体130来照射激光230的情况下,例如,照射将照射能量设定为比单纯地使荧光体130破碎时的照射能量高的激光230。据此,如图10的(b)示出,能够使荧光体130破碎,并使粒径变小,并且,使破碎后的荧光体130飞散。而且,破碎后的荧光体130,切开透光性树脂来飞散。
如此,若使荧光体130飞散,则产生LED芯片110发出的光的路径的变化,发光装置100发出的光的色度变化。也就是说,能够对发光装置100发出的光的色度进行调整。
而且,照射部210,也可以向颜色变换部120中包含的多个荧光体130的一部分有选择地照射激光230,从而对发光装置100发出的光的色度进行调整。以下,对于向颜色变换部120中包含的多个荧光体130的一部分有选择地照射激光230的例子,利用图11及图12进行说明。
图11是用于说明向粒径比规定值大的荧光体130有选择地照射激光230的例子的模式图。图12是用于说明向粒径比规定值大的荧光体130有选择地照射激光230时的粒度分布的模式图。
在激光230的照射前,颜色变换部120内的荧光体130的粒径,产生不均匀(图11的(a)以及图12的(a))。在这样的情况下,照射部210,向多个荧光体130之中的大小在规定的粒径以上的荧光体130有选择地照射激光230,使大小在规定的粒径以上的荧光体130破碎,从而使粒径变小(图11的(b))。据此,能够减少多个荧光体130的粒径的不均匀(图12的(b))。而且,在此情况下,状态测量部225,至少测量荧光体130的粒径。
如此,若改变荧光体130的粒度分布,则产生LED芯片110发出的光的路径的变化,发光装置100发出的光的色度变化。也就是说,能够对发光装置100发出的光的色度进行调整。
而且,对于荧光体130是否为规定的粒径以上的判断是,通过利用了状态测量部225的第一相机221的图像处理(图像识别处理)等来进行的。
并且,例如,在预先规定粒度分布以作为用于调整色度的指标的情况下,照射部210也可以,通过照射激光230来使荧光体130破碎、并使粒径变小,以使多个荧光体130成为规定的粒度分布。在此情况下,对于是否成为规定的粒度分布的判断是,如上所述,通过利用了状态测量部225的第一相机221的图像处理(图像识别处理)等来进行的。
而且,制造装置200也可以是,能够有选择地执行所述的多个加工形态的结构。具体而言,也可以是,制造装置200具备,适于各个加工形态的多种光学系统210b,控制部250,切换光学系统210b来选择适于各个加工形态的光学系统210b。
以上,说明了实施例1涉及的发光装置100的制造方法(色度调整方法)以及制造装置。在所述制造方法以及制造装置中,通过照射能够透过构成颜色变换部120的透光性树脂的激光230来直接加工荧光体130。据此,能够一边抑制构成颜色变换部120的透光性树脂的碳化以及变质,一边对从发光装置100发出的光的色度进行调整。
并且,根据所述制造方法以及制造装置,例如,在由于特定的范围的荧光体130的原因而颜色变换部120内局部产生颜色不均匀的情况下,能够仅加工该特定的范围的荧光体130来解决局部的颜色不均匀。
进而,根据所述制造方法,能够选择颜色变换部120中包含的多个荧光体130之中的加工对象的荧光体130,因此,与仅改变激光的照射量的结构相比,更能够进行仔细的色度调整。也就是说,能够比以往更高精度且高效率地进行发光装置100的色度(光色)的调整。
而且,在所述的制造方法及制造装置中,通过照射激光230,不会使荧光体130失活。在此,荧光体130的失活是指,目视时的荧光体130的外观没有变化,但是,即使向荧光体130照射规定波长的激励光也不发出荧光的情况。
(其他的实施例)
以上,说明了实施例1涉及的发光装置的制造方法以及制造装置,但是,本发明,不仅限于所述实施例。
在所述实施例中,说明了作为黄色荧光体的荧光体130,但是,颜色变换部120也可以包含,黄色荧光体以外的、发出绿色荧光的绿色荧光体、以及发出红色荧光的红色荧光体。而且,绿色荧光体、以及红色荧光体,以提高白光的演色性的目的而被混合在颜色变换部120。并且,颜色变换部120也可以是,代替黄色荧光体,而包含绿色荧光体和红色荧光体,与LED芯片110发出的蓝光一起,从发光装置发出白光的结构。
并且,LED芯片110也可以是,发出蓝光以外的光的LED芯片。例如,LED芯片110也可以是,发出近紫外线的LED芯片。在此情况下,颜色变换部120包含,发出三原色(红色,绿色,蓝色)光的各个颜色荧光体。
如上所述,在颜色变换部120包含发光颜色显着不同(发光谱实际不同)的多种荧光体的情况下,照射部210也可以,通过照射激光230来直接加工发光颜色不同的多种荧光体之中的特定的发光颜色的荧光体。图13是用于说明利用了发光颜色不同的多种荧光体的发光装置的色度调整方法的图。
在图13的(a)示出的发光装置中,颜色变换部120包含,作为红色荧光体130r、绿色荧光体130g、以及黄色荧光体的荧光体130的三种荧光体。
在这样的情况下,照射部210,例如,如图13的(b)示出,向三种荧光体之中的荧光体130有选择地照射激光230,使它破碎,从而使粒径变小。而且,荧光体的类别的拣选是,通过利用了状态测量部225的第一相机221(此时为,彩色相机)的图像处理(图像识别处理)等,根据各个出发光色的荧光体的颜色、外观、形状等来进行的。
如此,若照射激光230来直接加工发光颜色不同的多种荧光体之中的特定的发光颜色的荧光体,则能够使从发光装置发出的光的色度位移到所希望的方向,因此,能够进行更高精度的色度的调整。
而且,对于发光装置100,也可以利用荧光体以外的光波长变换材料,例如,对于波长变换材料,也可以利用由半导体、金属错合物、有机染料、颜料等的、吸收某波长的光、发出与吸收了的光不同的波长的光的物质构成的光波长变换材料。也就是说,对于本发明的制造方法以及制造装置,也可以适用于利用了荧光体以外的光波长变换材料的发光装置。
并且,在所述实施例中,说明了作为SMD型的发光装置的发光装置100,但是,本发明的制造方法以及制造装置,也可以适用于COB(Chip OnBoard)型的发光装置。图14是用于说明COB型的发光装置的图。图14的(a)是示出COB型的发光装置的结构的平面图(上面图)。图14的(b)是沿着B-B线切断图14的(a)的发光装置时的截面图。图14的(c)是沿着C-C线切断图14的(a)的发光装置时的截面图。
COB型的发光装置300具备,基板20、多个LED芯片110、以及一并密封多个LED芯片110的、包含荧光体130的颜色变换部120。并且,发光装置300具备,布线155、以及接合线160。
LED芯片110,以列状直接安装在基板20上。在图14的例子中,LED芯片110的元件列,设置有六列。在属于一个元件列的多个LED芯片110各自的芯片上面形成有用于供给电流的p侧电极以及n侧电极,p侧电极以及n侧电极各自与布线155由接合线160打线接合。
颜色变换部120是,截面形状为向上凸起的大致半椭圆形状,以覆盖基板20上的所有的LED芯片110的各个元件列的方式,沿着LED芯片110的排列方向形成为直线状。而且,对于颜色变换部120、以及荧光体130,利用与所述实施例中说明的材料同样的各种材料。
对于如上说明的COB型的发光装置300,也可以适用本发明的制造方法以及制造装置。
并且,在所述实施例中,利用了作为发光元件的LED芯片110,但是,对于发光元件,也可以利用半导体激光器等的半导体发光元件、有机EL(Electro Luminescence)、或无机EL等的固体发光元件。
而且,在所述实施例中,各个构成要素(控制部250、色度测量部220、以及状态测量部225),也可以由专用的硬件构成,或者,通过执行适于各个构成要素的软件程序来实现。各个构成要素也可以,由CPU或处理器等的程序执行部,读出并执行硬盘或半导体存储器等的记录介质所记录的软件程序来实现。
而且,本发明,也可以作为所述实施例中说明的发光装置来实现。
以上,对于一个或多个形态涉及的发光装置的制造方法以及制造装置,根据实施例进行了说明,但是,本发明,不仅限于该个实施例。只要不超出本发明的宗旨,则本领域技术人员想出的各种变形实施在各个实施例的形态,以及对不同实施例中的构成要素进行组合而构筑的形态也可以包括在一个或者多个方案的范围内。
符号说明
10、20 基板
100、300 发光装置
110 LED芯片(发光元件)
120 颜色变换部(透光性树脂)
120a 荧光体层
120b 树脂层
130 荧光体
130g 绿色荧光体
130r 红色荧光体
135 面
140 封装体
150 引线框架
155 布线
160 接合线
200 制造装置
210 照射部
210a 激光振荡器
210b 光学系统
220 色度测量部
221 第一相机
222 第二相机
225 状态测量部(测量部)
230 激光
240 载置台
250 控制部
260 显示装置
270 输入装置
280 调整部
280a 第一机构
280b 第二机构

Claims (21)

1.一种发光装置的制造方法,所述发光装置是发光元件的至少一部分由包含荧光体的透光性树脂覆盖而形成的,所述荧光体被所述发光元件发出的光激励而发出光,
所述发光装置的制造方法包括照射工序,
在所述照射工序中,通过照射能够透过所述透光性树脂的激光来直接加工所述荧光体,从而对从所述发光装置发出的光的色度进行调整。
2.如权利要求1所述的发光装置的制造方法,
在所述照射工序中,通过照射所述激光来使所述荧光体破碎,从而使所述荧光体的粒径变小。
3.如权利要求1所述的发光装置的制造方法,
在所述照射工序中,通过照射所述激光,从而在所述荧光体形成平坦的面。
4.如权利要求1所述的发光装置的制造方法,
在所述照射工序中,通过照射所述激光来使所述荧光体破碎、且使所述荧光体飞散。
5.如权利要求2所述的发光装置的制造方法,
在所述照射工序中,通过照射所述激光来使大小在规定的粒径以上的所述荧光体破碎、并使所述荧光体的粒径变小,从而减少所述荧光体的粒径的不均匀。
6.如权利要求2所述的发光装置的制造方法,
在所述照射工序中,通过照射所述激光来使所述荧光体破碎、并使所述荧光体的粒径变小,以使多个所述荧光体成为规定的粒度分布。
7.如权利要求1至6的任一项所述的发光装置的制造方法,
在所述照射工序中,通过照射所述激光来直接加工多个所述荧光体之中的特定的所述荧光体。
8.如权利要求1至7的任一项所述的发光装置的制造方法,
在所述照射工序中,一边测量从所述发光装置发出的光的色度,一边通过照射所述激光来直接加工所述荧光体,以使所述发光装置发出的光的色度成为规定的值。
9.如权利要求1至8的任一项所述的发光装置的制造方法,
还包括测量工序,在所述测量工序中测量从所述发光装置发出的光的色度。
10.一种制造装置,该制造装置是发光装置的制造装置,所述发光装置是发光元件的至少一部分由包含荧光体的透光性树脂覆盖而形成的,所述荧光体被所述发光元件发出的光激励而发出光,
所述制造装置具备照射部,
所述照射部,通过照射能够透过所述透光性树脂的激光来直接加工所述荧光体,从而对从所述发光装置发出的光的色度进行调整。
11.如权利要求10所述的制造装置,
还具备:
调整部,对所述照射部照射的激光的照射位置与所述发光装置的相对位置关系进行调整;以及
控制部,控制所述照射部照射的激光的发光状态。
12.如权利要求11所述的制造装置,
所述照射部具有发出激光的激光振荡器、以及光学系统,该光学系统对所述激光振荡器发出的激光进行收集、并使该激光照射到所述荧光体,
所述调整部,通过对所述激光振荡器、所述光学系统、以及所述发光装置的位置关系进行调整,从而对所述激光的照射位置与所述发光装置的相对位置关系进行调整。
13.如权利要求12所述的制造装置,
所述激光振荡器是短脉冲激光器。
14.如权利要求11至13的任一项所述的制造装置,
所述调整部具有第一机构,所述第一机构分别在所述激光的光轴方向以及与该光轴方向正交的方向上,使所述激光的照射位置与所述发光装置的相对位置关系变化。
15.如权利要求14所述的制造装置,
所述调整部还具有第二机构,所述第二机构使所述激光的光轴相对于所述发光装置的倾斜度变化。
16.如权利要求11至15的任一项所述的制造装置,
所述调整部,对所述位置关系进行调整,以使所述激光对焦于所述荧光体。
17.如权利要求10至16的任一项所述的制造装置,
所述照射部,通过照射所述激光,从而在所述荧光体形成平坦的面。
18.如权利要求10至17的任一项所述的制造装置,
还具备至少测量所述荧光体的位置的测量部,
所述照射部,通过照射所述激光来直接加工位于特定的范围的所述荧光体。
19.如权利要求18所述的制造装置,
所述测量部,还测量所述荧光体的粒径,
所述照射部,通过照射所述激光来使大小在规定的粒径以上的所述荧光体破碎,从而使所述荧光体的粒径变小。
20.如权利要求18所述的制造装置,
所述测量部,还测量所述荧光体的粒径,
所述照射部,通过照射所述激光来使所述荧光体破碎、并使所述荧光体的粒径变小,以使多个所述荧光体成为规定的粒度分布。
21.如权利要求18至20的任一项所述的制造装置,
所述透光性树脂中包含发光谱不同的多种所述荧光体,
所述测量部,还测量所述荧光体的种类,
所述照射部,通过照射所述激光来直接加工所述多种所述荧光体之中的特定的种类的所述荧光体。
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