CN110246951A - 荧光体片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种荧光体片的制造方法，其能够消除发光光谱的偏差，得到均匀的发光光谱的荧光体片。所述制造方法具有：在液状的第一透光性树脂中混炼粒子状的荧光体和粒子状的透明体的工序；以及将混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂注入模具的下模中，闭合所述模具，对混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂施加热和压力，从而使混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂固体化为预定厚度的工序。
Description
技术领域
本发明涉及荧光体片的制造方法。
背景技术
一直以来，已知有下述的发光装置的制造方法，即，通过使含有荧光体的透明树脂离心旋转而使透明树脂中的荧光体沉降，由此使得透明树脂构成为透明层和荧光体层的双层结构，在该状态下通过使其加热固化而形成荧光体片，将荧光体片以荧光体层与发光元件的发光面相接触的方式重合于发光元件，并将重合有荧光体片的发光元件安装在具有配线层的基板上(例如，参见专利文献1)。
该制造方法的目的在于，通过离心力使各色荧光体均匀分布并沉降，在抑制荧光体浓度的偏差的同时，抑制因角度导致的发光色度的偏差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-174908号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1中记载的荧光体片的制造方法中，各色荧光体不一定会均匀分布并沉降，各色荧光体有时会密集，而在这种情况下，会有产生发光不匀这样的问题。
这里，本发明的目的在于，提供一种能够消除发光光谱的偏差且获得均匀的发光光谱的荧光体片的制造方法。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，本发明的一个实施方式所涉及的荧光体片的制造方法具有：在液状的第一透光性树脂中混炼粒子状的荧光体和粒子状的透明体的工序；以及将混炼有上述荧光体和上述透明体的上述第一透光性树脂注入模具的下模中，闭合上述模具，对混炼有上述荧光体和上述透明体的上述第一透光性树脂施加热和压力，使混炼有上述荧光体和上述透明体的上述第一透光性树脂固体化为预定厚度的工序。
发明的效果
根据本发明，能够降低发光光谱的偏差。
附图说明
图1是显示本发明的实施方式所涉及的荧光体片的制造方法的混炼工序的一例的图。
图2是显示本发明的实施方式所涉及的荧光体片的制造方法的一例的一系列工序的图。
图3是显示能够通过本实施方式所涉及的荧光体片的制造方法来制造的各种形态的具有阻隔层的荧光体片的例子的图。
图4是显示实施了本发明的实施方式所涉及的荧光体片的制造方法的实施例的实施结果以及比较例的实施结果的图。
符号说明
20、80：透光性树脂，
30、30R、30G：荧光体，
40：透明体，
50：混炼透光性树脂，
51：荧光体片，
60：模具，
81：阻隔片，
90～94：具有阻隔层的荧光体片。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是显示本发明的实施方式所涉及的荧光体片的制造方法的混炼工序的一例的图。在混炼工序中，将荧光体和透明体混炼于透光性树脂中。
图1(a)是显示透光性树脂的准备工序的一例的图。透光性树脂的准备工序中，准备作为基质剂的液状的透光性树脂20。如图1(a)所示，例如，在容器10内准备液状的透光性树脂20。
透光性树脂20可以使用能够透过光的各种树脂，例如，可以使用有机硅树脂、丙烯酸树脂等。透光性树脂20可以根据要制作的荧光体片的用途来选择适当的透光性树脂20。
图1(b)是显示混炼工序的一例的图。混炼工序中，向作为基质剂的透光性树脂20内供给荧光体30和透明体40并将其混炼。从而得到在透光性树脂20中混炼有荧光体30和透明体40的混炼透光性树脂50。透光性树脂20自身为粘度低的稀薄的液体状态，经过混炼，其粘度上升，混炼透光性树脂50成为流动体。
荧光体30是波长转换物质，其改变入射的原光的波长而得到与原光不同的预定波长的光。例如，荧光体30包括红色荧光体30R和绿色荧光体30G。如文字表述的那样，红色荧光体30R是将入射的光转换为红色波长而发光的荧光体。同样地，绿色荧光体30G是将入射的光转换为绿色波长而发光的荧光体。
荧光体30以微粒的形态构成。荧光体30例如以数μm～10μm程度的微粒的形态，优选为以具有1μm～10μm、更优选为具有2μm～10μm的平均粒径的微粒的形态构成。
透明体40是使原光(例如蓝色LED的蓝色光)选择性透过且同时用于防止荧光体30的凝聚、聚集的物质。透明体40也以微粒的形态构成。透明体40例如使用具有0.1μm～30μm左右的平均粒径的有机微珠(有机微粒)。透明体40只要是透明的微粒就可以使用各种材料。
本实施方式的混炼透光性树脂50中，由于透明体40使原光(例如蓝色LED的蓝色光)选择性透过，因而经波长转换的红色光、经波长转换的绿色光、原光的蓝色光这三种颜色以适当的平衡混色，能够得到白色光。
此外，通过加入透明体40而能够使原光选择性透过，因此通过使用后述的模具进行压缩成型，能够使荧光体30的微粒与透明体40的微粒之间没有粒子间隙而紧密接触，能够提高荧光体30的吸光激发效率。
图2是显示本发明的实施方式所涉及的荧光体片的制造方法的一例的一系列工序的图。更详细而言，是显示使用图1准备的混炼透光性树脂50来用于制作荧光体片的一系列工序的图。
图2(a)是显示操作基板设置工序的一例的图。在操作基板安装工序中，在模具60的上模61设置操作基板70。
本实施方式所涉及的荧光体片的制造方法中，使用模具60并通过压缩成型法来制造荧光体片。模具60具有上模61和下模62。此外，操作基板70是薄膜状的基板，是最终要被除去的基板。
操作基板设置工序中，打开模具60，将操作基板70设置于上模61。在此阶段，在下模不特别设置任何物质。
图2(b)是显示混炼透光性树脂供给工序的一例的图。混炼透光性树脂供给工序中，向打开的模具60的下模62供给混炼透光性树脂50。这时，混炼透光性树脂50是图1中说明的混炼工序中准备的混炼透光性树脂50。
图2(c)是显示荧光体片成型工序的一例的图。荧光体片成型工序中，闭合模具60，向混炼透光性树脂50以预定时间施加预定压力和预定热，从而使混炼透光性树脂50固化(cure)。由此，成型为荧光体片51。需说明的是，荧光体片成型工序中的压力、热量、固化时间(cure time)可以根据用途适当地设定。
图2(d)是显示阻隔片用透光性树脂的准备工序的一例的图。阻隔片用透光性树脂的准备工序中，在打开模具60的同时，向下模62供给阻隔片用的透光性树脂80。在该阶段，取出成型了的荧光体片51的情况下，也可以将荧光体片51从上模61取下来。荧光体片51处于没有什么弹性的脆性状态，如果施加过度的外力，则会有破损的危险，因此在操作中需要注意。
另一方面，在荧光体片51的表面形成阻隔片时，则使荧光体片51处于保持于上模61的状态，并向下模供给阻隔片用的透光性树脂80。这里，为了易于区别，也可以将用于混炼透光性树脂50的透光性树脂20称为第一透光性树脂20，将用于阻隔片的透光性树脂80称为第二透光性树脂80。
第二透光性树脂80可以是与第一透光性树脂20相同的树脂，也可以是彼此不相同的树脂。但是，即使在使用彼此不同的树脂的情况下，为了使光学特性稳定，树脂系优选相同，例如，将第一透光性树脂20设为有机硅树脂时，优选第二透光性树脂50也设为有机硅树脂。此外，将第一透光性树脂20设为丙烯酸树脂时，优选第二透光性树脂50也设为丙烯酸树脂。需说明的是，有机硅树脂、丙烯酸树脂中也存在各种各样的化合物，因此在同系中根据用途而使用不同的化合物、制品树脂是没有任何问题的。但是，第一透光性树脂20与第二透光性树脂80并不是必须为同系树脂，也可以使用非同系的透光性树脂20、80。
此外，第二透光性树脂80只要是适合作为阻隔片的树脂，就可以根据用途来使用各种透光性树脂。例如，作为第二透光性树脂80，也可以使用有机硅树脂、丙烯酸树脂。
这里，阻隔片设置在荧光体片51的表面，是用于防止水分、尘埃进入荧光体片51的保护膜，其使用控制了氧透过率的树脂。因此，第二透光性树脂80优选选择这样的调整了氧透过率的树脂。
图2(e)是显示阻隔片成型工序的一例的图。阻隔片成型工序中，闭合模具60，对荧光体片51和第二透光性树脂80以预定时间施加预定压力和预定热，使第二透光性树脂80固化(cure)。由此，使阻隔片81以与荧光体片51一体化了的状态成型。需说明的是，阻隔片成型工序中的压力、热量、固化时间(cure time)可以根据用途适当地设定。
图2(f)是显示具有阻隔层的荧光体片的取出工序的一例的图。在具有阻隔层的荧光体片的取出工序中，将阻隔片81与荧光体片51一体化成型而成的具有阻隔层的荧光体片90和操作基板70一起从上模61取下来。由于已一体化，因此在阻隔片81与荧光体片51之间没有边界，以阻隔片81与荧光体片51连续的状态形成具有阻隔层的荧光体片90。这一点与将单独的阻隔片与荧光体片接合的结构不同。因为在采用接合时，会在阻隔片与荧光体片之间形成接合层。
接着，将具有阻隔层的荧光体片90干燥预定时间使之固化，并将操作基板70取下来。这样操作，能够得到具有阻隔层的荧光体片90。需说明的是，关于具有阻隔层的荧光体片90的干燥时间，只要在能够使具有阻隔层的荧光体片90干燥和固化的限度内，也可以根据用途设定为各种时间。
所得的具有阻隔层的荧光体片90具备具有弹性的可挠的性质、或具有伸展性的可拉伸的性质，是耐性非常强、且难以破损的荧光体片。
以上，对荧光体片51和具有阻隔层的荧光体片90的制造方法进行了说明，本实施方式所涉及的荧光体片51和具有阻隔层的荧光体片90的制造方法与现有的荧光体片的制造方法有明显的不同点。
首先，现有的荧光体片的制造方法中，在液状的透光性树脂中仅混入荧光体，将该液体涂布于基体板，使其干燥和固化而得到片形状，从而进行荧光体片的制造。其中，作为将混炼有荧光体的液状的透光性树脂涂布于基体板的涂布法，采用使用涂布机类、旋涂机类等成膜机的方法；使用丝网印刷、平板印刷等印刷法等；进而还采用将分散有荧光体的液状树脂分配，以涂布膜作为片材的方法。
但是，将荧光体的微粒加入到液状的透光性树脂中的状态，如图1的说明中所述，是与在液状的透光性树脂中混入荧光体这样的异物的状态同样的状态，因而由于各色荧光体的比重、体积差等，流动状态会产生差异。因此，在涂布机类、旋涂机类等中难以控制膜厚。此外，印刷法中，由于通过机械刮取，利用填埋来控制膜厚，在均匀性方面存在极限，会有作为脆性材料的荧光材料受到局部负荷而破坏变质的危险。此外，分配依赖于树脂的粘度、流动性，且还难以消除由于表面张力而导致的涂布形状的不稳定性。
而且，就涂布法和印刷法而言，虽具有最佳条件但其为狭窄的范围，且还需要设定荧光体的含有率等条件。例如，涂布法中的面内膜厚偏差为30％、印刷法中的膜厚偏差为±5～±3％、膜厚模型的厚度为200μm时，涂布法的情况下厚度会成为140～260μm，印刷法的情况下厚度会成为190～210μm，这会成为发光光谱(色度、亮度、色温)产生偏差的原因。
另一方面，根据本实施方式所涉及的荧光体片的制造方法，由于采用压缩成型，因此能够通过模具60容易地进行膜厚的控制，例如，针对所希望的板厚，能够抑制为±2μm以下的面内偏差(膜厚不均)，能够大幅抑制因膜厚偏差所导致的发光光谱的偏差，得到所希望的光学特性。
进而，在荧光体片的表面设置保护膜的情况多，作为以往的保护膜，通过涂布PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺树脂)、公知的离型剂来设置，在与LED接合时取下来并除去。
此外，对于荧光体片，为了防止荧光体的劣化，在其上直接设置由透光性树脂等形成的密封材料，但大多作为其他部件，在其他工序中进行处理。
这样，在以往的荧光体片的制造方法中，采用将保护膜、密封材料作为其他部件来准备，再与荧光体片进行接合等这样的形成方法。
但是，本实施方式所涉及的荧光体片的制造方法中，如图2(d)～(f)中所说明的那样，能够将荧光体片51与阻隔片81连续成型。由此，能够以荧光体片51与阻隔片81之间为没有边界而完全一体化的连续状态来制造具有阻隔层的荧光体片90，能够制造稳定性和光学特性优异的高品质的具有阻隔层的荧光体片90。即，通过形成均匀界面，能够抑制妨碍光取出的透光性衰减(不需要的反射、不需要的折射等)的发生，因而使得光学特性稳定化。而且，通过在LED发光装置、光源装置等中使用所制造的具有阻隔层的荧光体片90或荧光体片51，能够获得没有亮度不均、颜色不均的稳定的LED发光装置、光源装置。
图3是显示通过本实施方式所涉及的荧光体片的制造方法能够制造的各种形态的具有阻隔层的荧光体片的例子的图。
图3(a)是显示图2中说明的第一实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片90的截面构成的图。图3(a)中显示阻隔片81覆盖于荧光体片51的上表面的构成。例如，还可以像这样在荧光体片51的上表面设置阻隔片81来构成具有阻隔层的荧光体片90。
图3(b)是显示第二实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片91的一例的截面图。图3(b)中所示的第二实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片91具有在荧光体片51的下表面设置有阻隔片82的构成。具有阻隔层的荧光体片91还可以像这样具有下表面被阻隔片82覆盖的构成。
图3(c)是显示第三实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片92的一例的截面图。图3(c)中所示的第三实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片92具有在荧光体片51的上表面设置有阻隔片81、在下表面设置有阻隔片82的构成。还可以是像这样荧光体片51的两个面被阻隔片81、82覆盖的构成。其能够防止水分、尘埃等从上表面和下表面的两个面侵入，能够确实地防止荧光体片51的劣化。
图3(d)是显示第四实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片93的截面构成的图。图3(d)中显示具有通过将具有不同荧光体30的种类、配合比等的2层荧光体片52、53层叠而构成的荧光体片54，并将该荧光体片54(更详细地说，是将荧光体片52)的上表面用阻隔片81覆盖的构成。例如，像这样，还可以设为构成由2种荧光体片层叠而成的荧光体片54，并在该荧光体片54的上表面设置阻隔片81的构成。
图3(e)是显示第五实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片94的一例的截面图。图3(e)中所示的第五实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片92，与第三实施方式所涉及的具有阻隔层的荧光体片92同样地，具有在荧光体片51的上表面设置有阻隔片81、在下面设置有阻隔片82的构成，进一步具有在上表面的阻隔片81上设置有保护膜100的构成。需说明的是，保护膜100可以通过压缩成型与阻隔片81同时形成。像这样，在由阻隔片81、82覆盖荧光体片51的两个面的同时，通过进一步在阻隔片81的上表面设置保护膜100，能够更加确实地防止水分、尘埃等的侵入，能够确实地防止荧光体片51的劣化。
[实施例]
图4是显示实施了本发明的实施方式所涉及的荧光体片的制造方法的实施例的实施结果以及比较例的实施结果的图。
图4(a)是显示实施了本实施方式所涉及的荧光体片的制造方法的实施例的实施结果的放大照片。
更详细而言，是在荧光体片的上表面还形成了阻隔片的具有阻隔层的荧光体片的放大照片。图4(a)中，白色的部位是漏光的部位，即不存在荧光体的部位，没有发现大的白块，可知整体上荧光体均匀分布。
图4(b)是根据比较例所涉及的荧光体片的制造方法制造的具有阻隔层的荧光体片的放大照片。比较例所涉及的荧光体片的制造方法中，通过印刷法制作了荧光体片，然后与作为其他部件的阻隔片进行接合，从而制作具有阻隔层的荧光体片。
如图4(b)所示，可在多个部位观察到白块，可知存在漏光多的部位。这样，采用印刷法的情况下，荧光体的分布会产生不均，发光光谱会出现偏差。
另一方面，如图4(a)所示，对于本实施例所涉及的具有阻隔层的荧光体片而言，能够制造出荧光体的分布均匀，且具有均匀的发光光谱的具有阻隔层的荧光体片。
需说明的是，由于阻隔层仅是透明的片，因此没有设置阻隔层的荧光体片当然也能够实现均匀的发光光谱。
这样，根据本实施方式所涉及的荧光体片的制造方法，不仅使荧光体，还使透明体也混炼于液状的透光性树脂中而准备混炼透光性树脂，并使用该混炼透光性树脂来进行压缩成型，从而能够制造具有均匀发光光谱的高性能荧光体片。进而，其后还是通过压缩成型将阻隔片一体形成，从而能够制造具有弹性、伸展性和柔软性且具有很大的耐性的具有阻隔层的荧光体片。
以上，对本发明的优选实施方式和实施例进行了详细说明，但本发明不限于上述实施方式和实施例，在不脱离本发明的范围，可以对上述实施方式和实施例进行各种变形和置换。
Claims (9)
1.一种荧光体片的制造方法，具有：
在液状的第一透光性树脂中混炼粒子状的荧光体和粒子状的透明体的工序；以及
将混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂注入模具的下模中，闭合所述模具，对混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂施加热和压力，从而使混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂固体化为预定厚度的工序。
2.如权利要求1所述的荧光体片的制造方法，进一步具有：
打开所述模具，从所述模具中取出经固体化的混炼有所述荧光体和所述荧光体的所述第一透光性树脂的工序；以及
使经所述固体化的混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂干燥而进行固化的工序。
3.如权利要求1或2所述的荧光体片的制造方法，其中，
所述透明体包含有机微粒。
4.如权利要求1或2所述的荧光体片的制造方法，其中，
所述荧光体的平均粒径为1～10μm的范围内，
所述透明体的平均粒径为0.1～30μm的范围内。
5.一种荧光体片的制造方法，具有：
在液状的第一透光性树脂中混炼粒子状的荧光体和粒子状的透明体的工序；
将混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂注入模具的下模中，闭合所述模具，对混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂施加热和压力，从而使混炼有所述荧光体和所述透明体的所述第一透光性树脂固体化为预定厚度的工序；
打开所述模具，使液状的第二透光性树脂流入所述下模中，闭合所述模具，对经所述固体化的所述第一透光性树脂和所述第二透光性树脂施加热和压力，从而在使所述第二透光性树脂固体化为预定厚度的同时，使所述第一透光性树脂和所述第二透光性树脂一体化的工序；
打开所述模具，从所述模具中取出经一体化的所述第一透光性树脂和所述第二透光性树脂的工序；以及
使经所述一体化的所述第一透光性树脂和所述第二透光性树脂干燥而进行固化的工序。
6.如权利要求5所述的荧光体片的制造方法，其中，
所述透明体包含有机微粒。
7.如权利要求5或6所述的荧光体片的制造方法，其中，
所述荧光体的平均粒径为1～10μm的范围内，
所述透明体的平均粒径为0.1～30μm的范围内。
8.如权利要求5或6所述的荧光体片的制造方法，其中，
所述第一透光性树脂和所述第二透光性树脂是同系树脂。
9.如权利要求8所述的荧光体片的制造方法，其中，
所述第一透光性树脂和所述第二透光性树脂是有机硅树脂或丙烯酸树脂。
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