DE112018000656T5 - LED-Baugruppe und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

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Toshiyuki Mizuno
Yoshihito Kitta
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Electronics Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
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Abstract

Es wird eine LED-Baugruppe und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereitgestellt, wobei, wenn deren abdichtendes Harz, das Leuchtstoffteilchen mit jeweils einer Beschichtungsschicht enthält, geschnitten oder geschliffen wird, eine Alterungsverschlechterung der Leuchtstoffteilchen in der geschnittenen oder geschliffenen Oberfläche verhindert wird. Das Verfahren umfasst ein Aufbringen von LED-Elementen auf einem Substrat, ein Füllen eines ersten Harzes auf das Substrat, um die LED-Elemente abzudichten, wobei das erste Harz transparent oder durchscheinend ist und Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, die durch ein Bilden einer Beschichtungsschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche jedes Leuchtstoffteilchens ausgebildet worden sind und die die Wellenlänge des Lichts umwandeln, das von den LED-Elemente emittiert wird, ein Schneiden oder Schleifen des ersten Harzes, und ein Bilden einer Schutzschicht mit einem zweiten Harz auf einer Schnittfläche des ersten Harzes, die infolge des Schneidens freigelegt worden ist, oder auf einer geschliffenen Oberfläche des ersten Harzes, wobei das zweite Harz die Teilchen zur Wellenlängenumwandlung nicht enthält.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine LED-Baugruppe und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
  • Hintergrund
  • Es sind Licht emittierende Vorrichtungen (LED-Baugruppen) bekannt, bei denen ein Leuchtdiodenelement (LED-Element) auf einem Substrat angebracht und mit einem lichtdurchlässigen Harz abgedichtet ist, das einen Leuchtstoff enthält. Bei einer solchen Licht emittierenden Vorrichtung wird das Licht, das von dem LED-Element emittiert worden ist, mit dem Licht gemischt, das durch eine Anregen des Leuchtstoffs mit dem emittierten Licht erzeugt wird, wodurch das Licht einer gewünschten Farbe wie zum Beispiel ein Weiß dem Zweck entsprechend erzeugt wird.
  • Die Patentliteratur 1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtdioden. Dieses Verfahren umfasst das Beschichten mehrerer auf einem Substrat angebrachter LED-Elemente mit einem lichtdurchlässigen Harz, das teilweise Entfernen des ausgehärteten lichtdurchlässigen Harzes aus dem Raum zwischen den LED-Elementen, das Einfüllen eines Licht reflektierenden Harzes in die so gebildete Rillen und das Schneiden des Substrats, um das ausgehärtete Licht reflektierendes Harz um jedes LED-Element zu lassen, wodurch die Leuchtdioden voneinander getrennt werden.
  • Die Patentliteratur 2 beschreibt eine Oberflächenlichtemittereinheit, bei der ein Oberflächenlichtemitter, der durch ein Abdichten von Licht emittierenden Elementen mit einem abdichtenden lichtdurchlässigen Element, das mit einem Leuchtstoff gemischt ist, gebildet sind, auf einem Substrat vorgesehen sind, wobei ein streulichtdurchlässiges Element zwischen benachbarte Oberflächenlichtemittern auf dem Substrat gefüllt ist und freiliegende Oberflächen der Oberflächenlichtemitter und des streulichtdurchlässigen Elements mit einem lichtdurchlässigen Film beschichtet sind.
  • Liste der angeführten Dokumente
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: japanische Offenlegungsschrift mit der Nr. 2002-368281
    • Patentliteratur 2: japanische Offenlegungsschrift mit der Nr. 2015-026778
  • Zusammenfassung
  • Die Teilchen einiger Leuchtstoffe weisen eine Beschichtungsschicht auf, um eine Beeinträchtigung durch äußere Faktoren wie zum Beispiel Hitze, Feuchtigkeit und ultraviolette Strahlen zu verhindern. Wenn solche Leuchtstoffteilchen in ein abdichtendes Harz von LED-Elementen eingemischt werden und das abdichtende Harz geschnitten oder geschliffen wird, um LED-Baugruppen herzustellen, wird auch die Beschichtungsschicht einiger Leuchtstoffteilchen durch dieses Schneiden oder Schleifen geschnitten, wodurch gebrochene Oberflächen dieser Teilchen entstehen, die in der geschnittenen oder geschliffenen Oberfläche des abdichtenden Harzes freiliegen. Da dies dazu führt, dass die Wirkung der Beschichtungsschicht, die eine Verschlechterung verhindert, verloren geht, bewirkt es, dass sich die Leuchtstoffteilchen in der Schnittfläche verschlechtern, was im Laufe der Zeit zu einer teilweisen Verfärbung des abdichtenden Harzes und zu einer Abweichung der Emissionsfarbe von der beabsichtigten Farbe führt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine LED-Baugruppe und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereitzustellen, bei denen, wenn deren abdichtendes Harz, das Leuchtstoffteilchen mit jeweils einer Beschichtungsschicht enthält, geschnitten oder geschliffen wird, verhindert wird, dass eine Alterungsverschlechterung der Leuchtstoffteilchen in der geschnittenen oder geschliffenen Oberfläche auftritt.
  • Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer LED-Baugruppe bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: ein Aufbringen von LED-Elementen auf einem Substrat, ein Einfüllen eines ersten durchscheinenden Harzes auf das Substrat, um die LED-Elemente abzudichten, wobei das erste durchscheinende Harz Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, die durch ein Bilden einer Beschichtungsschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche jedes Leuchtstoffteilchens ausgebildet worden sind und die die Wellenlänge des Lichts umwandeln, das von den LED-Elementen emittiert wird, ein Schneiden des ersten durchscheinenden Harzes, und ein Bilden einer Schutzschicht mit einem zweiten durchscheinenden Harz auf einer seitlichen Oberfläche des ersten durchscheinenden Harzes, die eine freiliegende Schnittfläche ist, wobei das zweite durchscheinende Harz die Teilchen zur Wellenlängenumwandlung nicht enthält.
  • Bevorzugt wird in dem Schritt des Bildens das zweite durchscheinende Harz auf die seitliche Oberfläche des ersten durchscheinenden Harzes jeder LED-Baugruppe aufgebracht, die in dem Schneideschritt in Würfel geschnitten wird.
  • Bevorzugt wird das Substrat in dem Schneideschritt ungeschnitten gelassen, und der Schritt des Bildens umfasst ein Einfüllen des zweiten durchscheinenden Harzes in eine Rille des ersten durchscheinenden Harzes, die durch ein Schneiden, ein Aushärten des zweiten durchscheinenden Harzes und ein vollständiges Schneiden des ausgehärteten zweiten durchscheinenden Harzes und des Substrat in seiner Dickenrichtung gebildet worden ist, wodurch die in Würfel geschnittenen LED-Baugruppen erhalten werden, bei denen die seitliche Oberfläche des ersten Harzes mit dem zweiten Harz beschichtet ist.
  • Die Schutzschicht kann auch auf einer oberen Oberfläche des ersten durchscheinenden Harzes in dem Schritt des Bildens gebildet werden.
  • Es wird eine LED-Baugruppe bereitgestellt, die ein Substrat, ein LED-Element, das auf dem Substrat angebracht ist, ein erstes durchscheinendes Harz, das auf das Substrat eingefüllt worden ist, um das LED-Element abzudichten, wobei das erste durchscheinende Harz Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, die durch ein Bilden einer Beschichtungsschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche jedes Leuchtstoffteilchens ausgebildet worden sind und die die Wellenlänge des Lichts umwandeln, das von den LED-Elementen emittiert wird, wobei das erste durchscheinende Harz eine seitliche Oberfläche aufweist, die eine Schnittfläche ist, die die Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, deren Beschichtungsschichten geschnitten worden sind, und eine Schutzschicht aufweist, die die Schnittfläche des ersten durchscheinenden Harzes bedeckt und die aus einem zweiten durchscheinenden Harz hergestellt worden ist, das die Teilchen zur Wellenlängenumwandlung nicht enthält.
  • Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer LED-Baugruppe bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: ein Aufbringen von LED-Elementen auf einem Substrat, ein Einfüllen eines ersten Harzes auf das Substrat, um die LED-Elemente abzudichten, wobei das erste Harz transparent oder durchscheinend ist und es Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, die durch ein Bilden einer Beschichtungsschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche jedes Leuchtstoffteilchens, das die Wellenlänge des Lichts umwandelt, das von den LED-Elementen emittiert wird, ausgestaltet sind, ein Schneiden oder ein Schleifen des ersten Harzes, und ein Bilden einer Schutzschicht mit einem zweiten Harz auf einer geschnittenen Oberfläche des ersten Harzes, die infolge des Schneidens freigelegt worden ist, oder auf einer geschliffenen Oberfläche des ersten Harzes, wobei das zweite Harz die Teilchen zur Wellenlängenumwandlung nicht enthält.
  • Bevorzugt wird das erste Harz in dem Schneid- oder Schleifschritt geschnitten, ist die Schnittfläche eine seitliche Oberfläche des ersten Harzes und wird das zweite Harz in dem Schritt des Bildens auf die seitliche Oberfläche des ersten Harzes aufgebracht.
  • Bevorzugt wird in dem Schneid- oder Schleifschritt das erste Harz geschnitten, während das Substrat ungeschnitten bleibt, ist die geschnittene Oberfläche eine seitliche Oberfläche des ersten Harzes und umfasst der Schritt des Bildens ein Einfüllen des zweiten Harzes in eine Rille des ersten Harzes, die durch ein Schneiden des ersten Harzes, ein Aushärten des zweiten Harzes und ein vollständiges Schneiden des ausgehärteten zweiten Harzes und des Substrats in dessen Dickenrichtung gebildet worden ist, wodurch in Würfel geschnittene LED-Baugruppen erhalten werden, bei denen die seitliche Oberfläche des ersten Harzes mit dem zweiten Harz beschichtet ist.
  • Eine obere Oberfläche des ersten Harzes kann in dem Schneid- oder Schleifschritt geschliffen werden, und die Schutzschicht kann in dem Schritt des Bildens auf der oberen Oberfläche des ersten Harzes gebildet werden.
  • Bevorzugt sind die LED-Elemente blaue LED-Elemente, die ein blaues Licht emittieren, und sind die Leuchtstoffteilchen Teilchen aus einem KSF-Leuchtstoff, die einen Teil des blauen Lichts absorbieren, um ein rotes Licht zu emittieren.
  • Es wird eine LED-Baugruppe bereitgestellt, die ein Substrat, ein LED-Element, das auf dem Substrat angebracht ist, ein erstes Harz, das auf das Substrat eingefüllt worden ist, um das LED-Element abzudichten, wobei das erste Harz transparent oder durchscheinend ist und Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, die durch ein Bilden einer Beschichtungsschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche jedes Leuchtstoffteilchens, das die Wellenlänge des Lichts umwandelt, das von dem LED-Element emittiert wird, ausgestaltet sind, und eine Schutzschicht aufweist, die eine Oberfläche des ersten Harzes bedeckt und aus einem zweiten Harz hergestellt worden ist, das keine Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, wobei die Oberfläche des ersten Harzes gebrochene Oberflächen der Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, deren Beschichtungsschichten geschnitten worden sind.
  • Bevorzugt enthält das zweite Harz ein Streumittel.
  • Bevorzugt ist das zweite Harz ein transparentes oder durchscheinendes Harz.
  • Nach der oben genannten LED-Baugruppe und dem oben genannten Verfahren kann eine Alterungsverschlechterung der Leuchtstoffteilchen in der geschnittenen oder geschliffenen Oberfläche verhindert werden, wenn deren abdichtendes Harz, das die Leuchtstoffteilchen mit jeweils einer Beschichtungsschicht enthält, geschnitten oder geschliffen wird.
  • Figurenliste
    • Die 1 ist eine perspektivische Ansicht einer LED-Baugruppe 1.
    • Die 2(A) bis 2(C) sind Diagramme zum Erläutern von Herstellungsschritten der LED-Baugruppe 1.
    • Die 3 ist eine Querschnittsansicht der LED-Baugruppe 1 entlang der Linie III-III aus der 1.
    • Die 4 ist eine perspektivische Ansicht einer LED-Baugruppe 2.
    • Die 5(C) bis 5(E) sind Diagramme zum Erläutern von Herstellungsschritten der LED-Baugruppe 2.
    • Die 6 ist eine Querschnittsansicht einer LED-Baugruppe 3.
    • Die 7 ist eine Querschnittsansicht einer LED-Baugruppe 4.
    • Die 8 ist eine Querschnittsansicht einer LED-Baugruppe 5.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine LED-Baugruppe und ein Verfahren zur Herstellung derselben ausführlich erläutert. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Zeichnungen oder die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
  • Die 1 ist eine perspektivische Ansicht einer LED-Baugruppe 1. Die LED-Baugruppe 1 ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die ein LED-Element als ein Licht emittierendes Element enthält und die die Wellenlängenumwandlung eines Leuchtstoffs zum Emittieren eines weißen Lichts verwendet und die zum Beispiel als eine LED-Lichtquelle für verschiedene Arten von Beleuchtungsgeräten verwendet wird. Die Hauptkomponenten der LED-Baugruppe 1 enthalten ein Anbringsubstrat 10, ein LED-Element 20, ein abdichtendes Harz 30 und eine transparente Harzbeschichtung 40. Die LED-Baugruppe kann nicht nur ein LED-Element 20 enthalten, sondern sie kann mehrere LED-Elemente 20 enthalten, die auf dem Anbringsubstrat 10 angebracht sind.
  • Das Anbringsubstrat 10 enthält zwei Verbindungselektroden (nicht gezeigt) zum Verbinden des LED-Elements 20 mit einer externen Stromquelle und es weist eine obere Oberfläche auf, auf der das LED-Element 20 angebracht ist. Zum Beispiel kann das Anbringsubstrat 10 ein Keramiksubstrat oder ein Substrat sein, das durch ein Verbinden einer Metallplatte aus einem Aluminium oder einem Kupfer, die sich durch eine Wärmebeständigkeit und eine Wärmeableitung auszeichnen, mit einer isolierenden Leiterplatte, auf der sich das Leitungsmuster und die Verbindungselektroden befinden, aufgebaut ist. Alternativ kann das Anbringsubstrat 10 eine Basis der LED-Baugruppe sein, die einen konkaven Abschnitt, in dem das LED-Element 20 angebracht ist und das abdichtende Harz 30 eingefüllt worden ist, und zwei Zuleitungselektroden zum Verbinden des LED-Elements 20 an eine externe Stromquelle enthält.
  • Das LED-Element 20 besteht aus einem Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter, der zum Beispiel ein Licht mit einer Wellenlänge in einem ultravioletten bis blauen Bereich emittiert. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass das LED-Element 20 ein blaues LED-Element ist, das ein blaues Licht mit einer Wellenlänge in einem Bereich von etwa 450 bis 460 nm emittiert, aber es kann auch ein Element sein, das ein Licht mit einer anderen Wellenlänge emittiert. Das LED-Element 20 ist auf der oberen Oberfläche des Anbringsubstrats 10 mit einem Chip gebunden und es weist positive und negative Elektroden auf, die über zwei Bonddrähte (im Folgenden einfach als „Drähte“ bezeichnet) elektrisch mit den Verbindungselektroden auf dem Anbringsubstrat 10 verbunden sind. Wenn die LED-Baugruppe mehrere LED-Elemente 20 enthält, sind die LED-Elemente 20 auch über die Drähte 21 elektrisch miteinander verbunden.
  • Das abdichtende Harz 30 ist ein Beispiel für das erste Harz (oder das erste durchscheinende Harz) und es ist transparent oder durchscheinend. „Durchscheinend“ bedeutet, nicht vollständig transparent, sondern semitransparent zu sein und das Licht durchzulassen. Das abdichtende Harz 30 enthält Leuchtstoffteilchen (Teilchen zur Wellenlängenumwandlung) zum Umwandeln der Wellenlänge des Lichts, das von dem LED-Element 20 emittiert wird, und ist auf das Anbringsubstrat 10 eingefüllt, um das LED-Element 20 und die Drähte 21 einstückig abzudichten. Die Leuchtstoffteilchen können gleichförmig in dem abdichtenden Harz 30 dispergiert sein oder nahe der oberen Oberfläche des Anbringsubstrats 10 abgelagert, so dass dessen Dichte in dem abdichtenden Harz 30 in Richtung nach unten zunimmt. Das abdichtende Harz 30 ist zum Beispiel ein Epoxy- oder Silikonharz.
  • Das abdichtende Harz 30 kann nur einen Leuchtstoff enthalten oder es kann zwei oder mehr Leuchtstoffe enthalten. Zum Beispiel enthält das abdichtende Harz 30 KSF- und YAG-Leuchtstoffe, die jeweils ein gelber Leuchtstoff und ein roter Leuchtstoff sind. Von diesen absorbiert der KSF-Leuchtstoff (K2SiF6:Mn4+) einen Teil des von dem LED-Element 20 emittierten blauen Lichts, um ein rotes Licht mit einer Spitze in einem Wellenlängenbereich von 610 bis 650 nm zu emittieren. In diesem Fall mischt die LED-Baugruppe 1 ein blaues Licht, das von dem LED-Element 20 emittiert wird, und ein gelbes Licht und ein rotes Licht, die durch ein Erregen des gelben und roten Leuchtstoffs mit dem blauen Licht erzeugt werden, wodurch ein weißes Licht emittiert wird.
  • Die transparente Harzbeschichtung 40 ist ein Beispiel für die Schutzschicht, die aus dem zweiten Harz (oder dem zweiten durchscheinenden Harz) hergestellt worden ist und die keine Leuchtstoffteilchen enthält und die die vier seitlichen Oberflächen des abdichtenden Harzes 30 bedeckt. Wie später beschrieben ist, sind die seitlichen Oberflächen des abdichtenden Harzes 30 geschnittene Oberflächen, die während der Herstellung der LED-Baugruppe 1 gebildet werden. Die transparente Harzbeschichtung 40 ist eine feuchtigkeitsbeständige Beschichtung, die auf diese geschnittenen Oberflächen aufgebracht worden ist. Da die obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 (Oberfläche gegenüber dem Anbringsubstrat 10) keine geschnittene Oberfläche ist, ist die transparente Harzbeschichtung 40 nicht auf ihrer oberen Oberfläche vorgesehen. Die transparente Harzbeschichtung 40 ist zum Beispiel auch ein Epoxy- oder Silikonharz. Das Material des abdichtenden Harzes 30 kann dasselbe wie das der transparenten Harzbeschichtung 40 sein oder es kann sich davon unterscheiden. Bevorzugt weisen das abdichtende Harz 30 und die transparente Harzbeschichtung 40 eine Lichtdurchlässigkeit von 80 % oder mehr und eine Wasserabsorption von 1 % oder weniger auf.
  • Die 2(A) bis 2(C) sind Diagramme zum Erläutern der Herstellungsschritte der LED-Baugruppe 1. Bei der Herstellung der LED-Baugruppe 1 werden, wie in der 2(A) gezeigt ist, die LED-Elemente 20 zuerst auf die obere Oberfläche des Anbringsubstrats 10 durch ein Die-Bonden angebracht und dann werden die positiven und negativen Elektroden der LED-Elemente 20 über Bonddrähte mit den Verbindungselektroden auf dem Anbringsubstrat 10 verbunden (Montageschritt). Anschließend wird, wie in der 2(B) gezeigt ist, das abdichtende Harz 30, das die oben erwähnten Leuchtstoffe enthält, auf die obere Oberfläche des Anbringsubstrats 10 eingefüllt, um die LED-Elemente 20 und die Drähte 21 einstückig abzudichten (Schritt des Abdichtens). Zu diesem Zeitpunkt kann das abdichtende Harz 30 wie zum Beispiel mehrere Stunden lang ungehärtet gehalten werden, wodurch bewirkt wird, dass die Leuchtstoffe in dem abdichtenden Harz 30 auf natürliche Weise auf den oberen Oberflächen des Anbringsubstrats 10 und der LED-Elemente 20 abgelagert werden, und dann kann das abdichtende Harz 30 gehärtet werden.
  • Danach werden, wie in der 2(C) gezeigt ist, das Anbringsubstrat 10 und das abdichtende Harz 30 längs und quer entlang der Schnittlinien L geschnitten, um die LED-Elemente 20 zu teilen (Schneideschritt). Dann wird für jede in Würfel geschnittene LED-Baugruppe die transparente Harzbeschichtung 40 auf die seitliche Oberfläche des abdichtenden Harzes 30, die die freiliegenden geschnittenen Oberflächen sind, wie zum Beispiel durch ein Aufsprühen oder ein Aufdampfen (Bildungsschritt der Schutzschicht) aufgebracht. Auf diese Weise wird die LED-Baugruppe 1, die in der 1 gezeigt ist, fertig gestellt.
  • Die 3 ist eine Querschnittsansicht der LED-Baugruppe 1 entlang der Linien III-III aus der 1. In der 3 sind die KSF-Leuchtstoffteilchen übertrieben dargestellt, um die geschnittene Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 zu veranschaulichen, und somit sind die Proportionen der abgebildeten Elemente nicht unbedingt korrekt. Da der KSF-Leuchtstoff wasserlöslich ist und eine geringere Beständigkeit gegen Feuchtigkeit als ein YAG oder andere Leuchtstoffe aufweist, wird auf jedem Leuchtstoffteilchen 61 eine Beschichtungsschicht (feuchtigkeitsbeständige Beschichtung) 62 gebildet, wie dies in vergrößerter Form in der 3 gezeigt ist. Im Folgenden werden die Leuchtstoffteilchen 61, die jeweils eine Beschichtungsschicht 62 aufweisen, der Einfachheit halber auch als „Teilchen 60 zur Wellenlängenumwandlung“ bezeichnet.
  • Wenn das abdichtende Harz 30 in dem Schneideschritt während der Herstellung der LED-Baugruppe 1 geschnitten wird, wird die Beschichtungsschicht 62 der Teilchen 60 zur Wellenlängenumwandlung geschnitten und ihre gebrochenen Oberflächen werden in den seitlichen Oberflächen des abdichtenden Harzes 30 freigelegt, wie in der 3 gezeigt ist. Der KSF-Leuchtstoff weist eine geringere Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit auf, und das Schneiden der Teilchen 60 zur Wellenlängenumwandlung auf diese Weise bewirkt, dass die Wirkung der Überzugsschichten 62 verloren geht. Wenn es so belassen wird, verschlechtert sich der in der Schnittfläche enthaltene Leuchtstoff aufgrund der Luftfeuchtigkeit, was dazu führt, dass die Farbe des emittierten Lichts von der beabsichtigten Farbe abweicht. Insbesondere wenn Leuchtstoffteilchen in dem abdichtenden Harz 30 abgelagert sind, werden diese Teilchen nahe der oberen Oberfläche des Anbringsubstrats 10 zusammengedrängt und dieser Abschnitt wird geschnitten. Daher kann eine Verschlechterung des KSF-Leuchtstoffs deutlicher auftreten.
  • Allerdings bedeckt, selbst wenn gebrochene Oberflächen der Teilchen 60 zur Wellenlängenumwandlung bei dem Schneideschritt freigelegt werden, in der LED-Baugruppe 1 die transparente Harzbeschichtung 40, die auf die Schnittflächen des abdichtenden Harzes 30 aufgebracht ist, die gebrochenen Oberflächen und verhindert so, dass sie Luft ausgesetzt werden. Da die obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 keine Schnittfläche ist, werden gebrochene Oberflächen der Teilchen 60 zur Wellenlängenumwandlung dort nicht freigelegt. Dementsprechend werden in der LED-Baugruppe 1 eine Verschlechterung des Leuchtstoffs und eine Verfärbung des emittierten Lichts verhindert, selbst wenn ein KSF-Leuchtstoff verwendet wird, der sich mit der Zeit leicht verschlechtert. Da die transparente Harzbeschichtung 40 aus einem Harz mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit besteht, nimmt die Helligkeit der LED-Baugruppe 1 selbst mit der transparenten Harzbeschichtung 40 kaum ab.
  • Die 4 ist eine perspektivische Ansicht einer LED-Baugruppe 2. Die Hauptkomponenten der LED-Baugruppe 2 enthalten ein Anbringsubstrat 10, ein LED-Element 20, ein abdichtendes Harz 30 und eine transparente Harzwand 50. Die LED-Baugruppe 2 ist identisch zu der LED-Baugruppe 1 mit der Ausnahme aufgebaut, dass die transparente Harzbeschichtung 40 der LED-Baugruppe 1 durch die transparente Harzwand 50 ersetzt ist.
  • Die transparente Harzwand 50 ist ein Beispiel für die Schutzschicht, die aus dem zweiten Harz (oder dem zweiten durchscheinenden Harz) hergestellt worden ist, die keine Leuchtstoffteilchen enthält und die die vier seitlichen Oberflächen des abdichtenden Harzes 30 ähnlich wie die transparente Harzbeschichtung 40 bedeckt. Die transparente Harzwand 50 besteht zum Beispiel aus dem gleichen Harz wie die transparente Harzbeschichtung 40 der LED-Baugruppe 1, sie ist jedoch seitlich dicker als die transparente Harzbeschichtung 40 und sie entspricht einem Harzrahmen, der das abdichtende Harz 30 umschließt. Bevorzugt weist die transparente Harzwand 50 auch eine Lichtdurchlässigkeit von 80 % oder mehr und eine Wasserabsorption von 1 % oder weniger auf.
  • Die 5(C) bis 5(E) sind Diagramme zum Erläutern von Herstellungsschritten der LED-Baugruppe 2. Beim Herstellen der LED-Baugruppe 2 werden zuerst die LED-Elemente 20 auf der oberen Oberfläche des Anbringsubstrats 10 angebracht und sie werden mit dem abdichtenden Harz 30 abgedichtet, das die oben erwähnten Leuchtstoffe zusammen mit Drähten 21 enthält. Da die Figuren, die diesen Schritten entsprechen, die gleichen wie die 2(A) und 2(B) für die LED-Baugruppe 1 sind, sind sie in der Darstellung weggelassen.
  • Anschließend wird, wie in der 5(C) gezeigt ist, das abdichtende Harz 30 vollständig in der Dickenrichtung geschnitten, während das Anbringsubstrat 10 zum Beispiel ungeschnitten bleibt, wodurch Rillen 31 gebildet werden. Dann wird, wie in der 5(D) gezeigt ist, ein transparentes Harz in die Rillen 31 des abdichtenden Harzes 30 eingefüllt und ausgehärtet, um die transparente Harzwand 50 zu bilden. Ferner sind, wie in der 5(E) gezeigt ist, die transparente Harzwand 50 und das Anbringsubstrat 10 vollständig in der Dickenrichtung entlang der Schnittlinien L geschnitten, um die LED-Elemente 20 zu teilen. Auf diese Weise wird die in der 4 gezeigte LED-Baugruppe 2 fertig gestellt.
  • Auch in der LED-Baugruppe 2 werden, selbst wenn ein KSF-Leuchtstoff verwendet wird, der sich mit der Zeit leicht verschlechtert, eine Verschlechterung des Leuchtstoffs und eine Verfärbung des emittierten Lichts ähnlich wie bei der LED-Baugruppe 1 verhindert. Da die transparente Harzwand 50 aus einem Harz besteht, das eine hohe Lichtdurchlässigkeit aufweist, kann die LED-Baugruppe 2 selbst von ihren seitlichen Oberflächen Licht emittieren, was eine weitreichende Emission gewährleistet.
  • Wenn die Herstellungsschritte der LED-Baugruppe ein Schneiden des abdichtenden Harzes 30 oder ein Schleifen einer Oberfläche davon umfassen, hat die auf der geschnittenen oder geschliffenen Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 gebildete Schutzschicht den gleichen Effekt, dass eine Verschlechterung des Leuchtstoffs und eine Verfärbung des emittierten Lichts verhindert werden. Das Schneiden ist nicht auf den Schritt zum Unterteilen der Elemente in Stücke beschränkt.
  • Die 6 ist eine Querschnittsansicht einer LED-Baugruppe 3. Die 6 zeigt einen vertikalen Querschnitt der LED-Baugruppe 3 ähnlich zu der 3. Die Hauptkomponenten der LED-Baugruppe 3 weisen ein Anbringsubstrat 10, ein LED-Element 20, ein abdichtendes Harz 30 und eine transparente Harzbeschichtung 40' auf. Die LED-Baugruppe 3 unterscheidet sich von der LED-Baugruppe 1 aus der 1 darin, dass die obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 ebenfalls mit der transparenten Harzbeschichtung 40' versehen ist, ansonsten ist sie jedoch mit dieser identisch.
  • Die transparente Harzbeschichtung 40' ist ein Beispiel für die Schutzschicht, die aus dem zweiten Harz (oder dem zweiten durchscheinenden Harz) hergestellt worden ist und die keine Leuchtstoffteilchen enthält und die die vier seitlichen Oberflächen und die obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 bedeckt. Wie in der 3 gezeigt ist, kann die Schutzschicht zum Verhindern einer Verschlechterung des Leuchtstoffs so ausgebildet sein, dass sie nicht nur die seitlichen Oberflächen, sondern alle freiliegenden Oberflächen des abdichtenden Harzes 30 bedeckt. Wenn zum Beispiel die obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 während der Herstellung der LED-Baugruppe geschliffen wird, verursacht dieses Schleifen, dass die gebrochenen Oberflächen der Teilchen 60 zur Wellenlängenumwandlung in der oberen Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 freigelegt werden. Dementsprechend kann die transparente Harzbeschichtung 40' auch auf der oberen Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 ausgebildet sein.
  • Die transparente Harzwand 50 der LED-Baugruppe 2, die dicker als die transparente Harzbeschichtung 40 ist, kann auch so ausgebildet sein, dass sie die vier seitlichen Oberflächen und die obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 bedeckt.
  • Die 7 ist eine Querschnittsansicht einer LED-Baugruppe 4. Die 7 zeigt auch einen vertikalen Querschnitt der LED-Baugruppe 4 ähnlich zu der 3. Die LED-Baugruppe 4 unterscheidet sich von den LED-Baugruppen 1, 3 der 1, 6 darin, dass die transparente Harzbeschichtung 40, 40' der LED-Baugruppe 1, 3 durch eine transparente Harzbeschichtung 40" ersetzt worden ist, ansonsten ist sie jedoch mit dieser identisch. Die transparente Harzbeschichtung 40" der LED-Baugruppe 4 ist ein Beispiel für eine Schutzschicht, die aus dem zweiten Harz (oder dem zweiten durchscheinenden Harz) hergestellt worden ist und die nur auf der oberen Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 vorgesehen ist. Wenn die Herstellungsschritte der LED-Baugruppe kein Schneiden der seitlichen Oberflächen des abdichtenden Harzes 30, sondern ein Schleifen der oberen Oberfläche davon enthalten, kann die transparente Harzbeschichtung 40" nur auf der oberen Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 ausgebildet sein, wo, wie bei der LED-Baugruppe 4, gebrochene Oberflächen der Teilchen 60 zur Wellenlängenumwandlung freigelegt sind.
  • Die 8 ist eine Querschnittsansicht einer LED-Baugruppe 5. Die 8 zeigt auch einen vertikalen Querschnitt der LED-Baugruppe 5 ähnlich zu der 3. Die LED-Baugruppe 5 unterscheidet sich von der LED-Baugruppe 4 aus der 7 darin, dass das Anbringsubstrat 10 der LED-Baugruppe 4 durch einen Leiterrahmen 10' ersetzt worden ist, ansonsten ist sie jedoch mit dieser identisch.
  • Der Leiterrahmen 10' enthält eine Chipanschlussfläche 11, auf der das LED-Element 20 angebracht ist, und Anschlüsse 12, 13, die von der Chipanschlussfläche 11 getrennt sind. Der Raum zwischen der Chipanschlussfläche 11 und den Anschlüssen 12, 13 ist mit einem isolierenden Harz 35 gefüllt, der die Chipanschlussfläche 11 elektrisch von den Anschlüssen 12, 13 isoliert. Die Querschnitte der Anschlüsse 12, 13 sind im Wesentlichen J-förmig. Die Kanten der Anschlüsse 12, 13 entsprechen jeweils den äußeren Zuleitungen 14, 15. Das LED-Element 20 ist an einer Anbringfläche 11a der Chipanschlussfläche 11 angebracht und über Drähte 21 elektrisch mit den Anschlüssen 12, 13 verbunden.
  • Die Herstellungsschritte der LED-Baugruppe 5 enthalten nicht das Schneiden der seitlichen Oberflächen des abdichtenden Harzes 30, sondern sie können das Schleifen der oberen Oberfläche davon enthalten. Somit ist die obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30, an der die gebrochenen Oberflächen der Teilchen 60 zur Wellenlängenumwandlung freigelegt sind, mit einer transparenten Harzbeschichtung 40" versehen. Wenn nicht nur die obere Oberfläche, sondern auch die seitlichen Oberflächen des abdichtenden Harzes 30 geschliffen worden sind, kann die transparente Harzbeschichtung auch ähnlich auf diesen geschliffenen Oberflächen gebildet werden.
  • Die transparenten Harzbeschichtungen 40, 40', 40" und die transparente Harzwand 50 müssen nicht vollständig transparent sein, sondern sie können ein durchscheinendes und semitransparentes Harz sein. Insbesondere kann die transparente Harzwand 50 der LED-Baugruppe 2 durch eine weiße Harzwand ersetzt werden, wenn es erwünscht ist, das Licht nach oben zu emittieren. Insbesondere können die transparenten Harzschichten 40', 40", die die obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 bedecken, ein Streumittel enthalten. Das Streumittel streut das Licht in die transparente Harzbeschichtung, so dass die gesamte obere Oberfläche des abdichtenden Harzes 30 gleichmäßig das Licht emittiert.
  • Selbst wenn ein anderer Leuchtstoff als der KSF-Leuchtstoff verwendet wird, kann die transparente Harzbeschichtung 40, 40', 40" oder die transparente Harzwand 50 ähnlich wie bei den LED-Baugruppen 1 bis 5 gebildet werden. Wenn jedes Teilchen des Leuchtstoffs eine Beschichtungsschicht für das Verhindern einer Verschlechterung aufweist und die Herstellungsschritte der LED-Baugruppe ein Schneiden oder ein Schleifen des abdichtenden Harzes 30 umfassen, kann der Effekt des Verhinderns einer Verschlechterung des Leuchtstoffs und einer Verfärbung des emittierten Lichts erzeugt werden.
  • Das LED-Element 20 braucht nicht mit Drahtbonden angebracht werden, sondern es kann auch mit Flip-Chip angebracht werden. Anders als bei den LED-Baugruppen 1 bis 5 kann auch dann, wenn eine Leuchtstoffplatte zur Wellenlängenumwandlung auf der oberen Oberfläche des LED-Elements 20 angeordnet ist, eine transparente Harzbeschichtung oder -wand auf einer ähnlichen Weise auf dieser Platte ausgebildet sein. Wenn die Leuchtstoffplatte eine geschnittene oder geschliffene Oberfläche aufweist, kann der Effekt des Verhinderns einer Verschlechterung des Leuchtstoffs und einer Verfärbung des emittierten Lichts erzeugt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2002368281 [0004]
    • JP 2015026778 [0004]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung einer LED-Baugruppe, welches die Schritte umfasst: ein Anbringen von LED-Elementen auf einem Substrat, ein Einfüllen eines ersten Harzes auf das Substrat, um die LED-Elemente abzudichten, wobei das erste Harz transparent oder durchscheinend ist und Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, die durch ein Bilden einer Beschichtungsschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche jedes Leuchtstoffteilchens ausgebildet worden sind und die die Wellenlänge des Lichts umwandeln, das von den LED-Elemente emittiert wird, ein Schneiden oder ein Schleifen des ersten Harzes, und ein Bilden einer Schutzschicht mit einem zweiten Harz auf einer Schnittfläche des ersten Harzes, die infolge des Schneidens freigelegt worden ist, oder auf einer geschliffenen Oberfläche des ersten Harzes, wobei das zweite Harz die Teilchen zur Wellenlängenumwandlung nicht enthält.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Harz in dem Schneide- oder Schleifschritt geschnitten wird, die Schnittfläche eine seitliche Oberfläche des ersten Harzes ist, und das zweite Harz in dem Schritt des Bildens auf die seitliche Oberfläche des ersten Harzes aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem Schneide- oder Schleifschritt das erste Harz geschnitten wird, während das Substrat ungeschnitten bleibt, die Schnittfläche eine seitliche Oberfläche des ersten Harzes ist, und der Schritt des Bildens ein Einfüllen des zweiten Harzes in eine Rille des ersten Harzes, die durch ein Schneiden des ersten Harzes gebildet worden ist, ein Härten des zweiten Harzes und ein vollständiges Schneiden des gehärteten zweiten Harzes und des Substrats in der Dickenrichtung davon umfasst, wodurch die in Würfel geschnittenen LED-Baugruppen erhalten werden, bei denen die seitliche Oberfläche des ersten Harzes mit dem zweiten Harz beschichtet ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine obere Oberfläche des ersten Harzes in dem Schritt des Schneides oder des Schleifens geschliffen wird, und die Schutzschicht auf der oberen Oberfläche des ersten Harzes in dem Schritt des Bildens gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die LED-Elemente blaue LED-Elemente sind, die ein blaues Licht emittieren, und die Leuchtstoffteilchen Teilchen aus einem KSF-Leuchtstoff sind, die einen Teil des blauen Lichts absorbieren, um ein rotes Licht zu emittieren.
  6. LED-Baugruppe, welche aufweist: ein Substrat, ein LED-Element, das auf dem Substrat aufgebracht ist, ein erstes Harz, das auf das Substrat eingefüllt worden ist, um das LED-Element abzudichten, wobei das erste Harz transparent oder durchscheinend ist und Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, die durch ein Bilden einer Beschichtungsschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche jedes Leuchtstoffteilchens, das die Wellenlänge des Lichts umwandelt, das von dem LED-Element emittiert wird, ausgebildet worden sind, und eine Schutzschicht, die eine Oberfläche des ersten Harzes bedeckt und aus einem zweiten Harz hergestellt worden ist, das die Teilchen zur Wellenlängenumwandlung nicht enthält, wobei die Oberfläche des ersten Harzes gebrochene Oberflächen der Teilchen zur Wellenlängenumwandlung enthält, deren Beschichtungsschichten geschnitten worden sind.
  7. LED-Baugruppe nach Anspruch 6, wobei das zweite Harz ein Streumittel enthält.
  8. LED-Baugruppe Anspruch 6 oder 7, wobei das zweite Harz ein transparentes oder durchscheinendes Harz ist.
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