JP6507434B2 - Ledの製造方法及びled - Google Patents
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Description
特に、本発明は樹脂、溶液、蛍光体を含むスラーリーなどをLEDに充填または塗布し乾燥硬化する方法に係わり、さらには白色発光LEDを製造するための方法に係わる。
尚、本明細書中LED用部材とは完成品としてのLEDを製造する途中の中間部品としての部材等を意味しており、また本発明の塗布とは、連続的又は断続的なディスペンス、インクジェット、マイクロカーテン施与、スロットノズル施与、スクリーン印刷方式、霧化施与、静電霧化施与、スプレイ等を含むがこれらに限定するものではない。
また仮にリフレクターをダム替わりにするなどしてスラーリーを充填しても膜厚が厚いため乱反射等で光のロスが生じ蛍光体効率のロスにつながっていた。
蛍光体膜を均一に形成できるUS6576488B2の電気泳動方式は理想的であったがプロセスが複雑で業界では敬遠されがちであった。
LEDチップに可能な限り薄く均一に蛍光体膜を形成させ、蛍光体の使用効率を上げることが業界では求められていた。
第1のスラーリーの充填レベルをLEDの上面プラスマイナス30ミクロン以内とし第2の蛍光体スラーリーまたは蛍光体リッチのスラーリーを薄膜で充填すれば性能のみならず生産性は飛躍的に向上する。
当然このやり方はセラミック基板タイプLEDやCOB(チップオンボード)、などにも応用でき充填したい箇所にダムを作成したり、充填したい部分が開口されたマスクを基板にセットして蛍光体を充填できる。COBの場合は第1の蛍光体からなるスラーリーを充填しバインダーの硬化を促進させたのち個々のLEDに対応したマスクをセットして第2の蛍光体からなるスラーリーを充填または塗布することできる。
第1のスラーリーの充填層や塗布層の上から第2の蛍光体を含むスラーリーをパルス的スプレイにインパクトを与えることによって又はジェット流に乗せて移送することもできるのでバインダーリッチの層に蛍光体を潜り込むように付着させることができる。
しかし不必要な個所まで塗布するので蛍光体の使用効率が極めて悪かった。基板上のLED間のピッチが広いと蛍光体の実際の使用効率は5%に満たないことさえあった。
またより蛍光体を均一に塗布させるために第1蛍光体を含むスラーリーも第2の蛍光体を含むスラーリーも複数回に分けて充填又は塗布を行うことが肝要である。第1の蛍光体を含むスラーリーを充填する場合の乾燥硬化したスラーリーの充填レベルはLEDの高さの±30マイクロメートル以内にした方がエッジカバーを良くしトータル膜厚を少なくすることができ、空間的色温度を調整しやすくできるので好ましい。
基板全体をコーティングする場合は後工程のレンズモールド樹脂の密着性を考慮すると蛍光体の含有量は重量比で50%以下が好ましく、理想的には3乃至30%以下が好ましい。理由はバインダーのみより蛍光体が存在するとチクソトロピック性が向上し側壁の垂れやエッジの引けが起こりにくいからである。また蛍光体の含有量はLEDの側面から発光する量と体積当たりの色変換により決定すべきである。またマスクをセットする際は指触乾燥程度にバインダーの乾燥または硬化を促進させることが好ましい。
た第1の蛍光体を含むスラーリーの塗布層の少なくとも一部とLEDの上部に第2のスラーリーを塗布器でスプレイ塗布し蛍光体層35を形成させる。塗布器はトラバースしながら蛍光体の分散を考慮して薄膜で3乃至15層スプレイ塗布したほうがより均一に蛍光体が分散できるので性能は向上する。LEDの色温度分布を理想的なものにするためにLEDの上部にマスク34をセットしマスク開口部と塗布領域はLEDの構造、LED周囲または上部の蛍光体の比率などにより決定すべきである。
またフィリップチップタイプを除きマスクの位置はワイヤー32より高い位置にセットすることによりハンドリングが容易になるため自動化が図れる。
更に循環回路の好ましい部位に超音波等の振動を付加することにより更に良好な分散状態を保つことができる。また好適な塗膜形成ではLEDの表面を電気泳動と同じく導電性を持たせることにより、例えばスプレイ塗布の場合、霧化された粒子を静電気などで帯電させることにより静電反発で霧化粒子同士の凝集を防ぎ微粒子も付着させることができるので理想的な蛍光体塗布ができ理想的なLEDを製造できる。
高速生産向けには、例えばフッ素系やポリイミドアミド樹脂に代表されるような耐熱、耐溶剤性のプラスチックフィルムの裏面にシ予めリコーン系、架橋したアクリル系、ウレタン系等の耐熱、耐溶剤性の粘着剤を施して予めLED基板にラミネートすることもできる。
パターン幅はチップの形状や種類によりチップ全体の所望するそれぞれの部位の膜厚を考慮して選択すべきである。
2,12,22,32,42,52,62 ワイヤー
3,63 蛍光体層
13,23,33,43,53 第1の蛍光体層
14,34,44 マスク
15,25,35,55 第2の蛍光体層
56 バインダー(カバー層)
78 第1の蛍光体
79 第2の蛍光体
Claims (4)
- LED基板上のLEDチップに蛍光体を被覆することにより得られたLED
の製造方法であって、
少なくとも蛍光体とバインダーを含むバインダーリッチの第一のスラーリーを少なくともLEDチップの周囲に充填または塗布するための開口を持ち、前記LED基板に密着されたマスクを形成する第一の工程と、前記第一のスラーリーの蛍光体とバインダーの比率は重量比で0.01:1乃至1:1であって、
前記第一のスラーリーの少なくとも最初の層は流動性を良くして充填性を向上させるために溶媒を含むスラーリーとし、少なくともLEDチップの周囲に前記第一のスラーリーを充填または塗布し、前記充填または塗布された第一のスラーリーのレベルをLEDチップの高さに対してプラスマイナス30マイクロメートルの範囲にする第二の工程と、
少なくとも蛍光体と溶媒または蛍光体とバインダーと溶媒を含む蛍光体とバインダーの重量比が1:0.5乃至1:0.01の蛍光体リッチの第二のスラーリーを、少なくともLEDチップの上に第一のスラーリーの膜厚よりも薄い薄膜として充填または塗布する第三の工程とを含む、LEDの製造方法。 - 前記少なくとも第二のスラーリーの充填または塗布が複数回にわけて行われることを特徴とする請求項1に記載のLEDの製造方法。
- 前記LEDが、マスクの代わりにダムが形成されたチップオンボード(COB)タイプLEDであり、
前記方法が、前記第一のスラーリーのバインダーの硬化を促進させる工程を更に含むことを特徴とする請求項1または2に記載のLEDの製造方法。 - 少なくとも前記第二のスラーリーの蛍光体が、赤、黄、緑、および青から選択され、それぞれ選択された色に対応した複数のスラーリーが作成され、
該複数のスラーリーを独立した複数の塗布器を使用して充填又は塗布し、多層を形成する請求項1乃至3のLEDの製造方法。
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