TW202407079A - 螢光體片及照明裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種螢光體片，包含螢光體粒子及硬化性樹脂成分，且由B－階段狀態之熱硬化性樹脂組成物構成，且厚度為20～150μm。又，本發明係一種照明裝置，包含此螢光體片之硬化物之螢光層，以及設置於該螢光層中與絕緣基板為相反側之面之發光元件。

Description

螢光體片及照明裝置
本發明係關於一種螢光體片及照明裝置。
關於利用LED(Light Emitting Device，發光元件)之照明裝置，已有各種開發正在進展。除了LED本身之開發，亦有關於具備LED之安裝基板之開發。
例如，專利文獻1之實施例2中記載：(i)將包含30體積％之螢光體之玻璃接合劑塗料塗布於玻璃基板之表面，而形成厚度200μm之螢光體層、(ii)在該玻璃基板上接合複數之CSP而製得LED照明用安裝基板、(iii)向該安裝基板通電時，即使從複數之CSP發光，仍可減輕眩光及重影之問題等。 (所謂CSP係晶片級封裝(Chip Scale Package)或晶片尺寸封裝(Chip Size Package)之簡稱，其係以螢光體樹脂包覆LED晶片，而以僅有LED晶片及螢光體樹脂之構成製成之無封裝製品。) [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2019／093339號
[發明欲解決之課題]
專利文獻1之實施例2中，利用包含螢光體之「玻璃接合劑塗料」，在玻璃基板上形成厚度200μm之螢光體層。但，欲使玻璃接合劑塗料充分硬化，通常需要在高溫下之鍛燒步驟。從而，專利文獻1之實施例2，在設置螢光體層之簡便性等方面仍有改善之餘地。又，對於塗布玻璃接合劑塗料之框體／基板，亦有耐熱性及膨脹係數最佳化等限制。再者，利用「塗料」形成螢光體層時，亦存在步驟之複雜化及必須解決塗料「滴下」之問題等課題。
本發明係鑑於上述情況而完成。本發明之目的之一，在於提供一種無須使用塗料即可透過簡便之製程形成螢光體層之材料。 [解決課題之手段]
經本案發明人戮力研究之結果，完成以下提供之發明而解決上述課題。
1. 一種螢光體片，包含螢光體粒子及硬化性樹脂成分，且由B－階段狀態之熱硬化性樹脂組成物構成，其厚度為20～150μm。 2. 如1.所述之螢光體片，其中， 該硬化性樹脂成分，包含從由環氧樹脂及矽氧樹脂組成之群組選擇之至少1種。 3. 如1.或2.所述之螢光體片，其更包含貫通孔。 4. 如1.～3.中任一項所述之螢光體片，其中， 螢光體粒子之含有率為25體積％以上、60體積％以下。 5. 如1.～4.中任一項所述之螢光體片，其中， 該螢光體粒子，包含可將藍色光轉換成波長比該藍色光之波長更長之光之螢光體粒子。 6. 如1.～5.中任一項所述之螢光體片，其中， 該螢光體粒子之中位粒徑D 50為1μm以上、20μm以下。 7. 如1.～6.中任一項所述之螢光體片，其中， 在該螢光體粒子之粒徑分布曲線中，具有2個以上之極大值。 8. 如1.～7.中任一項所述之螢光體片，其中， 在該螢光體粒子之粒徑分布曲線中，在粒徑為1μm以上、6μm以下之區域及粒徑為10μm以上、25μm以下之區域之雙方具有極大值。 9. 如1.～8.中任一項所述之螢光體片，其中， 該螢光體粒子，包含從由CASN系螢光體、SCASN系螢光體、La 3Si 6N 11系螢光體、Sr 2Si 5N 8系螢光體、Ba 2Si 5N 8系螢光體、α型矽鋁氮氧化物系螢光體、β型矽鋁氮氧化物系螢光體、LuAG系螢光體及YAG系螢光體組成之群組選擇之1種或2種以上。 10. 一種照明裝置，包含： 絕緣基板； 螢光層，設於該絕緣基板之單面側，其為如1.～9.中任一項所述之螢光體片之硬化物；以及， 發光元件，設置於該螢光層中與該絕緣基板為相反側之面。 11. 如10.所述之照明裝置，其中， 在該絕緣基板與該螢光層之間，更包含白色層。 12. 如10.或11.所述之照明裝置，其中， 設置複數之該發光元件。 13. 如10.～12.中任一項所述之照明裝置，其中， 該發光元件不具備反射體。 [發明效果]
透過本發明，無須使用塗料即可透過簡便之製程形成螢光體層。
以下、參照圖式詳細說明本發明之實施態樣。 在全部圖式中，對於相同之構成要素標示相同符號，並適當省略說明。 為避免繁雜，可能有以下情況： (i)同一圖式內存在複數相同構成要素時，僅標示其中1個之符號，而不標示全部符號、 (ii)特別在圖2之後，對於與圖1相同之構成要素，不另外標示符號。 全部圖式僅為說明用。圖式中之各構件之形狀及尺寸比例等，未必與現實之物品對應。
本說明書中，數值範圍之說明中，「X～Y」之記載，若無特別區分則表示X以上、Y以下。例如，「1～5質量％」表示「1質量％以上、5質量％以下」。
在本說明書之基(原子團)之記載中，未說明取代或無取代之記載，包含不具有取代基及具有取代基之雙方。例如，「烷基」不僅限於不具有取代基之烷基(無取代烷基)，亦包含具有取代基之烷基(取代烷基)。 本說明書中「(甲基)丙烯酸」之記載，表示包含丙烯酸及甲基丙烯酸雙方之概念。「(甲基)丙烯酸酯」等類似之記載亦相同。 本說明書中「有機基」之用語，若無特別區分，則表示從有機化合物去除1個以上之氫原子之原子團。例如，「1價之有機基」表示從任意之有機化合物去除1個氫原子之原子團。
＜螢光體片＞ 本實施態樣之螢光體片，係由包含螢光體粒子及硬化性樹脂成分且為B－階段狀態之熱硬化性樹脂材料構成。 本實施態樣之螢光體片之厚度通常為20～150μm，較佳為30～120μm，更佳為35～100μm。
藉由使本實施態樣之螢光體片處於B－階段狀態(亦即半硬化狀態)，使其在室溫附近之溫度下之流動性實質上消失，而可維持「片」之形態。 藉由使本實施態樣之螢光體片為B－階段狀態，以片之狀態置於基板上後，透過加熱(較佳在施加壓力的同時進行加熱)，與基板充分強力接合，而設置螢光體層。此時，無須進行液狀之塗料之塗布，故相較於習知技術，可透過簡便之製程形成螢光體層。又，在本說明書中，B－階段狀態包含C－階段狀態之前亦即完全硬化之前的狀態。 藉由將本實施態樣之螢光體片之厚度設為20μm以上，可使螢光體片含有充足量之螢光體粒子，而使螢光體片之光轉換效率足夠大。又，藉由將本實施態樣之螢光體片之厚度設為150μm以下，可縮短熱硬化所需之時間。螢光體片不過厚，在後述之照明裝置之製造中更易於將發光元件與銅配線電性連接(焊接等)之點上亦較佳。
以下，更具體說明本實施態樣之螢光體片。
(螢光體粒子) 本實施態樣之螢光體片所含有之螢光體粒子，只要可透過從發光元件發出之光而發出螢光即可。具體而言，螢光體粒子只要可將藍色光轉換為波長比該藍色光之波長更長之光即可。因應期望之色調、色溫等，可僅使用特定之一種螢光體粒子，亦可併用2種以上之螢光體粒子。
作為螢光體粒子，可舉出從由CASN系螢光體、SCASN系螢光體、La 3Si 6N 11系螢光體、Sr 2Si 5N 8系螢光體、Ba 2Si 5N 8系螢光體、α型矽鋁氮氧化物系螢光體、β型矽鋁氮氧化物系螢光體、LuAG系螢光體及YAG系螢光體構成之群組中選擇之1種或2種以上。該等螢光體通常含有Eu、Ce等活化元素。
CASN系螢光體(氮化物螢光體的一種)較佳含有Eu。CASN系螢光體例如以CaAlSiN 3：Eu 2 ＋之式表示，其代表以Eu 2 ＋作為活化劑，並以由鹼土族矽氮化物構成之結晶為母體之紅色螢光體。 本說明書中之含有Eu之CASN系螢光體之定義中，排除含有Eu之SCASN系螢光體。
SCASN系螢光體(氮化物螢光體的一種)較佳含有Eu。SCASN系螢光體例如以(Sr,Ca)AlSiN 3：Eu 2 ＋之式表示，其代表以Eu 2 ＋作為活化劑，並以由鹼土族矽氮化物構成之結晶為母體之紅色螢光體。
La 3Si 6N 11系螢光體具體而言為La 3Si 6N 11：Ce螢光體等。其通常將來自藍色LED之藍色光波長轉換為黃色光。
Sr 2Si 5N 8系螢光體具體而言為Sr 2Si 5N 8：Eu 2 ＋螢光體及Sr 2Si 5N 8：Ce 3 ＋螢光體等。該等通常將來自藍色LED之藍色光波長轉換為黃色～紅色之光。
Ba 2Si 5N 8系螢光體具體而言為Ba 2Si 5N 8：Eu。其通常將來自藍色LED之藍色光波長轉換為橙色～紅色之光。
α型矽鋁氮氧化物系螢光體較佳含有Eu。含有Eu之α型矽鋁氮氧化物，例如以一般式：M xEu ySi 12 － (m ＋ n)Al (m ＋ n)O nN 16 － n表示。一般式中，M係從由Li、Mg、Ca、Y及鑭系元素(但排除La及Ce)組成之群組中選擇，且至少含有Ca之1種以上之元素，將M之價數設為a時，ax＋2y＝m，x為0＜x≦1.5，且0.3≦m＜4.5、0＜n＜2.25。
β型矽鋁氮氧化物系螢光體較佳含有Eu。含有Eu之β型矽鋁氮氧化物例如以一般式Si 6 － zAl zO zN 8 － z：Eu 2 ＋(0＜Z≦4.2)表示，其係由固溶Eu 2 ＋之β型矽鋁氮氧化物構成之螢光體。一般式中，Z值及銪之含有量未特別限定。Z值例如大於0且在4.2以下，從更加提升β型矽鋁氮氧化物之發光強度之觀點而言，較佳為0.005以上、1.0以下。又，銪之含有量較佳在0.1質量％以上、2.0質量％以下。
LuAG系螢光體通常表示鎦鋁石榴石結晶。考量到對於照明裝置之適用，LuAG較佳為LuAG：Ce螢光體。更具體而言，LuAG可由Lu 3Al 5O 12：Ce之組成式表示，但LuAG之組成未必須要依照化學計量。
YAG系螢光體通常表示釔鋁石榴石結晶。考量到對於照明裝置之適用，YAG系螢光體較佳為以Ce活化者。更具體而言，YAG系螢光體可由Y 3Al 5O 12：Ce之組成式表示，但YAG系螢光體之組成未必須要依照化學計量。
亦可使用市售品作為螢光體粒子。市售之螢光體粒子例如可舉出電化股份有限公司之Aron Bright(登錄商標)等。此外，三菱化學公司等亦有販售。
螢光體粒子之中位粒徑D 50較佳為1μm以上、20μm以下，更佳為5μm以上、15μm以下。藉由適當調整中位粒徑D 50，例如更易於形成薄且均勻之螢光體片。
在螢光體粒子之粒徑分布曲線中，較佳可識別出2個以上之極大值。具體而言，較佳可在粒徑1μm以上、6μm以下之區域及粒徑10μm以上、25μm以下之區域雙方識別出極大值。可識別出2個以上之極大值，代表螢光體粒子包含大粒子及小粒子雙方。小粒子會進入大粒子之間的「間隙」，故相較於僅使用大粒子之情況，容易提高螢光體粒子之含有率。又，在提高螢光體粒子之含有率的同時，亦容易維持各種物性。再者，在作為塗膜時，使從發光元件發出之光更不易穿透。
螢光體粒子之中位粒徑D 50及粒徑分布曲線，可藉由螢光體粒子之調製方法之設計、將螢光體粒子適當粉碎、適當混合不同粒徑之2種以上之螢光體粒子等而進行調整。
螢光體粒子之粒徑分布曲線，可將原料之螢光體粒子透過超音波均質機分散於分散介質，再透過雷射繞射散射式粒度分布測定裝置進行測定。然後，從得到之粒徑分布曲線求出中位粒徑D 50。分散處理及測定裝置之細節可參照後述之實施例。 此外，在本說明書中，中位粒徑D 50及粒徑分布曲線係以體積基準進行測定。
本實施態樣之螢光體片可僅包含一種螢光體粒子，亦可包含2種以上。 螢光體片中之螢光體粒子之含有率為25體積％以上、60體積％以下。此含有率較佳為30體積％以上、60體積％以下，更佳為35體積％以上、60體積％以下，進一步更佳為40體積％以上、50體積％以下。
藉由將螢光體粒子之含有率設為25體積％以上，容易將從發光元件發出之光充分轉換為螢光。 又，藉由將螢光體粒子之含有率設為25體積％以上，亦有螢光體層不易產生碎裂之益處。基於通常知識，產生碎裂之原因之一，在於螢光體層與設置螢光體層之基板之間的熱膨脹率差。藉由將螢光體粒子之含有率設為25體積％以上，相對減少硬化性樹脂成分。從而，減小螢光體層之熱膨脹率與設置螢光體層之基板之熱膨脹率差。其結果，使螢光體層不易產生碎裂。
螢光體片中之螢光體粒子之含有率，較佳為30體積％以上，更佳為35體積％以上。如此，例如即使在螢光體層較薄之情況，亦可將從發光元件發出之光充分轉換為螢光，或大幅轉換從發光元件發出之光之色溫。
另一方面，螢光體片中之螢光體粒子之含有率較佳為60體積％以下。藉由使螢光體粒子之含有率不過大，使螢光體粒子不易從形成之螢光體層脫落。
(硬化性樹脂成分) 本實施態樣之螢光體片包含硬化性樹脂成分。 在本說明書中，「硬化性樹脂成分」除了(1)具有藉由熱、光等之作用而硬化之性質之樹脂(聚合物)成分，亦包含(2)在塗膜形成前為單體或寡聚物，但在塗膜形成後可藉由熱、光等之作用而高分子量化並形成樹脂(聚合物)之成分。 承上，在本說明書中，除了聚合物、單體或寡聚物，重合開始劑及硬化劑等亦為「硬化性樹脂成分」之一部分。
硬化性樹脂成分包含樹脂、單體或寡聚物之情況，其通常為有機物。亦即，硬化性樹脂成分通常包含有機樹脂、有機單體或有機寡聚物。
硬化性樹脂成分較佳包含熱硬化性樹脂成分。藉此，可製造耐久性較高之照明裝置。當然，根據目的及用途，硬化性樹脂成分亦可包含熱塑性樹脂。
硬化性樹脂成分較佳包含矽氧樹脂、環氧樹脂等之中的1種或2種以上。
矽氧樹脂較佳包含具有苯基及／或甲基之矽氧樹脂。如此之矽氧樹脂在與其他成分之相溶性、溶劑溶解性、塗布性、耐熱性及耐久性等方面較佳。此樹脂中之苯基：甲基之比率例如為大約0.3：1至1.5：1。
硬化性樹脂成分可包含反應性基。藉此，硬化性樹脂成分其本身可硬化。 作為一例，硬化性樹脂成分較佳包含含有矽醇基(－Si－OH)之矽氧樹脂。藉此，在塗膜形成時發生矽醇基之縮合反應，而得到硬化後之塗膜。含有矽醇基(－Si－OH)之矽氧樹脂之矽醇含有量(OH質量％)例如為0.1質量％以上、5質量％以下。 作為其他例，硬化性樹脂成分亦可為含有乙烯基之聚合物與含有Si－H基之矽氧聚合物透過矽氧化反應而硬化者(附加反應型)。
環氧樹脂可為在分子內具有環氧基之任意者。可舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、脂肪族鏈狀環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚之二縮水甘油醚化物、萘二醇之二縮水甘油醚化物、苯酚類之二縮水甘油醚化物、醇類之二縮水甘油醚化物、該等之烷基取代物、鹵化物、氫添加物等。
使用環氧樹脂時，較佳使用可使環氧樹脂硬化之硬化劑。硬化劑例如有多官能苯酚類、胺類、咪唑化合物、酸酐、有機磷化合物及該等之鹵化物等。 作為多官能苯酚類之例，有單環二官能苯酚亦即對苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚，多環二官能苯酚亦即雙酚A、雙酚F、萘二醇類、雙酚類及該等之鹵化物、烷基取代物等。再者，有該等之苯酚類與醛類之縮聚物亦即酚醛清漆、可溶酚醛。 作為胺類之例，有脂肪族或者芳香族之一級胺、二級胺、三級胺、四級胺鹽及脂肪族環狀胺類、胍類、尿素衍生物等。作為該等之化合物之一例，有N,N-苄基二甲基胺、2-(二甲胺基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、四甲基胍、三乙醇胺、N,N’-二甲基哌𠯤、1,4-二氮雜二環[2.2.2]辛烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二氮雜雙環[4.4.0]-5-壬烯、六亞甲基四胺、吡啶、甲吡啶、哌啶、吡咯烷、二甲基環己胺、二甲基己胺、環己胺、異丁胺、二-n-丁胺、二苯胺、N-甲基苯胺、三-n-丙胺、三-n-辛胺、三-n-丁胺、三苯胺、四甲基氯化銨、四甲基溴化胺、四甲基碘化胺、三伸乙四胺、二胺二苯甲烷、二胺二苯醚、二氰二胺、甲苯基雙胍、鳥苷尿素、二甲基尿素等。 作為咪唑化合物之例，有咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-苯咪唑、2-十一酸咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑、2-十七基咪唑、4,5-二苯咪唑、2-甲基咪唑啉、2-苯咪唑啉、2-十一酸咪唑啉、2-十七基咪唑啉、2-異丙基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑啉、2-苯基-4-甲基咪唑啉、苯并咪唑、1-氰乙基咪唑等。 作為酸酐之例，有鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、均苯四酸二酐、二苯基酮四羧酸二酐等。 作為有機磷化合物，只要係包含有機基之磷化合物則未特別限定。例如，有六甲基磷酸三醯胺、磷酸三(二氯丙基)脂、磷酸三(氯丙基)脂、亞磷酸三苯脂、磷酸三甲酯、苯基膦酸酯、三苯基膦、三-n-丁基膦、二苯基膦等。
環氧樹脂之硬化劑，可單獨或者組合使用。環氧樹脂之硬化劑之使用量，只要可適當進行環氧基之硬化反應則未特別限定。較佳在相對於1莫耳環氧基為0.01～5.0當量之範圍，特別較佳在0.8～1.2當量之範圍使用。
本實施態樣之螢光體片可因應所需包含硬化促進劑。代表性之硬化促進劑有三級胺、咪唑類、四級胺鹽等，但不限於此。
(其他成分) 本實施態樣之螢光體片在操作性及形狀維持性等觀點上，可包含纖維。換言之，本實施態樣之螢光體片可將上述之硬化性樹脂成分等含浸於纖維基材中而成為B－階段狀態。 纖維基材未特別限定。可使用玻璃布、醯胺不織布、液晶聚合物不織布等常用於預浸體用基材者。
作為玻璃布之具體例，可舉出旭化成公司製之「stlye 1027MS」(經紗密度75根／25mm、緯紗密度75根／25mm、布重量20g／m 2、厚度19μm)、旭化成公司製之「stlye 1037MS」(經紗密度70根／25mm、緯紗密度73根／25mm、布重量24g／m 2、厚度28μm)、有澤製作所公司製之「1078」(經紗密度54根／25mm、緯紗密度54根／25mm、布重量48g／m 2、厚度43μm)、有澤製作所公司製之「1037NS」(經紗密度72根／25mm、緯紗密度69根／25mm、布重量23g／m 2、厚度21μm)、有澤製作所公司製之「1027NS」(經紗密度75根／25mm、緯紗密度75根／25mm、布重量19.5g／m 2、厚度16μm)、有澤製作所公司製之「1015NS」(經紗密度95根／25mm、緯紗密度95根／25mm、布重量17.5g／m 2、厚度15μm)、有澤製作所公司製之「1000NS」(經紗密度85根／25mm、緯紗密度85根／25mm、布重量11g／m 2、厚度10μm)等。又，作為液晶聚合物不織布之具體例，可舉出可樂麗公司製之芳香族聚脂不織布熔噴法製之「VECRUS」(單位面積重量6～15g／m 2)及「Vectran」等。
又，本實施態樣之螢光體片從製造適性之觀點而言，可包含流動性調整劑。 作為流動性調整劑，可使用疏水性二氧化矽、親水性二氧化矽等二氧化矽粒子、氧化鋁等。特別較佳使用燻製二氧化矽。作為市售之流動性調整劑，例如，可舉出AEROSIL 130、AEROSIL 200、AEROSIL 300、AEROSIL R－972、AEROSIL R－812、AEROSIL R－812S、AlminiumOxideC(日本AEROSIL公司製、AEROSIL為登錄商標)、Carplex FPS－1(DSL公司製，商品名)等。
(貫通孔) 本實施態樣之螢光體片較佳具有貫通孔。其係用於在後述之照明裝置之製造中將發光元件與銅配線電性連接。 貫通孔之位置、大小、形狀、數量等，因應最終欲得到之照明裝置之設計適當決定即可。 貫通孔例如可透過沖孔加工而設置。當然，貫通孔亦可透過其他方法設置。
(螢光體片之製造方法) 本實施態樣之螢光體片可基於有關硬化性樹脂組成物之習知技術製造。 作為一例，本實施態樣之螢光體片可依照電氣電子零件之製造中使用之「預浸體」之製造方法進行製造。作為一例，本實施態樣之螢光體片可透過以下步驟製造：(1)首先，將纖維基材以外之成分溶解或分散於有機溶劑而製成清漆、(2)將該清漆含浸於纖維基材、(3)以使清漆不完全硬化(成為B－階段狀態)之溫度、時間進行加熱。當然，亦可透過除此之外的方法(例如，不使用溶劑之熱融法)製造。 預浸體之製造方法已有各種習知文獻記載，故製造本實施態樣之螢光體片時可作為參考。預浸體之製造方法例如記載於日本特開2020－139164號公報、日本特開2004－188652號公報等。
＜照明裝置＞ 本實施態樣之照明裝置，包含： (i)絕緣基板、 (ii)螢光層，設於上述絕緣基板之單面側，其為上述螢光體片之硬化物，以及， (iii)發光元件，設置於上述螢光層中與上述絕緣基板為相反側之面。
又，本實施態樣之照明裝置，較佳在上述絕緣基板與上述螢光層之間更具備白色層。
本實施態樣之照明裝置，例如可透過圖1～5所示之步驟製造。
・圖1 首先，準備如圖1所示之至少具備絕緣基板20之基板。 在絕緣基板20之其中一面，通常設有第一銅箔22A。 將第一銅箔22A之一部分蝕刻去除，而作為銅電路(銅配線)發揮機能。又，亦可在絕緣基板20之另一面設置第二銅箔22B。
絕緣基板20之材質，只要係習知使用於PWB(印刷基板)者則無特別限制。例如，可使用聚醯亞胺樹脂、矽氧樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、尿素樹脂、環氧樹脂、氟樹脂、玻璃、金屬(鋁、銅、鐵、不鏽鋼等)。從耐熱性之觀點而言，較佳使用聚醯亞胺樹脂及矽氧樹脂、玻璃及金屬(使用鋁或銅作為卑金屬並設有絕緣層之「金屬基板」等)。使用以「搭接片」等名稱市售之材料亦較佳。 絕緣基板20之厚度只要在可用於照明器具之範圍則無特別限制。例如50μm以上、1000μm以下，具體而言為50μm以上、500μm以下。
第一銅箔22A如後述透過焊料30與表面安裝型LED元件28電性連接。透過第一銅箔22A及焊料30向表面安裝型LED元件28供給電力，而使表面安裝型LED元件28發光。 絕緣基板20之其中一面具有第一銅箔22A，另一面具有第二銅箔22B，藉此可在絕緣基板20之兩面取得力之平衡，而例如抑制翹曲之發生。
・圖2 較佳在圖1所示之基板之第一銅箔22A之面的一側設置白色層24。白色層24例如可使用在上述之＜螢光體片＞中利用白色粒子(典型而言為氧化鈦或氧化鋁等白色顏料)取代螢光體粒子而製造之B－階段狀態之「白色片」而設置。白色片較佳具有用以將發光元件與銅配線電性連接之貫通孔。設置白色層24之具體條件，可與後述之螢光層之形成相同。 白色層24之厚度通常為20～150μm，較佳為30～120μm，更佳為35～100μm。特別係在白色片具有貫通孔時，白色層24之厚度較佳為20～100μm，白色層24之厚度與後述之螢光層26之合計厚度較佳在100μm以下。 又，白色片具有貫通孔時，較佳透過適當手段，使貫通孔之位置與第一銅箔22A中進行焊接之部分一致。
・圖3 於白色層24之露出面(未設置白色層24時為第一銅箔22A之露出面)設置螢光層26。螢光層26可利用上述螢光體片而設置。 又，在圖3中，螢光層26具有用以在後述之步驟中將發光元件與銅配線電性連接之開口部(貫通孔)。螢光體片具有貫通孔時，較佳透過適當手段，使開口部(貫通孔)之位置與第一銅箔22A中進行焊接之部分一致。
例如，可將上述之螢光體片透過真空壓合法在白色層24之露出面積層。真空壓合法之條件未特別限定，加熱壓合溫度較佳為60～160℃，更佳為80～140℃。加熱壓合壓力較佳為0.098～1.77Mpa，更佳為0.29～1.47MPa。加熱壓合時間較佳為20～400秒，更佳為30～300秒。積層較佳在壓力為26.7hPa以下之減壓條件下實施。
真空壓合後，可藉由向螢光體片施加推壓力，而進行螢光體片之平滑化處理。
將積層於白色層24之露出面並視情況經過平滑化處理之螢光體片加熱。藉此將螢光體片中之未硬化成分硬化，而設置螢光層26。此處之加熱條件未特別限定，例如硬化溫度可設為120～240℃，較佳為150～220℃，更佳為170～200℃，硬化時間可設為5～120分鐘，較佳為10～100分鐘，更佳為15～90分鐘。
以上之螢光層26之形成方法僅為一例。亦可參考與上述不同之習知的預浸體之積層及硬化方法等而設置螢光層26。
・圖4及圖5 於螢光層26之開口部(貫通孔)部分設置焊料30。然後，在該焊料30之上設置表面安裝型LED元件28。然後，例如透過回填法使焊料熔解，將表面安裝型LED元件28與第一銅箔22A焊接而電性連接。焊接之具體方法及條件未特別限定。 此外，亦可預先將焊料30附著於第一銅箔22A。
如上，可製造照明裝置。 此外，如圖5所示，亦可於照明裝置設置複數之發光元件(表面安裝型LED元件28)。
・補充 設置白色層24之步驟及設置螢光層26之步驟中，可利用間隔物(墊片)達到調整膜厚之目的。亦即，可在利用間隔物之條件下實施加熱、推壓等而設置白色層24及螢光層26。
又，在圖3及圖4中，依據樹脂片之素材及製程條件，在加熱B－階段狀態之片時軟化之樹脂成分，可能會向第一銅箔22A中應與表面安裝型LED元件28焊接之部分「流出」。如此情況可能使第一銅箔22A與表面安裝型LED元件28無法電性連接。 作為防止此情況之其中一種方法，可變更樹脂片之素材及製程條件。作為其他方法，亦可預先暫時利用適當之構件例如彈簧銷等「保護」第一銅箔22A中應與表面安裝型LED元件28焊接之部分。再作為其他方法，如上所述，只要將焊料30預先附著於第一銅箔22A，原理上即可防止軟化之樹脂成分向第一銅箔22A中應與表面安裝型LED元件28焊接之部分「流出」。
・表面安裝型LED元件28 在本實施態樣中，發光元件(表面安裝型LED元件28)較佳不具備反射體。具體而言，習知的表面安裝型LED元件(發光元件)之中，如圖6A般具備反射體，而使光不向橫方向及下方向漏出。但，在本實施態樣中，發光元件(表面安裝型LED元件28)較佳如圖6B般不具備反射體。 藉由利用不具備反射體之發光元件，使來自LED晶片之光向橫方向及下方向漏出。並且，該漏出之光到達螢光層26之α所示之部分，而使α之部分發光。藉此，更加減輕眩光及重影之問題。
圖6A之發光元件中，在由基板102及反射體(框體)104形成之箱狀部108配置半導體發光元件100，並在箱狀部108填充密封構件110(透光性之樹脂)。基板102可具備配線112。 在圖6B中，對與圖2A相同之要素標示相同符號。圖2B之發光元件不使用框體(反射體)。如圖所示，搭載半導體發光元件100後，可利用期望之模具進行模具成形而形成密封構件110。或，亦可預先準備成形為期望之形狀之密封構件110，並將其以覆蓋半導體發光元件100之方式接合於基板102。
以上，說明了本發明之實施態樣，但以上為本發明之例示，亦可採用上述以外之各種構成。又，本發明不限於上述之實施態樣，可達成本發明之目的之範圍內之變形、改良等亦包含於本發明。 [實施例]
基於實施例及比較例詳細說明本發明之實施態樣。又，本發明不僅限於實施例。
＜螢光體粒子之準備＞ ・CASN－1：電化公司製之CASN系螢光體，商品號RE－650YMDB，D 50＝15.7μm ・CASN－2：電化公司製之CASN系螢光體、商品號RE－Sample650SD4，D 50＝3.2μm
＜利用矽氧樹脂之螢光體片之製造＞ 除了上述螢光體粒子，又準備以下材料。 ・硬化性樹脂成分：Dow Corning Toray公司之矽氧樹脂「RSN－0805」(含有矽醇基，矽醇含有量(OH質量)1％，二氧化矽含有量48質量％，苯基：甲基比＝1.1：1，重量平均分子量200～300×10 3，含有二甲苯，樹脂固體成分50重量％) ・流動性調整劑：日本AEROSIL公司之燻製二氧化矽AEROSIL200 ・溶劑：丁基卡必醇
表1所記載之成分之中，首先，將硬化性樹脂成分(矽氧樹脂)與溶劑混合並取得均勻之溶液。 然後，向該溶液投入螢光體粒子及流動性調整劑(僅實施例3)，並均勻混合、分散，而得到矽氧樹脂清漆1－1～1－4。
[表1]
矽氧樹脂清漆 1－1 矽氧樹脂清漆 1－2 矽氧樹脂清漆 1－3 矽氧樹脂清漆 1－4
CASN－1 全部不揮發成分中50體積% － 全部不揮發成分中48.1體積% 全部不揮發成分中35體積%
CASN－2 － 全部不揮發成分中50體積% 全部不揮發成分中12.0體積% －
硬化性樹脂成分 矽氧樹脂 全部不揮發成分中50體積% 全部不揮發成分中50體積% 全部不揮發成分中38.8體積% 全部不揮發成分中50體積%
流動性調整劑 － － 相對於100質量部之螢光體粒子及硬化性樹脂成分為0.84質量部 －
溶劑 相對於100質量部之全部不揮發成分為20質量部 相對於100質量部之全部不揮發成分為20質量部 相對於100質量部之螢光體粒子及硬化性樹脂成分為14質量部 相對於100質量部之全部不揮發成分為20質量部
將上述之矽氧樹脂清漆含浸於可從市面上取得之纖維基材(玻璃布)，並在縱型乾燥爐中乾燥。冷卻後，透過沖孔加工，設置用以連接發光元件與銅配線之貫通孔。如此，製作矽氧樹脂系螢光體片1－1～1－4。 此外，將乾燥條件(溫度及時間)調整成使矽氧樹脂系螢光體片成為B－階段狀態。又，基於後述之螢光層之厚度(50μm)，選擇適當厚度之纖維基材(玻璃布)。
＜利用環氧樹脂之螢光體片之製造＞ 首先，準備以下組成之環氧樹脂清漆2－1～2－4。 ・雙酚A型環氧樹脂：640質量部 ・雙酚A酚醛清漆樹脂：25質量部 ・乙基甲基咪唑：0.2質量部 ・螢光體粒子：下表所示之量 ・甲基乙基酮溶劑：使樹脂清漆之黏度成為約0.1Ns／m 2之量
[表2]
環氧樹脂清漆 2－1 環氧樹脂清漆 2－2 環氧樹脂清漆 2－3 環氧樹脂清漆 2－4
CASN－1 全部不揮發成分中50體積% － 全部不揮發成分中48.1體積% 全部不揮發成分中35體積%
CASN－2 － 全部不揮發成分中50體積% 全部不揮發成分中12.0體積% －
將上述之環氧樹脂清漆含浸於可從市面上取得之纖維基材(玻璃布)，並在縱型乾燥爐以135℃乾燥5分鐘之期間。冷卻後，透過沖孔加工，設置用以連接發光元件與銅配線之貫通孔。如此，製作B－階段狀態之環氧樹脂系螢光體片2－1～2－4。 此外，基於後述之螢光體層之厚度(50μm)，選擇適當厚度之纖維基材(玻璃布)。
＜白色片之製造＞ 除了使用在不揮發成分中之量為50體積％之氧化鈦／氧化鋁混合粒子代替螢光體粒子，以及適當變更玻璃布之厚度以外，以與上述＜利用矽氧樹脂之螢光體片之製造＞同樣之方式製造矽氧樹脂系白色片。 又，除了使用在不揮發成分中之量為50體積％之氧化鈦／氧化鋁混合粒子代替螢光體粒子，以及適當變更玻璃布之厚度以外，以與上述＜利用環氧樹脂之螢光體片之製造＞同樣之方式製造環氧樹脂系白色片。
＜照明裝置之製作(矽氧樹脂系)＞ 利用上述之螢光體片等，製作複數個CSP以固定間隔在螢光體層之上排列之照明裝置。製造步驟簡單例示如下。 (1)準備兩面張貼銅箔之利昌工業公司製之搭接片CS－3305A作為絕緣基板之材料。將該銅箔蝕刻而在第一銅箔形成銅電路等。 (2)在第一銅箔之上，設置上述之矽氧樹脂系白色片，並以20kgf／cm 2之壓力在溫度190℃下加壓90分鐘。藉此形成厚度35μm之白色層。 (3)在白色層之上，設置上述之矽氧樹脂系螢光體片(1－1～1－4中任一者)，並以20kgf／cm 2之壓力在溫度190℃下加壓90分鐘。藉此形成厚度50μm之螢光體層。 (4)將表面安裝型LED元件(市售之CSP(WICOP SZ8－Y15－WW－C8、首爾半導體公司製，無反射體製品，色溫2200～2300K))與第一銅箔(銅電路)透過焊料電性連接。
又，在上述(2)及(3)中，將各片之貫通孔之位置設為在(4)中連接CSP與第一銅箔之位置。
＜照明裝置之製作(環氧系)＞ 利用上述之螢光體片等，製作複數個CSP以固定間隔在螢光體層之上排列之照明裝置。製造步驟簡單例示如下。 (1)準備兩面張貼銅箔之利昌工業公司製之搭接片CS－3305A，作為絕緣基板之材料。將該銅箔蝕刻而在第一銅箔形成銅電路等。 (2)在第一銅箔之上，設置上述之環氧樹脂系白色片，並以20kgf／cm 2之壓力，在溫度190℃下加壓90分鐘。藉此形成厚度35μm之白色層。 (3)在白色層之上，設置上述之環氧樹脂系螢光體片(2－1～2－4中任一者)，並以20kgf／cm 2之壓力，在溫度190℃下加壓90分鐘。藉此形成厚度50μm之螢光體層。 (4)將表面安裝型LED元件(市售之CSP(WICOP SZ8－Y15－WW－C8，首爾半導體公司製，無反射體製品，色溫2200～2300K))與第一銅箔(銅電路)透過焊料電性連接。
又，在上述(2)及(3)中，將各片之貫通孔之位置設為在(4)中連接CSP與第一銅箔之位置。
＜評價：色溫之轉換＞ 向上述製作之各照明裝置流通電流而使照明裝置發光。利用大塚電子股份有限公司製之全光束測定系統(具備積分球之裝置)測定從照明裝置發出之光之色溫。將測定出之色溫為2000～2100K，且從CSP本身之色溫(2200～2300K)至少轉換100K以上之色溫之情況評價為色溫轉換性「良好」。
結果，製作之所有照明裝置中，色溫轉換性皆為「良好」。
以上，藉由利用B－階段狀態之螢光體「片」，無須使用塗料即可透過簡便之製程形成螢光體層，又，可製造照明裝置。
本發明主張基於2022年3月25日提出申請之日本專利申請2022－049903號之優先權，並援用其全部內容。
20:絕緣基板 21:連接部 22A:第一銅箔 22B:第二銅箔 23:開口 24:白色層 26:螢光層 28:表面安裝型LED元件 30:焊料 100:半導體發光元件 102:基板 104:反射體(框體) 108:箱狀部 110:密封構件 112:配線
圖1係用以說明照明裝置之製造步驟之圖。 圖2係用以說明照明裝置之製造步驟之圖。 圖3係用以說明照明裝置之製造步驟之圖。 圖4係用以說明照明裝置之製造步驟之圖。 圖5係用以說明照明裝置之製造步驟及照明裝置之圖。 圖6A、圖6B係用以說明具備反射體之LED晶片及不具備反射體之LED晶片之圖。
20:絕緣基板
22A:第一銅箔
22B:第二銅箔
24:白色層
26:螢光層
28:表面安裝型LED元件
30:焊料

Claims (13)

  1. 一種螢光體片，包含螢光體粒子及硬化性樹脂成分，且由B－階段狀態之熱硬化性樹脂組成物構成，其厚度為20～150μm。
  2. 如請求項1所述之螢光體片，其中， 該硬化性樹脂成分，包含從由環氧樹脂及矽氧樹脂組成之群組選擇之至少1種。
  3. 如請求項1或2所述之螢光體片，其具有貫通孔。
  4. 如請求項1或2所述之螢光體片，其中， 該螢光體粒子之含有率為25體積％以上、60體積％以下。
  5. 如請求項1或2所述之螢光體片，其中， 該螢光體粒子，包含可將藍色光轉換為波長比該藍色光之波長更長之光之螢光體粒子。
  6. 如請求項1或2所述之螢光體片，其中， 該螢光體粒子之中位粒徑D 50為1μm以上、20μm以下。
  7. 如請求項1或2所述之螢光體片，其中， 在該螢光體粒子之粒徑分布曲線中，可識別出2個以上之極大值。
  8. 如請求項1或2所述之螢光體片，其中， 在該螢光體粒子之粒徑分布曲線中，可在粒徑為1μm以上、6μm以下之區域及粒徑為10μm以上、25μm以下之區域之雙方識別出極大值。
  9. 如請求項1或2所述之螢光體片，其中， 該螢光體粒子，包含從由CASN系螢光體、SCASN系螢光體、La 3Si 6N 11系螢光體、Sr 2Si 5N 8系螢光體、Ba 2Si 5N 8系螢光體、α型矽鋁氮氧化物系螢光體、β型矽鋁氮氧化物系螢光體、LuAG系螢光體、以及YAG系螢光體組成之群組選擇之1種或2種以上。
  10. 一種照明裝置，包含： 絕緣基板； 螢光層，設於該絕緣基板之單面側，其為如請求項1或2所述之螢光體片之硬化物；以及， 發光元件，設置於該螢光層中與該絕緣基板為相反側之面。
  11. 如請求項10所述之照明裝置，其中， 在該絕緣基板與該螢光層之間，更包含白色層。
  12. 如請求項10所述之照明裝置，其中， 設置複數之該發光元件。
  13. 如請求項10所述之照明裝置，其中， 該發光元件不具備反射體。
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