熒光體分散液及l(fā)ed裝置的制造方法

熒光體分散液及l(fā)ed裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于，通過抑制熒光體分散液中熒光體的沉降，在LED裝置中成膜均勻的熒光體層。本發(fā)明中，提供一種熒光體顆粒熒光體分散液，熒光體分散液，其包含：分散溶劑、分散在所述分散溶劑中的熒光體顆粒、層狀粘土礦物微粒及氧化物微粒，其中，將填充于內(nèi)徑為15mm的玻璃瓶的5ml所述熒光體分散液進行靜置時，直到因熒光體顆粒沉降而產(chǎn)生上清層的時間為4小時以上。熒光體分散液的粘度優(yōu)選為80cp～1000cp。
【專利說明】熒光體分散液及LED裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分散有熒光體顆粒的熒光體分散液及使用其的LED裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨對發(fā)光裝置的高亮度化及節(jié)能的要求不斷增長，使用了 LED芯片的發(fā)光裝置(LED裝置)在各種用途中的應用逐漸擴大。特別是，已知有一種白色LED裝置，其組合藍色LED芯片和通過接收藍色光而射出黃色光的熒光體，使藍色光和黃色光混色，射出白色光。該種白色LED裝置逐漸被用作需要白色光的電燈、液晶顯示裝置的背光燈等照明用途。
[0003]另外，作為組合LED芯片和熒光體的白色LED裝置，還研究了:組合射出紫外光的LED芯片和通過紫外光而射出藍、綠、紅光的熒光體，從而形成白色光的白色LED裝置；組合射出的藍色光的LED芯片和射出紅、綠光的熒光體，從而形成白色光的白色LED裝置等。
[0004]由于上述組合LED芯片和熒光體的白色LED裝置通過一個LED芯片即可獲得白色光，因此，與組合顏色不同的多個LED芯片形成白色光的白色LED裝置相比，可簡化裝置。另外，還可抑制消耗的電能，故優(yōu)選使用。
[0005]但是，來自組合LED芯片和熒光體的白色LED裝置的光在來自LED芯片的射出光和來自熒光體的熒光失去平衡時會發(fā)生著色。另外，在來自白色LED裝置的光發(fā)生著色時，還會因白色LED裝置的觀察角度不同而產(chǎn)生顏色(色度)不同的“顏色不勻”的問題。
[0006]來自白色LED裝置的光發(fā)生著色或產(chǎn)生顏色不勻的原因之一是因為LED裝置中的熒光體不均勻地存在。以往，通常通過將分散有熒光體顆粒的固化型樹脂組合物涂布在LED芯片上并使其固化，在LED芯片的周邊設置熒光體層，獲得白色LED裝置。然而，通常，熒光體為比重非常高的無機金屬化合物。因此，固化型樹脂組合物中的熒光體發(fā)生沉淀，熒光體顆粒容易不均地堆積在LED芯片上。其結(jié)果，來自白色LED裝置的光發(fā)生著色、或產(chǎn)生顏色不勻。
[0007]為了抑制發(fā)生著色或顏色不勻，研究了如下技術(shù)。
[0008]為了降低白色LED裝置的顏色不勻，在液態(tài)密封材料中含有熒光體顆粒和熒光體顆粒的防沉降材料。由此，公開有一種防止比重較重的熒光體顆粒的沉降的技術(shù)(參考專利文獻I)。另外，在LED芯片周邊設置含熒光體顆粒的密封層后，通過一邊使發(fā)光裝置旋轉(zhuǎn)，一邊使密封層固化，使發(fā)光裝置內(nèi)的色度差、即顏色不勻降低(參考專利文獻I)。
[0009]還公開了使熒光體顆粒堆積在LED芯片的發(fā)光面上獲得白色LED裝置的技術(shù)(參考專利文獻2)。特別是，對于在LED芯片的角部及側(cè)面無法涂布熒光體顆粒，從而產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換效率降低，各方位上的色度偏離或色調(diào)不均的問題，記載了通過以霧狀吹送含有熒光體的涂布液并使其螺旋狀旋轉(zhuǎn)來改善上述問題(參考專利文獻2)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特開2004-153109號公報[0013]專利文獻2:日本特開2003-115614號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0015]根據(jù)上述技術(shù)，可在某種程度上改善一個白色LED裝置中的著色及顏色不勻、SP來自一個白色LED裝置的光由于角度不同而產(chǎn)生的色度偏離。然而，近年開發(fā)有一種包含多個白色LED裝置的白色照明裝置，并逐漸用于追求高亮度的汽車照明裝置及特別重視色度的店鋪用照明裝置等。在該種白色照明裝置中，各個白色LED裝置的色度高度一致逐漸受到重視。
[0016]特別是，如果由使用多個白色LED裝置而高亮度化的白色照明裝置形成的照明中，來自多個白色LED裝置的光存在色度不同，會被認為是在遠處存在顏色不勻的照明。因此，與以往相比，抑制白色LED裝置之間的色度不均變得更加重要。
[0017]為了在LED芯片上涂布包含熒光體顆粒的液態(tài)物，使用點膠機或噴霧器等涂布裝置。如使用這些涂布裝置，則可連續(xù)地制造多個白色LED裝置。在用涂布裝置進行涂布時，用涂布液罐儲存且包含熒光體顆粒的液態(tài)物通過位于涂布液罐中的攪拌裝置攪拌，通過該攪拌，液態(tài)物中的熒光體被均勻地分散。其后，將在涂布液罐內(nèi)攪拌的包含熒光體的液態(tài)物供給到涂布裝置的噴頭，通過噴嘴涂布在LED芯片上。這樣，實現(xiàn)了降低LED裝置的發(fā)光色的不均。
[0018]但是，在將液態(tài)物從用于保存包含熒光體的液態(tài)物的保管容器導入涂布液罐，并攪拌液態(tài)物的情況下，存在如下問題，需要消耗較長的時間才能使熒光體形成充分的分散狀態(tài)。另外，由于通常保管容器沒有攪拌裝置，在保管容器內(nèi)，熒光體顆粒的一部分有時還會沉淀，固結(jié)在保管容器的內(nèi)壁上。由于該固結(jié)量也會隨著在保管容器內(nèi)的保存時間而變化，因此，隨著在保管容器內(nèi)的保存時間變長，投入涂布液罐的液態(tài)物的熒光體的量也會產(chǎn)生微妙的變化。其結(jié)果，無法充分地降低得到的LED裝置發(fā)光色度的不均。
[0019]因此,本發(fā)明提供一種將突光體作為分散質(zhì)的突光體分散液,該突光體分散液即使靜置，也不易產(chǎn)生沉淀，因而不易固結(jié)在保管容器的內(nèi)壁上。
[0020]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0021]本發(fā)明的第一方面涉及一種如下所示的熒光體分散液。
[0022][I] —種突光體分散液，其包含:分散溶劑、分散在所述分散溶劑中的突光體顆粒、層狀粘土礦物微粒及氧化物微粒，其中，將填充于內(nèi)徑為15_的玻璃瓶的5ml所述熒光體分散液進行靜置時，直到因熒光體顆粒沉降而產(chǎn)生上清層的時間為4小時以上。
[0023][2]如[I]所述的熒光體分散液，其中，所述熒光體分散液的粘度為80cp?lOOOcp。
[0024][3] 一種LED裝置的制造方法，該方法包括:
[0025]準備LED芯片安裝封裝體的工序，所述LED芯片安裝封裝體包含封裝體和配置于所述封裝體且具有發(fā)光面的LED芯片；
[0026]在所述LED芯片的發(fā)光面上涂布[I]所述的熒光體分散液，從而使熒光體層成膜
的工序。
[0027][4]如[3]所述的LED裝置的制造方法，其中，所述熒光體分散液通過噴霧涂布裝置進行涂布，所述噴霧涂布裝置具備:儲存熒光體分散液的涂布液罐、具有用于噴出熒光體分散液的噴嘴的噴頭、以及連通涂布液罐和噴頭的連結(jié)管。
[0028][5]如[3]所述的LED裝置的制造方法，該方法還包括在所述LED芯片的發(fā)光面上涂布含有有機金屬化合物的溶液的工序。
[0029][6]如[3]所述的LED裝置的制造方法，其中，所述LED裝置為白色LED裝置。
[0030]發(fā)明效果
[0031]本發(fā)明的熒光體分散液中，由于熒光體沉降而產(chǎn)生的上清層的產(chǎn)生時間為4小時以上，熒光體不易產(chǎn)生沉降。因此，在通過涂布裝置涂布熒光體分散液的情況下，縮短了開始涂布前分散熒光體分散液所需的時間。因此，提高了熒光體分散液的涂布的工作效率。
[0032]另外，即使將熒光體分散液長時間保管在保管容器內(nèi)，也不易固結(jié)在保管容器的內(nèi)壁上，可長時間保存。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是概略性地表示LED裝置的截面的圖；
[0034]圖2是表示涂布裝置的概要圖。
[0035]標記說明
[0036]I封裝體
[0037]2金屬部`
[0038]3LED 芯片
[0039]4突起電極
[0040]6熒光體層
[0041]90LED芯片安裝封裝體
[0042]100LED 裝置
[0043]200涂布裝置
[0044]210涂布液罐
[0045]220涂布液
[0046]230連結(jié)管
[0047]240噴頭
[0048]250噴嘴
[0049]260攪拌裝置
[0050]270噴出液
[0051]300保管容器
【具體實施方式】
[0052]1.關于突光體分散液
[0053]熒光體分散液包含分散溶劑、分散在分散溶劑中的熒光體顆粒、層狀粘土礦物微粒及氧化物微粒。在熒光體分散液中還可含有任意的添加劑。
[0054][熒光體顆粒]
[0055]熒光體顆粒通過LED芯片射出的光的波長(激發(fā)波長)而激發(fā)，發(fā)出與激發(fā)波長不同波長的熒光。由于在從LED芯片射出藍色光的情況下，熒光體顆粒產(chǎn)生黃色的熒光，因此，可獲得白色LED裝置。發(fā)出黃色熒光的熒光體的例子可以舉出YAG(釔.鋁.石榴石)熒光體。YAG熒光體受到從藍色LED芯片射出的由藍色光(波長420nm?485nm)構(gòu)成的激發(fā)光，可以發(fā)出黃色光(波長550nm?650nm)的突光。
[0056]熒光體例如可通過如下方法制造，I)在具有規(guī)定組成的混合原料中適量混合作為助熔劑的氟化銨等氟化物并加壓，得到成形體，2)將得到的成形體填入坩堝，在空氣中于1350?1450°C的溫度范圍內(nèi)燒制2?5小時，獲得燒結(jié)體。
[0057]具有規(guī)定組成的混合原料可以將Y、Gd、Ce、Sm、Al、La、Ga的氧化物、或在高溫下容易形成氧化物的化合物以化學計量比充分地混合而獲得?；蛘?，具有規(guī)定組成的混合原料可以通過如下方法獲得，將Y、Gd、Ce、Sm的稀土類元素以化學計量比溶解于酸形成溶液，使該溶液與草酸共沉淀，并對得到的物質(zhì)進行燒制，得到共沉淀氧化物，將該共沉淀氧化物與氧化招、氧化鎵混合。
[0058]熒光體的種類不限于YAG熒光體，例如，還可以使用不含有Ce的非石榴石類熒光體等其它熒光體。
[0059]熒光體的平均粒徑優(yōu)選為I μ m以上50 μ m以下。熒光體的粒徑越大，發(fā)光效率(波長轉(zhuǎn)換效率)越高。另一方面，如熒光體的粒徑過大，則在熒光體層中，產(chǎn)生在熒光體和粘合劑的界面的間隙變大，熒光體層的膜強度降低。熒光體的平均粒徑例如可通過庫爾特計數(shù)法測定。
[0060][層狀粘土礦物微粒]
[0061]層狀粘土礦物微粒的主成分為層狀硅酸鹽礦物，優(yōu)選具有云母結(jié)構(gòu)、高嶺石結(jié)構(gòu)、蒙脫石結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)的膨脹性粘土礦物，更優(yōu)選具有膨脹性優(yōu)異的蒙脫石結(jié)構(gòu)的膨脹性粘土礦物。層狀粘土礦物微粒在熒光體分散液中以片架結(jié)構(gòu)存在，僅以少量即可大幅提高熒光體分散液的粘度。另外，由于層狀粘土礦物微粒呈平板狀，因此，可以提高熒光體層(參照圖1)的膜強度。
[0062]優(yōu)選熒光體分散液中層狀粘土礦物微粒的含量為0.1?5重量％。
[0063]考慮與熒光體分散液中有機溶劑的相溶性，層狀粘土礦物微粒的表面也可用銨鹽等修飾(表面處理)。
[0064][氧化物微粒]
[0065]氧化物微?？梢允茄趸?、氧化鈦、氧化鋅等微粒。特別是，將熒光體層中的粘合劑制成聚硅氧烷等含硅有機化合物的固化物即陶瓷的情況下，從對形成的陶瓷的穩(wěn)定性的觀點考慮，優(yōu)選使用氧化硅作為氧化物微粒。
[0066]優(yōu)選熒光體分散液中氧化物微粒的含量為I?40重量％。
[0067]氧化物微粒具有填充劑的功能，其填充粘合劑與熒光體及層狀粘土礦物微粒之間的界面上產(chǎn)生的間隙，還具有增粘劑的功能，其增加熒光體分散液的粘性，還可具有膜強化劑等的功能，其提聞突光體層的I吳強度。
[0068]考慮上述的各種效果，氧化物微粒的平均粒徑優(yōu)選為0.001 μ m以上50 μ m以下。氧化物微粒的平均粒徑例如可通過庫爾特計數(shù)法測定。
[0069]氧化物微粒的表面還可以用硅烷偶聯(lián)劑或鈦偶聯(lián)劑處理。通過表面處理，提高了氧化物微粒與有機金屬化合物和有機溶劑的相溶性。[0070][分散溶劑]
[0071]熒光體分散液中的分散溶劑中優(yōu)選含有醇類。醇類可以是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等一元醇，也可以是二元以上的多價醇。也可以組合兩種以上的醇。如將二元以上的醇作為分散溶劑使用，則容易提高熒光體分散液的粘度，容易防止作為分散質(zhì)的熒光體顆粒的沉降。
[0072]分散溶劑的沸點優(yōu)選為250°C以下。這是因為，使分散溶劑容易從分散溶液中干燥除去。沸點過高時，分散溶劑的蒸發(fā)較為遲緩，因此將分散溶液涂布成涂膜時，涂膜中的熒光體會流動。
[0073]二元以上的多元醇只要可以作為溶劑使用即可，可以使用任意多元醇?？梢允褂玫亩嘣祭缈梢耘e出:乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丙三醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇等，優(yōu)選為乙二醇、丙二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇等。
[0074]突光體分散液中的一部分分散溶劑可以為水。在突光體分散液中含有水時，通過在層狀粘土礦物微粒的層間導入水，層狀粘土礦物微粒發(fā)生溶脹，熒光體分散液的粘度容易變得更高。分散溶劑中水的含量相對總?cè)軇┝績?yōu)選為5重量％以上。水的比例不足5重量％時，往往無法充分獲得增粘效果；在水的比例超過60重量％時，增粘效果非但不提高，反而由于混合過多的水，粘度容易降低。因此，優(yōu)選水的比例相對總?cè)軇┝繛?重量％以上60重量％以下，更優(yōu)選為7重量％以上55重量％以下。
[0075]熒光體分散液的粘度通常為10?lOOOcp，優(yōu)選為80?lOOOcp，更優(yōu)選為200?450cp。在粘度較低時，熒光體分散液中熒光體顆粒容易沉降，產(chǎn)生上清層的時間變短。另一方面，在粘度過高時，熒光體分散液的涂布、特別是采用噴霧器進行涂布變得困難。
[0076]本發(fā)明的熒光體分散液的特征在于，作為分散質(zhì)的熒光體顆粒不易沉降。具體而言，將本發(fā)明的熒光體分散液(5ml)填充至內(nèi)徑為15mm的玻璃瓶并靜置4小時時，不會產(chǎn)生上清層。通過目測可確認上清層的產(chǎn)生，可以將產(chǎn)生Imm以上的上清層定義為產(chǎn)生上清層。
[0077][熒光體分散液的制造方法]
[0078]本發(fā)明的熒光體分散液可通過如下方法制造，在分散溶劑中添加熒光體顆粒、層狀粘土礦物微粒及氧化物微粒，還可根據(jù)需要添加其它添加劑，獲得混合液；攪拌混合液。
[0079]各成分的添加順序沒有特別限定，在分散溶劑的一部分使用水的情況下，可以列舉:1)在水以外的分散溶劑中預先混合層狀粘土礦物微粒(經(jīng)親油性表面處理)，其后，添加混合熒光體顆粒、氧化物微粒、其它添加劑及水，并進行攪拌的方式、2)預先混合層狀粘土礦物微粒(經(jīng)親油性表面處理)和水，其后，將熒光體顆粒、氧化物微粒、其它添加劑與水以外的分散溶劑一起攪拌的方式。這樣，可以將層狀粘土礦物微粒均勻地分散在熒光體分散液中，進一步提高粘度。
[0080]混合液的攪拌可通過使用例如攪拌磨、葉片混煉攪拌裝置、薄膜旋轉(zhuǎn)型分散機等進行。通過調(diào)整攪拌條件，能夠抑制熒光體分散液中熒光體顆粒的沉降。
[0081][攪拌裝置]
[0082]作為用于攪拌混合液的攪拌裝置，可以使用所有公知的攪拌裝置。例如，可以舉出:ULTRA-TURRAX(IKA 日本社制造)、TK Autohomomixer (primix 社制造)、TK pipelineHomomixer (primix 社制造)>TKFilmix (primix 社制造)>CLEARMIX(M Technique 社制造)、Claire SS5 (M Technique 社制造)、Cavitron (Eurotec 社制造)、fine flow mill (太平洋機工社制造)等無介質(zhì)攪拌機、Viscomill (Imex制造)、Apex mill (壽工業(yè)社制造)、Starmill (Ashizawa、Fine Tech 制造)、DCP super flow(日本 eirich 社制造)、MPmill (井上制作所社制造)、Spike mill (井上制作所社制造)、Mighty mill (井上制作所社制造)、SCmill (三井礦山社制造)等介質(zhì)攪拌機等或Ultimizer (Sugino Machine社制造)、Nanomizer (吉田機械社制造)、NAN03000 (美粒社制造)等高壓沖擊式分散裝置。
[0083][熒光體分散液的用途]
[0084]本發(fā)明的熒光體分散液可用于成膜LED裝置中的熒光體層(后述)。特別是優(yōu)選本發(fā)明的熒光體分散液與粘合劑溶液組合，涂布在LED芯片上，形成熒光體層。組合的粘合劑可以是有機樹脂，也可以是透明陶瓷。
[0085]2.關于LED裝置
[0086][LED 裝置]
[0087]LED裝置具有:封裝體、LED芯片、覆蓋LED芯片的發(fā)光面的熒光體層。圖1是表示LED裝置100的例的剖面圖。LED裝置具有:具有凹部11的封裝體1、金屬部(金屬配線)2、配置于封裝體I的凹部11的LED芯片3、連接金屬部2和LED芯片3的突起電極4。這樣，將隔著突起電極4連接金屬部2和LED芯片3的方式稱為倒裝片型。
[0088]封裝體I例如為液晶聚合物或陶瓷，但只要具有絕緣性和耐熱性，其材質(zhì)并不特別限定。
[0089]LED芯片3例如為藍色LED芯片。藍色LED芯片的結(jié)構(gòu)例子包括:層疊于藍寶石基板的n-GaN系化合物半導體層(包覆層)、InGaN系化合物半導體層(發(fā)光層)、p_GaN系化合物半導體層(包覆層)、透明電極層的層疊體。
[0090]LED芯片3具有例如200?300 μ mX 200?300 μ m的面，LED芯片3的高度為例如數(shù)十μ m。
[0091]在圖1所示的LED裝置100中，在封裝體I的凹部11配置有一個LED芯片3 ;也可在封裝體I的凹部11配置有多個LED芯片3。
[0092]而且，LED裝置100具有覆蓋LED芯片3的發(fā)光面的熒光體層6。熒光體層6為含有熒光體顆粒的層。熒光體層6只要覆蓋LED芯片3的發(fā)光面(典型的是在LED芯片的上面)即可，如圖1所示，也可覆蓋LED芯片3的側(cè)面。熒光體層6的厚度沒有特別限定，優(yōu)選為 15 μ m ?300 μ m。
[0093]熒光體層6是受到從LED芯片3射出的光(激發(fā)光)而發(fā)出熒光的層。通過混合激發(fā)光和熒光，從LED裝置100發(fā)出希望顏色的光。例如，從LED芯片3發(fā)出的光是藍色，從熒光體層6發(fā)出的熒光是黃色，則LED裝置100為白色LED裝置。
[0094]要求熒光體顆粒在熒光體層6中均勻地存在。這是為了使從LED裝置100發(fā)出的光成為希望的顏色。本發(fā)明的熒光體分散液可用于成膜熒光體層6。
[0095]熒光體層6含有熒光體顆粒、層狀粘土礦物微粒及氧化物微粒、粘合劑、和其它任意成分。
[0096]優(yōu)選突光體層6中突光體顆粒的含量為50?95重量％。
[0097]粘合劑可以為有機硅樹脂等透明有機樹脂，也可以是玻璃等透明陶瓷等；從提高熒光體層6的耐熱性等方面考慮，粘合劑優(yōu)選為透明陶瓷。[0098]優(yōu)選熒光體層6中粘合劑(透明陶瓷)的含量為2重量％以上50重量％以下，更優(yōu)選為2.5重量％以上30重量％以下。熒光體層6中粘合劑(透明陶瓷)的含量不足2重量％時，由于作為粘合劑的陶瓷過少，加熱燒制后的熒光體層6的強度降低。另一方面，粘合劑(透明陶瓷)的含量超過50重量％時，層狀粘土礦物微粒及無機微粒的含量相對降低。在無機微粒的含量相對降低時，熒光體層6的強度降低。另外，熒光體層6中層狀粘土礦物微粒的含量相對降低時，熒光體分散液中層狀粘土礦物微粒的含量也容易降低，熒光體分散液的粘度也容易降低。
[0099]優(yōu)選熒光體層6中層狀硅酸鹽礦物的含量為0.5重量％以上20重量％以下，更優(yōu)選為0.5重量％以上10重量％以下。突光體層6中層狀娃酸鹽礦物的含量不足0.5重量％時，無法充分得到增加熒光體分散液粘性的效果。另一方面，層狀硅酸鹽礦物的含量超過20重量％時，陶瓷層的強度降低。
[0100]優(yōu)選熒光體層6中氧化物微粒的含量為0.5重量％以上50重量％以下，更優(yōu)選為I重量％以上40重量％以下。在熒光體層6中氧化物微粒的含量不足0.5重量％，或超過50重量％時，熒光體層6的強度無法充分地提高。
[0101][LED裝置的制造方法]
[0102]LED裝置可通過包括如下工序的工藝制造:準備在封裝體上安裝有LED芯片的LED芯片安裝封裝體的工序；在LED芯片的發(fā)光面上涂布“熒光體分散液”和“粘合劑溶液”，成膜突光體層。
[0103]LED芯片安裝封裝體90具有封裝體I和配置于其上的LED芯片3 (參照圖2)。在LED芯片安裝封裝體90的LED芯片3的發(fā)光面上涂布熒光體分散液和粘合劑溶液，但并不限定涂布熒光體分散液和 粘合劑溶液的順序，可同時涂布。也可重復多次進行熒光體分散液的涂布和粘合劑溶液的涂布。
[0104]作為涂布在LED芯片上的熒光體分散液,可以使用前述的熒光體分散液。
[0105]粘合劑溶液
[0106]粘合劑溶液含有粘合劑或其前體。如上述，粘合劑優(yōu)選有機硅樹脂或透明陶瓷。在使用有機硅樹脂作為粘合劑的情況下，優(yōu)選在粘合劑溶液中配合有機硅樹脂。在使用透明陶瓷作為粘合劑的情況下，優(yōu)選在粘合劑溶液中配合作為透明陶瓷前體的有機金屬化合物。
[0107]粘合劑溶液中所含的有機金屬化合物通過溶膠-凝膠反應形成透明陶瓷(優(yōu)選玻璃陶瓷)。生成的陶瓷使熒光體、層狀硅酸鹽礦物及無機微粒結(jié)合，構(gòu)成密封LED芯片的熒光體層。
[0108]有機金屬化合物的例子包括:金屬醇鹽、乙酰丙酮合金屬、金屬羧酸鹽等，優(yōu)選通過水解和聚合反應容易凝膠化的金屬醇鹽。只要可形成透光性玻璃陶瓷，不限金屬的種類。從形成的玻璃陶瓷的穩(wěn)定性和制造的容易性的觀點考慮，優(yōu)選含有硅。另外，也可組合多種有機金屬化合物。
[0109]金屬醇鹽可以是四乙氧基硅烷這樣的單分子，也可以是有機硅氧烷化合物連接成鏈狀或環(huán)狀的聚硅氧烷；通過采用聚硅氧烷，可提高粘合劑溶液的粘性。
[0110]有機金屬化合物的其它例子包括:聚娃氮燒。聚娃氮燒可用通式:(R1R2SiNR3)n表示。式中，R1^ R2及R3分別獨立表示氫原子或烷基、芳基、乙烯基、環(huán)烷基，R1^ R2> R3中的至少一個為氫原子，優(yōu)選全部為氫原子，η表示I?60的整數(shù)。聚硅氮烷的分子形狀可以為任意形狀，例如，可以是直鏈狀或環(huán)狀。
[0111]在粘合劑溶液中，除有機金屬化合物(特別是聚硅氮烷)外，還可含有反應促進齊U。反應促進劑可以是酸或堿等。在反應促進劑的具體例中，三乙胺、二乙胺、N，N-二乙基乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺等堿、或鹽酸、草酸、富馬酸、磺酸、醋酸、或包含鎳、鐵、鈀、銥、鉬、鈦、鋁的金屬的羧酸鹽等，但不限于此。特別優(yōu)選的反應促進劑為金屬羧酸鹽，添加量以聚硅氮烷為基準優(yōu)選為0.01?5mol%。
[0112]粘合劑溶液中還可含有溶劑。溶劑的例子包括:脂肪族烴、芳香族烴、鹵代烴、醚類、酯類等。優(yōu)選的溶劑為甲基乙基酮、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二甲基氟化物、氯仿、四氯化碳、乙醚、異丙醚、二丁醚、乙基丁基醚等。
[0113]優(yōu)選粘合劑溶液中聚硅氮烷的濃度較高，如聚硅氮烷濃度上升，則粘合劑溶液的保存期間縮短。因此，粘合劑溶液中聚硅氮烷的濃度優(yōu)選為5?50wt%(重量％)。
[0114]在將聚硅氮烷溶液作為粘合劑溶液使用的情況下，優(yōu)選的是，通過涂布粘合劑溶液并加熱涂膜或?qū)ν磕ふ丈涔?，使涂膜形成陶瓷膜。從抑制作為LED芯片的封裝體使用的液晶聚合物等發(fā)生劣化的觀點考慮，加熱涂膜的溫度優(yōu)選150°C?500°C，更優(yōu)選150°C?3500C。特別是通過對涂膜照射包含170?230nm范圍的波長成分的UVU射線(例如準分子光)，使其固化后，進一步進行加熱固化，可進一步提高防水分浸滲的效果。
[0115]熒光體分散液和粘合劑溶液通過涂布裝置涂布在LED芯片上，構(gòu)成熒光體層。涂布裝置的例子包括:噴霧涂布裝置或點膠機涂布裝置等。如使用這些涂布裝置，則可連續(xù)制造多個LED裝置。
[0116]涂布裝置優(yōu)選具有:儲存涂布液(熒光體分散液或粘合劑溶液)的涂布液罐、具有用于噴出涂布液的噴嘴的噴頭、連通涂布液罐和噴嘴的連結(jié)管。圖2表示用于對涂布液進行涂布的噴霧器裝置的概要。
[0117]圖2所示的涂布裝置200中，涂布液罐210內(nèi)的涂布液220被施加壓力，通過連結(jié)管230被供給到噴頭240。供給到頭240的涂布液220從噴嘴250噴出，涂布到涂布對象物(LED芯片)上。采用噴霧涂布裝置時，通過風壓從噴嘴250噴出涂布液?？梢圆捎萌缦陆Y(jié)構(gòu)，在噴嘴250的前端設置開閉自由的開口部，通過對該開口部進行開閉操作，控制噴出作業(yè)的開關。
[0118]優(yōu)選在涂布裝置200的涂布液罐210的內(nèi)部具有攪拌裝置260。攪拌裝置260例如為設置在內(nèi)部的翼狀的可動片，其采用通過磁力或電力驅(qū)動的結(jié)構(gòu)即可，沒有特別限定。攪拌裝置260通過攪拌涂布液罐210內(nèi)的涂布液，使涂布液中的溶質(zhì)或分散質(zhì)均勻地分散。通過使用該種涂布裝置，可從噴嘴250噴出由均勻的涂布液構(gòu)成的噴出液270。
[0119]但是，在保存有用于導入涂布液罐210的涂布液的保管容器300中長時間儲存的熒光體分散液(涂布液220)中，熒光體往往會沉降，或固結(jié)在保管容器300的壁面上。如將該種熒光體分散液投入涂布液罐210，則即使涂布液罐210的攪拌裝置260對其進行攪拌，使熒光體均勻地分散也需要較長的時間。因此，涂布效率降低。
[0120]而且，如果導入涂布液罐210的涂布液220的熒光體濃度產(chǎn)生細微的不均，則待涂布的熒光體分散液中熒光體的濃度會產(chǎn)生不均。另外，留存在連結(jié)管230中的熒光體分散液也同樣，熒光體往往會沉降，固結(jié)在連結(jié)管230的壁面上。在該情況下，待涂布的熒光體分散液中的熒光體濃度也會產(chǎn)生不均。
[0121]與之相對，本發(fā)明的熒光體分散液中，熒光體顆粒不易產(chǎn)生沉降，容易維持均勻的分散狀態(tài)。因此，即使長時間儲存在保管容器300中，本發(fā)明的熒光體分散液的熒光體顆粒也會均勻地分散。因此，在將本發(fā)明的熒光體分散液導入涂布裝置的涂布液罐210后，可立即供給至噴頭240，從噴嘴250噴出，提高了涂布效率。另外，熒光體分散液中熒光體的濃度也恒定，熒光體層中熒光體濃度也變得均勻。
[0122]這樣，成膜熒光體層6，得到圖1所示的LED裝置100。在LED裝置100中，還設有其它光學零件(透鏡等)，作為各種光學部件使用。
[0123]實施例
[0124]以下，參照實施例更詳細地對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明并不因為這些記載而受到限定性解釋。
[0125](1)熒光體顆粒的制作
[0126]通過以下工序制作黃色熒光體顆粒。將充分混合如下所示的組成的熒光體原料而得到的混合物填充入鋁坩堝，在其中適量混合氟化銨等氟化物作為助熔劑。將填充物在流通含氫氮氣的還原氛圍中以1350~1450°C的溫度范圍燒制2~5小時，獲得燒制品((y0.72Gd0.24) 3Αl5o12: Ce0.04)。
[0127][原料組成]
[0128]Y2O3...7.41g
[0129]Gd2O3...4.0lg
[0130]CeO2...0.63g
[0131]Al2O3...7.77g
[0132]對獲得的燒制品進行粉碎、清洗、分離、干燥，獲得希望的熒光體。將獲得的熒光體粉碎，制成約10 μ m粒徑的熒光體顆粒。檢驗獲得的熒光體顆粒的組成，確認是希望的熒光體。檢驗其對波長465nm的激發(fā)光的發(fā)光波長時，其在約570nm波長處具有峰波長。
[0133](2)熒光體分散液的制備
[0134]以下，說明各比較例、實施例的熒光體分散液的組成(g)。
[0135](2.1)比較例 I
[0136]通過將上述熒光體顆粒85g添加到丙二醇100g中，并對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌使用TK Filmix (primix社制造)進行。
[0137](2.2)比較例 2
[0138]通過將上述熒光體顆粒81g、氧化物微粒(日本Aerosil株式會社制造的RX300、粒徑7nm)4g添加到丙二醇100g中，并對其進行攪拌,制備突光體分散液。攪拌與比較例I相同地進行。
[0139](2.3)實施例1
[0140]將上述突光體顆粒90g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Lucentite SWN) 2.5g、氧化物微粒(日本Aerosil株式會社制造的RX300、粒徑7nm) 4g添加到丙二醇100g和異丙醇90g的混合溶劑中。通過對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌使用 TK Autohomomixer (primix 社制造)進行。
[0141](2.4)實施例 2[0142]將上述突光體顆粒90g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Micro mica MK-100) 2.5g、氧化物微粒(日本Aerosil株式會社制造的RX300、粒徑7nm) 4g添加到丙二醇IOOg和異丙醇70g的混合溶劑中。并通過對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌與比較例I同樣地進行。
[0143](2.5)實施例 3
[0144]將上述突光體顆粒100g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Micro mica MK-100) 2.5g、氧化物微粒(富士 SILYSIA化學株式會社制造的SYLYSIA470) 4g添加到1，3- 丁二醇IOOg和異丙醇70g的混合溶劑中。通過對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌使用Apex mill (壽工業(yè)社制造)進行。
[0145](2.6)實施例 4
[0146]將上述突光體顆粒100g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Lucentite SffN) 5g、氧化物微粒(富士 SILYSIA化學株式會社制造的SYLYSIA470) 6.5g添加到1，3_ 丁二醇IOOg和異丙醇40g的混合溶劑中。通過對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌與實施例3同樣地進行。
[0147](2.7)實施例 5
[0148]將上述突光體顆粒100g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Lucentite SffN) 2.5g、氧化物微粒(日本Aerosil株式會社制造的RX300、粒徑7nm) 6.5g添加到1，3-丁二醇IOOg和異丙醇80g的混合溶劑中，通過對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌與實施例1同樣地進行。
[0149](2.8)實施例 6
[0150]將上述突光體顆粒100g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Lucentite SffN) 2.5g、氧化物微粒(日本Aerosil株式會社制造的RX300、粒徑7nm) 6.5g添加到1，3_ 丁二醇IOOg和異丙醇70g的混合溶劑中。通過對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌與比較例I同樣地進行。
[0151](2.9)實施例 7
[0152]將上述突光體顆粒100g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Micro mica MK-100) 5g、氧化物微粒(日本Aerosil株式會社制造的RX300、粒徑7nm) 6.5g添加到1，3- 丁二醇IOOg和異丙醇60g的混合溶劑中。通過對其進行攪拌，制備突光體分散液。攪拌與實施例1同樣地進行。
[0153](2.10)實施例 8
[0154]將上述突光體顆粒100g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Lucentite SffN) 5g、氧化物微粒(富士 SILYSIA化學株式會社制造的SYLYSIA470) 6.5g添加到1，3_ 丁二醇IOOg和異丙醇20g的混合溶劑中。通過對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌與實施例3同樣地進行。
[0155](2.11)實施例 9
[0156]將上述突光粒子體100g、層狀粘土礦物微粒(Co-op Chemical株式會社制造的Lucentite SffN) 5g、氧化物微粒(富士 SILYSIA化學株式會社制SYLYSIA470) 6.5g添加到1，3-丁二醇IOOg和異丙醇60g的混合溶劑中。通過對其進行攪拌，制備熒光體分散液。攪拌與比較例I同樣地進行。[0157](3)對各樣品的評價
[0158](3.1)粘度的測定
[0159]使用振動式粘度計(CBC社制造的VM-10A-L)測定比較例1、比較例2及實施例1~9的突光體分散液的粘度。將測定結(jié)果不于表1。
[0160](3.2)對因熒光體顆粒的沉降而產(chǎn)生的上清層的產(chǎn)生時間進行測定
[0161 ] 將比較例1、比較例2及實施例1~9的熒光體分散液5ml填充至內(nèi)徑為15mm的玻璃瓶中，在室溫下靜置。用尺測定每小時因沉降而產(chǎn)生的上清層的厚度。將測定結(jié)果與各樣品的組成一起不于表1。
[0162](3.3)對保管容器內(nèi)壁的固結(jié)進行評價
[0163]在內(nèi)徑100mm、高度150mm的不銹鋼制的保管容器中，填充比較例1、比較例2及實施例I~9的熒光體分散液。每保管I小時將熒光體分散液從保管容器移至其它容器中，目測在保管容器的內(nèi)壁上的固結(jié)狀態(tài)，并根據(jù)以下的基準進行評價。評價結(jié)果示于表2。
[0164]◎沒有固結(jié)
[0165]〇雖有固結(jié)，但如將保管容器搖動數(shù)次后，將熒光體分散液移至其它容器，則固結(jié)物消失
[0166]Λ有固結(jié)，且即使將保管容器搖動數(shù)次后，將熒光體分散液移至其它容器，也有一部分的固結(jié)物沒有消失
[0167]X有固結(jié)，且即使`將保管容器搖動數(shù)次后，將熒光體分散液移至其它容器，產(chǎn)生的固結(jié)物仍然與不搖動時移至其它容器的情況相同，固結(jié)物完全不會消失
[0168](3.4)對在涂布裝置內(nèi)的分散時間進行測定
[0169]將熒光體分散液供給至位于涂布裝置內(nèi)且具備攪拌裝置的涂布液罐并進行攪拌，每5分鐘涂布一次。分別選擇5個涂布的樣品，測定色度。作為測定裝置，使用KonicaMinolta Sensing社制造的光譜儀CS-1000A。其后，算出該5個樣品的測定值(色度)的標準偏差，評價色度的均勻性。將標準偏差為0.02以下時的熒光體分散液作為充分的分散狀態(tài)的熒光體分散液。
[0170]表1
【權(quán)利要求】
1.一種突光體分散液，其包含:分散溶劑、分散在所述分散溶劑中的突光體顆粒、層狀粘土礦物微粒及氧化物微粒，其中， 將填充于內(nèi)徑為15mm的玻璃瓶的5ml所述熒光體分散液進行靜置時，直到因熒光體顆粒沉降而產(chǎn)生上清層的時間為4小時以上。
2.如權(quán)利要求1所述的熒光體分散液，其中，所述熒光體分散液的粘度為80cp?lOOOcp。
3.一種LED裝置的制造方法，該方法包括: 準備LED芯片安裝封裝體的工序，所述LED芯片安裝封裝體包含封裝體和配置于所述封裝體且具有發(fā)光面的LED芯片； 在所述LED芯片的發(fā)光面上涂布權(quán)利要求1所述的熒光體分散液，從而使熒光體層成膜的工序。
4.如權(quán)利要求3所述的LED裝置的制造方法，其中， 所述熒光體分散液通過噴霧涂布裝置進行涂布， 所述噴霧涂布裝置具備:儲存熒光體分散液的涂布液罐、具有用于噴出熒光體分散液的噴嘴的噴頭、以及連通涂布液罐和噴頭的連結(jié)管。
5.如權(quán)利要求3所述的LED裝置的制造方法，該方法還包括: 在所述LED芯片的發(fā)光面上涂布含有有機金屬化合物的溶液的工序。
6.如權(quán)利要求3所述的LED裝置的制造方法，其中， 所述LED裝置為白色LED裝置。
【文檔編號】H01L33/50GK103828075SQ201280046815
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月26日
【發(fā)明者】佐藤淳 申請人:柯尼卡美能達株式會社