發(fā)光裝置的制造方法及熒光體混合液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開具有發(fā)光元件(3)和將從發(fā)光元件(3)發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成其它波長的光的波長轉(zhuǎn)換部(6)的發(fā)光裝置(100)的制造方法。該制造方法具備以下工序：將使熒光體和平板狀粒子在2元以上的多元醇中分散了的第1混合液在發(fā)光元件(3)上涂布而使其干燥、形成熒光體層的工序；將使透光性的陶瓷前體在溶劑中分散了的第2混合液在所述熒光體層上涂布而進(jìn)行燒成、形成波長轉(zhuǎn)換部(6)的工序。
【專利說明】發(fā)光裝置的制造方法及熒光體混合液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光裝置的制造方法及在該制造方法中合適地使用的熒光體混合液?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]一直以來，在照明等的用途中開發(fā)了使用來自LED元件等的發(fā)光元件的光作為激發(fā)光而使熒光體發(fā)光、得到白色光的發(fā)光裝置。
[0003]作為這樣的發(fā)光裝置，例如，已知:使用通過從發(fā)光元件射出的藍(lán)色光而射出黃色光的熒光體、使各光混色而由此形成白色光的發(fā)光裝置；通過從發(fā)光元件射出的紫外光而射出藍(lán)色?緑色?紅色的光的熒光體、使從熒光體射出的3色的光混色而由此形成白色光的發(fā)光裝置等。
[0004]作為這樣的發(fā)光裝置的構(gòu)成，開發(fā)有將發(fā)光元件通過分散有熒光體的硬化性樹脂直接密封了的發(fā)光裝置。發(fā)光裝置的用途也擴(kuò)大到汽車的前燈等的要求高亮度的領(lǐng)域，現(xiàn)在，發(fā)光元件的高功率化取得進(jìn)展，導(dǎo)致發(fā)光元件的發(fā)熱，因此，如上所述，在熒光體以分散在密封劑中的狀態(tài)直接設(shè)于發(fā)光元件上的情況下，由于發(fā)光元件的發(fā)熱，密封劑熱劣化。
[0005]為了解決這樣的問題，在專利文獻(xiàn)I中，提案有以下技術(shù):將熒光體不是在樹脂、而是在陶瓷溶液(陶瓷前體溶液)中分散、將發(fā)光元件通過由發(fā)熱導(dǎo)致的劣化小的陶瓷進(jìn)行密封，由此防止密封劑的劣化。
[0006]但是，根據(jù)專利文獻(xiàn)I的技術(shù)，雖然可以對發(fā)光元件賦予耐久性，但如果在陶瓷前體溶液中混合熒光體而將該混合液在發(fā)光元件上涂布，則由于熒光體的比重大，熒光體在混合液中沉淀。在該情況下，使熒光體在發(fā)光元件上均勻存在變得困難，發(fā)出的白色光產(chǎn)生不均，在發(fā)光裝置間產(chǎn)生色度的偏差。
[0007]另外，將使熒光體在陶瓷前體溶液中分散了的涂布液在發(fā)光元件的安裝封裝上進(jìn)行涂布的情況下，通常使用掩模構(gòu)件來將涂布液的涂布區(qū)域限定在規(guī)定區(qū)域，但附著在掩模構(gòu)件上的熒光體大多被廢棄。由于熒光體一般來說為高價(jià)，因此即使在在掩模構(gòu)件上附著了的情況下，也期望回收再利用。
[0008]對于這樣的問題，本發(fā)明人進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):作為涂布液的溶劑使用2元以上的多元醇而在其中混合一定的粒子，有此可使涂布液增粘、能夠防止熒光體的沉淀，能夠得到涂布的均勻性。使用多元醇的手法也在專利文獻(xiàn)2中得到了介紹，但在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，作為簡單的添加劑(表面硬化延遲劑)來使用(參照段落0012~0014、0021等)，與作為涂布液的溶劑來使用的情況目的大不相同。
[0009]但是，在作為將熒光體在陶瓷前體溶液中分散了的涂布液的溶劑使用多元醇的手法中，附著在掩模構(gòu)件上的熒光體被由陶瓷前體溶液形成的陶瓷被覆而固定在掩模構(gòu)件上，不能進(jìn)行回收?再利用。
[0010]因此再次進(jìn)行研究，形成了將熒光體和陶瓷前體溶液分離來進(jìn)行涂布。
[0011]具體而言，(i)將使熒光體在多元醇中分散了的混合液在發(fā)光元件上涂布而使其干燥，制作熒光體層，其后(ii)從熒光體層的上方涂布陶瓷前體溶液而燒成，將熒光體層的熒光體在發(fā)光元件上固定。
[0012]這樣通過以2個階段進(jìn)行涂布，能夠在涂布陶瓷前體溶液前回收掩模構(gòu)件，從該掩模構(gòu)件回收熒光體、進(jìn)行再利用。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)1:特開2000-349347號公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)2:特開2010-3776號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明要解決的課題
[0018]在此，在第2階段的將陶瓷前體溶液涂布于熒光體層的情況下，如果熒光體層沒有一定程度的強(qiáng)度，則發(fā)生熒光體層剝離這樣的現(xiàn)象。
[0019]例如，在將第I階段的混合液通過噴射而涂布、其后將第2階段的涂布液通過噴射而涂布了的情況下，由于噴射的氣壓，熒光體層從發(fā)光元件上剝離。
[0020]為了使熒光體層的強(qiáng)度提高，嘗試在混合液中混合一般的氧化物微粒等，但熒光體層的強(qiáng)度也沒有提高，另外，嘗試混合高分子的添加劑時(shí)，加熱時(shí)產(chǎn)生著色，在發(fā)光色自身產(chǎn)生色度的偏差。
[0021]因此，本發(fā)明的主要目的在于提供:在將涂布液分為含有熒光體的混合液和含有陶瓷前體的混合液而以2階段進(jìn)行涂布的情況下，能夠防止在第I階段形成了的熒光體層的剝離，也能抑制色度的偏差的產(chǎn)生的發(fā)光裝置的制造方法及在該制造方法中合適地使用的熒光體混合液。
[0022]用于解決課題的手段
[0023]為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供發(fā)光裝置的制造方法，其為具有發(fā)光元件和將從上述發(fā)光元件發(fā)出了的光轉(zhuǎn)換成其它波長的光的波長轉(zhuǎn)換部的發(fā)光裝置的制造方法，其中，所述發(fā)光裝置的制造方法具備以下エ序:
[0024]將使熒光體和平板狀粒子在2元以上的多元醇中分散了的第I混合液在上述發(fā)光元件上涂布而使其干燥、形成熒光體層的エ序；
[0025]將使透光性的陶瓷前體在溶劑中分散了的第2混合液在上述熒光體層上涂布而燒成、形成上述波長轉(zhuǎn)換部的エ序。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的其它方式，提供熒光體混合液，其特征在于，其為在發(fā)光裝置的制造方法中使用的熒光體混合液，所述發(fā)光裝置的制造方法具備以下エ序:
[0027]將第I混合液在上述發(fā)光元件上涂布而使其干燥、形成熒光體層的エ序；
[0028]將使透光性的陶瓷前體在溶劑中分散了的第2混合液在上述熒光體層上涂布而燒成、形成上述波長轉(zhuǎn)換部的エ序，
[0029]所述熒光體混合液為熒光體和粒徑比該熒光體小的平板狀粒子在2元以上的多元醇中分散了的混合液，作為上述第I混合液而使用。
[0030]發(fā)明的效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明，由于第I混合液、熒光體混合液中含有特殊的平板狀粒子，因此，能夠提高熒光體層的強(qiáng)度而防止熒光體層的剝離，而且在制造后的發(fā)光裝置中能夠抑制色度的偏差的產(chǎn)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是表示發(fā)光裝置的概略構(gòu)成的剖面圖。
[0033]圖2是用于概略說明發(fā)光裝置的制造裝置(涂布裝置)及制造方法的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0034]以下，以便參照附圖以便對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0035]如圖1中所示，發(fā)光裝置100具有剖面凹狀的封裝I。在封裝I的凹部(底部)設(shè)有金屬部2 (配線)，在金屬部2上配置有長方體狀的發(fā)光元件即LED元件3。LED元件3為射出規(guī)定波長的光的發(fā)光元件的ー個例子，在LED元件3的與金屬部2對向的面上設(shè)有突起電極4，金屬部2和LED元件3經(jīng)由突起電極4而連接(倒裝芯片型)。
[0036]在本實(shí)施方式中，作為LED元件3使用藍(lán)色LED元件。藍(lán)色LED元件為，例如在藍(lán)寶石基板上層疊n-GaN系包覆層、InGaN發(fā)光層、p_GaN系包覆層及透明電極而成。
[0037]在封裝I的凹部以密封LED元件3的周圍的方式形成有波長轉(zhuǎn)換部6。波長轉(zhuǎn)換部6為將從LED兀件3射出的規(guī)定波長的光轉(zhuǎn)換成與其不同的長波長的光的部分，在具有透光性的陶瓷層中添加有通過由來自LED元件3的波長而被激發(fā)、發(fā)出與激發(fā)波長不同的波長的熒光的熒光體。
[0038]在此，雖然以密封LED元件3的周圍的方式形成有波長轉(zhuǎn)換部6，但波長轉(zhuǎn)換部6可以僅設(shè)于LED元件3的周圍(上面及側(cè)面)，也可以形成為在封裝I的凹部不設(shè)有波長轉(zhuǎn)換部6的構(gòu)成。作為僅在LED元件3的周圍設(shè)有波長轉(zhuǎn)換部6方法，使用在形成波長轉(zhuǎn)換部6時(shí)，設(shè)置掩模的方法等。
[0039]接著，對發(fā)光裝置100的制造方法進(jìn)行說明。
[0040]發(fā)光裝置100的制造方法，主要具備以下エ序:(I)將使熒光體和平板狀粒子在2元以上的多元醇中分散了的第I混合液(熒光體涂布液)涂布在LED元件3上而使其干燥、形成熒光體層的エ序，(2)將使透光性的陶瓷前體在溶劑中分散了的第2混合液(陶瓷前體溶液)涂布在熒光體層上而燒成、形成波長轉(zhuǎn)換部6的エ序。
[0041]首先，對(I)的エ序中使用的熒光體、平板狀粒子、分散介質(zhì)、第I混合液、エ序的詳細(xì)等進(jìn)行說明。
[0042](1.1)熒光體
[0043]熒光體，為通過來自LED元件3的射出光的波長(激發(fā)波長)而被激發(fā)、射出與激發(fā)波長不同的波長的熒光的物質(zhì)。在本實(shí)施方式中，使用將從藍(lán)色LED元件射出的藍(lán)色光(波長420nm?485nm)轉(zhuǎn)換成黃色光(波長550nm?650nm)的YAG (乾招石槽石)突光體。
[0044]這樣的熒光體，使用Y、Gd、Ce、Sm、Al、La、Ga的氧化物、或在高溫下容易變?yōu)檠趸锏幕衔铮瑢⑺鼈儼椿瘜W(xué)計(jì)量比充分混合而得到混合原料?；蛘?，將共沉淀氧化物和氧化鋁、氧化鎵混合而得到混合原料，所述共沉淀氧化物如下得到:對用草酸使將Y、Gd、Ce、Sm的稀土元素按化學(xué)計(jì)量比在酸中溶解了的溶液共沉淀了的物質(zhì)進(jìn)行燒成而得到。而且，在得到的混合原料中適量混合氟化銨等的氟化物作為助溶劑而加壓，得到成型體。將得到的成型體裝進(jìn)坩堝，在空氣中1350~1450°C的溫度范圍燒成2~5小時(shí)，得到具有熒光體的發(fā)光特性的燒結(jié)體。
[0045]需要說明的是，雖然在本實(shí)施方式中使用YAG熒光體，但熒光體的種類并未限定于此，例如可以使用不含Ce的非石榴石系熒光體等的其它的熒光體。另外，熒光體的粒徑越大發(fā)光效率(波長轉(zhuǎn)換效率)越高，但相反，在與有機(jī)金屬化合物的界面產(chǎn)生的間隙變大而所形成的陶瓷層的膜強(qiáng)度降低。因此，考慮發(fā)光效率和在與有機(jī)金屬化合物的界面產(chǎn)生的間隙的大小，優(yōu)選使用平均粒徑為Ium以上且50pm以下的物質(zhì)。熒光體的平均粒徑，例如，可以使用島津制作所制粒徑測定裝置SALD-7000來進(jìn)行測定。
[0046](1.2)添加劑
[0047](1.2.1)平板狀粒子 [0048]在干燥時(shí)平板狀粒子在平面上互相重疊，具有在平面按壓熒光體粒子的效果，熒光體層的強(qiáng)度提聞。
[0049]所謂平板狀粒子，其特征在于平均長徑比為10以上。
[0050]在此，所謂平均長徑比，為各個平板狀粒子的長徑比的個數(shù)平均，所謂長徑比，是指具有與平板狀粒子的主平面的投影面積相同面積的圓的等效直徑除以以該粒子的兩個主平面間距離中的最大值所定義的厚度所得的值。
[0051]平板狀粒子的平均長徑比為10以上，但優(yōu)選為20以上。通過選擇這樣的平板狀粒子，在干燥時(shí)平板狀粒子在平面上互相重疊，具有在平面按壓熒光體粒子的效果，熒光體層的強(qiáng)度提高。
[0052]使用平板狀粒子的粒徑比熒光體小的平板狀粒子。優(yōu)選使用平板狀粒子的平均粒徑為Inm以上且5 u m以下的平板狀粒子。
[0053]平板狀粒子的厚度優(yōu)選為I U m以下，更優(yōu)選為0.1 ii m以下。
[0054]它們的形狀可以使用透射電子顯微鏡來進(jìn)行測定，另外，平均粒徑可以使用島津制作所制粒徑測定裝置SALD-7000來進(jìn)行測定。在測定平均粒徑的情況下，將粒子在水、醇等的可得到充分的分散性的溶劑中分散來進(jìn)行測定。
[0055]平板狀粒子的形狀，只要滿足前述的平均長徑比的條件，則不作特別限制，各個主平面的形狀可以為圓盤、多邊形、橢圓形、不規(guī)則形狀的任意形狀，也可以為這些形狀的混
ム
ロ o
[0056]接著，示出平板狀粒子的具體例。
[0057]作為無機(jī)系的平板狀粒子，除白云母(white mica)、金云母(brown mica)、黑云母(black mica)、絹云母(silk mica)、氟金云母(synthetic mica)等的云母(mica)類、高嶺土(粘土)、滑石(talcum)、蒙脫石等外，可使用薄片狀的氧化鋁?氧化鈦?氧化鋅?氧化硅、將它們復(fù)合了的物質(zhì)、平板狀的碳酸鈣等，還可使用形狀被控制為平板狀的氯化銀、溴化銀、碘化銀、碘溴化銀、溴氯化銀、碘氯化銀、碘溴氯化銀等的鹵化銀等，但特別優(yōu)選層狀硅酸鹽礦物。
[0058]作為層狀硅酸鹽礦物，優(yōu)選具有云母構(gòu)造、高嶺石構(gòu)造、蒙脫石構(gòu)造等的構(gòu)造的膨潤性粘土礦物，特別優(yōu)選富有膨潤性的蒙脫石構(gòu)造。是因?yàn)樵诿擅撌瘶?gòu)造的層間進(jìn)入了溶劑而形成溶脹了的卡片房式結(jié)構(gòu)，由此具有使第I混合液的粘性大幅増加的效果。
[0059]這樣的層狀硅酸鹽礦物，如果在第I混合液中層狀硅酸鹽礦物的含量低于I重量％，則不能充分得到使熒光體層的強(qiáng)度和第I混合液的粘度増加的效果。另ー方面，如果層狀硅酸鹽礦物的含量超過20重量％，則加熱后的透明性降低。因此，層狀硅酸鹽礦物的含量優(yōu)選設(shè)為I重量％以上且20重量％以下，更優(yōu)選I重量％以上且10重量％以下。
[0060]考慮與溶劑的相容性，也可以適當(dāng)使用對層狀硅酸鹽礦物的表面用銨鹽等修飾(表面處理)了的物質(zhì)。
[0061](1.2.2)無機(jī)粒子
[0062]通過使用平板狀粒子能夠使熒光體層的強(qiáng)度和第I混合液的粘度提高，但根據(jù)需要通過也添加無機(jī)粒子(氧化物微粒等)能夠進(jìn)一歩提高熒光體層的強(qiáng)度和第I混合液的粘度。
[0063]無機(jī)粒子，不僅具有使混合液的粘性増加的增粘效果，而且具有填補(bǔ)在有機(jī)金屬化合物和熒光體的界面產(chǎn)生的間隙的填充效果、及使加熱后的陶瓷層(波長轉(zhuǎn)換部)的膜強(qiáng)度提高的膜強(qiáng)化效果。
[0064]作為可在本發(fā)明使用的無機(jī)粒子，可以舉出氧化硅(ニ氧化硅等)、氧化鈦、氧化鋅等的氧化物微粒，氟化鎂等的氟化物微粒等。特別地，在作為有機(jī)金屬化合物使用聚硅氧烷等的含硅有機(jī)化合物的情況下，從對于形成的陶瓷層的穩(wěn)定性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用氧化硅的微粒。
[0065]如果陶瓷層中的無機(jī)粒子的含量低于I重量％，則不能充分得到上述的各效果。另一方面，如果無機(jī)粒子的含量超過20重量％則加熱后的陶瓷層的強(qiáng)度降低。因此，陶瓷層中的無機(jī)粒子的含量優(yōu)選設(shè)為I重量％以上且20重量％以下，更優(yōu)選I重量％以上且10重量％以下。另外，對于無機(jī)粒子的平均粒徑而言，考慮上述的各效果而優(yōu)選使用0.001 u m以上且50 以下的物質(zhì)。無機(jī)粒子的平均粒徑，例如可以使用島津制作所制粒徑測定裝置SALD-7000來進(jìn)行測定。
[0066](1.3)分散介質(zhì)
[0067]使用2元以上的多元醇作為分散介質(zhì)。
[0068]通過使用2元以上的醇作為分散介質(zhì)，與使用其它的醇相比能夠提高第I混合液的粘度，容易得到熒光體的沉淀防止效果。
[0069]作為2元以上的多元醇，只要能夠作為溶劑來使用，任何的醇都可以使用，可以舉出例如こニ醇、丙ニ醇、ニ甘醇、丙三醇、1，3- 丁ニ醇、1，4- 丁ニ醇等。
[0070]另外，2元以上的多元醇，一般而言與I元的醇相比沸點(diǎn)高，因此能夠抑制由分散介質(zhì)的蒸發(fā)所引起的在噴射裝置的噴嘴開ロ部的熒光體凝集、噴嘴堵塞發(fā)生。
[0071]需要說明的是，從在將第I混合液在發(fā)光元件上涂布后的干燥エ序的觀點(diǎn)來看，作為2元以上的醇優(yōu)選為沸點(diǎn)為250°C以下的醇。如果沸點(diǎn)比250°C高則分散介質(zhì)的蒸發(fā)變慢，在發(fā)光元件上涂布了的第I混合液流動而熒光體的分布容易變得不均勻，均勻的熒光體層的形成變難，但如果沸點(diǎn)為250°C以下，則在發(fā)光元件上涂布了的第I混合液不流動而熒光體能夠以均勻的分布狀態(tài)下進(jìn)行干燥，均勻的熒光體層的形成成為可能。
[0072]作為2元以上的醇，具體而言優(yōu)選こニ醇、丙ニ醇、1，3-丁ニ醇、1，4-丁ニ醇。
[0073](1.4)第I混合液(熒光體涂布液)的調(diào)制
[0074]作為第I混合液的調(diào)制順序，將熒光體、平板狀粒子在分散介質(zhì)中簡單混合即可。該第I混合液中可以含有無機(jī)粒子，也可以含有異丙醇等的上述分散介質(zhì)以外的其它的分散介質(zhì)。
[0075]作為分散介質(zhì)，如上所述可以使用2元的多元醇，也可以代替其而使用將2元以上的多元醇和異丙醇等的沸點(diǎn)為100°c以下的分散介質(zhì)(溶剤)混合了的混合分散介質(zhì)。通過使用該混合分散介質(zhì)，可以將在發(fā)光元件上涂布了的第I混合液的分散介質(zhì)的蒸發(fā)速度調(diào)整至期望的速度。
[0076]作為分散介質(zhì)，在使用將2元以上的多元醇和沸點(diǎn)為100°C以下的分散介質(zhì)混合了的混合分散介質(zhì)的情況下的100°c以下的分散介質(zhì)(溶剤)相對于2元以上的多元醇的比率，優(yōu)選設(shè)為0.70以上且1.50以下。作為100°C以下的分散介質(zhì)(溶剤)，具體而言優(yōu)選異丙醇、こ醇、甲醇、正丙醇、純水。
[0077]第I混合液的粘度為10?IOOOcP,優(yōu)選為12?500cP，更優(yōu)選為20?400cP。
[0078]另外，在將熒光體、平板狀粒子在陶瓷前體溶液中分散而形成熒光體涂布液的情況下，存在如果從調(diào)制經(jīng)過時(shí)間則發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、粘度上升至涂布不優(yōu)選的粘度的情況，熒光體涂布液的有效期變短，如第I混合液那樣，如果形成不含陶瓷前體的混合液，則不發(fā)生粘度的上升而能夠延長有效時(shí)間。
[0079]第I混合液為熒光體混合液的ー個例子。
[0080](1.5)第I混合液的涂布
[0081](1.5.1)涂布裝置
[0082]在涂布第I混合液的情況下，可以使用例如圖2的涂布裝置10。
[0083]涂布裝置10主要具有可上下、左右、前后移動的移動臺20和可噴射上述說明了的第I混合液(40)的噴射裝置30。
[0084]噴射裝置30配置于移動臺20的上方。
[0085]噴射裝置30具有送入空氣的噴嘴32，噴嘴32上連接有用于送入空氣的空氣壓縮機(jī)(省略圖示)。噴嘴32的前端部的孔徑為20 ii m?2臟，優(yōu)選為0.1?0.3mm。噴嘴32與移動臺20同樣，可以上下、左右、前后移動。
[0086]例如，作為噴嘴32可使用ァネスト巖田公司制噴槍W(xué)-101-142BPG，作為壓縮機(jī)可使用ァネス卜巖田公司制0FP-071C。
[0087]噴嘴32還可以進(jìn)行角度調(diào)整，可以相對移動臺20(或設(shè)置于其的封裝I)傾斜。噴嘴32相對于被噴射物(封裝I)的角度，在將從該被噴射物的垂直方向設(shè)為0°的情況下，優(yōu)選為0?60°的范圍。
[0088]噴嘴32上經(jīng)由連接管34而連接有槽36。槽36中貯存有第I混合液40。槽36中裝有攪拌子，始終攪拌第I混合液40。如果攪拌第I混合液40，則能夠抑制比重大的熒光體的沉降，能夠保持熒光體在第I混合液40中分散了的狀態(tài)。
[0089]例如，作為槽可使用ァネスト巖田公司制PC-51。
[0090](1.5.2)第I混合液的涂布
[0091]實(shí)際上涂布第I混合液40的情況下，將(預(yù)先安裝了 LED元件3)多個封裝I設(shè)置于移動臺20，調(diào)整封裝I和噴射裝置30的噴嘴32的位置關(guān)系(位置調(diào)整エ序)。
[0092]詳細(xì)而言，將封裝I設(shè)置于移動臺20，將封裝I和噴嘴32的前端部對向配置。越使封裝I和噴嘴32的距離分開越可以均勻涂布第I混合液40，但也存在膜強(qiáng)度降低的傾向，因此封裝I和噴嘴32的前端部的距離適宜保持在3?30cm的范圍。[0093]其后，一邊使封裝I和噴嘴32互相相對移動，一邊從噴嘴32噴射第I混合液40而在封裝I上涂布混合液40 (噴射?涂布エ序)。
[0094]詳細(xì)而言,一方面,使移動臺20和噴嘴32移動而使封裝I和噴嘴32前后左右移動。也可以使移動臺20和噴嘴32中任意一者的位置固定、使另ー者前后左右移動。另外，還優(yōu)選使用在與移動臺20的移動方向正交的方向配置多個LED元件3、一邊使噴嘴32在與移動臺20的移動方向正交的方向移動、一邊進(jìn)行涂布的方法。另ー方面，向噴嘴32送入空氣，將混合液40從噴嘴32的前端部向封裝I噴射。對于封裝I和噴嘴32的距離，考慮到空氣壓縮機(jī)的壓カ而可在上述的范圍調(diào)整。例如，以噴嘴32的入口部(前端部)的壓カ變?yōu)?.14MPa的方式調(diào)整壓縮機(jī)的壓力。
[0095]通過以上的操作，能夠?qū)⒌贗混合液40在LED元件3上涂布，其后加熱涂布后的第I混合液40、使其干燥、可以形成熒光體層。
[0096]通過調(diào)整上述噴射距離、壓力、角度、噴嘴32的移動速度，調(diào)整對封裝I上的第I混合液40的涂布量，由此能夠得到期望的色度。例如，一邊使噴嘴32移動ー邊將以某特定的混合比調(diào)制了的第I混合液40在得到固定了的封裝I上進(jìn)行涂布的情況下，噴嘴32的移動速度快，則在封裝I上可涂布的時(shí)間變短，因此涂布量變少。
[0097]對于第2混合液也可以同樣地調(diào)整涂布量而得到期望的膜強(qiáng)度。
[0098]需要說明的是，在將第I混合液40在LED元件3上進(jìn)行涂布時(shí)，也可以將多個封裝I加熱至50°C以上且250°C以下。
[0099]通過加熱封裝1，可以進(jìn)行第I混合液40在LED元件3上的蒸發(fā)速度的調(diào)整，例如即使在第I混合液40中使用沸點(diǎn)比250°C高的分散介質(zhì)，也能夠防止第I混合液40在LED元件3 上流動。
[0100]接著，對(2)的エ序中使用的第2混合液(陶瓷前體)、エ序的詳細(xì)等進(jìn)行說明。
[0101](2.1)第2混合液(陶瓷前體溶液)
[0102]第2混合液，為使作為陶瓷前體的金屬化合物在溶劑中分散了的溶液，只要能夠形成透光性的陶瓷則金屬的種類沒有限制。
[0103](2.1.1)溶膠-凝膠溶液
[0104]作為第2混合液，可以為在通過水解等的反應(yīng)而凝膠化后，通過加熱凝膠而形成陶瓷的溶液(溶膠凝膠溶液)，也可以為通過使溶劑成分揮發(fā)，不進(jìn)行凝膠化而直接形成陶瓷的溶液。
[0105]在前者(溶膠凝膠溶液)的情況下，金屬化合物可以為有機(jī)化合物也可以為無機(jī)化合物。作為優(yōu)選的金屬化合物，例如，可以舉出金屬醇鹽、金屬こ酰丙酮化物、金屬羧酸鹽、硝酸鹽、氧化物等。其中金屬醇鹽，由于通過水解和重合反應(yīng)而容易凝膠化，因此優(yōu)選，特別優(yōu)選為四こ氧基硅烷。也可以組合多種金屬化合物來使用。作為第2混合液，除上述金屬化合物以外，優(yōu)選適宜含有水解用的水、溶劑、催化劑等。
[0106]作為溶劑，例如可以舉出甲醇、こ醇、丙醇、丁醇等的醇類。
[0107]作為催化劑，例如可以舉出鹽酸、硫酸、硝酸、醋酸、氫氟酸、氨等。
[0108]在使用四こ氧基硅烷作為金屬化合物的情況下，相對四こ氧基硅烷100質(zhì)量份，優(yōu)選設(shè)為こ醇138質(zhì)量份、純水52質(zhì)量份。在該情況下，加熱凝膠時(shí)的加熱溫度優(yōu)選120~2500C，從進(jìn)ー步抑制LED元件3等的劣化的觀點(diǎn)來看優(yōu)選設(shè)為120~200°C。另外，在使用聚硅氧烷作為金屬化合物的情況下，涂布后的加熱溫度優(yōu)選120~500°C，從進(jìn)ー步抑制LED元件3等的劣化的觀點(diǎn)來看優(yōu)選設(shè)為120~200°C。作為用作金屬化合物的聚硅氧烷，也可以使用具有烷基、苯基的倍半硅氧烷。
[0109](2.1.2)聚硅氮烷
[0110]作為陶瓷前體也可以使用聚硅氮烷。
[0111]所謂本發(fā)明中可以使用的聚硅氮烷，由下述通式⑴表示。
[0112](R1R2SiNR3)n- (i)
[0113]式(i)中，R1、R2及R3分別獨(dú)立表示氫原子或烷基、芳基、乙烯基、環(huán)烷基，R1、R2、R3中至少ー個為氫原子,優(yōu)選的是全部為氫原子，n表示I~60的整數(shù)。
[0114]聚硅氮烷的分子形狀可以為任意形狀，例如，可以為直鏈狀或環(huán)狀。
[0115]將上述式(i)中所示的聚硅氮烷和根據(jù)需要的反應(yīng)促進(jìn)劑在適當(dāng)?shù)娜軇┤芙舛坎?，通過加熱、準(zhǔn)分子光處理、UV光處理而進(jìn)行硬化，可以制作耐熱性、耐光性優(yōu)異的陶瓷膜。特別地，如果在照射包含170~230nm的范圍的波長成分的UVU放射線(例如準(zhǔn)分子光)而使其硬化后、進(jìn)行加熱硬化，則能夠進(jìn)ー步使水分的浸透防止效果提高。
[0116]作為反應(yīng)促進(jìn)劑，優(yōu)選使用酸、堿等，但也可以不用。作為反應(yīng)促進(jìn)劑可以舉出例如三こ胺、二こ胺、N，N-二乙基こ醇胺、N，N-二甲基こ醇胺、三こ醇胺、三こ胺、鹽酸、草酸、富馬酸、磺酸、醋酸、包括鎳、鐵、鈀、銥、鉬、鈦、鋁的金屬羧酸鹽等，但并不限于此。
`[0117]在使用反應(yīng)促進(jìn)劑的情況下特別優(yōu)選的是金屬羧酸鹽，添加量以聚硅氮烷為基準(zhǔn)，0.01~5mol%為優(yōu)選的添加量。
[0118]作為溶劑可以使用脂肪族烴、芳香族烴、鹵代烴、醚類、酷類。優(yōu)選為甲基乙基酮、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二甲基氟化物、氯仿、四氯化碳、こ醚、異丙醚、二丁基醚、乙基丁基醚。
[0119]另外，優(yōu)選聚硅氮烷濃度高，但濃度的上升關(guān)系到聚硅氮烷的保存期限的縮短，因此聚硅氮烷優(yōu)選在溶劑中以5質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下溶解。
[0120]在使用聚硅氮烷作為陶瓷前體的情況下，涂布后的加熱溫度優(yōu)選120~500°C，從進(jìn)ー步抑制LED元件3等的劣化的觀點(diǎn)來看優(yōu)選設(shè)為120~200°C。
[0121](2.2)第2混合液的涂布
[0122]在涂布第2混合液的情況下，與涂布第I涂布液的情況同樣，使用圖2的涂布裝置10，可以將第2混合液涂布在熒光體層上，其后，通過燒成涂布后的第2混合液可以形成(完成)波長轉(zhuǎn)換部6。
[0123]根據(jù)以上的本實(shí)施方式，由于第I混合液40中含有特殊的平板狀粒子，因此將第I混合液40涂布?干燥而形成了的熒光體層的強(qiáng)度提高，可以防止熒光體層的剝離，進(jìn)而在制造后的發(fā)光裝置100中抑制色度的偏差的發(fā)生。
[0124]另外在對第I混合液(熒光體涂布液)進(jìn)行加熱而干燥、形成了熒光體層后，涂布第2混合液(陶瓷前體溶液)，由此可以在熒光體層中含浸第2混合液，其后燒成第2混合液，由此能夠形成具有充分的強(qiáng)度的波長轉(zhuǎn)換部6。
[0125]需要說明的是，也可代替使用涂布裝置30而使用分配器、噴墨裝置來涂布(滴加或排出)熒光體涂布液(第I混合液40)、陶瓷前體溶液(第2混合液)。
[0126]在使用分配器的情況下，使用如可以控制涂布液的滴加量、不發(fā)生熒光體等的噴嘴堵塞這樣的噴嘴。例如，可以使用武蔵ヱンジ二ァリング公司制的非接觸噴射分配器、該公司的分配器。
[0127]在使用噴墨裝置的情況下，也使用如可以控制涂布液的排出量、不發(fā)生熒光體等的噴嘴堵塞這樣的噴嘴。例如，可以使用コ二カミノルタI J公司制的噴墨裝置。
[0128]實(shí)施例
[0129](I)樣品的準(zhǔn)備
[0130](1.1) LED 裝置
[0131]在開口徑3mm、底面直徑2mm、壁面角度60°的圓形封裝中，以倒裝芯片型安裝長200 u mX寬200 u mX高200 u m大小的藍(lán)色LED。
[0132](1.2)熒光體
[0133]黃色熒光粒子使用以下述的方法制作了的物質(zhì)。
[0134]將充分混合了下述熒光體原料的混合物填充在鋁坩堝中，向其適量混合氟化銨等的氟化物作為助溶劑，在使含氫氮?dú)饬魍说倪€原氛圍中，在1350~1450°C的溫度范圍內(nèi)燒成2~5小時(shí)而得到燒成品((Ya72Gda24)3Al5O12:Ce0.04)。
[0135]Y2O3…7.41g
[0136]Gd23~4.0lg
[0137] Ce(V..0.63g
[0138]Al2O3…7.77g
[0139]其后，通過將得到的燒成品進(jìn)行粉碎、洗浄、分離、干燥而得到期望的熒光體。使用將得到的熒光體粉碎而形成了 IOiim左右的粒徑的熒光體粒子的物質(zhì)。低于得到的熒光體，調(diào)查組成，結(jié)果可以確認(rèn)為期望的熒光體，調(diào)查波長465nm的激發(fā)光中的發(fā)光波長后，結(jié)果在大致波長570nm具有峰值波長。
[0140](2)樣品的制作
[0141]在以下的實(shí)施例及比較例中示出的g數(shù)為液體中的各成分的質(zhì)量比，與實(shí)際調(diào)制的量不同。
[0142](2.1)比較例 I
[0143]混合熒光體0.85g、聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％) 2.14g而制作了混合液。該混合液的粘度為3cp。將該混合液使用圖2的涂布裝置而在LED裝置上噴涂，在150°C下燒成I小吋，由此形成了波長轉(zhuǎn)換部。
[0144]這時(shí)的噴射壓カ設(shè)為0.1MPa,噴射噴嘴在封裝上移動的速度(涂布速度)設(shè)為50mm/s。另外，從噴射噴嘴到樣品的距離為15cm。從噴射噴嘴到樣品的距離設(shè)為噴射噴嘴通過封裝的正上方時(shí)的噴射噴嘴到樣品的距離。
[0145](2.2)比較例 2
[0146]混合熒光體0.85g及丙二醇Ig而制作了第I混合液。將該第I混合液使用圖2的涂布裝置而在LED裝置上噴涂，在50°C下使其干燥I小時(shí)，形成了熒光體層。
[0147]這時(shí)的噴射壓カ設(shè)為0.1MPa,噴射噴嘴在封裝上進(jìn)行移動的速度設(shè)為80mm/s。從噴射噴嘴到樣品的距離為15cm。
[0148]其后，從波長轉(zhuǎn)換部的前體上噴涂聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％)作為第2混合液，在150°C下燒成I小時(shí)而使波長轉(zhuǎn)換部固定、完成。即使在該情況下，噴射壓力也設(shè)為0.1MPa，噴射噴嘴在封裝上移動的速度設(shè)為70mm/s。
[0149](2.3)比較例 3
[0150]將無機(jī)粒子(日本アユロジル株式會社制RX300，粒徑7nm)0.04g及熒光體0.8 Ig在丙ニ醇Ig中混合而制作了第I混合液。將該第I混合液使用圖2的涂布裝置在LED裝置上噴涂，在50°C下使其干燥I小時(shí)，形成了熒光體層。
[0151]其后，從熒光體層的上方噴涂聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％)作為第2混合液，在150°C下燒成I小吋，由此使熒光體層的熒光體固定，形成了波長轉(zhuǎn)換部。
[0152]噴涂條件，除將第I混合液的噴射壓カ設(shè)為0.15MPa以外，其余設(shè)為與比較例2同樣的條件。
[0153](2.4)實(shí)施例1
[0154]將合成云母(ミクロマイ力MK-100、平均粒徑4 u m、コープケミカル公司
制)0.04g及熒光體0.Slg在丙ニ醇Ig中混合而制作了第I混合液。將該第I混合液使用圖2的涂布裝置在LED裝置上噴涂，在50°C下使其干燥I小時(shí)，形成了熒光體層。
[0155]其后，從熒光體層的上方噴涂聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％)作為第2混合液，在150°C下燒成I小吋，由此使熒光體層的熒光體固定，形成了波長轉(zhuǎn)換部。
[0156]噴涂條件設(shè)為與比較例3同樣的條件。
[0157](2.5)實(shí)施例 2
[0158]將無機(jī)粒子(日本アユロジル株式會社制RX300、粒徑7nm)0.04g、蒙脫石(ルーセンタイ卜SWN、平均粒徑50nm、コープケミカル公司制)0.04g及熒光體0.77g在こニ醇Ig中混合而制作了第I混合液。將該第I混合液使用圖2的涂布裝置在LED裝置上噴涂，在50°C下使其干燥I小時(shí)，形成了熒光體層。
[0159]其后，從熒光體層的上方噴涂聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％)作為第2混合液，在150°C下燒成I小吋，由此使熒光體層的熒光體固定，形成了波長轉(zhuǎn)換部。
[0160]對于噴涂條件而言，將第I混合液的涂布速度設(shè)為50mm/s，噴射壓カ設(shè)為0.15MPa，第2混合液的涂布速度設(shè)為70mm/s，噴射壓カ設(shè)為0.1MPa0
[0161](2.6)實(shí)施例 3
[0162]將無機(jī)粒子(日本アユロジル株式會社制RX300、粒徑7nm)0.065g、蒙脫石(ルーセンタイ卜SWN、平均粒徑50nm、コープケミカル公司制)0.025g及熒光體Ig在丙ニ醇Ig和異丙醇0.75g中混合而制作了第I混合液。將該第I混合液使用圖2的涂布裝置在LED裝置上噴涂，在50°C下使其干燥I小時(shí)，形成了熒光體層。
[0163]其后，從熒光體層的上方噴涂聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％)作為第2混合液，在150°C下燒成I小吋，由此使熒光體層的熒光體固定，形成了波長轉(zhuǎn)換部。
[0164]噴涂條件設(shè)為與實(shí)施例2同樣的條件。
[0165](2.7)實(shí)施例 4
[0166]將無機(jī)粒子(日本アユロジル株式會社制RX300、粒徑7nm) 0.065g、蒙脫石(ル一センタイ卜SWN、平均粒徑50nm、コープケミ力ル公司制)0.025g及熒光體Ig在丙ニ醇Ig和異丙醇Ig中混合而制作了第I混合液。將該第I混合液使用圖2的涂布裝置在LED裝置上噴涂，在50°C下使其干燥I小時(shí)，形成了熒光體層。
[0167]其后，從熒光體層的上方噴涂聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％)作為第2混合液，在150°C下燒成I小吋，由此使熒光體層的熒光體固定，形成了波長轉(zhuǎn)換部。
[0168]噴涂條件設(shè)為與實(shí)施例2同樣的條件。
[0169](2.8)實(shí)施例 5
[0170]將無機(jī)粒子(日本アユロジル株式會社制RX300、粒徑7nm)0.065g、蒙脫石(ルーセンタイ卜SWN、平均粒徑50nm、コープケミカル公司制)0.025g及熒光體Ig在1，3-丁ニ醇Ig和異丙醇0.75g中混合而制作了第I混合液。將該第I混合液使用圖2的涂布裝置在LED裝置上噴涂，在50°C下使其使其干燥I小時(shí)，形成了熒光體層。
[0171]其后，從熒光體層的上方噴涂聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％)作為第2混合液，在150°C下燒成I小吋，由此使熒光體層的熒光體固定，形成了波長轉(zhuǎn)換部。
[0172]噴涂條件設(shè)為與實(shí)施例2同樣的條件。
[0173](2.9)實(shí)施例 6
[0174]將無機(jī)粒子(日本アユロジル株式會社制RX300、粒徑7nm)0.065g、蒙脫石(ルーセンタイ卜SWN、平均粒徑50nm、コープケミカル公司制)0.025g及熒光體Ig在1，3-丁ニ醇0.75g和異丙醇Ig中混合而制作了第I混合液。將該第I混合液使用圖2的涂布裝置在LED裝置上噴涂，在50°C下使其使其干燥I小時(shí)，形成了熒光體層。
[0175]其后，從熒光體層的上方噴涂聚硅氧烷分散液(聚硅氧烷14質(zhì)量％、IPA86質(zhì)量％)作為第2混合液，在150°C下燒成I小吋，由此使熒光體層的熒光體固定，形成了波長轉(zhuǎn)換部。
[0176]噴涂條件設(shè)為與實(shí)施例2同樣的條件。
[0177](2.10)實(shí)施例 7
[0178]在實(shí)施例1的樣品的制作中，代替合成云母而使用蒙脫石(ルーセンタイトSWN、平均粒徑50nm、コープケミカル公司制)，同時(shí)作為第2混合液使用聚硅氮烷(AZユレク卜ロニックマテリアルズ株式會社制NL120-20質(zhì)量％)。
[0179]除此以外與實(shí)施例1的樣品同樣地制作了實(shí)施例7的樣品。
[0180]對于噴涂條件而言，將第I混合液的涂布速度設(shè)為70mm/s，噴射壓カ設(shè)為
0.15MPa，將第2混合液的涂布速度設(shè)為70mm/s，噴射壓カ設(shè)為0.1MPa0
[0181](2.11)實(shí)施例 8
[0182]在實(shí)施例3的樣品的制作中，作為第2混合液使用聚硅氮烷(AZヱレクトロニックマテリアルズ株式會社制NN120-20質(zhì)量％)。
[0183]除此以外與實(shí)施例3的樣品同樣地制作了實(shí)施例8的樣品。
[0184]噴涂條件設(shè)為與實(shí)施例2同樣的條件。
[0185](2.12)實(shí)施例 9
[0186]在實(shí)施例3的樣品的制作中，在第I混合液中代替丙ニ醇而使用1，3- 丁ニ醇，使用了聚硅氮烷(AZユレク卜ロ二ックマテリアルズ株式會社制NN120-20質(zhì)量0/0)作為第2
混合液。
[0187]除此以外與實(shí)施例3的樣品同樣地制作了實(shí)施例9的樣品。
[0188]噴涂條件設(shè)為與實(shí)施例2同樣的條件。
[0189](3)樣品的評價(jià)
[0190](3.1)粘度的測定
[0191]作為測定裝置使用振動式粘度計(jì)(CBC公司制VM-10A-L)來測定第I混合液的粘度。測定在將作成了的第I混合液靜置I小時(shí)后進(jìn)行。將測定結(jié)果與各樣品的組成等一井示于表1。需要說明的是，粘度的測定值為從開始測定開始經(jīng)過了 I分鐘時(shí)的值。
[0192](3.2)色度偏差評價(jià)
[0193]將在各條件下制作了的樣品分別選定各5個來測定色度，比較各樣品間的色度偏移。作為測定裝置使用コ二カミノルタI J公司制分光放射亮度計(jì)CS-1000A。
[0194]其后，由測定值算出標(biāo)準(zhǔn)偏差，對色度的均勻性進(jìn)行比較?評價(jià)。將結(jié)果示于表2。作為評價(jià)的指標(biāo)，如果標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.02以下則作為在色度的偏差中實(shí)用上沒有問題。評價(jià)以標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值進(jìn)行，用下述的基準(zhǔn)(◎、〇、X)表示。
[0195]…為 0.01 以下
[0196]“〇，，…為大于0.01,0.02以下
[0197]“X” …為大于 0.02
[0198][表 I]
[0199]
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光裝置的制造方法，其為具有發(fā)光元件和將從所述發(fā)光元件發(fā)出了的光轉(zhuǎn)換成其它波長的光的波長轉(zhuǎn)換部的發(fā)光裝置的制造方法，所述發(fā)光裝置的制造方法具備以下ェ序: 將使熒光體和平板狀粒子在2元以上的多元醇中分散了的第I混合液在所述發(fā)光元件上涂布而使其干燥、形成熒光體層的エ序； 將使透光性的陶瓷前體在溶劑中分散了的第2混合液在所述熒光體層上涂布而燒成、形成所述波長轉(zhuǎn)換部的エ序。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在干， 所述平板狀粒子為層狀硅酸鹽礦物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在干， 所述多元醇的沸點(diǎn)為250°C以下。
4.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在干， 所述第I混合液為將熒光體和粒徑比該熒光體小的平板狀粒子在混合了 2元以上的多元醇和100°C以下的溶劑的混合分散介質(zhì)中分散而得到的混合液。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在干， 所述混合分散介質(zhì)的100°c以下的溶劑相對于2元以上的多元醇的比率為0.70以上且1.50以下。
6.ー種熒光體混合液，其特征在于，其為在發(fā)光裝置的制造方法中使用的熒光體混合液，所述發(fā)光裝置的制造方法具備: 將第I混合液在所述發(fā)光元件上涂布而使其干燥、形成熒光體層的エ序； 將在溶劑中分散了透光性的陶瓷前體的第2混合液在所述熒光體層上涂布而燒成、形成波長轉(zhuǎn)換部的エ序， 所述熒光體混合液為熒光體和粒徑比該熒光體小的平板狀粒子在2元以上的多元醇中分散了的混合液，作為所述第I混合液來使用。
7.如權(quán)利要求6所述的熒光體混合液，其特征在干， 所述平板狀粒子為層狀硅酸鹽礦物。
8.如權(quán)利要求6或7所述的熒光體混合液，其特征在干， 所述多元醇的沸點(diǎn)為250°C以下。
9.如權(quán)利要求6或7所述的熒光體混合液，其特征在干， 所述熒光體混合液為將熒光體和粒徑比該熒光體小的平板狀粒子在混合了 2元以上的多元醇和100°C以下的溶劑的混合分散介質(zhì)中分散了的混合液。
10.如權(quán)利要求9所述的熒光體混合液，其特征在干， 所述混合分散介質(zhì)的100°c以下的溶劑相對于2元以上的多元醇的比率為0.70以上且.1.50以下。
【文檔編號】C09K11/08GK103597621SQ201280012739
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月11日
【發(fā)明者】鷲巢貴志, 波多野卓史, 田口祿人 申請人:柯尼卡美能達(dá)株式會社