JP2004260169A - 修正出力スペクトルを供給するため光源を被覆する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】十分に高い変換効率と、均質な蛍光体分布とを両立することのできる発光ダイオードを用いた照光光源を製造する方法及び装置を提供する。
【解決手段】照光光源を製造する方法は、光源を被覆するプロセスを含み、当該プロセスは、光源（３１０）に液体接着剤を塗布して接着剤層（３３０、３３５）を形成するステップと、発光材料（３４０、３４５）を流動化させるステップと、接着剤層の少なくとも一部を流動化された発光材料内に浸漬するステップとを有する。
【選択図】図３
【解決手段】照光光源を製造する方法は、光源を被覆するプロセスを含み、当該プロセスは、光源（３１０）に液体接着剤を塗布して接着剤層（３３０、３３５）を形成するステップと、発光材料（３４０、３４５）を流動化させるステップと、接着剤層の少なくとも一部を流動化された発光材料内に浸漬するステップとを有する。
【選択図】図３
Description
本発明は、照光光源に関し、より詳しくは、修正出力スペクトルを供給するため光源を被覆する方法及び装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、照明用途向け光源として用いられる機会が増えている。近来、窒化ガリウム（ＧＡＮ）をベースにした或いはインジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）をベースにしたエピタキシャル構造を用いて紫外光（ＵＶ）から青色光部分までのスペクトルの光を生成する発光ダイオードの出現のお陰で、発光ダイオードから白色光を発生できるようになってきた。
照明用途において益々活用される発光ダイオード種は、白色ＬＥＤデバイスである。白色ＬＥＤデバイスは、その名が意味する通り、観察者が白色と認識できる光を照射する。一例として、これは青色光を発光するＬＥＤ（青色ＬＥＤ）とセリウム付活イットリウム−アルミニウム−ガーネット（Ｙ３（ａ）ｌＯ１２：Ｃｅ３＋）などの蛍光体を組み合わせることで達成される。青色ＬＥＤは、励起光として一般に４６０乃至４８０ナノメータ（ｎｍ）のピーク波長をもった第１の光を照射する。蛍光体は青色光を一部吸収し、概ね黄色光部分のスペクトルにある５６０乃至５８０ｎｍのピーク波長をもった第２の広帯域光を発する。吸収されなかった第１の光と第２の光の組み合わせが、観察者によって白色光として認識される。生成された白色光の品質は、青色光と蛍光体材料からの黄色光との発光バランスに依存する。
図１は、現在業界で用いられているスルーホール組立体１００の一般的な設計の詳細を示すものである。図１のスルーホールパッケージ組立体１００は、スルーホールパッケージ組立体１００を生成するプレディップ法を用いるものである。プレディップ法を用いてスルーホールパッケージ組立体を生成する本例では、青色ＬＥＤ１１０が電気素子１３０の一部を形成する受容体１２０内に配置してある。ボンディングワイヤ１４０が、ＬＥＤ１１０と導電体１５０の間に製作してある。蛍光体層１６０は、ＬＥＤ１１０を囲繞して形成してある。パッケージ組立体１００は、保護をもたらす透明エポキシ１７０内に封入してある。
白色ＬＥＤデバイスを製造する別の方法としては、表面実装技術（ＳＭＴ；Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いる。図２（ａ）と図２（ｂ）は、プレディップとプレミックス手法をそれぞれ用いたＳＭＴ工程を示す。
図２（ａ）に示すプレディップ法は、ＬＥＤチップ２１０を反射器カップ２３０の表面に配置するステップを含み、チップはワイヤ２４０を用いて金属コンタクトベース２２０に接続される。蛍光体材料層２７０は、蛍光体と液体エポキシ混合物を含み、塗布されて反射器カップ２３０を充填しＬＥＤチップ２１０を被覆する。エポキシはそこで蛍光体材料層２７０上に成形され、エポキシ光学ドーム２６０を形成する。
プレディップ法は、プレミックス法と比べたときにＬＥＤデバイスからより効率的な光出力を可能にする。しかしながら、プレディップ法は均質性を欠き、制御が困難である。白色光出力を生成するときは、白色光生成の品質は青色光発光と蛍光体変換発光とのバランスに依存する。蛍光体により変換される光量は、蛍光体層の肉厚と均質性によって決まる。
プレディップ法は均質性が乏しい。何故ならそれは蛍光体層の肉厚と均一性の制御が困難だからである。蛍光体粉末は液体エポキシの比重よりも大きな比重を有しており、これにより蛍光体粉末は硬化工程期間中にエポキシ層の底に向かって沈下する。それ故、液体エポキシ化合物内の蛍光体粉末の密度は比重差に起因して時が経つにつれて変化し、その結果として蛍光体材料層内の蛍光体粉末密度は均一ではなくなる。
その上、蛍光体材料層内の液体エポキシ粘度は、製造過程で時間の経過とともに高くなる。かくして、圧力を用いて蛍光体材料層を調合する従来の技法は異なる量の調合材料をもたらす。更に、液体エポキシは硬化工程期間中に収縮する。この収縮は、硬化工程を通じて液体エポキシの凝固と蒸発に起因して発生する。
図２（ｂ）に示したプレミックス法は、ＳＭＴ用途にも用いることができる。しかしながら、プレミックス法はスルーホール型のランプの用途には適さないものである。プレミックス法では、ＬＥＤ２１０は蛍光体材料層２７５を用いて被覆成形する。蛍光体材料層２７５は、蛍光体と液体エポキシの混合物を含む。プレミックス法内で蛍光体材料層２７５を用いることで、反射器カップ２３０内で蛍光体とエポキシ混合物を調合する必要性はなくなる。
均質な色発光はプレミックス法を用いることで得られるが、それは蛍光体密度と肉厚がより均質だからである。プレディップ法と異なり、プレミックス法はＢステージモールド化合物を用いる。蛍光体と液体エポキシの混合物は素早く硬化し、それによって蛍光体粉末の沈下の影響の程度を低減する。
しかしながら、プレミックス法は低出力と効率減退したＬＥＤをもたらす。この効率の低下は、点光源同様の性能特性を有するＬＥＤに起因するものである。ＬＥＤの光強度は、点光源からの蛍光体材料の距離に反比例する。すなわち、光変換効率は、蛍光体材料が光源から離れて位置するほど減退する。
プレミックス法の別の限界は、蛍光体粉末の密度がモールド化合物内でそのまま残ってしまう点にある。従って、低光変換効率に対処するには、より高い密度の蛍光体がプレミックス法に必要とされる。励起光波長を吸収することに加え、蛍光体粉末はＬＥＤが発する光の一部を散乱させもする。それ故、蛍光体粉末の密度を増して低効率の光変換をオフセットさせることは、光散乱の増大を招く。光散乱は、デバイスの視角における光出力の対応する低下を招く。それ故、発光効率は、プレミックス方法を用いることで低下する。
上述の及び他の欠点を克服するであろう装置ならびに方法を提供することが望まれる。即ち、本発明は、十分に高い変換効率と、均質な蛍光体分布とを両立することのできる発光ダイオードを用いた照光光源を製造する方法及び装置を提供することを、その目的とする。
本発明の一態様では、光源を被覆する方法が提供される。液体接着剤は、光源に塗布されて接着剤層を形成する。発光材料は流動化され、接着剤層の一部が流動化発光材料内に浸漬されて被覆光源を形成する。
本発明の別の態様では、照明装置の製作方法が提供される。発光デバイスを配設し、液体接着剤が発光デバイス上に噴霧されて接着剤層を形成する。蛍光体化合物と乾式シリカの混合物を流動化し、接着剤層の少なくとも一部を流動化した蛍光体化合物と乾式シリカの混合物内に浸漬して照明装置を形成する。
本発明の更に別の態様では、液体接着剤を光源に塗布して接着剤層を形成する手段と、接着剤層の少なくとも一部を収容するよう設けた発光材料を流動化する手段を備える光源被覆用装置を提供するものである。
本発明は、均質で、制御がし易く、材料の効率的な使用をもたらす被覆方法を提供するものである。接着剤層の肉厚と均一性により、一様な色の効率的な光生成が可能となる。
即ち、本発明は、光源を被覆する方法であって、光源に液体接着剤を塗布して接着剤層を形成するステップと、発光材料を流動化させるステップと、接着剤層の少なくとも一部を流動化された発光材料内に浸漬するステップとを有することを特徴とする方法を提供する。
好ましくは、液体接着剤は、無水エポキシと、エポキシ−アミンと、透明ポリエステルと、架橋性ポリウレタンと、紫外線硬化型エポキシ樹脂とからなる群から選択された液体接着剤とされる。
好ましくは、液体接着剤は、界面活性剤を含む。
好ましくは、液体接着剤を加熱するステップを更に有する。
好ましくは、光源を加熱するステップを更に有する。
好ましくは、液体接着剤を光源へ塗布するステップは、噴霧とローラ掛けと浸漬と印刷からなる群から選択される技法により遂行される。
好ましくは、液体接着剤を光源に塗布するステップは、噴霧装置を用いて液体接着剤を光源に噴霧するステップを有する。
好ましくは、噴霧装置は、感熱インクジェット式プリンタと、圧電インクジェット式プリンタと、時限加圧調合システムと、工業用塗布機械と、インク噴霧マーキング機械と、連続式インクジェット技術機械からなる群から選択される。
好ましくは、液体接着剤の粘度を監視するステップを更に有する。
好ましくは、光源は、可視光発光ダイオードと可視光レーザダイオードと紫外光発光ダイオードと紫外光レーザダイオードからなる群から選択される。
好ましくは、発光材料は、接着剤層内又は接着剤上に配設される。
好ましくは、発光材料は、蛍光体化合物と、流動化促進物質とを含む。
好ましくは、流動化促進物質は揺変剤とされる。
好ましくは、流動化促進物質は乾式シリカとされる。
好ましくは、接着剤層を加熱するステップを更に有する。
好ましくは、接着剤層の少なくとも一部を流動化発光材料内に浸漬する前に接着剤層を乾燥するステップを更に有する。
好ましくは、接着剤層の少なくとも一部を流動化発光材料内に浸漬するときに接着剤層を湿潤状態に保つステップを更に有する。
好ましくは、接着剤層を硬化させるステップを更に有する。
好ましくは、接着剤層の硬化ステップは、従来の熱硬化と紫外線硬化とマイクロ波硬化からなる群から選択される技法により遂行される。
好ましくは、光源の光出力を点検するステップを更に有する。
更に、本発明は、照明装置の製作方法であって、発光デバイスを配設するステップと、発光デバイス上に液体接着剤を噴霧して接着剤層を形成するステップと、蛍光体化合物と乾式シリカの混合物を流動化するステップと、接着剤層の少なくとも一部を流動化させた蛍光体混合物及び前記乾式シリカの混合物内に浸漬するステップを有することを特徴とする方法を提供する。
好ましくは、発光デバイスが反射鏡カップ内に配設される。
更に、本発明は、光源を被覆する装置であって、光源に液体接着剤を塗布して接着剤層を形成する手段と、発光材料を流動化する手段で、接着剤層の少なくとも一部を受容するよう設けた前記手段を備えることを特徴とする装置を提供する。
好ましくは、装置は、接着剤層を硬化させる手段を更に備える。
以下に添付図面を参照して、本発明の好適実施形態となる光源を被覆する装置及び方法について詳細に説明する。図３（ａ）と図３（ｂ）は、本発明になる照明装置の二つの実施形態を示す概略図である。図面間で共通の要素には、同じ参照番号を付して示す。図３（ａ）中、照明装置３００は、光源３１０と、装着面３２０と、薄肉接着剤層３３０と、発光粒子３４０とを含む。図３（ｂ）中、照明装置３５０は、光源３１０と装着面３２０と、薄肉接着剤層３３５と、発光粒子３４５とを含む。
光源３１０は、装着面３２０に結合してある。一実施形態では、照明装置（３００，３５０）は、反射器カップ装着パッケージを用いてそれぞれ実装してあり、各装着面３２０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した如く、反射器カップ装着パッケージの表面の一部を成す。他の実施形態では、照明装置（３００，３５０）は、表面実装パッケージ（図示せず）として、或いはスルーホールパッケージ（図示せず）としてそれぞれ実装される。例示的な照明装置が、米国で本願出願人に譲渡された出願である、２００３年２月２６日出願の「薄肉フィルム発光層を用いた発光デバイスが出力するスペクトル遷移光を生成する装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａ Ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ−Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｏｕｔｐｕｔ ｆｒｏｍ ａ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｌａｙｅｒｓ）」と題する米国特許出願（出願番号：１０/３７５８７４）に開示されている。
光源３１０は、発光デバイスである。一実施形態では、光源３１０は可視光発光ダイオード（ＬＥＤ）や紫外光発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光ダイオード（ＬＥＤ）として実装してある。別の実施形態では、光源３１０は可視光レーザダイオードや紫外光（ＵＶ）レーザダイオードなどのレーザダイオードである。ＬＥＤやレーザダイオードの適切な供給業者には、米国ノースカロライナ州ダラム（Ｄｕｒｈａｍ）のクリー社（ＣＲＥＥ ＩＮＣ．）や、台湾の新竹（Ｈｓｉｎｃｈｕ）のエピスター社（Ｅｐｉｓｔａｒ Ｃｏｒｐ．）や、台湾の台北大渓（Ｄａｓｈｉ Ｔａｏｙｕａｎ）のアリマ・オプトエレクトロニクス社（Ａｒｉｍａ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．）や、米国カリフォルニア州サンノゼ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ）のルミレッズ・ライティング（ＬｕｍｉＬｅｄｓ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ）等が含まれる。
薄肉接着剤層（３３０，３３５）は、光源３１０に液体接着剤を塗布することでそれぞれ形成される。接着剤層（３３０，３３５）は、光源３１０の露出面上に特定の均一な肉厚でもってそれぞれ塗布する。一実施形態で図３（ａ）を参照すると、蛍光体粒子３４０は薄肉の接着剤層３３０上に被覆し、被覆した発光粒子は薄肉の接着剤層３３０内に配設して埋め込む。別の実施形態で図３（ｂ）を参照すると、発光粒子３４５は薄肉接着剤層３３５上に堆積される。被覆した発光粒子３４５は配設されたままとなって、薄肉の接着剤層３３５を覆う。一実施形態では、接着剤層は米国カリフォルニア州ナバト（Ｎａｖａｔｏ）のパシフィック・ポリテック社（Ｐａｃｉｆｉｃ Ｐｏｌｙｔｅｃｈ Ｉｎｃ．）からのＰＴ５−４２などの無水エポキシ溶液で出来ている。他の実施形態では、接着剤層はエポキシ−アミンや透明ポリエステルや架橋性ポリウレタンや紫外線（ＵＶ）硬化型エポキシ樹脂から形成される。
界面活性剤を使用し、接着剤層３３０或いは接着剤層３３５を用いた光源３１０の均一な被覆を保証することができる。液体接着剤に対する界面活性剤の追加が液体接着剤の界面張力を減退させ、光源３１０の露出面に塗布したときに液体接着剤に薄肉の接着剤層を形成するようにさせる。例示的な界面活性剤には、独国デュッセルドルフのヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）グループからのフェルスアミド（登録商標Ｖｅｒｓａｍｉｄ）ポリアミド樹脂やダウコーニング社（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）からのＤＣ１９３などのシリコーン界面活性剤が含まれる。
発光粒子（３４０，３４５）は、粉末化された蛍光体化合物などの１以上の発光材料からなる粒子である。例示的な蛍光体化合物は、これらに限定はされないが、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋などの青色光を吸収し黄色光を発する蛍光体や、ＹＡＧ：Ｃｅ，Ｐｒや（Ｔｂ１−ｘＣｅｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ガーネット材料）などの青色光を吸収し黄色／緑色光を発する蛍光体や、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋やＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋などの青色光を吸収して緑色光を発する蛍光体や、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋や（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋やＹＶＯ４：Ｅｕ３＋やＢｉ３＋などの青色光を吸収し赤色光を発する蛍光体や、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋などの青色光を吸収し青色光を発する蛍光体が含まれる。
図４は、流動化装置４００を示す概略図である。流動化装置４００は、底部チャンバ４１０と流動化プレート４２０と空気流入ポート４３０と上部チャンバ４４０を含む。流動化装置４００は、液体接着剤を光源に塗布することで形成した接着剤層の少なくとも一部を収容するよう設けてある。
圧縮空気などの圧縮ガスは、空気流入ポート４３０を介して流動化装置４００の底部チャンバ４１０へ流入する。空気はそこで、流動化プレート４２０内のアパチャを介して圧入されて上昇する。一実施形態では、流動化プレート４２０は半多孔質板として実装される。他の実施形態では、流動化プレート４２０は半多孔質ポリエチレン板として、或いは１以上の生地層として、或いは数枚の層のシルク生地として実装される。圧縮空気はそこで、上部チャンバ４４０内に流入する。当業者は、特定用途について望まれる如く空気以外の気体を流動化装置４００内で用いることができる。別の実施形態では、流動化装置４００内で不活性気体を用いることができる。
上部チャンバ４４０は、蛍光体化合物の混合物などの粉末化発光材料と以下に詳述する流動化促進物質を含む。上部チャンバ４４０内の発光材料は、流動化プレート４２０から上部チャンバ４４０内に流入する空気により流動化される。一実施形態では、上側チャンバ４４０は断面が四角であり、空気流の方向と直交している。他の実施形態では、上側チャンバ４４０は筒状か又は特定用途に適した別の形状をなす。
流動化装置機器は、米国コネチカット州スタンフォード（Ｓｔａｍｆｏｒｄ）のＰＣＦや米国ペンシルバニア州デンバー（Ｄｅｎｖｅｒ）のアドバンスド・パウダー・コーティングズ社（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｗｄｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇｓ， Ｉｎｃ．）などの製造業者から容易に入手可能である。流動化プレート機器は、米国ジョージア州フェアバーン（Ｆａｉｒｂｕｒｎ）のポレックス社（Ｐｏｒｅｘ Ｃｏｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）などの製造業者から即入手可能である。
図５は、本発明になる例示的方法を示す流れ図である。図５は、所定の出力スペクトルを有する光源を製作する方法５００の一実施形態を示す。本方法５００は、図４に記載した流動化装置を用いることができる。
本方法５００は、ブロック５１０にて始まる。ブロック５２０において、光源を配設する。ブロック５３０では、液体接着剤を光源に塗布し、接着剤層を形成する。一実施形態では、液体接着剤はエポキシ溶液である。液体接着剤を、例えば噴霧やロール掛けや浸漬や印刷により光源に塗布する。液体接着剤は、光源の単一面或いは複数面へ塗布することができる。
一実施形態では、液体接着剤は感熱インクジェット式プリンタ或いは圧電インクジェット式プリンタなどのインクジェット式プリンタを用いて光源上に印刷される。液体接着剤はインクジェット式プリンタ用カートリッジなどの貯槽内に在り、そこで光源上に噴霧される。インクジェット式プリンタ装置は、例えば米国ワシントン州レッドモンド（Ｒｅｄｍｏｎｄ）に在るマイクロソフト社（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能なパワーポイント（登録商標ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ）ソフトウェアなどの従来の設計ソフトウェアを用いて制御される。更にまた別の実施形態では、噴霧装置は米国イリノイ州ウッドデール（Ｗｏｏｄ Ｄａｌｅ）のビデオジェット・テクノロジーズ社（Ｖｉｄｅｏｊｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ）からのエクセル２０００（登録商標ＥＸＣＥＬ ２０００）インクジェット式プリンタなどの連続式インクジェット技術を用いることができる。
他の実施形態では、液体接着剤は、時限加圧調合シシテム、工業用噴霧機械、或いはインク噴霧マーキング機械を用いて光源上に噴霧される。
液体接着剤と光源の一方又は両方を加熱し、表面張力を低減して湿り気を増大させることができる。このことで、薄肉の均一な接着剤層の形成が促進される。液体接着剤は、特定の液体接着剤に適した温度、通常５５℃へ加熱される。
ブロック５４０では、通常流動化装置を用いて発光材料を流動化させる。発光材料は、蛍光体化合物や１以上の蛍光体化合物と添加材料の混合体である。
一実施形態では、発光材料は流動化促進物質を含む。流動化促進物質は、乾式シリカなどの揺変剤とすることができる。粉末化蛍光体化合物の粒子は、流動化工程期間中に互いにくっつき易く、それによって団塊を形成する。乾式シリカは、団塊を分解するのに役立つ。
乾式シリカは、蛍光体化合物粒子に対し親和性を有するが、非常に小さな粒子寸法を有する。粉末被覆工程において、活用される蛍光体化合物粒子は、寸法が４から９マイクロメータ（μｍ）へ変化するが、その一方で、乾式シリカの粒子寸法はナノメータの範囲内にある。乾式シリカ粒子は蛍光体化合物粒子にくっつき、流動化期間中にそれらの抗力を増大させ、かくして塊状化を阻止する。一例では、粉末化発光材料中の乾式シリカ濃度は１５％未満である。
乾式シリカは、酸水素気体炎内の四塩化珪素の高温加水分解により、２０ナノメータ（ｎｍ）未満の寸法を有する粒子として生成することができる。高温加水分解により、乾式シリカ粒子は互いにくっつき合い、集合構造を形成する。乾式シリカの表面は、異なる用途に格別に処理することができる。一つの例では、この処理が乾式シリカ粒子を空気中に存在する水蒸気に対し親和性をもつよう変化させることができる。別の例では、蛍光体化合物と混合する前に乾式シリカは湿り気を除くため４時間に亙って１０５℃で加熱する。
一つの疎水等級揺変剤は、独国デュッセルドルフのデグッサ株式会社（Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧ）からのエアロシル（登録商標Ａｅｒｏｓｉｌ）Ｒ９７２乾式シリカ（ＣＡＳ６０８４２−３２−２）である。エアロシル（登録商標）Ｒ９７２は、９９．８％を超える純度と平均粒径１６ｎｍとおおよそ０．５％未満の含水量を有する。別の乾式シリカは、独国ハナウ（Ｈａｎａｕ）のカボット有限会社（Ｃａｂｂｏｔ ＧｍｂＨ）が製造するＭ５である。
ブロック５５０において、接着剤層の少なくとも一部を流動化発光材料内に浸漬する。一実施形態では、接着剤層は浸漬前に乾燥させるが、接着剤層は湿っていたり、一部乾燥していたり、或いは乾燥していてもよい。
追加の処理は、使用する特定の材料と所望結果に応じて実行することができる。被覆した光源は硬化させ、接着剤層を硬化できる。硬化工程は、従来の熱硬化システムや紫外線（ＵＶ）硬化システムやマイクロ波硬化システムを用いることができる。幾つかの接着剤層材料にあっては、ＵＶ硬化システムは従来の熱硬化システムよりも迅速なものとすることができる。
一実施形態では、被覆光源を検査して光源の光出力を検証する。色及び光出力の原位置における検査が品質制御をもたらし、光源の完全な封入前に被覆が所望の肉厚に達することを保証する。検査に不合格であった光源は、さらなる処理用に戻すことができる。
方法５００は、ブロック５５０にて終了する。一実施形態では、液体接着剤を塗布して接着剤層５３０を形成するステップと、接着剤層の少なくとも一部を流動化発光材料５５０内に浸漬するステップは、所望の被覆肉厚と所望数の発光粒子が得られるまで繰り返すことができる。
図５に記載した方法は、単一光源の製作に限定されないが、一度に光源列を形成するのに用いることができる。一つの光源或いは複数の光源を、より大きな回路基板或いは別のより大きなデバイス上に配設することができる。接着剤層は選択的に光源上に配設するが、より大きなデバイスの残りの部分には配設しない。より大きなデバイス全体を、流動化装置内に配置することができる。流動化した発光物質は光源上の接着剤層に選択的に接着され、より大きなデバイスの残りの部分を被覆しないままとする。光源を他の集積回路チップを含む印刷回路基板の一部とすることのできる実例には、例えば、本願出願人より提供される、「チップレッド（Chipled）」製品基台（型番：ＨＳＭＲ−Ｃ１９１）、「ゴジラ（Godzilla）」製品基台（型番：ＨＳＭＡ−Ｃ５４０−Ｆ０００１）、「アーティック ゴジラ（Artic Godzilla）」（型番：ＨＳＭＵ−Ｃ４３０−ＱＴ００１）、「ポリレッド（Polyled）」等のボンディングワイヤ付きリードフレーム（型番：ＨＬＭＰ６３００）等が含まれる。
所定の出力スペクトルを有する光源を製作する上記の方法は、例示方法を提供するものである。本方法は、所定のスペクトル出力を有する光源を製作する可能な手法を例示するものである。更に、本発明に対する様々な改善と改変が当業者には想起されるであろうが、これらの改善と改変は特許請求の範囲に記載した本発明の範囲内に包含されよう。
以上のように、本発明の好適実施形態について示したが、記載した実施形態は全ての点において例示的であって限定的ではない。即ち、本発明は、その基本的特徴から逸脱することなく、他の具体的形態で実施することができる。本発明の範囲は、添付の特許請求範囲とその等価物によって決められるものである。
１００ スルーホール組立体
１１０ 青色ＬＥＤ
１２０ 受容体
１３０ 電気要素
１４０ ボンディングワイヤ
１５０ 導電体
１６０ 蛍光体層
１７０ 透明エポキシ
２１０ ＬＥＤチップ
２２０ コンタクトベース
２３０ 反射器カップ
２４０ ワイヤ
２６０ エポキシ光学ドーム
２７０ 蛍光体材料層
２７５ 蛍光体材料層
３００ 照明装置
３１０ 光源
３２０ 装着面
３３０ 薄肉接着剤層
３３５ 薄肉接着剤層
３４０ 発光粒子
３４５ 発光粒子
４００ 流動化装置
４１０ 底部チャンバ
４２０ 流動化プレート
４３０ 空気流入ポート
４４０ 上部チャンバ
１１０ 青色ＬＥＤ
１２０ 受容体
１３０ 電気要素
１４０ ボンディングワイヤ
１５０ 導電体
１６０ 蛍光体層
１７０ 透明エポキシ
２１０ ＬＥＤチップ
２２０ コンタクトベース
２３０ 反射器カップ
２４０ ワイヤ
２６０ エポキシ光学ドーム
２７０ 蛍光体材料層
２７５ 蛍光体材料層
３００ 照明装置
３１０ 光源
３２０ 装着面
３３０ 薄肉接着剤層
３３５ 薄肉接着剤層
３４０ 発光粒子
３４５ 発光粒子
４００ 流動化装置
４１０ 底部チャンバ
４２０ 流動化プレート
４３０ 空気流入ポート
４４０ 上部チャンバ
Claims (25)
- 光源を被覆する方法であって、
前記光源に液体接着剤を塗布して接着剤層を形成するステップと、
発光材料を流動化させるステップと、
前記接着剤層の少なくとも一部を前記流動化された前記発光材料内に浸漬するステップとを有することを特徴とする方法。 - 前記液体接着剤は、無水エポキシとエポキシ−アミンと透明ポリエステルと架橋性ポリウレタンと紫外線硬化型エポキシ樹脂とからなる群から選択された液体接着剤であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記液体接着剤は、界面活性剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記液体接着剤を加熱するステップを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記光源を加熱するステップを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記液体接着剤を前記光源へ塗布するステップは、噴霧とローラ掛けと浸漬と印刷からなる群から選択される技法により遂行することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記液体接着剤を前記光源に塗布するステップは、噴霧装置を用いて前記液体接着剤を前記光源に噴霧するステップを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記噴霧装置は、感熱インクジェット式プリンタと、圧電インクジェット式プリンタと、時限加圧調合システムと、工業用塗布機械と、インク噴霧マーキング機械と、連続式インクジェット技術機械からなる群から選択することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
- 前記液体接着剤の粘度を監視するステップを更に有することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
- 前記光源は、可視光発光ダイオードと可視光レーザダイオードと紫外光発光ダイオードと紫外光レーザダイオードからなる群から選択することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記発光材料は、前記接着剤層内に配設したことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記発光材料は、前記接着剤層上に配設したことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記発光材料が、蛍光体化合物と、流動化促進物質とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記流動化促進物質は揺変剤であることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
- 前記流動化促進物質は乾式シリカであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
- 前記接着剤層を加熱するステップを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記接着剤層の少なくとも一部を前記流動化発光材料内に浸漬する前に前記接着剤層を乾燥するステップを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記接着剤層の少なくとも一部を前記流動化発光材料内に浸漬するときに前記接着剤層を湿潤状態に保つステップを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記接着剤層を硬化させるステップを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記接着剤層の硬化ステップは、従来の熱硬化と紫外線硬化とマイクロ波硬化からなる群から選択される技法により遂行することを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
- 前記光源の光出力を点検するステップを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 照明装置の製作方法であって、
発光デバイスを配設するステップと、
前記発光デバイス上に液体接着剤を噴霧して接着剤層を形成するステップと、
蛍光体化合物と乾式シリカの混合物を流動化するステップと、
前記接着剤層の少なくとも一部を前記流動化させた前記蛍光体混合物及び前記乾式シリカの混合物内に浸漬するステップを有することを特徴とする方法。 - 前記発光デバイスが反射鏡カップ内に配設されることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
- 光源を被覆する装置であって、
前記光源に液体接着剤を塗布して接着剤層を形成する手段と、
発光材料を流動化する手段で、前記接着剤層の少なくとも一部を受容するよう設けた前記手段を備えることを特徴とする装置。 - 前記接着剤層を硬化させる手段を更に備えることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
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