JP5377543B2 - 色変換シートおよびその製造方法並びにそれを用いた発光ダイオード照明器具 - Google Patents
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Description
このように製造された色変換シートは、蛍光部材の一面が基板の一面と面一となる平坦面で構成され、他面が開口内に位置する凹型メニスカスの下面で構成されているので、蛍光部材の基板からの突出がなく、発光ダイオード実装基板への装着時などに蛍光部材表面の損傷や汚染の発生を抑え、光学特性の低下を抑制できる。
図1はこの発明の実施の形態1に係るLED照明器具の構成を模式的に示す断面図である。
色変換シート4は、LED実装基板2上に配設されたときに、LED3のそれぞれに相対する開口6が形成された基板5と、蛍光体が分散されたシリコーン樹脂からなり、開口6に充填・硬化された蛍光部材7と、基板5の一面の全面に形成された再剥離性接着剤層8と、を備えている。開口6に充填・硬化された蛍光部材7は、その一面が基板5の一面に形成された再剥離性接着剤層8と略面一な平坦面で構成され、他面が開口6内に位置する凹型メニスカスの下面で構成されている。そして、色変換シート4は、LED実装基板2に突設された支持台座9に支持されて、蛍光部材7がLED3に近接して相対するようにLED実装基板2に配設され、LED実装基板2あるいは筐体に取り付けられる。
蛍光部材7は、蛍光体が分散されたシリコーン樹脂で構成されているので、LED3から発せられる熱や光に起因する変色の発生が抑えられ、長期的に安定した光学特性が得られる。
リフレクタ10が色変換シート4を介してLED実装基板2の上部に配設されているので、リフレクタ10はLED3から発せられる熱や光による影響を受けにくくなる。そこで、リフレクタ10として樹脂成型体を用いることができ、低コスト化が図られる。また、リフレクタ10に代えて、樹脂製の光学部品を用いても、光学部品の熱劣化や光分解による変色がおきにくいので、光学部品として透明ガラスなどの無機透明材料を用いる必要がなく、低コスト化が図られる。
開口6を基板5にプレス成形するに先立って、再剥離性接着剤層8を基板5の一面に形成しているので、再剥離性接着剤層8の開口6内へのはみ出しが抑えられる。
基板5は、その材料は特に限定されるものではなく、蛍光部材7を支持でき、かつハンドリング性を確保する剛性があればよい。特に、樹脂や金属のシート材であれば、加工成形性に優れており好ましく、さらには、LED3から発生する熱に耐えうる耐熱性があれば好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリル、ポリアミド、ABS樹脂、AS樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂シート、やこれらの樹脂を繊維強化した繊維強化樹脂シートは、高密度に極性基を有することからシリコーン樹脂との密着性を確保できるとともに、加工成形性に優れているため好ましい。また、銅、ステンレス、アルミニウムなどの金属も同様に好ましい。
塞口板11は、表面が平滑であればよく、その材料は特に限定されない。特に、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂シートは、極性基を高密度に有していないことから、シリコーン樹脂との離型性が高いため好ましい。
また、複数のノズルを有するディスペンサを用いると、量産性が向上する。この場合、複数のノズルから1つの開口6に液状のシリコーン樹脂12を充填すると、液状のシリコーン樹脂12は予め濡れ広がった状態で開口6に充填されるので、開口6の広さが広くなっても、レベリングし易くなる。しかし、ノズル毎に吐出量が異なるため、複数のノズルのそれぞれから異なる開口6に同時に液状のシリコーン樹脂12を充填させることは、蛍光部材7の厚みのバラツキを発生させるので、好ましくない。
液状のシリコーン樹脂12を加熱硬化させる場合には、基板5および塞口板11の反りを考慮する必要がある。基板5と塞口板11とが同じ材質であれば、反りは発生しないが、両者が異なる材料であれば、熱膨張率差から反り発生する。そこで、一方の曲げ剛性が他方の曲げ剛性に対して十分に大きくなるように、基板5および塞口板11の材質を選択すればよい。つまり、液状のシリコーン樹脂12の加熱硬化後の基板5および塞口板11の反りが蛍光部材7の許容厚さバラツキと開口6の広さから確定された許容反り量より小さくなるように、基板5および塞口板11の材質を選択すればよい。
図3はこの発明の実施の形態2に係るLED照明器具に用いられる色変換シートの製造方法を説明する工程断面図である。
まず、図3の(a)に示されるように、2枚の積層板13を粘着剤15により貼り合わして基板としての積層体14を作製し、再剥離性接着剤層8が、積層体14の一面の全面に形成される。ついで、図3の(b)に示されるように、開口6が積層体14にプレス成形により形成される。ここで、開口6はLED実装基板2に実装されたLED3のそれぞれに対向する位置関係で積層体14に形成される。つぎに、図3の(c)に示されるように、平坦な塞口板11を再剥離性接着剤層8により積層体14の一面に貼り合わせる。ついで、蛍光体が分散された液状のシリコーン樹脂12を塞口板11により塞口された開口6に充填し、レベリングする。これにより、液状のシリコーン樹脂12は、図3の(d)に示されるように、凹型のメニスカスとなる。レベリングの後、図3の(e)に示されるように、シリコーン樹脂12を硬化させる。ついで、塞口板11を基板5から剥離し、図3の(f)に示されるように、開口6内に蛍光部材7が充填された色変換シート4Aが得られる。
Claims (12)
- 発光ダイオードが実装された発光ダイオード実装基板に装着される色変換シートであって、
上記発光ダイオード実装基板に装着されたときに、上記発光ダイオードに対向する部分に開口が形成された基板と、
蛍光体が分散されたシリコーン樹脂の硬化体からなり、上記開口内に配設されて上記基板に支持され、一面が上記基板の一面と面一となる平坦面で構成され、他面が上記開口内に位置する凹型メニスカスの下面で構成されている蛍光部材と、
を備えていることを特徴とする色変換シート。 - 上記基板は、複数枚の積層板を粘着剤により貼り合わせて作製された積層体であることを特徴とする請求項1記載の色変換シート。
- 再剥離性接着剤層が上記基板の一面に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の色変換シート。
- 上記液状のシリコーン樹脂は、付加型液状シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の色変換シート。
- 上記蛍光体は、無機酸化物であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の色変換シート。
- 発光ダイオードが実装された発光ダイオード実装基板に装着される色変換シートの製造方法であって、
上記発光ダイオード実装基板に装着されたときに、上記発光ダイオードに対向する開口を基板に形成する工程と、
上記開口を塞口するように上記基板の一面に平坦な塞口板を貼り付ける工程と、
蛍光体が分散された液状のシリコーン樹脂を上記開口に充填する工程と、
上記開口に充填された上記液状のシリコーン樹脂をレベリングする工程と、
レベリングされた上記液状のシリコーン樹脂を硬化して、一面が上記基板の一面と面一な平坦面で、かつ他面が上記開口内に位置する凹型メニスカスの下面で構成された蛍光部材を作製する工程と、
上記塞口板を上記基板から剥離する工程と、
を備えていることを特徴とする色変換シートの製造方法。 - 上記開口を上記基板に形成するに先立って、再剥離性接着剤層を上記基板の一面に形成することを特徴とする請求項6記載の色変換シートの製造方法。
- 上記液状のシリコーン樹脂は、ディスペンサを用いて上記開口に充填されることを特徴とする請求項6又は請求項7記載の色変換シートの製造方法。
- 上記基板は、複数枚の積層板を粘着剤により貼り合わせて作製された積層体であることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の色変換シートの製造方法。
- 上記液状のシリコーン樹脂は、付加型液状シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の色変換シートの製造方法。
- 上記蛍光体は、無機酸化物であることを特徴とする請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載の色変換シートの製造方法。
- 発光ダイオードが実装された発光ダイオード実装基板と、
上記開口が上記発光ダイオードに対向するように、上記発光ダイオード実装基板上に配設された請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の色変換シートと、
を備えた発光ダイオード照明器具。
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