TWI827945B - 螢光體製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明的螢光體製造方法包括：（A），利用切割片刮除螢光體原板的表面，形成切割溝並使切割溝形成一列；（B），利用研磨機去除形成有切割溝的原板的表面中的預定厚度來去除原板的表面側產生的不平坦的部位，不平坦部位當形成切割溝時沿著切割溝的長度方向形成於外側，是切割片進入螢光體原板時產生的多個粒子的微碎現象引起的；（C），在原板的形成有切割溝的面均勻地形成亮度增強層；及（D），利用研磨機去除原板的形成有切割溝的面的相反面中的預定厚度，使得原板個別化為作為發光二極體用顏色轉換部件的多個螢光體。

Description

螢光體製造方法

本發明關於螢光體製造方法。更詳細地，關於如下的方法：當製造用於變更從發光二極體（LED）晶片發出的光的波長的顏色轉換部件等的螢光體時，將大尺寸的螢光體原板分割為小尺寸的單個晶片。

在日本公開專利第2009-96653號（2009年5月7日公開，先前技術文獻）公開了顏色轉換部件製造方法。顏色轉換部件附著在發光二極體晶片的前方，來轉換從發光二極體晶片發出的光的波長。若將作為顏色轉換部件的螢光膜適用於藍色發光二極體，則可獲取白色發光二極體。

在先前技術文獻中公開了一種製程作為製造顏色轉換部件的多個方法中的一種，上述製程包括混合玻璃粉末和螢光體粉末的製程、成型製程、塑性製程、加壓製程、加工製程等（參照先前技術文獻的圖1）。

通常，以薄且寬的板形態製造顏色轉換部件後，在後加工製程將其分割為多個小螢光體。原因在於，與直接以所需的尺寸製造螢光體相比，製造寬的螢光體原板且將其分割為多個更有利於節減製造所需的材料、時間、製程步驟。

當將原板切割為所需尺寸的螢光體時，主要使用切割機。在切割機設置有旋轉的切割片。在切割片轉動的狀態下，若外刃進行移動來穿透原板，則完成切割。可使切割片沿著直線或曲線路徑移動，來將原板形成為所需形狀的螢光體。

在此情況下，當切割片與螢光體原板進行摩擦時，在原板的一部分碎掉的同時切割原板。原因在於，顏色轉換部件通常是將多個小粒子凝聚而成的。因此，如圖5所示，發生所切割的螢光體的外圍不平坦的微碎現象。

若如上所述的螢光體的側面不平坦，則可降低設置螢光體的整個發光二極體發光模組的性能。在螢光體的不平坦的側面與其他部件之間形成微細的縫隙，來使得光漏泄。由此，可將光品質的劣化和直線度的劣化加深。並且，在施加振動的條件下，該縫隙可變大或變形，光能可集中在該縫隙並對該縫隙進行加熱。並且，根據情況，可在螢光體的表面形成反射膜或亮度增強層，由於該不平坦的面，膜可能形成得不均勻，或者在膜中形成孔，或者形成不平坦的膜。

[先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本公開專利第2009-96653號（2009年5月7日公開）。

[技術問題]

本發明的實施例提供如下的螢光體製造方法：可平滑地切割顏色轉換部件（螢光體）的側面並形成亮度增強層，由此提高設置顏色轉換部件的發光二極體發光部件的可靠性和耐久性，並可提高光的品質。 [技術方案]

本發明一實施方式的螢光體製造方法包括：步驟（A），利用切割片刮除螢光體原板的一表面，來在上述原板形成多個切割溝並使上述切割溝形成一列；步驟（B），利用圓盤形的研磨機去除形成有上述切割溝的上述原板的表面中的預定厚度來去除在上述原板的表面側產生的不平坦的部位，上述不平坦部位當形成上述切割溝時沿著上述切割溝的長度方向形成於外側，是上述切割片進入上述螢光體原板時產生的多個粒子的微碎現象引起的，上述多個粒子構成上述原板；步驟（C），在上述原板的形成有上述切割溝的面均勻地形成亮度增強層；以及步驟（D），利用圓盤形的研磨機去除上述原板的形成有上述切割溝的面的相反面中的預定厚度，來使得上述原板個別化為作為發光二極體用顏色轉換部件的多個螢光體，當使螢光體個別化時，可預防由於形成切割溝而可在個別螢光體的側面產生的不平坦的面並形成平滑的亮度增強層。

並且，上述亮度增強層可以為均勻地蒸鍍在上述螢光體的表面的二氧化矽膜。

並且，上述切割片以寬度朝向外側逐漸減少的倒角形形成，上述切割溝的寬度朝向外側逐漸增加來形成傾斜的側面，上述亮度增強層還可均勻地形成在上述切割溝的傾斜的側面，可製造在上部面和傾斜的側面形成有上述亮度增強層的螢光體。

並且，在上述步驟（C）中，在真空腔室內設置上述原板，使上述原板的形成有上述切割溝的面朝下，驅動使二氧化矽結晶蒸發的亮度增強層形成裝置，將二氧化矽蒸汽凝結在上述原板的表面直到形成預定厚度的亮度增強層為止。

並且，在上述步驟（B）的利用圓盤形的研磨機去除上述原板的表面中的預定厚度後，本發明還可包括通過去除形成有上述切割溝的表面中的預定厚度來使得表面變得平滑的細磨步驟。 發明的效果

根據本發明，當將螢光體原板分割為多個個別螢光體時，可消除因微碎現象而產生的粗糙的面。由此，可提高設置螢光體的整個系統的可靠性和耐久性。並且，可在螢光體的外部面形成平滑的亮度增強層。

以下，參照圖式說明本發明的實施例。圖式示出本發明的例示性形態，這僅為了更詳細地說明本發明而提供，本發明的技術範圍並不限定於此。

並且，與元件符號無關地，對於相同或相對應的結構要素賦予相同的參照標記，並省略對於其的重複說明，為了便於說明，所圖示的各個結構部件的大小及形狀有所誇張或縮小。

另外，包括如第一或第二等的序數的術語可用於說明各種結構要素，上述結構要素並不限定於上述術語，上述術語僅用於將一個結構要素區別於另一個結構要素。

圖1為本發明實施例的螢光體製造方法的簡圖，圖2及圖3為按照步驟示出通過本發明實施例的螢光體製造方法進行加工的產物的主視圖和剖視圖，圖4為示出通過本發明實施例的螢光體製造方法製造的螢光體的剖面立體圖，圖5為示出先前技術的螢光體產物的圖。所示的螢光體原板1的表面的粗糙度、傾斜度等可在比例上有所誇張。這是為了便於說明。

首先，準備所要分割為單個螢光體11的螢光體原板1。本發明可適用於各種螢光體11，在本實施例中，以作為適用於發光二極體發光部件的顏色轉換螢光體的螢光體11為例進行說明。為了將藍色發光二極體用作白色發光二極體，廣泛利用晶片或膜形態的螢光體11。如在先前技術文獻中所公開的內容，可向螢光物質粉末和玻璃粉末適用壓縮、燒結等的製程，來製造圓盤形的螢光體原板1。螢光體原板1還能夠以四邊形製造。

上述螢光體原板1並不是適用於實際產品的尺寸，需分離為小的螢光體11。並且，表面可能是粗糙的或者還能夠以曲面形成，因此需進行平坦化作業。

圖1中所示的製程＜1＞為粗磨（rough grinding）製程。如圖1及圖2的製程＜0＞所示，在新製造的螢光體原板1中，被支撐面G支撐的底部B平坦，但上部T不平坦或傾斜。如圖2的製程＜0＞所示，由於中間薄且外側厚，上部T通常具有曲面形態。如圖2的製程＜1＞所示，通過在製程＜1＞中利用研磨機21研磨上部T，可以獲取平坦的上部T。但是，上部T仍然有輕微的凹凸。即，表面粗糙度（surface roughness）未達到所需的水平。因此，之後通過細磨（fine grinding）作業使其變得平滑。

研磨作業可利用表面研磨機21進行。研磨機21在使寬的圓盤旋轉的同時磨削螢光體原板1的表面。通過研磨作業，螢光體原板1的厚度逐漸均勻地減少。可通過具有以能夠移動的方式支撐研磨機21的支架、用於放置螢光體原板1的支撐台以及控制部的機械設備構建研磨系統。

製程＜2＞可翻轉螢光體原板1來在底部B進行粗磨作業。底部B在很多情況下通常不傾斜，但可具有一些微細的凹凸，因此，可選擇性地進行該製程。

製程＜3＞利用切割片25切割螢光體原板1的上部T。但是，上述製程為如拉口子僅切割至一部分的厚度來形成切割溝17，而不是完全切割螢光體原板1來分為小的螢光體11。可利用寬度朝向外側逐漸減少的倒角（bevel）形的切割片25。由此，切割溝17的寬度也朝向外側逐漸變寬。若採用倒角形的切割片25，則如圖4所示，傾斜形成最終製造的螢光體11的側面。

在整個螢光體原板1隔著規定間隔形成多個直線形切割線13，並沿著與上述直線垂直的方向再次形成多個切割線13。切割線13之間的空間與所要最終切割的螢光體11的寬度相對應。

在此情況下，如圖2的製程＜3＞所示，在切割溝17上端的兩側面部，即，將要形成螢光體11的側面上側的部位形成微碎部18。螢光體原板1的表面為在最前方承受切割片25的部位，由於是螢光體原板1與外部之間的邊界，更多的材料被切割片25的旋轉剝離。螢光體原板1通過將多個顆粒凝聚而成，當切割片25進入時，上述顆粒被剝離，多個顆粒主要在螢光體原板1的表面不均勻地被剝離。即，微碎部18的大部分形成在螢光體原板1的表面側。上述微碎部18為將螢光體原板1的上部面邊緣及側面變得不平坦的原因，需去除其才可以獲取平滑的螢光體11。

為了將其去除，在圖1的製程＜4＞中，再次對形成有微碎部18的切割溝17的上部面，即，螢光體原板1的上部T進行粗磨。若完成粗磨，則如圖2的製程＜4＞所示，微碎部18被去除。但是，仍具有微细凹凸。在此製程中，若使用過於粗糙的研磨機21，則雖有利於去除微碎部18，但可能獲取粗糙的表面，若利用過於微細的研磨機21，則去除傾斜面所需的作業時間過長。可根據最終產品所需的粗糙度、作業時間、設備的可靠性等來選擇研磨機21的粗糙度。

在圖1的製程＜5＞中，進行將這些微細凹凸也去除來減少粗糙度，由此滿足最終規格的作業。為了使上部T盡可能變得平滑，進行細磨。如圖2的製程＜5＞所示，若實施該製程，則上部T變得更加平滑。當然，若進一步放大觀察圖2的製程＜5＞部分所示的表面，則再次示出粗糙的表面，但不能無限地進行細磨。只要以能夠獲取滿足最終產品所需的規格的粗糙度水準進行細磨即可。根據情況，還可改變微細研磨機22的程度來進行多次細磨，以滿足所需的規格。另外，在達到製程＜4＞的產物所需的粗糙度的情況下，可以不必進行製程＜5＞的細磨。粗磨、細磨為相對概念。可根據材料的特性、所需規格設置粗磨和細磨的粗糙度。當然，可將粗磨和細磨的產物粗糙度設置為使細磨產物的粗糙度小於粗磨產物的粗糙度。從目的上來說，可以說是如下的拋光作業：粗磨的目的在於實質上減少原板的厚度並減少粗糙度，細磨的目的在於進一步減少粗糙度，而不是減少厚度。

通過上述製程獲取了具有平滑的表面的螢光體原板1，上述螢光體原板1形成有傾斜的切割溝17。之後，在上述表面形成亮度增強層30。即，在表面形成用於增強亮度的膜。上述亮度增強層30可將二氧化矽（SiO ₂）用作材料來形成。在發光二極體晶片發出的光可在通過螢光體11的同時轉換光的波長，並且，可在通過螢光體11外側的亮度增強層30來提高亮度。即，光可在通過由二氧化矽製備的亮度增強層30的同時集中在中心。當波長為530nm時，構成發光二極體模組的各個層的折射率如下，即，發光二極體晶片為2.4，二氧化矽為1.4，空氣為1。從發光二極體晶片發出的光在通過二氧化矽、空氣，即，折射率低的位置的同時集中在中心。由此，可獲取提高整個發光二極體模組的總光亮的效果。並且，可利用堅固的二氧化矽層保護由各種材料凝聚而成的螢光體11的外側表面，由此還可提高螢光體11的耐久性。

使用這種二氧化矽作為材料的亮度增強層30可通過膜蒸鍍方式形成。可例舉如下方式，在真空腔室內固定螢光體原板1並使得螢光體原板1的形成有切割溝17的面朝下，利用亮度增強層形成裝置29蒸發螢光體原板1下方的二氧化矽結晶，使得二氧化矽蒸汽凝結在螢光體原板1的表面，直到形成所需厚度的膜。蒸發二氧化矽結晶的方法可例舉熱蒸發、電子束蒸發、濺射。

如上所述，若通過蒸鍍方式在螢光體原板1的形成有切割溝17的面形成亮度增強層30，則如圖2的製程＜6＞所示，將亮度增強層30蒸鍍至切割溝17內部。如上所述，利用倒角形的切割片25形成了切割溝17，因此，還可在切割溝17的傾斜的側面均勻地蒸鍍亮度增強層30。結果，可獲取在側面也形成有亮度增強層30的螢光體11。若亮度增強層30形成至螢光體11的側面，則可使亮度增強功能最大化。

在螢光體原板1形成切割溝17並蒸鍍至亮度增強層30。但是，尚未完全分割為多個螢光體11。在圖1的製程＜7＞中，最終將螢光體原板1分割為螢光體11。在切割溝17朝下的狀態下，在底部B實施粗磨作業。通過粗磨作業，螢光體原板1的厚度從底部B逐漸減少。如圖3所示，若繼續進行作業，則研磨機21最終到達至切割溝17。結果，如圖2的製程＜7＞及圖3所示，螢光體原板1分離為多個小螢光體11。進而，若在分離之後還進一步向下移動研磨機21，則多個螢光體11的厚度進一步變薄。這可持續至獲取所要的螢光體11厚度為止。即，通過製程＜7＞，可在分離螢光體11的同時調整厚度。

通過如上所述的製程，可獲取多個圖4所示的螢光體11。完成的螢光體11為六面體，呈截面面積朝向一側逐漸增加的形狀。即，傾斜形成四個面。並且，在外側形成亮度增強層30。亮度增強層30形成在六個面中的五個面，在下側的一面不形成亮度增強層30。上述下側的面為與發光二極體晶片相接觸的部位，不應形成亮度增強層30。

通常，若形成切割溝17，則平滑地形成切割溝17的深側，將外側，即，圖2的製程＜3＞中放大示出的部位粗糙地形成為微碎部18。當利用切割片25直接將螢光體原板1切割為螢光體11，而不是通過形成切割溝17的方式將原板1切割為螢光體11時，如圖5所示，所形成的螢光體11的側面非常粗糙。這是利用切割片25切割螢光體原板1的常見問題。

而且，當在保留微碎部18的狀態下形成亮度增強層30時，亮度增強層30可能不會整齊地蒸鍍在螢光體11且蒸鍍的不均勻，根據情況，在亮度增強層30還可形成空的空間。若螢光體11的側面形成得不平坦或者不均勻地形成亮度增強層30，則可降低設置螢光體11的整個發光二極體模組的性能，並可降低耐久性。尤其，可使光的品質嚴重劣化。在本發明的實施例中，通過結合以上所說明的製程來解決了這種問題。

以上，對本發明的實施例進行了說明，但只要是本技術領域的普通技術人員可在不超出發明要求保護範圍中記載的本發明的思想範圍內，通過結構要素的附加、變更、刪除或追加等對本發明進行各種修改及變更，這也將包含在本發明的發明要求保護範圍內。

1:螢光體原板 11:螢光體 13:切割線 17:切割溝 18:微碎部 21、22:研磨機 25:切割片 29:亮度增強層形成裝置 30:亮度增強層 B:底部 G:支撐面 T:上部

圖1為本發明實施例的螢光體製造方法的簡圖。 圖2及圖3為按照步驟示出通過本發明實施例的螢光體製造方法進行加工的產物的主視圖和剖視圖。 圖4為示出通過本發明實施例的螢光體製造方法製造的螢光體的剖面立體圖。 圖5為示出先前技術的螢光體產物的圖。

1:螢光體原板

11:螢光體

13:切割線

17:切割溝

21、22:研磨機

25:切割片

29:亮度增強層形成裝置

30:亮度增強層

Claims (1)

1. 一種螢光體製造方法，包括以下步驟：步驟(A)，利用切割片刮除螢光體原板的一表面，來在所述螢光體原板形成多個切割溝並使所述切割溝形成一列；步驟(B)，利用圓盤形的研磨機去除形成有所述切割溝的所述螢光體原板的表面中的預定厚度來去除在所述螢光體原板的表面側產生的不平坦的部位，當形成所述切割溝時沿著所述切割溝的長度方向形成於外側，所述不平坦的部位是所述切割片進入所述螢光體原板時產生的多個粒子的微碎現象引起的，所述多個粒子構成所述螢光體原板；步驟(C)，在所述螢光體原板的形成有所述切割溝的面均勻地形成亮度增強層；以及步驟(D)，利用圓盤形的研磨機去除所述螢光體原板的形成有所述切割溝的面的相反面中的預定厚度，來使得所述螢光體原板個別化為作為發光二極體用顏色轉換部件的多個螢光體，當使所述螢光體個別化時，預防由於形成所述切割溝而能夠在個別所述螢光體的側面產生的不平坦的面並形成平滑的所述亮度增強層，其中，所述切割片以寬度朝向外側逐漸減少的倒角形形成，所述切割溝的寬度朝向外側逐漸增加來形成傾斜的側面，所述亮度增強層還能夠均勻地形成在所述切割溝的所述傾斜的側面，以能夠製造在上部面和所述傾斜的側面形成有所述亮度增強層的螢光體，其中，所述亮度增強層為均勻地蒸鍍在所述螢光體的表面的二氧化矽膜，其中，在所述步驟(C)中，在真空腔室內設置所述螢光體原板，使所述螢光體原板的形成有所述切割溝的面朝下，驅動使二氧化矽結晶蒸發的所述亮度增強層形成裝置，將二氧化矽蒸汽凝結在所述螢光體原板的表面直到形成預定厚度的所述亮度增強層為止， 其中，在所述步驟(B)的利用圓盤形的研磨機均勻地去除所述螢光體原板的表面中的預定厚度後，還包括通過去除形成有所述切割溝的表面中的預定厚度來使表面平滑的細磨步驟。