(57)【要約】  本発明は一つのＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法が開示され、その特徴が以下のステップである。ボードの用意：固設した複数のＬＥＤ光源のＬＥＤモジュールボードを提供し、ＬＥＤ光源がフリップチップ構造を採用し、その金属電極が上述の基板のパッドに固設される。スクリーンの設置：スクリーンを提供し、穴は上述の基板上のそれぞれのＬＥＤ光源の発光面に対応し、各上述穴はＬＥＤ光源の発光面と類似形であり、上述穴の投影サイズは対応したＬＥＤ光源の発光面のサイズの１．０３〜１．２倍であり、且つ、上述スクリーンの底部と上述ＬＥＤ光源のボードの距離は０．２〜１ｍｍである。印刷：蛍光パウダーをスクリーンの頂面でスクリーン印刷し、各上述の穴が蛍光パウダーで充満するまで印刷し続ける。成型：スクリーン印刷された上述の基板をオーブン設備に入れて焼くことで、上述の蛍光パウダーが固化される。本技術発明では、ＬＥＤ光源の発光面のエッジ部分が十分にコーティングされたので、ＬＥＤモジュール全体が発光角度上での光色効果が同じであることを保証できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法であって、
ボードの用意：ＬＥＤモジュールボードを提供し、前記ＬＥＤモジュールボードはひとつの基板とその上に固設された複数のＬＥＤ光源によって構成され、前記ＬＥＤ光源がフリップチップ構造を採用し、その金属電極が前記基板のパッドに固設される；
スクリーンの設置：スクリーンを提供し、穴は前記基板上のそれぞれのＬＥＤ光源の発光面と対応し、各前記穴が対応するＬＥＤ光源の発光面での投影が当該ＬＥＤ光源の発光面と類似する形で、前記穴の投影サイズは対応するＬＥＤ光源の発光面のサイズの１．０３〜１．２倍であり、且つ、前記スクリーンの底部と前記ＬＥＤ光源のボードとの距離は０．２〜１ｍｍである；
印刷：調合されたコロイド状の蛍光パウダーを前記スクリーンの頂面でスクリーン印刷し、各前記穴が蛍光パウダーで充満するまでに印刷し続け、終ったら前記スクリーンを取り除く；及び
成型：スクリーン印刷された前記基板をオーブン設備に入れて焼くことで、前記蛍光パウダーが固化される、
ステップを特徴とする、ＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法。
【請求項２】
前記基板上のＬＥＤ光源の光面形状が同じであり、高さも同じであることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法。
【請求項３】
調合した上述蛍光パウダーが印刷される場合、その運動粘度の範囲は７０〜２００ｍｍ２／Ｓであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法。
【請求項４】
前記スクリーンがステンレス板であり、前記穴の周りの厚さは同じであることを特徴とする、請求項３に記載のＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法。
【請求項５】
前記成型ステップで静置ステップがあり、前記スクリーンが取り除かれると、蛍光パウダーコーティングされた上述基板全体を一定の静置時間に放置されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法。
【請求項６】
前記ＬＥＤチップが４４０〜４７０ｎｍの青光であり、前記蛍光パウダーが青光を黄光に変換されるものであることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法。
【請求項７】
前記基板がガラス繊維、セラミックス又は金属板であることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤモジュールの蛍光パウダースクリーン印刷技法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤモジュールの製造技法、具体的にはＬＥＤモジュールの蛍光パウダースのクリーン印刷技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明領域では、白光のＬＥＤ光源の技術はすでに比較的に成熟しており、この中にもっとも使用されているのは青光のＬＥＤ光源と励起させると黄光を発光する蛍光パウダーの組合せ、青光とそれによって励起した黄光が混合させることで、白光の可視光のスペクトルが得られることである。
【０００３】
体積の小さいＬＥＤの特徴によると、高光束と高効率の照明が必要な場合、多数のＬＥＤ光源が必要となり、普通の方法では、単一の白光光源を利用して、決められた数の白光光源がひとつの基板に固設され、十分な光束を得られるようにモジュール化され、この技法の加工技術が比較的完備し、技術的にも相対的に成熟しており、ただし個々のＬＥＤ光源が単独にパッケージングする必要があるので、即ち、すべての一つ一つのＬＥＤ光源に対して、ダイボンド、モールド、パウダーコーティング、パッケージなどの完全な工程が必要であり、今では大規模な量産能力があっても、その資材や工程時間を減らす方法がない。
【０００４】
この問題に対して、現在ひとつの解決方法はＣＯＢ（ｃｈｉｐ−ｏｎ−ｂｏａｒｄ）の方式を採用し、ＬＥＤチップが直接に基板に固設され、ＬＥＤモジュールをパッケージングせず、全体のＬＥＤモジュールで蛍光パウダーを処理し、最終的に複数ＬＥＤ光源を固定した基板がパッケージングされ、個々のＬＥＤ光源を処理する資材と工程時間が節約され、ＬＥＤモジュールの生産コスト、時間も改善される。ただし、ＬＥＤ光源の特徴によると、光子が半導体チップから自由空間へ出射する前に、何回も全反射又は屈折され、チップ全体の頂面からも側面からも光束が出るので、蛍光パウダー処理の最適な状態が個々の発光面を均等に覆うことであり、これによってＬＥＤ光源の各発光角度からの光色効果が同じである。このＣＯＢ方式こそ、蛍光パウダーコーティングを全体処理する際、高効率と大面積のコーティングを保証すると同時に、個々のＬＥＤ光源の蛍光パウダーコーティングの幾何形状が同じであることが難しく、特に発光面のエッジ部分にコーティングされた蛍光パウダーが均等でない可能性があり、最終的にＬＥＤモジュール全体が違う発光角度からの光色効果が不一致となって、白光照明の質が劣ることとなって、ひどい時は人に不快感さえ与え、特に基板は平面でないとき、均等にコーティングすることも保証できなくなり、個々のＬＥＤチップに対して有効にコーティングするため、大量の蛍光パウダーが使用されることによって、蛍光パウダーが十分にＬＥＤチップの側面に覆うこととなるが、これによって蛍光パウダーが浪費される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のひとつの目的はＬＥＤモジュールの蛍光パウダースのクリーン印刷技法を提供し、ＬＥＤモジュールが大面積に蛍光パウダーコーティングする際、ＬＥＤチップの発光面のエッジ部分が処理しにくい問題を解決する。本発明のもう一つの目的は高効率のＬＥＤモジュールの蛍光パウダーコーティング技法を提供することである。さらに、もうひとつの目的は低消耗で大面積ＬＥＤモジュールの蛍光パウダーコーティング技法を提供することである。本技術発明は以下の通り：
【０００６】
ＬＥＤモジュールの蛍光パウダーのスクリーン印刷技法は以下のステップがある：
【０００７】
ボードの用意：ＬＥＤモジュールボードを提供し、上述のＬＥＤモジュールボードはひとつの基板とその上に固設された複数のＬＥＤ光源によって構成され、上述のＬＥＤ光源がフリップチップ構造を採用し、その金属電極が上述の基板のパッドに固設される。
【０００８】
スクリーンの設置：スクリーンを提供し、穴は上述の基板上のそれぞれのＬＥＤ光源の発光面と対応し、各上述の穴が対応するＬＥＤ光源の発光面での投影が当該ＬＥＤ光源の発光面と類似する形で、上述の穴の投影サイズは対応するＬＥＤ光源の発光面のサイズの１．０３〜１．２倍であり、且つ、上述のスクリーンの底部と上述のＬＥＤ光源のボードとの距離は０．２〜１ｍｍである。
【０００９】
印刷：調合されたコロイド状の蛍光パウダーを上述のスクリーンの頂面でスクリーン印刷し、各上述の穴が蛍光パウダーで充満するまで印刷し続け、終ったら上述のスクリーンを取り除く。及び
【００１０】
成型：スクリーン印刷された上述の基板をオーブン設備に入れて焼くことで、上述の蛍光パウダーが固化される。
【００１１】
本技術発明の改善として、以下のような方式で表現できる：
【００１２】
比較的好ましい一実施例では、上述基板上のＬＥＤ光源の発光面の形状が同じで、高さも同じである。
【００１３】
比較的好ましい一実施例では、調合した上述蛍光パウダーが印刷される場合、その運動粘度の範囲は７０〜２００ｍｍ２／Ｓである。
【００１４】
比較的好ましい一実施例では、上述スクリーンがステンレス板で、上述の穴の周りの厚さは同じである。
【００１５】
比較的好ましい一実施例では、上述の成型ステップの中では静置するステップがあり、上述スクリーンが取り除かれた後、蛍光パウダーコーティングした上述基板の全体が決められた静置時間内に放置される。
【００１６】
比較的好ましい一実施例では、上述ＬＥＤチップが４４０〜４７０ｎｍの青光であり、上述蛍光パウダーは青光を黄光に変換されるものである。
【００１７】
比較的好ましい一実施例では、上述基板がガラス繊維、セラミックス又は金属板である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、以下のメリットがある：
【００１９】
１．  ＬＥＤ光源の発光面のエッジが十分にコーティングされることで、ＬＥＤモジュール全体が発光角度からの光色効果が同じである。
【００２０】
２．  スクリーン印刷が短時間に基板全体の全てのＬＥＤ光源に蛍光パウダーコーティングの工程を完成し、この短時間のコーティング技法が平滑度や材料の制限を受けず、ガラス繊維、セラミックスや金属を問わず、曲面基板の形態にも適し、さらに同一基板上に違う形態のＬＥＤ光源にも適応され、蛍光パウダーコーティングの全体工程が短時間にできる。
【００２１】
３．  蛍光パウダーが基板表面又はほかのところに余計に落ちることがなく、従って浪費することもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
これから附図と実施例とを合わせて、本発明の更に詳細な説明を行う。
【図１】本発明の「ボードの用意」ステップでの基板４０の側面図である。
【図２】図１のステップの後、「スクリーンの設置」ステップで、スクリーン２０とＬＥＤ光源１０の横目からの相対位置の略図である。
【図３】図２で示したステップの俯瞰図である。
【図４】図２のステップの後、「印刷」ステップで、ＬＥＤ光源１０と穴２１の断面図であり、この中でスクレーパー５０がスクリーン上で積み上げた蛍光パウダー４０に向け推進し、一部の蛍光パウダー４０が穴２１の中に落とされることになる。
【図５】図４中のステップの後、スクレーパー５０が完全に穴２１を通って、蛍光パウダー４０が穴２１に適切に充填された後の状態である。
【図６】「成型」ステップ完了後のＬＥＤチップ１０と基板４０の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１で示した通り、本実施例はＬＥＤモジュールボードを加工対象として、このＬＥＤモジュールボートが基板４０とその付属品によって構成される。平面板状の基板４０がアルミ材質で、優れた熱伝導性があり、その上に回路と相応するパッド４１が設けられ、パッド４１がペアで、個々のＬＥＤ光源１０の下の金属電極１３に対応し、ＬＥＤ光源１０がフリップチップ構造で、４５５ｎｍ青光であり、個々のＬＥＤ光源１０の本体１１がひとつのＰＮ接合があり、プラスとマイナスという二つの金属電極１３に対応し、金属電極１３の反対方向に発光面１２がある。基板４０の表面上に図１で示したように二次元的に若干のＬＥＤ光源１０が分布されている。特に本実施例では、ＬＥＤ光源１０は同一規格であり、金属電極１３が同じ技法でパッド４１に溶接され、ＬＥＤ光源１０と基板４０が通電されるとすぐ発光し、全てのＬＥＤ光源１０が高さ、輪郭と発光面１２の形状が同じである。
【００２４】
図２と図３で示した通り、一つのステンレススクリーン２０が全てのＬＥＤ光源１０の発光面の上に安定的に設置して、且つ、それぞれの発光面１２の位置に対応してスクリーンに一つの穴２１があり、穴２１のＬＥＤ発光面１２上の投影が発光面１２と類似形であり、本実施例の発光面１２は矩形で、穴２１も矩形であり、穴２１のサイズが発光面１２のサイズの１．０３倍で、長さ増分Ｇであり、且つ、スクリーン２０の底面と発光面１２の板の間隔Ｈが１ｍｍであり、本実施例では、サイズの大きいＬＥＤ光源が適用され、例えばチップサイズが４０ｍｉｌの高効率なものである。従って、穴２１と発光面１２のサイズの関係及び板の間隔が存在することによって、本体１１の発光面１２の外周と穴２１の内周に明らかに隙間２３が存在する。スクリーン２０の上方から俯瞰する時、発光面１２の輪郭の全貌が見えることになる。
【００２５】
図４と図５で示したのは印刷ステップで、調合されたコロイド状の蛍光パウダー４０がスクリーン２０の頂部にスクリーン印刷され、即ちスクリーン印刷のスクレーパー５０が蛍光パウダー４０をスクリーン２０の頂面の上に押し進め、圧力を加え、その結果、蛍光パウダー４０が穴２１を通す時に重力と圧力の作用で穴２１中に充填されるようになって、一方では、穴２１の底部が発光面１２であり、よって発光面１２と穴２１の内周が格納空間の輪郭を構成することになって、他方では、隙間２３が存在することで、この格納空間内の空気を直ちに排出することができるので、発光面１２のエッジの全てのところに触れることができる。蛍光パウダー４０が青光を黄光に変換することができ、調合されたコロイド状態での運動粘度が２００ｍｍ２／Ｓである。
【００２６】
スクレーパー５０が設定したプログラムで蛍光パウダー４０を押し進め、数回穴２１を通ると、図５で示した状態となり、この状態で、一部分の蛍光パウダー４０が完全に穴２１を充填し、穴２１の内周の幅によって、厚さを確定する。本実施例では、穴２１の内周の厚さが同じであるので、この状態で蛍光パウダー４０の厚さが同一の発光面１２上では比較的に精確に一致することができる。
【００２７】
上述のステップが完了すると、図５でのスクリーン２０を取り除いて、（一部分の蛍光パウダーが静置することによって十分に流れて成型するようになる）処理された基板４０の全体をオーブン設備に入れて焼き、蛍光パウダー４０が固化され、図６で示した形態になる。蛍光パウダー４０が均等に発光面１２を覆いて、特に発光面１２のエッジ領域Ａでは、蛍光パウダー４０の厚さを十分に保つことができ、単一のＬＥＤ光源１０からの発光が十分に蛍光パウダー４０を通ることができるので、出力された混合光が発光角度上に比較的に同じ光色効果となる。
【００２８】
従って、本実施例から見ると、発光面１２のエッジが十分にコーティングされたので、ＬＥＤモジュール全体が発光角度で同じ光色効果を保証することができ、次にスクリーン印刷は短時間に基板全体の全てのＬＥＤ光源に蛍光パウダーコーティングの工程を完了することができ、且つ、基板４０とスクリーン２０が非平面でもできるので、この短時間のコーティング技法は平滑度や材料の制限を受けず、ガラス繊維、セラミックスや金属を問わず、曲面基板４０の形態にも簡単に適し、さらに同一基板４０の上に違う形態のＬＥＤ光源１０にも適応され、蛍光パウダーコーティングの全体工程が短時間にできる。
【００２９】
特に本技術発明では、蛍光パウダー４０が基板表面又はほかのところに余計に落ちることがなく、従って浪費することもなくなる。特にフリップチップ形態のＬＥＤ光源が平面板状の基板でアレイ形状で固設される場合、本発明の技法のメリットは明らかである。
【００３０】
以上この発明の比較的に良い実施例を挙げただけに過ぎず、これを根拠にこの発明の範囲を限定されることではなく、即ち、本発明特許範囲及び説明書内容の等価変化及び修飾のすべてが本考案の範囲内に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明では、スクリーン印刷を採用し、短時間に基板全体上の全てのＬＥＤ光源に蛍光パウダーコーティングの工程が完成でき、この短時間のコーティング技法は平滑度や材料の制限を受けず、ガラス繊維、セラミックスや金属を問わず、曲面基板の形態に適し、さらに同一基板上に違う形態のＬＥＤ光源にも適応され、蛍光パウダーコーティングの全体工程が短時間で行える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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