磷光板及其制造方法与流程

本发明的实施例涉及一种磷光板及其制造方法。

背景技术：

使用玻璃料和磷光体制造用于发光二极管(LED)的磷光板。磷光板具有复杂结构，其中无机晶体基磷光体分布在玻璃基质中。当通过烧结玻璃料制造磷光板时，发生诸如孔形成的结构缺陷。这种结构缺陷导致磷光板的强度降低。因为LED在随后的工艺(例如研磨抛光、切割和封装工艺)期间以及当LED被驱动很长时间时遭受物理损坏，所以结构缺陷导致对LED的破坏或损坏。

例如，当对磷光板实施研磨抛光时，磷光板中包括的磷光体可能被损坏或分离。当磷光体损坏时，磷光板的光通量可能下降，发光效率可能降低，或者磷光板中的诸如颜色均匀性等颜色质量可能劣化。当磷光体与磷光板分离时，磷光板中磷光体的含量可能减少，导致光通量降低和颜色质量劣化。

技术实现要素：

技术问题

本发明旨在提供一种能够减少磷光体从磷光板的分离和损失的磷光板及其制造方法。

此外，本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本发明所属领域的技术人员根据以下描述将清楚地理解本文未公开的其它技术问题。

技术方案

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种磷光板，其包括：基板，所述基板具有一侧和与其所述一侧相对的另一侧；磷光体，所述磷光体包含在所述基板中；以及突起部，所述突起部形成为使得所述磷光体的一部分在所述基板的所述一侧处或所述另一侧处暴露。这里，所述突起部占所述基板的所述一侧或所述另一侧的总表面积的20％至70％。

有益效果

根据本发明，可以提供一种磷光板及其制造方法。这里，由于即使当磷光体经历抛光工艺时，磷光体也可以被保护而不被损坏或与基板分离，所以磷光体可以占基板的一侧的面积的20％至70％。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施例的磷光板的图。

图2是在显微镜下观察的图1的磷光板的一侧的图像。

图3是示意性地示出常规磷光板的图。

图4是在显微镜下观察的图3的磷光板的一侧的图像。

图5是将根据本发明的一个示例性实施例的磷光板与常规磷光板进行比较的曲线图。

具体实施方式

下文中，将结合附图详细描述本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施的本发明的优选实施例。

图1是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施例的磷光板的图，图2是在显微镜下观察的图1的磷光板的一侧的图像。

如图1和2所示，根据本示例性实施例提供的磷光板包括基板和磷光体。

基板是可以与磷光体混合的基底，使得所得混合物可以被压缩模制为磷光板。

根据该示例性实施例的基板可以是玻璃基材。在这种情况下，用作基板的玻璃基材可以由具有高透明度并用作光学玻璃的玻璃形成。此外，作为玻璃基材，通常可以将玻璃料与颗粒型磷光体混合，并烧结以获得磷光板。

基于玻璃烧结后的厚度为190μm，可以使用透射率为70％至80％并且折射率为1.5至1.7的材料作为玻璃材料。当玻璃材料与磷光体混合并烧结时，玻璃材料的透射率和折射率可能降低。因此，可以根据磷光体的类型选择并使用透射率和折射率处于适当范围内的材料。考虑到磷光板和所要混合的磷光体的期望的光学和热处理特性，可以改变并使用玻璃材料的组成。

用作基板的玻璃基材的示例包括硼酸盐玻璃或磷酸盐玻璃以及钠钙玻璃、钙石灰玻璃、铅玻璃、钡玻璃、二氧化硅玻璃等，这些玻璃基材都包括二氧化硅作为主要成分，但是本发明不限于此。例如，能够透射光的所有类型的玻璃材料都可以落入本示例性实施例的范围内。

此外，根据本示例性实施例的基板不限于玻璃基材，并且可以是由透明材料制成的塑料基材。可以使用具有高透明度并用于光学元件的各种类型的透明塑料作为由透明材料制成的塑料基质(substrate)。

各种类型的透明塑料可以例如包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，但本发明不限于此。例如，能够透射光的所有类型的透明塑料材料都可以落入本示例性实施例的范围内。

根据本示例性实施例的磷光体包括与基板混合以响应于来自外部光源的入射光而发出荧光的材料。

在这种情况下，根据本示例性实施例的磷光体可以为：基于所述基板的总重量，包含10至20重量份的铈掺杂的镥铝石榴石(LuAG：Ce)磷光体或包括1.0至2.0重量份的氮化物(α-SiAlON)磷光体。

然而，磷光体不限于如上所述的镥铝石榴石(LuAG)基磷光体。此外，可以使用钇铝石榴石(YAG)基、氮化物基、硫化物基、硅酸盐基磷光体或它们的组合。

在本示例性实施例中，包括基板和磷光体的磷光板的一侧包括突起部和凹陷部。

突起部由磷光体形成。更具体地，突起部形成为从磷光板的表面突出，因为即使当对包含在基板中的磷光体实施表面抛光时，磷光体也保持完整，而不会被分离或损坏。

在这种情况下，每个突起部可以占形成突起部的每种磷光体的体积的大于0％并小于50％。当磷光体突出从而以50％或大于50％的体积比暴露于外部时，形成突起部的磷光体可能被分离或损坏。

凹陷部也由磷光体形成。在这种情况下，凹陷部可以是通过根据本示例性实施例的磷光体与基板分离而形成的空的空间。

图3是示意性地示出常规磷光板的图，在所述常规磷光板中，磷光体由于抛光而被分离或损坏，并且图4是在显微镜下观察的图3的磷光板的一侧的图像。

通常，在已经经历抛光工艺的磷光板中，如图3和4所示，暴露在基板表面处的磷光体可能被分离或损坏。然而，在根据本示例性实施例的磷光板中，如图1和图2所示，通过被保护而不会被分离或损坏的磷光体来形成突起部。

根据本示例性实施例的突起部可以占磷光板的一个暴露侧的面积的20％至70％。因此，根据本示例性实施例的磷光板具有比图3和图4所示的磷光板更高的表面粗糙度。下面将更详细地描述表面粗糙度。

根据本示例性实施例，当通过即使在对磷光体实施表面抛光时，原始形状仍被保持而没有被分离或损坏的磷光体形成的突起部占磷光板的一侧的面积的20％至70％时，可以提高磷光板的光通量或发光效率，并且还可以改善磷光板中的颜色质量，例如颜色均匀性。

同时，根据本示例性实施例的表面粗糙度可以根据磷光体颗粒的尺寸而变化。例如，当使用粒径为25μm或小于25μm的磷光体时，由于由不被分离或不损坏的磷光体形成的突起部，磷光板的一侧的表面粗糙度可以为0.01μm至7μm。

由于根据本示例性实施例的磷光体在抛光期间不被分离或损坏，所以可以将磷光体固定在基板中，同时保持磷光体自身的原始形状。因此，如上所述，根据本示例性实施例的磷光体可以从磷光板的表面突出以形成突起部。

当这种突起部占磷光板一侧的面积的20％至70％时，可以提高磷光板的表面粗糙度。根据本示例性实施例的表面粗糙度可以根据磷光体颗粒的粒径而变化。例如，当使用粒径为25μm或小于25μm的磷光体时，如上所述，已经被实施抛光工艺的磷光板的表面粗糙度也可以为0.01μm至7μm。

同时，相对于磷光板的一个暴露侧的面积，根据本示例性实施例的磷光板的凹陷部的面积的比率可以大于0并小于或等于5％。

当对磷光板的表面实施抛光工艺时，从基板分离的磷光体可能不完全存在。然而，根据本示例性实施例的磷光板被形成为使得由分离的磷光体形成的凹陷部相对于磷光板的表面的面积为预定比率或更小。

因此，根据本示例性实施例的由与基板分离的磷光体形成的凹陷部的面积的相对于磷光板的一个暴露侧的面积比率可以大于0并小于或等于5％。这样，当凹陷部的面积相对于磷光板的一侧的面积的比率大于0并小于或等于5％时，可以防止由于在磷光板中磷光体的含量的减少而引起的光通量的下降。此外，根据本示例性实施例的磷光板可以具有80μm至500μm的厚度。根据本示例性实施例，磷光体可以更容易地固定在具有80μm或大于80μm的厚度的磷光板中，从而确保稳定的磷光体固定能力。即使当在烧结之后对基板实施抛光工艺时，也可以确保所期望的物理性能。当根据本示例性实施例的磷光板具有500μm或小于500μm的厚度时，可以提高光通量，并且可以有效地实现稳定颜色质量，诸如颜色均匀性。

如上所述，已经描述了根据本发明的一个示例性实施例的磷光板。由于根据本示例性实施例的磷光板包括即使在磷光体经受抛光工艺之后也不被分离和损坏的磷光体，所以可以由这种磷光体形成突起部。可以提供由于通过根据本示例性实施例的磷光体形成的突起部而具有改善的光通量和优异的颜色质量的磷光板。

同时，提供了根据本发明另一示例性实施例的磷光板的制造方法。磷光板的制造方法可以包括：将基板与磷光体混合；将磷光体和基板的混合物压缩模制为磷光板；对所压缩模制的磷光板实施烧结工艺；以及抛光磷光板的一侧，使得磷光体从基板突起以形成占磷光板的一侧的面积的20％至70％的突起部。

根据本示例性实施例的磷光体可以与基板均匀混合，然后被加工以形成磷光板。在这种情况下，磷光体和基板的详细描述如上所述，并且因此为了清楚起见将被省略。

例如，当实施5,700K的色温时，基于基板的总重量，磷光板可以由10至20重量份的550nm LuAG：Ce(铈掺杂的镥铝石榴石)磷光体和1.0至2.0重量份的氮化物(α-SiAlON)磷光体。在这种情况下，基于粒径分布(d50)，磷光体可以具有10μm至28μm的粒径。然而，这仅仅是一个示例，并且也可以对该示例性实施例进行各种变化和修改。

在将磷光体与基板混合之后，可以将磷光体和基板的混合物压缩模制以形成磷光板。更具体地，根据本示例性实施例的磷光板可以通过将磷光体和基板的混合粉末放入模具中并压缩混合粉末而形成。

对压缩模制的磷光板的模制产品进一步实施烧结工艺。根据该示例性实施例的烧结过程可以分为两部分。例如，当形成包括玻璃基材作为基板的磷光板时，可以在250℃或小于250℃的温度下实施初次烧结，并且可以根据玻璃基材的玻璃化转变温度(Tg)来调节二次烧结。

在执行烧结工艺之后，可以对根据本示例性实施例的磷光板的一侧实施抛光工艺。

作为一个表面处理工艺，抛光工艺是用颗粒型或粉末型抛光剂来抛光根据本示例性实施例的磷光板的一侧以提高表面平整度和光泽度的工艺。

在这种情况下，可以执行根据本示例性实施例的抛光工艺，使得磷光板的厚度在80μm至500μm的范围内。磷光体可以更容易地固定在厚度为80μm或大于80μm的磷光板中，从而确保稳定的磷光体固定能力。即使当在烧结之后对基板实施抛光工艺时，也可以确保期望的物理性能。当根据本示例性实施例的磷光板具有500μm或小于500μm的厚度时，如上所述，可以提高光通量，并且可以有效地实现稳定的颜色质量，诸如颜色均匀性。

根据本示例性实施例的磷光板的一侧通过抛光工艺抛光，使得磷光体从基板的表面突起以形成占磷光板的一侧的面积的20％至70％的突起部。

更具体地，包含在基板中的磷光体形成为从磷光板的表面突出，同时保持磷光体的原始形状，而不会在磷光体被实施表面抛光时被分离或损坏。

在这种情况下，基于磷光体的总体积，每个突起部可以占大于0且小于50％的体积，其中，每个磷光体形成突起部。当形成突起部的磷光体突出从而以50％或大于50％的体积比暴露于外部时，磷光体可能被严重分离或损坏。

凹陷部也由磷光体形成。在这种情况下，凹陷部可以是通过根据本示例性实施例的磷光体与基板分离而形成的空的空间。因此，根据该示例性实施例的凹陷部可以占相对于磷光板的一个暴露侧的面积的大于0且小于或等于5％的面积。

根据本示例性实施例，通过由即使当对磷光体实施表面抛光时，其原始形状被保持而没有被分离或损坏的磷光体形成的突起部占磷光板的一侧的面积的20％至70％。在这种情况下，如上所述，可以提高磷光板的光通量或发光效率，并且还可以改善磷光板中的颜色质量，诸如颜色均匀性。此外，如上所述，当由与基板分离的磷光体形成的凹陷部的面积相对于磷光板的一侧的面积的比率大于0并小于或等于5％时，可以防止由于磷光板中的磷光体的含量的下降导致的光通量的下降。

在这种情况下，根据本示例性实施例，为了在抛光工艺期间形成突起部而不从基板分离或损坏磷光体，可以通过具有比磷光体更低硬度的抛光剂抛光磷光板的一侧。当然，即使当通过具有比磷光体更低硬度的抛光剂抛光磷光板的一侧时，磷光体也可能被分离或损坏。然而，与通过具有硬度高于或等于磷光体硬度的抛光剂抛光磷光板的一侧相比，可以显着降低分离和损坏的发生频率。然而，抛光剂应该具有比基板更高的硬度，以便获得抛光效果。

根据本示例性实施例的表面粗糙度可以根据磷光体颗粒的尺寸而变化。例如，当使用具有25μm或小于25μm的粒径的磷光体时，由于由未被抛光而残留在磷光板的表面上的磷光体形成的突起部的存在，即使磷光体在被实施抛光工艺之后，磷光板的一个抛光侧的表面粗糙度也可以为0.01μm至7μm。

以下，作为根据本示例性实施例的磷光板的制造方法的一个示例，当表面粗糙度增加22倍时，在相同色坐标下(基于CIE 1931色度)测量光通量变化的结果在下表1中列出。在这方面，下表1的结果在图5的曲线图中示出。

[表1]

光通量的测量结果(n＝10，平均值)

如表中所列，可以看出，当表面粗糙度增加22倍时，在相同色坐标下光通量增加最多26％，并且使用测角器测量的光束角没有变化。

如上所述，根据本示例性实施例的磷光板的制造方法，因为即使当对磷光体实施抛光工艺时，磷光体也不会被损坏或与基板分离，所以可以保护磷光体。因此，由于磷光体可以占基板的一侧的面积的20％或大于20％，所以可以提供具有改善的光通量和优异的颜色质量的磷光板的制造方法。

根据本发明的示例性实施例的上述磷光板可以与光源元件组合并且应用于各种照明装置，例如汽车照明，室内照明等。为了实现为照明，上述磷光板被布设在光源元件上。具体地，实施了上述突起部的磷光板的表面可以布设在与光源元件相邻的磷光板的一侧相对的表面上。形成磷光体的突起部防止从光源元件发射的光被从磷光板反向散射。因此，可以使通过磷光体的这种突起结构的折射率的差异最小化。光提取(Light extraction)应通过光的漫反射最大化。在这种情况下，根据本发明的示例性实施例的突起部应占基板的一侧的或另一侧的总表面积的20％至70％。结果，可以最大化这种光提取效率。

虽然在此已经描述和示出了本发明的具体示例性实施例，但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明不限于上述示例性实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下对示例性实施例进行各种变化和修改。因此，应当理解，这样的变化和修改不旨在从本发明的技术范围或观点分开解释，并且修改的示例性实施例落入本发明的权利要求的范围内。