本發(fā)明的實施例涉及一種磷光板及其制造方法。

背景技術：

使用玻璃料和磷光體制造用于發(fā)光二極管(LED)的磷光板。磷光板具有復雜結構，其中無機晶體基磷光體分布在玻璃基質中。當通過燒結玻璃料制造磷光板時，發(fā)生諸如孔形成的結構缺陷。這種結構缺陷導致磷光板的強度降低。因為LED在隨后的工藝(例如研磨拋光、切割和封裝工藝)期間以及當LED被驅動很長時間時遭受物理損壞，所以結構缺陷導致對LED的破壞或損壞。

例如，當對磷光板實施研磨拋光時，磷光板中包括的磷光體可能被損壞或分離。當磷光體損壞時，磷光板的光通量可能下降，發(fā)光效率可能降低，或者磷光板中的諸如顏色均勻性等顏色質量可能劣化。當磷光體與磷光板分離時，磷光板中磷光體的含量可能減少，導致光通量降低和顏色質量劣化。

技術實現要素：

技術問題

本發(fā)明旨在提供一種能夠減少磷光體從磷光板的分離和損失的磷光板及其制造方法。

此外，本發(fā)明要解決的技術問題不限于上述技術問題，并且本發(fā)明所屬領域的技術人員根據以下描述將清楚地理解本文未公開的其它技術問題。

技術方案

為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方面提供了一種磷光板，其包括：基板，所述基板具有一側和與其所述一側相對的另一側；磷光體，所述磷光體包含在所述基板中；以及突起部，所述突起部形成為使得所述磷光體的一部分在所述基板的所述一側處或所述另一側處暴露。這里，所述突起部占所述基板的所述一側或所述另一側的總表面積的20％至70％。

有益效果

根據本發(fā)明，可以提供一種磷光板及其制造方法。這里，由于即使當磷光體經歷拋光工藝時，磷光體也可以被保護而不被損壞或與基板分離，所以磷光體可以占基板的一側的面積的20％至70％。

附圖說明

圖1是示意性地示出根據本發(fā)明的一個示例性實施例的磷光板的圖。

圖2是在顯微鏡下觀察的圖1的磷光板的一側的圖像。

圖3是示意性地示出常規(guī)磷光板的圖。

圖4是在顯微鏡下觀察的圖3的磷光板的一側的圖像。

圖5是將根據本發(fā)明的一個示例性實施例的磷光板與常規(guī)磷光板進行比較的曲線圖。

具體實施方式

下文中，將結合附圖詳細描述本發(fā)明所屬領域的普通技術人員可以容易地實施的本發(fā)明的優(yōu)選實施例。

圖1是示意性地示出根據本發(fā)明的一個示例性實施例的磷光板的圖，圖2是在顯微鏡下觀察的圖1的磷光板的一側的圖像。

如圖1和2所示，根據本示例性實施例提供的磷光板包括基板和磷光體。

基板是可以與磷光體混合的基底，使得所得混合物可以被壓縮模制為磷光板。

根據該示例性實施例的基板可以是玻璃基材。在這種情況下，用作基板的玻璃基材可以由具有高透明度并用作光學玻璃的玻璃形成。此外，作為玻璃基材，通常可以將玻璃料與顆粒型磷光體混合，并燒結以獲得磷光板。

基于玻璃燒結后的厚度為190μm，可以使用透射率為70％至80％并且折射率為1.5至1.7的材料作為玻璃材料。當玻璃材料與磷光體混合并燒結時，玻璃材料的透射率和折射率可能降低。因此，可以根據磷光體的類型選擇并使用透射率和折射率處于適當范圍內的材料?？紤]到磷光板和所要混合的磷光體的期望的光學和熱處理特性，可以改變并使用玻璃材料的組成。

用作基板的玻璃基材的示例包括硼酸鹽玻璃或磷酸鹽玻璃以及鈉鈣玻璃、鈣石灰玻璃、鉛玻璃、鋇玻璃、二氧化硅玻璃等，這些玻璃基材都包括二氧化硅作為主要成分，但是本發(fā)明不限于此。例如，能夠透射光的所有類型的玻璃材料都可以落入本示例性實施例的范圍內。

此外，根據本示例性實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?？梢允褂镁哂懈咄该鞫炔⒂糜诠鈱W元件的各種類型的透明塑料作為由透明材料制成的塑料基質(substrate)。

各種類型的透明塑料可以例如包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(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)，但本發(fā)明不限于此。例如，能夠透射光的所有類型的透明塑料材料都可以落入本示例性實施例的范圍內。

根據本示例性實施例的磷光體包括與基板混合以響應于來自外部光源的入射光而發(fā)出熒光的材料。

在這種情況下，根據本示例性實施例的磷光體可以為：基于所述基板的總重量，包含10至20重量份的鈰摻雜的镥鋁石榴石(LuAG：Ce)磷光體或包括1.0至2.0重量份的氮化物(α-SiAlON)磷光體。

然而，磷光體不限于如上所述的镥鋁石榴石(LuAG)基磷光體。此外，可以使用釔鋁石榴石(YAG)基、氮化物基、硫化物基、硅酸鹽基磷光體或它們的組合。

在本示例性實施例中，包括基板和磷光體的磷光板的一側包括突起部和凹陷部。

突起部由磷光體形成。更具體地，突起部形成為從磷光板的表面突出，因為即使當對包含在基板中的磷光體實施表面拋光時，磷光體也保持完整，而不會被分離或損壞。

在這種情況下，每個突起部可以占形成突起部的每種磷光體的體積的大于0％并小于50％。當磷光體突出從而以50％或大于50％的體積比暴露于外部時，形成突起部的磷光體可能被分離或損壞。

凹陷部也由磷光體形成。在這種情況下，凹陷部可以是通過根據本示例性實施例的磷光體與基板分離而形成的空的空間。

圖3是示意性地示出常規(guī)磷光板的圖，在所述常規(guī)磷光板中，磷光體由于拋光而被分離或損壞，并且圖4是在顯微鏡下觀察的圖3的磷光板的一側的圖像。

通常，在已經經歷拋光工藝的磷光板中，如圖3和4所示，暴露在基板表面處的磷光體可能被分離或損壞。然而，在根據本示例性實施例的磷光板中，如圖1和圖2所示，通過被保護而不會被分離或損壞的磷光體來形成突起部。

根據本示例性實施例的突起部可以占磷光板的一個暴露側的面積的20％至70％。因此，根據本示例性實施例的磷光板具有比圖3和圖4所示的磷光板更高的表面粗糙度。下面將更詳細地描述表面粗糙度。

根據本示例性實施例，當通過即使在對磷光體實施表面拋光時，原始形狀仍被保持而沒有被分離或損壞的磷光體形成的突起部占磷光板的一側的面積的20％至70％時，可以提高磷光板的光通量或發(fā)光效率，并且還可以改善磷光板中的顏色質量，例如顏色均勻性。

同時，根據本示例性實施例的表面粗糙度可以根據磷光體顆粒的尺寸而變化。例如，當使用粒徑為25μm或小于25μm的磷光體時，由于由不被分離或不損壞的磷光體形成的突起部，磷光板的一側的表面粗糙度可以為0.01μm至7μm。

由于根據本示例性實施例的磷光體在拋光期間不被分離或損壞，所以可以將磷光體固定在基板中，同時保持磷光體自身的原始形狀。因此，如上所述，根據本示例性實施例的磷光體可以從磷光板的表面突出以形成突起部。

當這種突起部占磷光板一側的面積的20％至70％時，可以提高磷光板的表面粗糙度。根據本示例性實施例的表面粗糙度可以根據磷光體顆粒的粒徑而變化。例如，當使用粒徑為25μm或小于25μm的磷光體時，如上所述，已經被實施拋光工藝的磷光板的表面粗糙度也可以為0.01μm至7μm。

同時，相對于磷光板的一個暴露側的面積，根據本示例性實施例的磷光板的凹陷部的面積的比率可以大于0并小于或等于5％。

當對磷光板的表面實施拋光工藝時，從基板分離的磷光體可能不完全存在。然而，根據本示例性實施例的磷光板被形成為使得由分離的磷光體形成的凹陷部相對于磷光板的表面的面積為預定比率或更小。

因此，根據本示例性實施例的由與基板分離的磷光體形成的凹陷部的面積的相對于磷光板的一個暴露側的面積比率可以大于0并小于或等于5％。這樣，當凹陷部的面積相對于磷光板的一側的面積的比率大于0并小于或等于5％時，可以防止由于在磷光板中磷光體的含量的減少而引起的光通量的下降。此外，根據本示例性實施例的磷光板可以具有80μm至500μm的厚度。根據本示例性實施例，磷光體可以更容易地固定在具有80μm或大于80μm的厚度的磷光板中，從而確保穩(wěn)定的磷光體固定能力。即使當在燒結之后對基板實施拋光工藝時，也可以確保所期望的物理性能。當根據本示例性實施例的磷光板具有500μm或小于500μm的厚度時，可以提高光通量，并且可以有效地實現穩(wěn)定顏色質量，諸如顏色均勻性。

如上所述，已經描述了根據本發(fā)明的一個示例性實施例的磷光板。由于根據本示例性實施例的磷光板包括即使在磷光體經受拋光工藝之后也不被分離和損壞的磷光體，所以可以由這種磷光體形成突起部?？梢蕴峁┯捎谕ㄟ^根據本示例性實施例的磷光體形成的突起部而具有改善的光通量和優(yōu)異的顏色質量的磷光板。

同時，提供了根據本發(fā)明另一示例性實施例的磷光板的制造方法。磷光板的制造方法可以包括：將基板與磷光體混合；將磷光體和基板的混合物壓縮模制為磷光板；對所壓縮模制的磷光板實施燒結工藝；以及拋光磷光板的一側，使得磷光體從基板突起以形成占磷光板的一側的面積的20％至70％的突起部。

根據本示例性實施例的磷光體可以與基板均勻混合，然后被加工以形成磷光板。在這種情況下，磷光體和基板的詳細描述如上所述，并且因此為了清楚起見將被省略。

例如，當實施5,700K的色溫時，基于基板的總重量，磷光板可以由10至20重量份的550nm LuAG：Ce(鈰摻雜的镥鋁石榴石)磷光體和1.0至2.0重量份的氮化物(α-SiAlON)磷光體。在這種情況下，基于粒徑分布(d50)，磷光體可以具有10μm至28μm的粒徑。然而，這僅僅是一個示例，并且也可以對該示例性實施例進行各種變化和修改。

在將磷光體與基板混合之后，可以將磷光體和基板的混合物壓縮模制以形成磷光板。更具體地，根據本示例性實施例的磷光板可以通過將磷光體和基板的混合粉末放入模具中并壓縮混合粉末而形成。

對壓縮模制的磷光板的模制產品進一步實施燒結工藝。根據該示例性實施例的燒結過程可以分為兩部分。例如，當形成包括玻璃基材作為基板的磷光板時，可以在250℃或小于250℃的溫度下實施初次燒結，并且可以根據玻璃基材的玻璃化轉變溫度(Tg)來調節(jié)二次燒結。

在執(zhí)行燒結工藝之后，可以對根據本示例性實施例的磷光板的一側實施拋光工藝。

作為一個表面處理工藝，拋光工藝是用顆粒型或粉末型拋光劑來拋光根據本示例性實施例的磷光板的一側以提高表面平整度和光澤度的工藝。

在這種情況下，可以執(zhí)行根據本示例性實施例的拋光工藝，使得磷光板的厚度在80μm至500μm的范圍內。磷光體可以更容易地固定在厚度為80μm或大于80μm的磷光板中，從而確保穩(wěn)定的磷光體固定能力。即使當在燒結之后對基板實施拋光工藝時，也可以確保期望的物理性能。當根據本示例性實施例的磷光板具有500μm或小于500μm的厚度時，如上所述，可以提高光通量，并且可以有效地實現穩(wěn)定的顏色質量，諸如顏色均勻性。

根據本示例性實施例的磷光板的一側通過拋光工藝拋光，使得磷光體從基板的表面突起以形成占磷光板的一側的面積的20％至70％的突起部。

更具體地，包含在基板中的磷光體形成為從磷光板的表面突出，同時保持磷光體的原始形狀，而不會在磷光體被實施表面拋光時被分離或損壞。

在這種情況下，基于磷光體的總體積，每個突起部可以占大于0且小于50％的體積，其中，每個磷光體形成突起部。當形成突起部的磷光體突出從而以50％或大于50％的體積比暴露于外部時，磷光體可能被嚴重分離或損壞。

凹陷部也由磷光體形成。在這種情況下，凹陷部可以是通過根據本示例性實施例的磷光體與基板分離而形成的空的空間。因此，根據該示例性實施例的凹陷部可以占相對于磷光板的一個暴露側的面積的大于0且小于或等于5％的面積。

根據本示例性實施例，通過由即使當對磷光體實施表面拋光時，其原始形狀被保持而沒有被分離或損壞的磷光體形成的突起部占磷光板的一側的面積的20％至70％。在這種情況下，如上所述，可以提高磷光板的光通量或發(fā)光效率，并且還可以改善磷光板中的顏色質量，諸如顏色均勻性。此外，如上所述，當由與基板分離的磷光體形成的凹陷部的面積相對于磷光板的一側的面積的比率大于0并小于或等于5％時，可以防止由于磷光板中的磷光體的含量的下降導致的光通量的下降。

在這種情況下，根據本示例性實施例，為了在拋光工藝期間形成突起部而不從基板分離或損壞磷光體，可以通過具有比磷光體更低硬度的拋光劑拋光磷光板的一側。當然，即使當通過具有比磷光體更低硬度的拋光劑拋光磷光板的一側時，磷光體也可能被分離或損壞。然而，與通過具有硬度高于或等于磷光體硬度的拋光劑拋光磷光板的一側相比，可以顯著降低分離和損壞的發(fā)生頻率。然而，拋光劑應該具有比基板更高的硬度，以便獲得拋光效果。

根據本示例性實施例的表面粗糙度可以根據磷光體顆粒的尺寸而變化。例如，當使用具有25μm或小于25μm的粒徑的磷光體時，由于由未被拋光而殘留在磷光板的表面上的磷光體形成的突起部的存在，即使磷光體在被實施拋光工藝之后，磷光板的一個拋光側的表面粗糙度也可以為0.01μm至7μm。

以下，作為根據本示例性實施例的磷光板的制造方法的一個示例，當表面粗糙度增加22倍時，在相同色坐標下(基于CIE 1931色度)測量光通量變化的結果在下表1中列出。在這方面，下表1的結果在圖5的曲線圖中示出。

[表1]

光通量的測量結果(n＝10，平均值)

如表中所列，可以看出，當表面粗糙度增加22倍時，在相同色坐標下光通量增加最多26％，并且使用測角器測量的光束角沒有變化。

如上所述，根據本示例性實施例的磷光板的制造方法，因為即使當對磷光體實施拋光工藝時，磷光體也不會被損壞或與基板分離，所以可以保護磷光體。因此，由于磷光體可以占基板的一側的面積的20％或大于20％，所以可以提供具有改善的光通量和優(yōu)異的顏色質量的磷光板的制造方法。

根據本發(fā)明的示例性實施例的上述磷光板可以與光源元件組合并且應用于各種照明裝置，例如汽車照明，室內照明等。為了實現為照明，上述磷光板被布設在光源元件上。具體地，實施了上述突起部的磷光板的表面可以布設在與光源元件相鄰的磷光板的一側相對的表面上。形成磷光體的突起部防止從光源元件發(fā)射的光被從磷光板反向散射。因此，可以使通過磷光體的這種突起結構的折射率的差異最小化。光提取(Light extraction)應通過光的漫反射最大化。在這種情況下，根據本發(fā)明的示例性實施例的突起部應占基板的一側的或另一側的總表面積的20％至70％。結果，可以最大化這種光提取效率。

雖然在此已經描述和示出了本發(fā)明的具體示例性實施例，但是對于本領域普通技術人員顯而易見的是，本發(fā)明不限于上述示例性實施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下對示例性實施例進行各種變化和修改。因此，應當理解，這樣的變化和修改不旨在從本發(fā)明的技術范圍或觀點分開解釋，并且修改的示例性實施例落入本發(fā)明的權利要求的范圍內。