JP2006303140A - 発光装置の製造方法及び該発光装置を用いた発光装置ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置の製造方法及びユニット化した発光装置の製造方法において、ＬＥＤチップと波長変換部の最適組合せを実現し、発光装置毎の色ばらつきの低減を実現する。
【解決手段】ＬＥＤチップを発光装置本体の実装部に実装し（Ｓ２）、発光装置本体に実装した状態でＬＥＤチップの発光特性を計測し（Ｓ３）、計測によって得られる、ＬＥＤチップの放射エネルギ又はその放射エネルギから算出される明るさに関する特性、及びＬＥＤチップの発光スペクトルの特性の２つの特性に基づいてＬＥＤチップをランク分けし（Ｓ４）、予めＬＥＤチップの各ランクに対応させて設計し（Ｓ５）、作製した（Ｓ６）、設計条件の異なる前記波長変換部から適するものを選択し（Ｓ７）、互いにランクの対応するＬＥＤチップと波長変換部とを組合せて発光装置を組み立てる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤチップと蛍光体を含有する波長変換部とを組合せて白色光を発光する発光装置の製造方法及び該発光装置を用いた発光装置ユニットの製造方法に関する。

近年、窒化ガリウム系化合物半導体による青色光を放射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）チップや紫外線を放射するＬＥＤチップが開発されている。このようなＬＥＤチップを蛍光顔料、蛍光染料などの種々の波長変換材料と組合わせることにより、ＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの光や白色光を発光する発光装置の開発が行われている。ＬＥＤ発光装置は、小型、軽量、省電力といった長所があり、現在、表示用光源、小型電球の代替、液晶パネル用光源等として広く用いられている。

上述のような発光装置における波長変換材料の固定方法として、波長変換材料を樹脂に含有させてＬＥＤチップの載置部に充填する方法が一般的に行われている。しかし、充填による固定方法の工程は煩雑であると共に樹脂滴下量の制御が困難という問題があるため、発光装置毎の色ばらつきや光量ばらつきが大きいという問題点がある。そこで、実装基板の凹部内にＬＥＤチップを配置し、別部材として作成した波長変換材料を含む樹脂部を実装基板の凹部とその周囲とを覆うように配置した発光装置が考案されている。この発光装置では、樹脂部が別部材であり、その外形寸法や波長変換材料中の蛍光体の濃度を別途調整できるので、発光装置の製造工程が簡略化されると共に、発光装置毎の色ばらつきや光量ばらつきが改善されるという結果が得られている。

ところで、ＬＥＤチップ自体に発光輝度と発光波長のばらつきがあることから、このようなＬＥＤチップと波長変換材料と組合せて構成した、例えば白色光の発光装置において、発光装置毎に色調がばらつくという問題がある。この問題を解決するため、ＬＥＤチップの発光輝度及び発光波長に基づくランク分けを行い、波長変換材料及び輝度調整用の減光材の組合せから成る被覆部材を組合せ条件を変えて形成し、ランク分けしたＬＥＤチップとそのランクに対応する所定の組合せ条件の被覆部材とを組合わせて発光装置を製造するという製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１１９７４３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示される従来の発光装置の製造方法においては、ＬＥＤチップのランク分けのため発光輝度や発光波長の計測を工程中のどのタイミングで行うのが良いか明確な言及がない。発光装置の量産においては、工程中のタイミング、すなわち製品のどのような状態において発光特性を計測するかは、最終製品の性能に大きく影響する。また、この製造方法では、被覆部材に加える減光材の加減によって色調と輝度のばらつきを抑えるので、輝度の高いＬＥＤチップの輝度が減光材によって抑えられる結果、ＬＥＤチップ本来の効率が低下することになる。

上述の従来の発光装置の製造方法では、ＬＥＤチップの発光輝度の計測に際し、平坦なサブマウント上のＬＥＤチップの上方においてＬＥＤチップからの直接光を計測している。このような輝度の計測方法によると、一般に出射角度依存性を有するＬＥＤチップからの光出力を正しく評価できない。これを説明する。出射角度依存性すなわち配光分布は、ＬＥＤチップの発光部を構成する層構造における各層の厚みや形状などによって決まる。その層構造は、ＬＥＤチップ毎にばらつきを有し、配光分布がＬＥＤチップ毎に異なる。従って、ＬＥＤチップからの直接光のみの計測では、実装された使用状態における実装基板からの反射光などを含む発光装置としての光出力を正しく計測できず、色合わせの基礎となる輝度を適切に評価しているとは言い難い。

また、上述の従来の発光装置の製造方法におけるＬＥＤチップの発光波長の計測方法によると、色合わせや蛍光体の光励起確率決定の基礎データとなる発光波長、より一般的には発光スペクトルを正しく評価できない。これを説明する。ＬＥＤチップから外部に放出される光出力の出射角度依存性は、上述同様にＬＥＤチップの層構造に起因して、さらに波長依存性を有する。従って、発光スペクトルが角度依存性を有するので、発光スペクトルの評価には、ＬＥＤチップから全方位に放射された光の発光スペクトルを平均化したものを用いるのがより好ましい。しかしながら、上述の製造方法においては、一部の光の発光スペクトルしか用いていないことになる。

本発明は、上記課題を解消するものであって、ＬＥＤチップと波長変換部との最適組合せを実現して発光装置毎の色ばらつきの低減を実現できる発光装置の製造方法及び該発光装置を用いた発光装置ユニットの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、ＬＥＤチップと前記ＬＥＤチップからの放射光を吸収して可視域の光を生成するための蛍光体を含有する波長変換部とを組合せて白色光を生成して発光する発光装置の製造方法において、前記ＬＥＤチップを発光装置本体の実装部に実装した後、前記ＬＥＤチップの発光特性を計測し、前記計測によって得られる、ＬＥＤチップの放射エネルギ又はその放射エネルギから算出される明るさに関する特性、及びＬＥＤチップの発光スペクトルの特性の２つの特性に基づいて当該ＬＥＤチップをランク分けし、予めＬＥＤチップの各ランクに対応させて作製した設計条件の異なる前記波長変換部から適するものを選択し、互いにランクの対応するＬＥＤチップと波長変換部とを組合せるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発光装置の製造方法において、前記実装部は発光装置本体の有する実装基板に設けた凹部であり、前記ＬＥＤチップは前記凹部の底面に実装され、前記凹部は光拡散性の内壁面を有し、かつ当該凹部の底面から開口方向に向かい末広がりとなるテーパ形状を有するものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法において、前記ＬＥＤチップは可視域の光を放射する可視ＬＥＤチップであり、前記可視ＬＥＤチップからの光と前記波長変換部の蛍光体によって生成された光の混色により白色光を生成するものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の発光装置の製造方法において、前記発光スペクトルの特性として色度座標値を用いるものである。

請求項５の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法において、前記ＬＥＤチップは紫外線を放射する紫外ＬＥＤチップであり、前記波長変換部は前記紫外ＬＥＤチップからの紫外線を吸収して可視域の光を放出する蛍光体を１種類以上含み、前記発光スペクトルの特性としてピーク波長及びそのピークの半値幅を用いるものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法を用いて製造した発光装置を用いて発光装置ユニットを製造する方法であって、該発光装置の発光特性を計測して当該発光装置をランク分けし、前記発光装置を異なるランクから適宜選択してユニットとし、該ユニットが所定の発光特性となるようにする製造方法である。

請求項１の発明によれば、ＬＥＤチップを発光装置本体の実装部に実装した後、実装された状態のＬＥＤチップの発光特性を計測してＬＥＤチップをランク分けするので、実装部表面の光吸収率などを含めた使用状態の条件のもとでランク分けができ、従来例に比べてＬＥＤチップと波長変換部とのより最適な組合せを実現して発光装置毎の色ばらつきの低減を実現できる。

請求項２の発明によれば、ＬＥＤチップから全方位への発光が光拡散性の内壁面によって反射されて角度依存性が平均化されるので、実装状態のＬＥＤチップの発光特性の計測がより容易となる。すなわち、全光束の測定ではなく一部の光束の測定によっても精度良く測定できる。

請求項３の発明によれば、発光装置毎の色ばらつきを低減した発光装置が得られる。

請求項４の発明によれば、発光ピーク波長の違いに基づいてランク分けする場合に比べて、より適切なランク分けができる。また、人の色感に即して色合わせできる。

請求項５の発明によれば、発光装置毎の色ばらつきを低減した発光装置が得られる。

請求項６の発明によれば、ランク分けされた発光装置を適宜選択して用いるので、ユニット毎の発光特性のばらつきが少なく所望の発光特性を有する発光装置ユニットを容易に実現できる。

以下、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法及びユニット化した発光装置の製造方法について、図面を参照して説明する。図１は本発明の製造方法により製造された発光装置１を示す。発光装置１は、ＬＥＤチップ２とＬＥＤチップ２からの放射光を吸収して可視域の光を生成する蛍光体を含有した波長変換部３とを組合せることにより、白色光を生成して発光する装置である。ＬＥＤチップ２は、発光装置本体４に設けられた実装部である凹部４１の底面に実装され、ＬＥＤチップ２に発光用の電力を供給する電極４２に電気接続されている。

発光装置１の製造方法を図２、図３（ａ）（ｂ）、図４を参照して説明する。図２は製造工程のフローチャートを示す。また、図３（ａ）はＬＥＤチップ２を実装する工程、（ｂ）は同ＬＥＤチップ２の発光特性を計測する工程を示し、図４はＬＥＤチップ２と波長変換部３とを組合せて発光装置１を組み立てる工程を示す。まず、多数のＬＥＤ（発光ダイオード）を表面に一括製造した基板をダイシングして得たＬＥＤチップ２と、発光装置本体４に実装用凹部４１及びＬＥＤチップ２への電流供給用の電極４２を備えて成る実装基板とを作成する（Ｓ１）。次に、図３（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２を実装基板の凹部４１の底面に実装する（Ｓ２）。この実装は、例えば、フリップチップ実装法を用いて行われる（図６の断面図参照）。

次に、図３（ｂ）に示すように、発光装置本体の実装部に実装されたＬＥＤチップ２に電力を供給し、ＬＥＤチップ２の発光に基づく光Ｌの発光特性を計測装置Ｄによって計測する（Ｓ３）。実装状態のＬＥＤチップ２は、計測によって得られる２つの特性に基づいて、予め設定された所定のランク毎にランク分けされる（Ｓ４）。この２つの特性は、ＬＥＤチップ２の放射エネルギ又はその放射エネルギから算出される明るさに関する特性、及びＬＥＤチップの発光スペクトルの特性である。

また、上述のＬＥＤチップ２に関する工程Ｓ１〜Ｓ４と並行し、又は前後する別工程により波長変換部３の作製が行われる。波長変換部３は、ＬＥＤチップ２の所定のランクに対応させて各ランク毎に設計され（Ｓ５）、設計条件の異なる条件のもとで作製される（Ｓ６）。次に、図４に示すように、ランク分けしたＬＥＤチップ２に対し、発光装置１としての発光に所定の色合いを実現するため、複数の波長変換部３から適するものを選択し（Ｓ７）、互いにランクの対応するＬＥＤチップ２と波長変換部３とを組合せて発光装置１を組み立てる（Ｓ８）。以下において、より詳細な説明を行う。

図１に示す発光装置１のＬＥＤチップ２は、青色光を発光する青色ＬＥＤであり、波長変換部３は、青色ＬＥＤの発光を吸収して黄色系の光を発生する蛍光体を含有する部材からなる。発光装置１は、このようなＬＥＤチップ２と波長変換部３との組合せにより、次に示すようにして白色光を生成する。ＬＥＤチップ２によって発生した青色光の一部は、蛍光体により吸収されて黄色系の光に変換されて発光装置１から外部へ放射されるが、一部は蛍光体に吸収されることなく青色光のまま発光装置１から外部へ放射される。発光装置１から放射された青色光と蛍光体から放射された黄色系の光とは互いに補色の関係に当たるので、これらの光が適切な強度バランスで混色されることにより白色光が生成される。ＬＥＤチップ２は、例えば、ドミナント波長４６０ｎｍ〜４６５ｎｍの窒化ガリウム系青色ＬＥＤである。

発光装置本体４の寸法例を示す。外形は、縦７ｍｍ、横８ｍｍ、高さ２．５ｍｍの略直方体形状、凹部４１の開口の最大直径が約５ｍｍ、凹部４１の深さが約１．５ｍｍ、凹部４１の底面の直径が約２．５ｍｍである。発光装置１の発光装置本体４の材質は、セラミックスである。なお、発光装置本体４の形状寸法は、これらの数値に限定されるものではなく、また、材質は、特にセラミックスに限定されるものではない。

凹部４１は、断面が開口方向に向かい末広がりとなる逆台形状に形成され、その内壁面はその面に入射する光を拡散する光拡散性を有している。このような光拡散性の内壁面を実現するには、例えば、その表面の凹凸（表面粗度）を少なくとも約１μｍ程度以上とすればよい。また、発光装置本体４を形成するセラミックスは、例えば、純度９０％〜９６％の多結晶アルミナを用いることができる。このような純度のアルミナは、若干の光透過性を有する。従って、内壁面に入射した光はセラミックス内部に入り込み、結晶粒界で散乱され、拡散光となってセラミックス外部へと再放射される。このように、発光装置本体４の材質が、内部に光が入り込むことのできるアルミナのような場合、凹部４１の内壁面の凹凸（表面粗度）が１μｍ未満でも、その内壁面は光拡散面として機能する。

発光特性の計測を説明する。この計測は、図３（ｂ）に示したように、ＬＥＤチップ２を実装した発光装置本体４の正面前方（光放射方向、図の上部）に計測装置Ｄの受光部を設置して行われる。計測される光Ｌには、ＬＥＤチップ２からの直接光とともに、凹部４１の内壁面によって反射した光、及び吸収され拡散され再放射された光が含まれている。計測した発光スペクトルは、発光色度（ＸＹＺ表色系）に換算する。なお、発光色度は、発光スペクトルの計測とその後の換算によらずに、色彩色度計を用いて直接に発光色度を計測してもよい。これらの計測が行われた実装状態の各ＬＥＤチップ２は、光出力、及び発光色度に応じてランク分けされる。

波長変換部３を説明する。ＬＥＤチップ２のランクに応じて、調合条件の異なる黄色蛍光体を含有する波長変換部３を設計し、それら異なる設計条件に基づいた種類の異なる波長変換部３を作製する。黄色系蛍光体として、共にケイ酸塩系の蛍光体で、発光波長域の異なる２種類の蛍光体（蛍光体Ａ、蛍光体Ｂとする）を用いる。蛍光体Ａ、蛍光体Ｂのピーク波長は、例えば、各々５６５ｎｍ、５９３ｎｍである。蛍光体Ａ、蛍光体Ｂを混合し、さらに透光性のシリコーン樹脂に混合して縦横５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのシート状に成形して波長変換部３を作製する。蛍光体Ａ、蛍光体Ｂの混合比、及びこれらの全重量を変化させつつ波長変換部３を作製する。

作製した波長変換部３は、実装してランク分したＬＥＤチップ２のランクに対応してランク分けされる。このランク分けは、波長変換部ランク分け用の装置を用いて行う。ランク分け用の装置は、ＬＥＤチップ２を発光装置本体４の凹部４１の底面に実装して構成したものである。波長変換部３は、この装置を用いて発光装置１の完成品と同じ設定で励起され、発光装置１として放射される白色光のＸＹＺ表色系の色度座標の計測に基づいて、ＬＥＤチップ２の各ランクに対応してランク分けされる。

実装されてランク分けされたＬＥＤチップ２のそれぞれと、作製されランク分けされた波長変換部３のそれぞれとから、互いに適合する色合いを形成するように組合せが選択され、その組合せにより発光装置１が組み立てられる。このようにして組み立てられた発光装置１は、青色ＬＥＤチップ２が発光装置本体４の凹部４１底面に実装されており、青色ＬＥＤチップ２から放射された光は、その一部が凹部４１の側面や底面で吸収され、残りが光取り出し面側（凹部４１の開口側）へ出射される。

凹部４１の側面や底面における光吸収率は、波長、凹部４１の表面材質、表面状態、側面の開口部に向けての傾斜角度などに依存する。これらは、製造上のばらつきに起因して、発光装置本体４毎にばらつきを有する。従って、単体のＬＥＤチップ、つまり、発光装置本体４に実装されていない状態のＬＥＤチップ２からの光出力や発光スペクトルと、発光装置本体４に実装されているＬＥＤチップ２からの光出力や発光スペクトルとは同一のものとはならない。さらに、単体のＬＥＤチップと、実装状態のＬＥＤチップとの、それぞれに対する光出力や発光スペクトルの計測値は、互いに１対１に対応づけられるとは限らない。

従って、発光装置１の最終形態に近い状態で光特性を計測し、その結果に基づいてランク分けを行うことにより、より実情に即した適切なランク分けが可能となる。実際の発光装置１内において波長変換部３に入射されるべき光の光特性を計測してランク分けできることから、ＬＥＤチップ２と波長変換部３との組合せを、従来よりも最適に実現して、所定の色合いとなる発光装置１を実現できる。その結果、ＬＥＤチップ２の青色と波長変換部３によって発生した黄色光との混色により生成する白色光の色ばらつきを、従来に比べてさらに抑制することができ、また、このようにして製造された発光装置１は、発光装置１毎の色ばらつきの低減も実現される。

また、凹部４１が開口方向に向かって末広がりとなることにより、ＬＥＤチップ２の側面方向（開口方向に直交する方向）に放射された光も、発光装置１の正面方向（開口方向）へ向かうことができる。また、ＬＥＤチップ２から全方位に光が放射されるが、凹部４１の内壁面が光拡散性であることにより、発光スペクトルは方位について平均化されたものとなる。従って、計測装置Ｄの受光部を発光装置本体４の正面方向のみに設置した場合であっても、従来の実装状態にない単体のＬＥＤチップ、又は平坦な基板上に実装されたＬＥＤチップからの発光を計測するような計測方法に比べて、より実際の状況に近い状態で、発光スペクトルが得られる。

ＬＥＤチップ２から全方位への発光が光拡散性の内壁面によって反射されて角度依存性が平均化されるので、実装状態のＬＥＤチップ２の発光特性の計測がより容易となる。すなわち、全光束の測定ではなく一部の光束の測定によっても精度良く測定できる。また、光出力についても、角度依存性が平均化されるので、計測装置Ｄの受光部を発光装置本体４の正面方向のみに設置した場合であっても、全体の光出力に比例した量が計測されるので、従来例に比べてＬＥＤチップ２の光出力性能をより正しく評価できる。

上述のようにＬＥＤチップ２の発光色と波長変換部３の発光色との混色により白色を生成する場合、ＬＥＤチップ２と波長変換部３の各々の発光色度座標が分かれば、混色により生成する発光の色度座標値は、それら２点を結ぶ直線上の値として求められる。その直線上のどこにくるかは、ＬＥＤチップ２の発光色と波長変換部３の発光色の各々の発光強度比により決まる。従って、ＬＥＤチップ２の光出力を計測し、その強度に合う発光強度の波長変換部３を作製できれば、波長変換部３とＬＥＤチップ２とを適切に組み合わせ、て、設計条件に合致する発光色を実現する発光装置１を得ることができる。

なお、個々のＬＥＤチップ２の発光スペクトルを詳細に調べると、同じピーク波長を持つＬＥＤチップ２であっても、発光色度（ＸＹＺ表色系）に変換すると、サンプルによりｘ座標で最大０．０１程度の差を生じていることがわかる。従って、発光スペクトルのピーク波長は発光色度と１対１に対応しない。故に、ＬＥＤチップ２を発光ピーク波長の違いに基づいてランク分けする場合に比べて、本発明の製造方法におけるように、発光色度に基づいてランク分けする方が、より適切なランク分け方法となっている。

次に、ＬＥＤチップ２として、上述の青色ＬＥＤチップ２とは異なる紫外ＬＥＤチップ２を用いる発光装置１の製造方法について説明する。この発光装置１のＬＥＤチップ２は、紫外線を放射する紫外ＬＥＤであり、波長変換部３は、紫外ＬＥＤチップ２からの紫外線を吸収して可視域の光を放出する蛍光体を１種類以上含む。そして、発光装置１の製造において、実装されたＬＥＤチップ２のランク分けに用いる発光特性として、発光スペクトルにおけるピーク波長及びそのピークの半値幅を用いる。

このような発光装置１の概略構造は、図１に示したものと同様である。相違点は、この発光装置１のＬＥＤチップ２が紫外線を放射するＬＥＤチップ２であること、波長変換部３に、ＬＥＤチップ２の発光に基づく紫外線を吸収して赤色系の発光をする蛍光体Ｒ、紫外線を吸収して緑色系の発光をする蛍光体Ｇ、紫外線を吸収して青色系の発光をする蛍光体Ｂが含有されていることである。

この発光装置１は、蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂの各々がそれぞれ紫外ＬＥＤチップ２からの紫外線を吸収し、赤色系、緑色系、青色系の光（蛍光色）を生成し、それらの蛍光色が適切な強度バランスで混色されることにより、白色光を生成して放射する。

このＬＥＤチップ２は、可視波長域に発光を有さないので蛍光体の発光色との混色の作用は有しない。しかし、紫外ＬＥＤチップ２の発光特性（光出力、発光スペクトル）が変わると、蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂの各々の発光効率が個別に増減するので、紫外ＬＥＤチップ２の発光特性がばらつくことによって、発光装置１における混色の強度バランスが変化して発光装置１の発光に色ばらつきが生じる。このような不具合は、以下に示す本発明の製造方法により解消される。

発光装置１に用いる紫外ＬＥＤチップ２は、例えば、ピーク波長約３６０ｎｍのＧａＮ系化合物半導体から成る。発光装置本体４の凹部４１の底面に実装した紫外ＬＥＤチップ２に基づく発光は、上述の青色ＬＥＤチップ２に対する計測系と同じ計測系を用いて、その光出力、及び発光スペクトルが計測される。そして、実装状態の紫外ＬＥＤチップ２は、光出力、発光ピーク波長、半値幅に応じてランク分けされる。

他方、波長変換部３が、蛍光体Ｒ、蛍光体Ｇ、蛍光体Ｂを混合し、さらに透光性のシリコーン樹脂に混合して、例えば、縦横５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのシート状に作製される。各蛍光体の材料は、例えば、蛍光体ＲとしてＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、蛍光体Ｇとして３（Ｂａ，Ｍｇ，Ｅｕ，Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ_２Ｏ_３、蛍光体Ｂとして（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２を用いることができる。なお、蛍光体材料の種類は、これらに限定されるものではない。蛍光体材料は、紫外ＬＥＤチップ２の放射する紫外線で励起されて赤、緑、青いずれかの可視光を発光可能な蛍光体材料であればよい。

蛍光体材料の他の例を示す。蛍光体Ｒとしては、硫化物系蛍光体、例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ、アルカリ土類金属珪酸塩蛍光体、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４などでもよい。また、蛍光体Ｇとしては、金属アルミネート系蛍光体、例えば、Ｂａ_０．９７Ｅｕ_０．０３Ａｌ_２Ｏ_４、アルカリ土類金属珪酸塩系蛍光体、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４で、蛍光体Ｒとして用いたものに比べてＳｒ／Ｂａ比が相対的に小さいものなどでもよい。また、蛍光体Ｂの例としては、他に硫化物系蛍光体、例えば、ＺｎＳ：Ａｇ、金属アルミネート系蛍光体、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ）_０．９７Ｅｕ_０．０３Ａｌ_２Ｏ_４などでもよい。

ランク分けしたＬＥＤに応じて、蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂを含有する設計条件の異なる波長変換部３を作製する。設計条件は、例えば、蛍光体の混合比、混合した蛍光体の全重量である。これらを変数として変化させることにより、ＬＥＤチップ２の各ランクに対応する波長変換部３を作製する。

条件を変えて作製した波長変換部３は、紫外ＬＥＤチップ２を発光装置本体４の凹部４１の底面に実装した波長変換部ランク分け用の装置を用いてランク分けされる。波長変換部３は、この装置を用いて発光装置１の完成品と同じ設定で励起され、発光装置１として放射される白色光のＸＹＺ表色系の色度座標の計測に基づいて、紫外ＬＥＤチップ２の各ランクに対応させてランク分けされる。

実装されてランク分けされた紫外ＬＥＤチップ２のそれぞれと、作製されランク分けされた波長変換部３のそれぞれとから、互いに適合する色合いを形成する組合せが選択され、その組合せを用いて発光装置１が組み立てられる。

上述のように、紫外ＬＥＤチップ２の適切なランク分け、及び波長変換部のランク分けがより実情に即して行われるので、従来と比べてより適合するようにＬＥＤチップ２と波長変換部３との組合せを選択することができる。その結果、波長変換部３によって発生した赤色光、緑色光、青色光の混色により生成される白色光における色ばらつきが、低減された発光装置１が得られる。

次に、図５、図６を参照して、上述の製造方法を用いて製造した発光装置１を複数用いてユニット化した発光装置（発光装置ユニット）１０の製造方法を説明する。本発明によると、このようなユニット化した発光装置１０において、ユニット毎の発光特性のばらつきの少ないユニット化した発光装置を容易に実現できる。図５に示す発光装置１０は、上述の青色ＬＥＤチップ２や紫外ＬＥＤチップ２を７個用いてユニット化したものである。ユニット化するに当たり、発光装置１の発光特性を計測して発光装置１をランク分けし、これらの異なるランクから発光装置１を適宜選択し、選択した７個の発光装置１を組合せる。このように、ランク分けして選択された複数の発光装置１を用いることにより、複数のユニットが略同じ発光特性となるように発光装置１０を製造することができる。

ここで、発光装置１０の構造を説明する。発光装置１０は、図５に示すように、円盤状の基板５に７個の発光装置１が互いに略等間隔で配置されている。各発光装置１には、電極５３ａから配線パターン５３を介して電力が供給される。基板５は、図６に示すように、金属、例えば銅、からなるベース基板５０の上に絶縁層５２が設けられ、絶縁層５２の上に配線パターン５３を形成した構造に成っている。また、ベース基板５０の発光装置１が実装される領域は、他の部分よりも突出した凸部５１となっており、この凸部５１には、絶縁層５２が設けられていなく、発光装置１の底面に直接、接合して放熱を図る構造に成っている。

発光装置１の底面には、凸部５１に対応して、金属層４３が形成されており、金属層４３と凸部５１はハンダ５４によって接合される。また、ＬＥＤチップ２は、発光装置本体４の凹部４１の底面にフリップチップ実装される。発光装置本体４の電極４２は、凹部４１内でＬＥＤチップ２の電極に接続され、発光装置本体４の外側面を経て底面に至って、基板５の配線パターン５３にハンダ５４によって接続される。

上述の発光装置１のランク分けは、発光装置１の光出力、発光色度の計測結果に基づいて行われる。ユニットを構成する発光装置１は、各発光装置１による光出力の総和が、所定の一定値となるように７個１組の発光装置群として選択される。このような発光装置１０の構成方法は、予め光出力を所定値に揃えた発光装置を必要個数搭載するという構成方法に比べて、発光装置１の状態で各光出力を揃える必要がなく、製造が容易である。また、出力のばらつきの結果大きな出力を有する発光装置１に対して、その出力を強制的に低下させる必要がなく、発光装置１の本来の効率を落とすことがない。従って、本来の発光効率を維持して、発光効率の高いユニット化した発光装置１０が得られる。

また、全体の光出力の総和が一定となるように７個１組の発光装置１の群を選択する代わりに、ユニットとして全体の発光色度が所定の一定値となるように７個１組の発光装置１の群を選択してもよい。これにより、個々の発光装置１の色ばらつきが平均化され、さらに色ばらつきが改善された発光装置１０が得られる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。ＬＥＤチップ２を実装する凹部４１は、円形開口でなく矩形開口でもよい。ＬＥＤチップ２の実装は、フリップチップ実装に限らず、他の実装方法、例えばワイヤボンディング法でもよい。また、ユニット化した発光装置１０において、発光装置１の個数は７個に限らず複数であればよい。

本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法により製造された発光装置の斜視図。 同上製造方法の製造工程のフローチャート。 （ａ）は同上製造方法におけるＬＥＤチップを実装する工程を示す斜視図、（ｂ）は同方法におけるＬＥＤチップの発光特性を計測する工程を示す斜視図。 同上製造方法におけるＬＥＤチップと波長変換部とを組合せて発光装置を組み立てる工程を示す斜視図。 同上製造方法を用いて製造した発光装置を組合せてユニット化した発光装置の平面図。 図５におけるＸ−Ｘ断面図。

符号の説明

１ 発光装置
２ ＬＥＤチップ
３ 波長変換部
４ 発光装置本体
１０ 発光装置（発光装置ユニット）
４１ 凹部

Claims (6)

1. ＬＥＤチップと前記ＬＥＤチップからの放射光を吸収して可視域の光を生成するための蛍光体を含有する波長変換部とを組合せて白色光を生成して発光する発光装置の製造方法において、
   前記ＬＥＤチップを発光装置本体の実装部に実装した後、前記ＬＥＤチップの発光特性を計測し、前記計測によって得られる、ＬＥＤチップの放射エネルギ又はその放射エネルギから算出される明るさに関する特性、及びＬＥＤチップの発光スペクトルの特性の２つの特性に基づいて当該ＬＥＤチップをランク分けし、予めＬＥＤチップの各ランクに対応させて作製した設計条件の異なる前記波長変換部から適するものを選択し、互いにランクの対応するＬＥＤチップと波長変換部とを組合せることを特徴とする発光装置の製造方法。
2. 前記実装部は発光装置本体の有する実装基板に設けた凹部であり、前記ＬＥＤチップは前記凹部の底面に実装され、前記凹部は光拡散性の内壁面を有し、かつ当該凹部の底面から開口方向に向かい末広がりとなるテーパ形状を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
3. 前記ＬＥＤチップは可視域の光を放射する可視ＬＥＤチップであり、前記可視ＬＥＤチップからの光と前記波長変換部の蛍光体によって生成された光の混色により白色光を生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法。
4. 前記発光スペクトルの特性として色度座標値を用いることを特徴とする請求項３に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記ＬＥＤチップは紫外線を放射する紫外ＬＥＤチップであり、前記波長変換部は前記紫外ＬＥＤチップからの紫外線を吸収して可視域の光を放出する蛍光体を１種類以上含み、前記発光スペクトルの特性としてピーク波長及びそのピークの半値幅を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法を用いて製造した発光装置を用いて発光装置ユニットを製造する方法であって、
   該発光装置の発光特性を計測して当該発光装置をランク分けし、前記発光装置を異なるランクから適宜選択してユニットとし、該ユニットが所定の発光特性となるようにすることを特徴とする発光装置ユニットの製造方法。

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