JP2009260244A - 発光装置及びその製造方法、並びに発光装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体の塗布量が制御され、色度変動が低減された混合色を放出可能な発光装置及びその製造方法、並びに発光装置の製造装置を提供する。
【解決手段】発光素子からの放出光を吸収して前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子を液状透光性樹脂に混合した第１の混合樹脂により、少なくとも前記発光素子を覆う工程と、前記第１の混合樹脂が表面を覆った前記発光素子を発光させ前記放出光と前記波長変換光との混合光の色度を測定し、測定された前記混合光の色度に基づき前記色度が予め設定された所定の範囲内となるまで前記蛍光体粒子を液状透光性樹脂に混合した第２の混合樹脂を前記発光素子表面を覆った前記第１の混合樹脂の表面に対して滴下する工程と、を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法、発光装置、並びに発光装置の製造装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置及びその製造方法、並びに発光装置の製造装置に関する。

窒化物系発光素子などの発光素子からの放出光と、この放出光を吸収し励起した蛍光体粒子から放出される波長変換光と、を適正に混合すると、白色光及び電球色などを得ることができる。このような発光装置は、電球及び蛍光灯と比較して、小型軽量、低消費電力、長寿命などの利点を有するので、表示装置、液晶画面のバックライト光源、室内照明装置などの用途に広く使用されるようになってきた。

発光素子は、化合物半導体の薄膜積層体などからなる発光層を有しており、ピーク波長に変動を生じ波長分布（バラツキ）を有している。また、微粒子からなる蛍光体は、粒径、組成、塗布層の厚さ、溶媒である液状樹脂との混合比、などの変動により発光スペクトルに分布を生じる。このために、放出光及び波長変換光の混合色には、色度分布を生じる。他方、上記の用途における発光装置は、色度分布が抑制された高品位の光を放射することが要求される。

発光部の色度のバラツキが抑制された白色発光ダイオード装置及びその製造方法に関する技術開示例がある（特許文献１）。この技術開示例の白色発光ダイオード装置は、発光ダイオードチップのピーク波長に合わせて塗布厚が設定されている透明樹脂と、蛍光体粒子と、を含む蛍光体層を有している。
しかしながら、この技術開示例を用いても、塗布される蛍光体層の厚さ分布に基づいて生じる色度分布を抑制するのには十分ではない。
特開２００７-６６９６９号公報

蛍光体の塗布量が制御され、色度変動が低減された混合色を放出可能な発光装置及びその製造方法、並びに発光装置の製造装置を提供する。

本発明の一態様によれば、発光素子からの放出光を吸収して前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子を液状透光性樹脂に混合した第１の混合樹脂により、少なくとも前記発光素子の表面を覆う工程と、前記第１の混合樹脂が表面を覆った前記発光素子を発光させ前記放出光と前記波長変換光との混合光の色度を測定し、測定された前記混合光の色度に基づき前記色度が予め設定された所定の範囲内となるまで前記蛍光体粒子を液状透光性樹脂に混合した第２の混合樹脂を前記発光素子表面を覆った前記第１の混合樹脂の表面に対して滴下する工程と、を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、発光素子からの放出光を吸収して前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子を液状透光性樹脂に混合した第１の混合樹脂により、少なくとも前記発光素子の表面を覆う工程と、前記第１の混合樹脂が表面を覆った前記発光素子を発光させ前記放出光と前記波長変換光との混合光の色度を測定し、測定された前記混合光の色度に基づき前記色度が予め設定された所定の範囲内となるように前記第１の混合樹脂の表面近傍またはその上に散乱領域を形成する工程と、を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。

また、本発明のさらに他の一態様によれば、発光素子と、前記発光素子からの放出光を吸収して前記放出光よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子が、樹脂に分散配置され、前記発光素子の上面を少なくとも覆う第１の封止層と、前記蛍光体粒子が、樹脂に分散配置され、前記第１の封止層の上面を覆う第２の封止層と、を備え、前記放出光と、前記波長変換光と、の混合光を放出可能としたことを特徴とする発光装置が提供される。

また、本発明のさらに他の一態様によれば、発光素子からの放出光を吸収して前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子を、液状透光性樹脂に混合した混合樹脂により発光素子を覆う工程と、前記発光素子を発光させ前記放出光と前記波長変換光との混合光の色度を測定し、測定された前記混合光の色度に基づき前記色度が予め設定された所定の範囲内となるまで前記発光素子を覆う前記混合樹脂を吸引する工程と、を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。

また、本発明のさらに他の一態様によれば、実装部材に接着された発光素子の色度を測定可能な検出部と、前記発光素子の上に蛍光体粒子が混合された混合樹脂を滴下可能な供給部と、前記検出部が測定した前記色度が入力され、前記色度が所定の範囲内となったと判断すると前記混合樹脂の滴下を停止可能とする制御部と、を備えたことを特徴とする発光装置の製造装置が提供される。

蛍光体の塗布量が制御され、色度変動が低減された混合色を放出可能な発光装置及びその製造方法、並びに発光装置の製造装置が提供される。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる発光装置及びその製造方法を説明する模式図である。すなわち、図１（ａ）は第１の混合樹脂を塗布した工程後の模式断面図、図１（ｂ）は第２の混合樹脂を重ね塗布する工程を表す図、図１（ｃ）は第２の混合樹脂を塗布した工程後の発光装置の模式断面図である。

図１（ａ）に表す発光装置において、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂などからなる成型体２０に金属からなる第１のリード１２及び第２のリード１４が埋め込まれている。この成型体２０は、凹部２０ａを有しており、凹部２０ａの底面には第１及び第２のリード１２、１４の一部がそれぞれ露出している。発光素子１０は、底面にその一部が露出している第１のリード１２に接着されており、発光素子１０の１つの電極と、底面に露出している第２のリード１４の一部と、がボンディングワイヤ１１により電気的に接続されている。

成型体２０には、例えば高い耐熱性を有するポリフタルアミド系からなる熱可塑性樹脂材料を用いることができる。この場合、樹脂材料に反射性フィラーを混合すると、その表面において光を反射することができ、凹部２０ａの内側壁２０ｂを光リフレクタとすることが容易となる。

図１（ａ）のように、凹部２０ａ内において、少なくとも発光素子１０の表面、及びボンディングワイヤ１１を覆うように、第１の混合樹脂３０が塗布されている。第１の混合樹脂３０は、蛍光体粒子３０ａ及び液状の透光性樹脂３０ｂが混合され生成される。本具体例においては、発光素子１０は、窒化物系半導体からなり、４５５〜４６５ｎｍの波長範囲を有する青色光を放出するものとする。透光性樹脂３０ｂとしては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。なお、シリコーン樹脂を用いると、紫外〜青色光の照射による樹脂の変色を抑制できる。

また、蛍光体３０ａは、本具体例においては、青色光を吸収することにより励起し、例えば５６５〜５７５ｎｍの波長範囲を有する波長変換光を放出可能な珪酸塩系材料からなるものとする。珪酸塩系蛍光体は、例えば（Ｍｅ_１−ｙＥｕ_ｙ）_２ＳｉＯ_４（Ｍｅは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選ばれる少なくとも１つの元素、０＜ｙ≦１）なる組成式で表される。青色光と黄色光とを適正な光強度比率で混合すると白色光とすることができるが、図１（ａ）の状態では、混合光Ｇが白色光よりも青色光に近くなるように第１の混合樹脂３０の量が設定され、第１の混合樹脂３０が塗布されている。

続いて、図１（ｂ）のように、蛍光体粒子３０ａと液状の透光性樹脂３０ｂとが混合されて第２の混合樹脂４０が生成され、インクジェット装置５０の容器に収納されている。インクジェット装置５０のノズル５０ａから、第２の混合樹脂４０を小液滴状態として、第１の混合樹脂３０が塗布された発光素子１０の表面に対して、例えば１ショットずつ吐出により滴下する。小液滴を滴下するには、例えば内口径が数十μｍの吐出穴を有するノズル５０ａを用いる。他方、第１の混合樹脂３０は多くの量を滴下可能な、より大きな内口径の吐出穴を用いると生産性がよい。

この際に、第１及び第２のリード１２、１４を直流電源８０に接続し、発光素子１０へ順方向電流Ｉｆを供給して発光素子１０を発光させる。その結果、発光装置は混合光Ｇを放出する。この混合光Ｇは、分光装置６０の検知部６０ａに入射し、その色度を表示部６０ｂに出力する。小液滴状の第２の混合樹脂４０をノズル５０ａから逐次吐出しつつ、これに伴って変化する色度を表示部６０ｂにより測定（モニタ）する。分光装置６０には、例えば輝度、光束、ドミナント波長、ピーク波長、色度などが測定可能な輝度測定分光装置を用いることができる。また、分光装置６０の代わりに色度及び輝度を測定可能な色度計を用いてもよい。

色度座標が所望の範囲または所定の座標値に到達したことを検知部６０ａが検知すると、分光装置６０は第２の混合樹脂４０の滴下を停止する。この場合、分光装置６０からインクジェット装置５０へ検知信号を伝送すると、第２の混合樹脂４０の塗布を停止する自動制御が可能である。
なおここで、第１の混合樹脂３０を硬化させてから第２の混合樹脂４０を滴下してもよく、第１の混合樹脂３０を硬化させる前に第２の混合樹脂４０を滴下してもよい。あるいは、第１の混合樹脂３０の硬化が途中の段階で第２の混合樹脂４０を滴下してもよい。

図１（ｃ）は、例えば色度座標が所定座標である白色光に到達し、第１及び第２の混合樹脂３０、４０が熱硬化した状態の発光装置の断面を表している。すなわち、第１の混合樹脂３０が熱硬化し第１の封止層３１となる。第１の封止層３１の上面には、滴下された第２の混合樹脂４０が熱硬化した第２の封止層４１が形成される。熱硬化は、例えば１００〜２００℃の温度範囲の熱処理により行うことができる。

第１の混合樹脂３０を塗布後の経過時間や熱硬化工程の有無などにより、第１の封止層３１及び第２の封止層４１の界面を区別することが困難なことも有る。しかし、断面の形状、第１の封止層３１内における蛍光体粒子３０ａの沈降状態、透光性樹脂の配列状態の分析などにより、略同一の材料を用いていてもこれらの界面を区別できることが多い。
ここで、第１の混合樹脂３０と第２の混合樹脂４０は、別々に形成してもよく、あるいは同時に形成した同一の混合樹脂としてもよい。
別々に形成する場合、例えば、インクジェット装置５０から吐出させやすいように、第２の混合樹脂４０の粘度や蛍光体粒子３０ａの含有量などを第１の混合樹脂３０とは異なるように調整することができる。また例えば、インクジェット装置５０のノズルの開口径を考慮して、第２の混合樹脂４０に混合する蛍光体３０ａの粒径を、第１の混合樹脂３０に混合する蛍光体粒子３０ａの粒径よりも小さくすることもできる。またさらに、第１の混合樹脂３０に用いる透光性樹脂３０ｂと、第２の混合樹脂４０に用いる透光性樹脂３０ｂと、が異なるものとしてもよい。例えば、第１の混合樹脂３０に用いる透光性樹脂３０ｂは、発光素子３０のまわりを埋め込みやすいような粘度や流動性を有するものとし、一方、第２の混合溶液４０に用いる透光性樹脂３０ｂは、インクジェット装置で吐出しやすい粘度や流動性を有するものとすることができる。

なお、図１（ｃ）に表す発光装置は、表面実装（ＳＭＤ：surface-mount device）型と呼ばれ、表示装置、バックライト光源、照明装置、などを薄型にできる。

図２は、比較例にかかる発光装置の色度を説明する色度図である。すなわち、図２（ａ）は白色光の範囲を表す色度図、図２（ｂ）はサンプルの色度分布を表す拡大色度図である。この色度図は、ＣＩＥ（国際照明委員会）の規格に基づいており、比視感度曲線を表し、縦軸は色度座標Ｃｘを、横軸は色度座標Ｃｙを、それぞれ表す。

図２（ａ）のように、青色光は、例えば４５５〜４６５ｎｍの波長範囲であり、色度図の点Ｂで表す。他方、黄色蛍光体による波長変換光は、例えば５６５〜５７５ｎｍの波長範囲であり、色度図の点Ｙで表す。青色光と、黄色光と、の混合光Ｇは、その光強度比に対応して点Ｂ及び点Ｙを結ぶ直線Ｍに沿って移動する。

比較例において、例えば破線で表す白色光域Ｗの中に、点Ｐ１（０．３１５０、０．２９０）、Ｐ２（０．３１５、０．３５０）、Ｐ３（０．３３０、０．３７０）、Ｐ４（０．３３０、０．３０５）で囲まれたＤ領域の混合色を実現しようとする場合、混合樹脂は予め設定された量を１回で塗布され、色度モニタを行いながらの重ね塗布を行わない。このために、凹部内の発光素子に塗布される混合樹脂の量の変動及び蛍光体粒子の沈降速度の変動などを生じ、混合光の色度変動が大きい。

図２（ｂ）は、比較例にかかる３５０個の発光装置の色度を測定して得られた色度分布である。色度変動はこのように大きくなり、色度分布を正規分布であると見なすと、その平均値は、Ｃｘ＝０．３１８１、Ｃｙ＝０．３０９８であり、その標準偏差σ_１は、Ｃｘで表すと０．００４６、Ｃｙで表すと０．００６９であった。（平均値±３σ_１）の色度範囲は、Ｃｘで表すと０．３０４３〜０．３３１９であり、Ｃｙで表すと０．２８９１〜０．３３０５であった。このため、色度分布の裾部が図２（ａ）のＤ領域からはみ出すなど、色度の不均一性が大きく、かつ製造歩留まりが低下する。

図３は、本実施形態による発光装置の色度を説明する色度図である。すなわち、図３（ａ）は本実施形態の重ね塗りの作用を説明する図、図３（ｂ）はサンプルの色度分布を表す拡大色度図である。
図３（ａ）において、白色光の所望領域とする図２（ａ）のＤ領域を表す。すなわち、Ｄ領域は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４、の４つの点で囲まれた領域である。目標とする所定の色度座標はこのＤ領域内の点ＱＷ（０．３２２、０．３１７）とする。この点ＱＷは図２（ａ）における点Ｂ及び点Ｙを結ぶ直線Ｍ上にある。

第１の混合樹脂３０を塗布した発光装置は色度分布を有するが、点Ｑ１はその分布の平均値に対応している。この点Ｑ１は、点ＱＷ及び点Ｂの間の直線Ｍ上に設定される。第１の混合樹脂３０の量が変動すると蛍光体粒子３０ａの量が変動し、色度座標が所望の領域であるＤ領域からはみ出すことがある。この場合、色度座標がＤ領域内に入るまで、色度モニタを行いながら重ね塗布を行うと、色度を所望のＤ領域内におさめることができ、色度分布が抑制できる。

さらに、点Ｑ１の座標を適正に設定すると、色度分布をより抑制できる。すなわち、第１の混合樹脂３０の色度分布は、比較例と略同程度の標準偏差σ_１を有すると考えられる。もし、所定の色度座標を表す点ＱＷと、点Ｑ１と、の座標間距離Ｌを３σ_１よりも短く設定すると、点ＱＷよりも点Ｂに近い側の分布領域は点ＱＷ近傍の色度になるまで第２の混合樹脂４０を重ね塗布するので、色度分布をより抑制できる。

他方、座標間距離Ｌを３σ_１以上と設定すると、点ＱＷよりも点Ｙに近いサンプル数の割合は略０．２６％以下と少なくなり、点ＱＷ近傍を平均値とし標準偏差σ_２がさらに低減され、略正規分布と見なせる色度分布とできる。しかしながら、座標間距離Ｌを長くしすぎると、点Ｑ１から点ＱＷに近づけるまでの第２の混合樹脂４０の滴下量が増加し生産性が低下する。従って、予め比較例における色度分布の標準偏差σ_１を求めておき、座標間距離Ｌが略３σ_１となるように第１の混合樹脂３０を塗布すると、略９９．７％の割合のサンプル数において重ね塗布により色度を点ＱＷ近傍に制御できる。

すなわち、図３（ａ）において、ノズル５０ａから第２の混合樹脂４０の小液滴が滴下されると、色度座標は直線Ｍ上を点Ｙに向かって矢印の方向に動く。分光装置６０により色度座標は常時モニターされているので、色度座標値が点ＱＷの値以上となると第２の混合樹脂４０の滴下が停止される。第１の混合樹脂３０中に含まれる蛍光体粒子３０ａの量が変動しても、色度座標を直接モニタしつつ、第２の混合樹脂４０中に含まれる蛍光体粒子量を適正に制御できる。

なお、第１の混合樹脂３０中の蛍光体粒子３０ａの混合比と、第２の混合樹脂４０中の蛍光体粒子３０ａの混合比と、は同一であっても、異なっても良い。黄色蛍光体の場合、蛍光体粒子３０ａは混合樹脂の数〜５０重量％の広い含有量範囲で選択することができる。所望の領域の色度範囲の幅が広い場合には、蛍光体粒子３０ａの混合比を高くすると、より少ない滴下数で点ＱＷに近づけ、色度範囲の幅が狭い場合には、蛍光体粒子３０ａの混合比を低くすると１ショットの変化量をより小さくすることが容易となる。

図３（ｂ）は、本実施形態の製造方法によるサンプル３２９個の色度分布を表す。平均値は、Ｃｘ＝０．３２１３、Ｃｙ＝０．３１４８、標準偏差σ_２は、Ｃｘで表すと０．００１５、Ｃｙで表すと０．００２５であり、比較例の約３分の１に低減できた。また、（平均値±３σ_２）の範囲は、Ｃｘで表すと、０．３１６８〜０．３２５８、Ｃｙで表すと、０．３０７３〜０．３２２３であり、サンプル数の９９．７％以上の割合がこの領域内であった。このように本実施形態では、蛍光体粒子の塗布量が制御されることにより、色度変動が低減され、色度分布を点Ｐ１〜Ｐ４の４つで囲まれた所望のＤ領域内に抑制することが容易となる。このために、色度変動が低減された混合色を放出可能な発光装置が提供される。

また、蛍光体粒径、蛍光体沈降状態、蛍光体組成、発光素子波長分布、熱処理条件などによりσ_２程度の分布を生じるが、比較例の約３分の１まで低減できている。このようにして、歩留まりが改善され、量産性の高い発光装置の製造方法が提供される。

次に、図３（ａ）において、点Ｑ１から所定の色度である点ＱＷへ近づけるための変形例を説明する。例えば、サンプリングしたチップを用いて発光装置を組立て、蛍光体粒子３０ａの単位量に対しする直線Ｍ上の変位量を推定可能である。測定された点Ｑ１の色度と、点ＱＷで表す所定の色度と、の差から推定した蛍光体粒子３０ａの必要量を滴下すると塗布工程の時間短縮が容易となる。この場合、例えば、点ＱＷに対応する蛍光体粒子３０ａの推定所要量の９０％を塗布し点Ｑ１とすると、色度精度を高めつつショット数を減らし短時間で調整することが容易となる。

図４は、第２の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図４（ａ）は第２の混合樹脂を塗布する工程を表わす図、図４（ｂ）は塗布終了工程後の発光装置の断面図である。
成型体２０の凹部２０ａ内において、第１の混合樹脂３２が、少なくとも発光素子１０の表面を含む凹部２０ａ内の一部を充填し、残余の空間は充填しないように、インクジェット装置５０を用いた印刷工程などを用いて塗布する。この結果、図４（ａ）のように、第１の混合樹脂３２はドーム状となる。

さらに色度モニタを行いつつ、第１の混合樹脂３２が塗布された発光素子１０の上方から第２の混合樹脂４０の小液滴を滴下し、点ＱＷの所定の色度座標値以上となると滴下を停止する。内口径が小さいノズル５０ａを用いることにより、第１の混合樹脂３２が塗布された発光素子１０の上方から、第２の混合樹脂４０を精度良く滴下することは容易である。この結果、図４（ｂ）のように、第１の封止層３３の上に、第２の封止層４３が積層されたドーム状構造となる。

このような工程により製造した発光装置では、光を反射する凹部２０ａの内側壁２０ｂ近傍に蛍光体粒子を配置しない。このために、発光素子１０の放出光の光路長と、波長変換光の光路長と、の間の差異を低減でき、内側壁２０ｂ近傍が黄色味を帯びることを抑制できる。

図５は、第３の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図５（ａ）は第２の混合樹脂を塗布する工程を表す図、図５（ｂ）は塗布終了工程後の発光装置の断面図である。
第１の混合樹脂３４はウェーハ状態において発光素子１０の上面に塗布される。このあと、ダイシングやへきかいによりチップに分離する。チップを成型体２０に形成された凹部２０ａの底面に露出している第１のリード１２に接着した後、色度モニタを行いつつ、第１の混合樹脂３５が塗布された発光素子１０の上方から第２の混合樹脂４０の小液滴を滴下し、所定の色度座標値以上となると滴下を停止する。この結果、図５（ｂ）のように、チップ上の第１の封止層３５の上に、第２の封止層４５が積層された構造となる。

図５に表す製造方法を用いると、発光素子１０のチップの上面にのみ蛍光体粒子３０ａを配置することができるので、青色光と波長変換光との放射方向をより一致させることができ、内側壁２０ｂ近傍が黄色味を帯びることを抑制することがより容易となる。ただし、ウェーハ上に蛍光体粒子３０ａを塗布する工程が必要である。

図６は、第４の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図３（ａ）に表すように、第１の混合樹脂３０の塗布後の色度分布の平均値の座標値を表す点ＱＹが所定の点ＱＷの色度座標よりも点Ｙに近くなるように設定する。過剰な第１の混合樹脂３０は、吸引装置７０に備えられている吸引用のノズル７０ａを介して破線の矢印に表すように少しずつ除去される。所望の領域であるＤ領域から点Ｙ側にはみ出た場合、色度モニタを行いつつＤ領域内に入るまで吸引を行う。この結果、色度分布を抑制することができる。

また、色度座標が所定の座標である点ＱＷの値以下となると吸引を停止するようにすると、より狭い範囲内で色度分布を抑制出来る。例えば、点ＱＷ及び点ＱＹの間の座標距離を比較例の３σ_１以上とし、点ＱＷの色度座標値以下で吸引を停止すると、点ＱＷ近傍を平均値とし標準偏差が低減され、略正規分布と見なせる色度分布とできる。本実施形態では、１回の塗布工程でも色度分布を抑制できる。

図４〜図６において発光素子１０は、チップの上下に電極を有しているが、本発明はこの構造に限定されない。チップの一方の側に２つの電極を配置し、フリップチップ構造によりサブマウント材を介して実装部材に接着してもよい。

また、図３の色度図を用いて説明した発光装置では、蛍光体粒子は黄色蛍光体であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、青色光を表す点Ｂと、黄色光を表す点Ｙと、橙色光と、を３色混合しても良い。また、発光素子１０の放出光の波長範囲を紫外〜青色光とし、ＹＡＧ（yttrium-aluminum-garnet）蛍光体から放出されるＲ（赤色光）、Ｇ（緑色光）、Ｂ（青色光）、の３色混合としてもよい。

図７は、第５の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図７（ａ）は表面改質した発光装置、図７（ｂ）は蛍光体粒子が混合されない透光性樹脂を表面改質した発光装置、図７（ｃ）は混合樹脂の上に散乱性粒子を混合配置した発光装置、を表す。

図７（ａ）において、発光素子１０からの青色光Ｂは発光素子１０の表面に略垂直な光軸４７近傍で強度が極大となる。発光素子１０の上では混合樹脂からなる第１の封止層３１が周辺部よりも薄いので蛍光体粒子に吸収される青色光Ｂが少なくなり、青色光Ｂの強度が高くなりやすい。他方、蛍光体粒子は凹部２０ａ内に広がって分散配置しているので、黄色光は青色光よりも凹部２０ａ上において、より均一に放出される。

本実施形態では、第１の混合樹脂３０を硬化したのち、その表面に向かってプラズマまたはオゾンを照射し、粗面化により散乱領域Ｄを形成する。■印は粗面化により生じた表面凹凸を表すものとする。青色光Ｂの一部は散乱されて散乱光Ｂｓとなる。このために、中央部において青色光Ｂが弱められる。散乱領域Ｄの広さまたは凹凸形状により、散乱の程度を変化すると、色度の調整が可能となる。

また、図７（ｂ）のように、第１の封止層３１の上に、蛍光体粒子が混合されない液状透光性樹脂４２を塗布し、その表面に向かってプラズマまたはオゾンを照射し、粗面化により散乱領域Ｄを形成しても良い。この場合にも、青色光Ｂの一部が散乱されて散乱光Ｂｓとなり、放出光の色度調整が可能となる。この場合、透光性樹脂４２には、蛍光体粒子が混合されていないので表面改質がより容易となる。

さらに、図７（ｃ）のように、第１の封止層３１の上に、蛍光体粒子が混合されない液状透光性樹脂４２を塗布し、完全に硬化される前に、ＳｉＯ２やＴｉＯ２などの散乱性粒子４６を混合し散乱領域Ｄを形成してもよい。この場合にも、青色光Ｂの一部を散乱光Ｂｓとでき色度調整が可能となる。なお、第１の混合樹脂３０が完全硬化する前に、散乱性粒子４６を混合配置しても良いが、図７（ｃ）のように蛍光体粒子を混合しない透光性樹脂４２を設けると、散乱性粒子４６の量を多くでき、散乱方向をより大きく変化することが容易となる。本実施形態では、散乱領域Ｄにより散乱の程度を変化して混合色の色度を所定の色度へ近づけるので、第１の混合樹脂３０に含まれる蛍光体の量は、色度が点ＱＷの色度よりも低くなるよう制御して塗布される。

図８は、第６の実施形態にかかる発光装置を説明する色度図である。
図３の色度図を用いて説明した発光装置では、蛍光体粒子は黄色蛍光体であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、青色光を表す点Ｂと、黄色光を表す点Ｙと、橙色光と、を３色混合しても良い。また、発光素子１０の放出光の波長範囲を紫外〜青色光とし、ＹＡＧ（yttrium-aluminum-garnet）蛍光体から放出されるＧ（緑色光）、酸化物蛍光体などから放出されるＲ（赤色光）、発光素子から放出されるＢ（青色光）、の３色混合としてもよい。
緑色蛍光体からの緑色光Ｇと、赤色蛍光体からの赤色光Ｒと、発光素子１０からの放出光である青色光Ｂと、により混合色を合成する。点ＱＷは目標とする所定の色度範囲内とし、例えば白色光や白熱電球色などとできる。

また、図９は、緑色蛍光体粒子と、赤色蛍光体粒子と、が混合された第１の封止層３１が設けられた発光装置の発光スペクトルの相対発光強度を表す。青色光Ｂは４５５ｎｍ近傍、緑色光Ｇは５２５ｎｍ近傍、及び赤色光Ｒは６２０ｎｍ近傍、の波長において相対発光強度の極大値をそれぞれ有する。なお、発光素子１０の特性分布中心値に対して、混合光を所定の色度ＱＷとするための緑色蛍光体と赤色蛍光体との混合比を設定しておくことができる。

第２の混合樹脂（溶液）４０は、緑色蛍光体と、赤色蛍光体と、が混合された液状透光性樹脂からなり、別のノズルからそれぞれ滴下するものとする。滴下ののち混ざりあった第２の混合樹脂４０は硬化ののち、第１の封止層３１の上に積み重なった第２の封止層４１となる。

点Ｑ１で表す測定された色度と点ＱＷで表す所定の色度とを比較し、赤色光Ｒの相対強度が不足しているならば赤色蛍光体が多くなるような割合で第２の混合樹脂４０を滴下する。続いて点Ｑ２の色度を測定し、もし緑色光Ｇの相対強度が不足しているならば緑色蛍光体が多くなるような割合で第２の混合樹脂４０を滴下する。このように、第２の混合樹脂４０の１ショットごとに色度を測定し、点ＱＷの所定の色度となるまで滴下を行う。

あるいは、緑色蛍光体と赤色蛍光体との混合比を一定とした第２の混合樹脂４０を１つのノズルから滴下してもよく、さらにショットを連続的にしてもよい。このようにして、所定の色度となるまで第２の混合樹脂４０を滴下する。この場合、塗布工程をより簡素にでき生産性を高めることが容易となる。

図１０は、発光装置の製造装置の構成図である。
本製造装置は、インクジェット装置５０またはディスペンサのような供給部、検出部６０ａを有する分光装置６０、発光装置に電流Ｉｆを供給可能な直流電源８０、及び制御部８４を備えている。

まず、制御部８４は、実装部材に接着された発光素子１０の表面を覆うように、蛍光体粒子が混合された第１の混合樹脂３０をノズルから吐出するように滴下開始信号Ｓ１０を供給部に向けて出力する。続いて、制御部８４は、発光素子１０に順方向電流を供給するように、オン信号Ｓ１２を出力し直流電源８０をＯＮとする。

制御部８４は滴下開始信号Ｓ１０を供給部に向けて出力する。これにより供給部は、第１の混合樹脂３０の表面に対して第２の混合樹脂４０をノズル５０から吐出する。検出部６０ａが検出した色度信号Ｓ１６が入力された制御部８４は色度が所定の範囲内となったことを判断すると、第２の混合樹脂４０の滴下停止信号Ｓ１８を供給部に向かって出力すると共に、順方向電流Ｉｆのオフ信号Ｓ２０を直流電源に向かって出力し、混合樹脂４０の塗布が終了する。なお、散乱領域を変化して色度調整をする場合、散乱領域の形成を停止する信号を出力するようにすればよい。このような製造装置により、色度が制御された発光装置を歩留まりよく生産することが容易となり、その結果、価格低減が可能となる。

第１〜第５の実施形態は、金属リードが樹脂などの成型体に埋め込まれたパッケージ構造を有しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、導電パターンが形成されたセラミック及びガラスエポキシなどからなる絶縁性基板型パッケージを用いることもできる。

以上、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかしながら、本発明はこれらの実施形態に限定されない。発光装置を構成する透光性樹脂、蛍光体粒子、成型体、リード、発光素子の材料、サイズ、形状、配置などに関して当業者が設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。

本発明の第１の実施形態にかかる発光装置の模式図 比較例にかかる発光装置の色度図 第１の実施形態にかかる発光装置の色度図 第２の実施形態にかかる発光装置の模式図 第３の実施形態にかかる発光装置の模式図 第４の実施形態にかかる発光装置の模式図 第５の実施形態にかかる発光装置の模式図 第６の実施形態にかかる発光装置の色度図 第６の実施形態にかかる発光装置の発光スペクトルを表す図 製造装置の構成図

符号の説明

１０ 発光素子、２０ 成型体、２０ａ 凹部、３０、３２、３４ 第１の混合樹脂、３０ａ 蛍光体粒子、３０ｂ、４２ 液状透光性樹脂、３１、３３、３５ 第１の封止層、４０ 第２の混合樹脂、４１、４３、４５ 第２の封止層、４６ 散乱性粒子、５０ インクジェット装置、８４ 制御部、Ｇ 混合光、Ｂ 放出光の色度座標、Ｙ 波長変換光の色度座標、Ｑ１ 第１の混合樹脂塗布後の色度座標、ＱＷ 所定の色度座標

Claims (11)

1. 発光素子からの放出光を吸収して前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子を液状透光性樹脂に混合した第１の混合樹脂により、少なくとも前記発光素子の表面を覆う工程と、
   前記第１の混合樹脂が表面を覆った前記発光素子を発光させ前記放出光と前記波長変換光との混合光の色度を測定し、測定された前記混合光の色度に基づき前記色度が予め設定された所定の範囲内となるまで前記蛍光体粒子を液状透光性樹脂に混合した第２の混合樹脂を前記発光素子表面を覆った前記第１の混合樹脂の表面に対して滴下する工程と、
   を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法。
2. 実装部材に形成された凹部内に前記発光素子を接着する工程をさらに備え、
   前記凹部内において、少なくとも前記発光素子の表面を含む前記凹部内の一部を前記第１の混合樹脂及び前記第２の混合樹脂により充填し、前記凹部内の残余の空間は前記第１の混合樹脂及び前記第２の混合樹脂により充填しないことを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
3. 前記第２の混合樹脂を滴下する工程は、前記第１の混合樹脂とは異なる又は同一の前記第２の混合樹脂をインクジェット方式のノズルからの吐出により滴下することを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
4. 発光素子からの放出光を吸収して前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子を液状透光性樹脂に混合した第１の混合樹脂により、少なくとも前記発光素子の表面を覆う工程と、
   前記第１の混合樹脂が表面を覆った前記発光素子を発光させ前記放出光と前記波長変換光との混合光の色度を測定し、測定された前記混合光の色度に基づき前記色度が予め設定された所定の範囲内となるように前記第１の混合樹脂の表面近傍またはその上に散乱領域を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法。
5. 前記散乱領域は、前記第１の混合樹脂の前記表面近傍をプラズマまたはオゾンを照射することにより形成された粗面とされることを特徴とする請求項４記載の発光装置の製造方法。
6. 前記散乱領域は、前記第１の混合樹脂の上に設けられた透光性樹脂の表面近傍をプラズマまたはオゾンを照射することにより形成された粗面とされることを特徴とする請求項４記載の発光装置の製造方法。
7. 前記散乱領域を形成する工程は、前記第１の混合樹脂の上に滴下された液状透光性樹脂
   が完全に硬化する前に散乱性粒子を混合配置する工程を含むことを特徴とする請求項４記載の発光装置の製造方法。
8. 前記蛍光体粒子は、第１の波長変換光を放出する第１の蛍光体粒子と、第１の波長変換光の波長とは異なる波長を有する第２の波長変換光を放出する第２の蛍光体粒子と、の２種類を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
9. 発光素子と、
   前記発光素子からの放出光を吸収して前記放出光よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子が、樹脂に分散配置され、前記発光素子の上面を少なくとも覆う第１の封止層と、
   前記蛍光体粒子が、樹脂に分散配置され、前記第１の封止層の上面を覆う第２の封止層と、
   を備え、
   前記放出光と、前記波長変換光と、の混合光を放出可能としたことを特徴とする発光装置。
10. 発光素子からの放出光を吸収して前記放出光の波長よりも長い波長を有する波長変換光を放出する蛍光体粒子を、液状透光性樹脂に混合した混合樹脂により発光素子を覆う工程と、
    前記発光素子を発光させ前記放出光と前記波長変換光との混合光の色度を測定し、測定された前記混合光の色度に基づき前記色度が予め設定された所定の範囲内となるまで前記発光素子を覆う前記混合樹脂を吸引する工程と、
    を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法。
11. 実装部材に接着された発光素子の色度を測定可能な検出部と、
    前記発光素子の上に蛍光体粒子が混合された混合樹脂を滴下可能な供給部と、
    前記検出部が測定した前記色度が入力され、前記色度が所定の範囲内となったと判断すると前記混合樹脂の滴下を停止可能とする制御部と、
    を備えたことを特徴とする発光装置の製造装置。

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