JP2012195522A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体層の剥離や蛍光体粒子の脱離を防止する。
【解決手段】所定の第１の波長の光を出射するＬＥＤ素子３と、前記第１の波長の光の照射により前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を出射する蛍光体粒子を含有する波長変換部とを、有する発光装置の製造方法が開示されている。当該製造方法では、ＬＥＤ素子３を準備する準備工程と、前記蛍光体粒子と沈降防止剤とを含有する蛍光体塗布液４０と、セラミック前駆体を含有するセラミック前駆体塗布液４２とを、ＬＥＤ素子３上に同時に塗布する塗布工程と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は発光装置の製造方法に関する。

ＬＥＤ素子を用いた発光素子は、素子の高輝度化及び省エネルギーへの要望の高まりに伴い様々な用途に用いられており、その用途もますます拡大している。
特に、白色光が必要とされる電灯や液晶表示装置のバックライトなどのＬＥＤ照明（発光装置）では、青色光を出射するＬＥＤ素子と、その青色光により励起して黄色光を出射する蛍光体とを用いて、光を混色させて白色光を得るような技術も開発されている。ＬＥＤ素子と蛍光体とを用いて白色光を得る発光装置としては、他にも、紫外光を出射するＬＥＤ素子と紫外光により青，緑，赤の光を出射する蛍光体とを組み合わせて白色光とするタイプや、青色光を出射するＬＥＤ素子と赤，緑の光を出射する蛍光体とを組み合わせて白色光とするタイプなども検討されている。
このような蛍光体を用いて白色光を得る発光装置は、色の異なる複数のＬＥＤ素子を組み合わせて白色光を得るタイプに比べて、１つのＬＥＤ素子で白色光を得られることから、装置を簡素化でき消費電力も抑制可能であり、特に好ましく用いられている。

ところが、ＬＥＤ素子と蛍光体とを組み合わせて白色光を得る場合には、ＬＥＤ素子からの出射光と蛍光体からの出射光とのバランスにより白色光を得るため、このバランスが崩れると、白色光が別の色に着色して発光装置の発光色自体が白色光ではなくなるという着色上（色ずれ）の問題や、白色照明における出射光が観察角度により色（色度）が異なるという色むらの問題が発生するため、改善が必要とされていた。
また、従来は、蛍光体粒子を硬化性樹脂に添加・分散させた状態で、ＬＥＤ素子に上に塗布して硬化させることでＬＥＤ素子の周辺に蛍光体層を設けて白色ＬＥＤ照明とする方法が一般的であったが、一般的に、蛍光体粒子は非常に比重の高い無機の金属化合物であることから、硬化性樹脂中で硬化する際に沈殿し、蛍光体粒子がＬＥＤ素子上に不均一に堆積してしまい、色ずれや色むらが発生するということが問題となっていた。

このような課題に対し、特許文献１，２のような技術が検討されている。
特許文献１の技術よれば、発光装置の色むらの低減のために、液状の封止材料中に蛍光体粒子の沈降防止材を含有させ、比重の重い蛍光体粒子の沈降を防止しようとしている（段落００１９〜００２５など参照）。さらに、特許文献１の技術によれば、発光素子の周辺に液状の封止材料を添加し、発光素子を回動させながら硬化させ、発光素子内における色度差（すなわち色むら）を低減させようとしている（段落００２７や図３など参照）。
特許文献２によれば、発光素子の発光面（上面、側面および角の部分）上に蛍光体粒子を均一に堆積させ、波長変換効率を高めようとしている（段落００３２〜００３４など参照）。特に、特許文献２によれば、発光素子の角部や側面において蛍光体粒子が塗布できず、波長変換効率が低下したり、各方位における色度のずれや色調ムラが発生したりするという課題に対し、蛍光体を含有した塗布液を霧状且つ螺旋状に回転させながら吹き付けることにより、これらの課題を解決しようとしている（段落００５６〜００５８や図４など参照）。

特開２００４−１５３１０９号公報 特開２００３−１１５６１４号公報

上述の技術によれば、装置内における色むら、すなわち発光装置（白色ＬＥＤ照明）から出射される光の角度による色度のずれはある程度改善可能であると考えられる。
ところが、近年では、発光装置が、高輝度の自動車の照明や色度が特に重要視される店舗用の照明などに用いられるようになってきたことに伴い、色むらの改善が十分ではないことが明らかになった。

本発明者らが、これらの原因を検討した結果、蛍光体の塗布液として、蛍光体粒子と蛍光体粒子のバインダーとなるセラミック前駆体材料とを、同一の溶液として塗布して加熱により硬化する方法においては、溶液中において蛍光体粒子とセラミック前駆体材料とが反応して部分的に粘度が上昇したり、蛍光体粒子が凝集して分散性が不均一となったりして色むらの原因になりうることが明らかになった。蛍光体粒子とセラミック前駆体材料との間で反応がない場合であっても、経時によりセラミック前駆体材料の反応が進むため、粘度が不均一になったり、蛍光体粒子の凝集を引き起こしたりして、色むらの原因となることが判明した。

そこで、本発明者らは、蛍光体粒子を含む溶液と、セラミック前駆体材料を含む溶液とを別途（別々に）塗布することで、上記の問題を改善することを検討した。すなわち、蛍光体粒子と沈殿防止剤と溶媒とを含有する「蛍光体塗布液」と、バインダーとなるセラミック前駆体材料と溶媒とを含有する「セラミック前駆体塗布液」とを用意し、別々に塗布することで、上述の問題を解決することを検討した。
しかしながら、この場合、先に蛍光体塗布液を塗布してその後にセラミック前駆体塗布液を塗布したときは、塗布面と蛍光体粒子との間の接着性が十分に得られず、使用時に発光させることで加熱が繰り返されたり、衝撃を受けたりすると、蛍光体層が部分的に剥離するという新たな課題が発生した。
逆に、先にセラミック前駆体塗布液を塗布してその後に蛍光体塗布液を塗布したときは、セラミック前駆体塗布液の粘度が不十分であると、セラミック前駆体塗布液を十分な厚さに塗布することができず、蛍光体塗布液を塗布して乾燥させた後に、乾燥後に表側に位置する蛍光体粒子が脱落することが判明した。このような問題を解決するためには、蛍光体塗布液を塗布した後に、再度、セラミック前駆体塗布液を塗布することが求められ、工程数が増え工程が複雑となってしまう。

したがって、本発明の主な目的は、蛍光体層の剥離や蛍光体粒子の脱離を防止することができる発光装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明によれば、
所定の第１の波長の光を出射する発光素子と、前記第１の波長の光の照射により前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を出射する蛍光体粒子を含有する波長変換部とを、有する発光装置の製造方法において、
前記発光素子を準備する準備工程と、
前記蛍光体粒子と沈降防止剤とを含有する蛍光体塗布液と、セラミック前駆体を含有するセラミック前駆体塗布液とを、前記発光素子上に同時に塗布する塗布工程と、
を備えることを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、蛍光体粒子と発光素子との接着性や蛍光体粒子の固着性を十分に高めることが可能となり、蛍光体層の剥離や蛍光体粒子の脱落を防止することができる。

発光装置の概略構成を示す断面図である。 発光装置の製造装置および製造方法を概略的に説明するための模式図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。

図１に示すとおり、発光装置１００は断面凹状のパッケージ１を有している。
パッケージ１の凹部（底部）にはメタル部２（配線）が設けられ、メタル部２上に直方体状のＬＥＤ素子３が配置されている。
ＬＥＤ素子３は所定波長の光を出射する発光素子の一例である。
ＬＥＤ素子３のメタル部２に対向する面には突起電極４が設けられており、メタル部２とＬＥＤ素子３とが突起電極４を介して接続されている(フリップチップ型)。
ここでは、１つのパッケージ１に対して、１つのＬＥＤ素子３が設けられる構成を図示しているが、１つのパッケージ１の凹部に複数のＬＥＤ素子３が設けられてもよい。

本実施形態では、ＬＥＤ素子３として青色ＬＥＤ素子を用いている。
青色ＬＥＤ素子は、例えばサファイア基板上にｎ−ＧａＮ系クラッド層、ＩｎＧａＮ発光層、ｐ−ＧａＮ系クラッド層、及び透明電極を積層してなる。

パッケージ１の凹部にはＬＥＤ素子３の周囲を封止するように波長変換部６が形成されている。
波長変換部６は、ＬＥＤ素子３から出射される所定波長の光を、これとは異なる波長の光に変換する部分である。波長変換部６は、透光性を有するセラミック層中に、ＬＥＤ素子３からの所定波長の光により励起され励起波長とは異なる波長の蛍光を出射する蛍光体粒子が含有されたものである。

続いて、発光装置１００の製造装置（１０）について説明する。

図２に示すとおり、製造装置１０は、前後に移動可能なベルトコンベヤ式の移動台２０を有している。移動台２０の上方には２台のスプレー装置３０，５０が配置されている。
製造装置１０によれば、ＬＥＤ素子３があらかじめ実装されたパッケージ１が移動台２０に載置された状態で移動台２０の移動に伴い搬送され、その搬送中に波長変換部６が製造される。

スプレー装置３０は塗布液を噴出可能な構成を有している。
スプレー装置３０はエアーが送り込まれるノズル３２を有しており、ノズル３２にはエアーを送り込むためのエアーコンプレッサー（図示略）が接続されている。ノズル３２の先端部の孔径は２０μｍ〜２ｍｍであり、好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。ノズル３２は上下，左右，前後に移動可能となっている。
たとえば、ノズル３２としてはアネスト岩田社製スプレーガンW-101-142BPGが、コンプレッサーとしてはアネスト岩田社製OFP-071Cがそれぞれ使用される。
ノズル３２は角度調整も可能であり、移動台２０（またはこれに設置されるパッケージ１）に対し傾斜させることができるようになっている。被吐出物（パッケージ１やＬＥＤ素子３）に対するノズル３２の角度は、水平方向を０°とした場合に、０〜９０°の範囲で調整可能である。
ノズル３２には連結管３４を介してタンク３６が接続されている。タンク３６には蛍光体粒子と沈降防止剤とを含有する蛍光体塗布液４０（後述参照）が貯留されている。タンク３６には撹拌子が入っており、蛍光体塗布液４０が常に撹拌されている。蛍光体塗布液４０を撹拌すれば、比重の大きい蛍光体の沈降を抑止することができ、蛍光体が蛍光体塗布液４０中で分散した状態を保持することができる。
たとえば、タンクとしてはアネスト岩田社製PC-51が使用される。

スプレー装置５０はスプレー装置３０と同様の構成を有している。
スプレー装置５０のタンク３６にはセラミック前駆体塗布液４２（後述参照）が貯留されている。

続いて、蛍光体塗布液４０やセラミック前駆体塗布液４２の組成などについて説明する。

（１）蛍光体塗布液４０
蛍光体塗布液４０は蛍光体粒子と沈降防止剤とが一定の溶媒に分散した塗布液である。

（１．１）蛍光体粒子
蛍光体は、ＬＥＤ素子３からの出射光の波長（励起波長）により励起されて、励起波長と異なる波長の蛍光を出射するものである。本実施形態では、青色ＬＥＤ素子から出射される青色光（波長４２０ｎｍ〜４８５ｎｍ）を黄色光（波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍ）に変換するＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体を使用している。
このような蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇａの酸化物、または高温で容易に酸化物となる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して混合原料を得る。或いは、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶液をシュウ酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して混合原料を得る。そして、得られた混合原料にフラックスとしてフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して加圧し、成形体を得る。得られた成形体を坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時間焼成し、蛍光体の発光特性を持つ焼結体を得る。
なお、本実施形態ではＹＡＧ蛍光体を使用しているが、蛍光体の種類はこれに限定されるものではなく、例えばＣｅを含まない非ガーネット系蛍光体等の他の蛍光体を使用することもできる。また、蛍光体の粒径が大きいほど発光効率（波長変換効率）は高くなる反面、有機金属化合物との界面に生じる隙間が大きくなって形成されたセラミック層の膜強度が低下する。従って、発光効率と有機金属化合物との界面に生じる隙間の大きさを考慮し、平均粒径が１μｍ以上５０μｍ以下のものを用いることが好ましい。蛍光体の平均粒径は、例えばコールターカウンター法によって測定することができる。

（１．２）沈降防止剤
蛍光体粒子の沈降を防止する方法（蛍光体塗布液４０の粘度を調整する方法）としては膨潤性粒子や無機粒子を溶媒に添加する手法が挙げられるが、蛍光体塗布液４０を増粘することができればいかなる手法を用いることが可能であり、これに限定されるわけではない。

（１．２．１）膨潤性粒子
膨潤性粒子としては例えば層状ケイ酸塩鉱物が挙げられる。
層状ケイ酸塩鉱物は、雲母構造、カオリナイト構造、スメクタイト構造等の構造を有する膨潤性粘土鉱物が好ましく、膨潤性に富むスメクタイト構造が特に好ましい。これは混合液中に水を添加することで、スメクタイト構造の層間に水が進入して膨潤したカードハウス構造をとるため、混合液の粘性を大幅に増加させる効果があるためである。
セラミック層中における層状ケイ酸塩鉱物の含有量が１重量％未満になると混合液の粘性を増加させる効果が十分に得られない。一方、層状ケイ酸塩鉱物の含有量が２０重量％を超えると加熱後のセラミック層の強度が低下する。従って、層状ケイ酸塩鉱物の含有量は１重量％以上２０重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上１０重量％以下がより好ましい。
なお、有機溶媒との相溶性を考慮して、層状ケイ酸塩鉱物の表面をアンモニウム塩等で修飾（表面処理）したものを適宜用いることもできる。

（１．２．２）無機粒子
無機粒子（酸化物微粒子）は、蛍光体塗布液４０の粘性を増加させる増粘効果だけでなく、有機金属化合物と、蛍光体との界面に生じる隙間を埋める充填効果、及び加熱後のセラミック層の膜強度を向上させる膜強化効果も有する。
本発明に用いられる無機粒子としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛等の酸化物微粒子、フッ化マグネシウム等のフッ化物微粒子等が挙げられる。特に、有機金属化合物としてポリシロキサン等の含ケイ素有機化合物を用いる場合、形成されるセラミック層に対する安定性の観点から酸化ケイ素の微粒子を用いることが好ましい。
セラミック層中における無機粒子の含有量が１重量％未満になると上述したそれぞれの効果が十分に得られない。一方、無機粒子の含有量が２０重量％を超えると加熱後のセラミック層の強度が低下する。従って、セラミック層中における無機粒子の含有量は１重量％以上２０重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上１０重量％以下がより好ましい。
無機粒子の平均粒径は、上述したそれぞれの効果を考慮して０．００１μｍ以上５０μｍ以下のものを用いることが好ましい。無機粒子の平均粒径は、例えばコールターカウンター法によって測定することができる。

（１．３）蛍光体塗布液４０の調製
蛍光体塗布液４０の調製手順としては、膨潤性粒子または無機粒子を、先ず有機溶媒に予備混合し、その後に蛍光体および／または水を混合する。または、先ず膨潤性粒子もしくは無機粒子と蛍光体と水とを予備混合し、その後に有機溶媒を混合してもよい。これにより、膨潤性粒子または無機粒子を均一に混合して増粘効果をより高めることができる。
蛍光体塗布液４０の粘度は１０〜５００ｃＰであり、好ましくは１２〜５００ｃＰであり、さらに好ましくは２０〜４００ｃＰであり、最も好ましくは１００〜３００ｃＰである。これら粘度は振動式粘度計（CBC社製VM-10A-L）を用いて測定されたものである。
なお、蛍光体塗布液４０には、膨潤性粒子のみが含有されてもよいし、無機粒子のみが含有されてもよいし、膨潤性粒子と無機粒子との両方が含有されてもよい。

（２）セラミック前駆体塗布液４２
セラミック前駆体塗布液４２は、セラミック前駆体としての金属化合物を溶媒に分散した塗布液である。金属化合物の金属の種類は、透光性のセラミックスを形成することができれば、特に制限されない。

（２．１）ゾル−ゲル溶液
セラミック前駆体塗布液４２としては、加水分解等の反応によりゲル化した後、ゲルを加熱することによりセラミックスが形成されるもの（ゾルゲル溶液）であってもよいし、溶媒成分を揮発させることにより、ゲル化することなく直接セラミックスが形成されるものであってもよい。
前者（ゾルゲル溶液）の場合、金属化合物は有機化合物でもよいし無機化合物でもよい。好ましい金属化合物としては、例えば、金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、硝酸塩、酸化物などが挙げられる。中でも金属アルコキシドは、加水分解と重合反応によりゲル化し易いため好ましく、特にテトラエトキシシランが好ましい。複数種の金属化合物を組み合わせて使用してもよい。
セラミック前駆体塗布液４２としては、上記金属化合物の他、加水分解用の水、溶媒、触媒等を適宜含有させることが好ましい。
溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類が挙げられる。
触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、フッ酸、アンモニア等が挙げられる。
金属化合物としてテトラエトキシシランを用いる場合、テトラエトキシシラン１００質量部に対して、エチルアルコール１３８質量部、純水５２質量部とすることが好ましい。
また、金属化合物として、アルキル基やフェニル基を有するシルセスキオキサン等のポリシロキサンを用いることもできる。

（２．２）ポリシラザン
セラミック前駆体としてポリシラザンも使用可能である。
本発明で用いられるポリシラザンとは下記一般式（ｉ）で表される。
（Ｒ^１Ｒ^２ＳｉＮＲ^３）_ｎ … （ｉ）
式（ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３はそれぞれ独立して水素原子またはアルキル基、アリール基、ビニル基、シクロアルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち少なくとも１つは水素原子であり、好ましくはすべてが水素原子であり、nは１〜６０の整数を表す。
ポリシラザンの分子形状はいかなる形状であってもよく、例えば、直鎖状または環状であってもよい。
上記式（ｉ）に示すポリシラザンと必要に応じた反応促進剤を、適切な溶媒に溶かして塗布し、加熱やエキシマ光処理、UV光処理を行うことで硬化し、耐熱性、耐光性の優れたセラミック膜を作成することができる。特に、１７０〜２３０ｎｍの範囲の波長成分を含むＵＶＵ放射線（例えばエキシマ光）を照射して硬化させた後に、加熱硬化を行うとさらに水分の浸透防止効果を向上させることができる。
反応促進剤としては酸、塩基などを用いることが好ましいが用いなくても良い。反応促進剤としては例えばトリエチルアミン、ジエチルアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、塩酸、シュウ酸、フマル酸、スルホン酸、酢酸やニッケル、鉄、パラジウム、イリジウム、白金、チタン、アルミニウムを含む金属カルボン酸塩などが挙げられるがこれに限られない。
反応促進剤を用いる場合に特に好ましいのは金属カルボン酸塩であり、添加量はポリシラザンを基準にして０．０１〜５ｍｏｌ％が好ましい添加量である。
溶媒としては脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン炭化水素、エーテル類、エステル類を使用することができる。好ましくはメチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジメチルフルオライド、クロロホルム、四塩化炭素、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルブチルエーテルである。
また、ポリシラザン濃度は高い方が好ましいが、濃度の上昇はポリシラザンの保存期間の短縮につながるため、ポリシラザンは、溶媒中に５質量％以上５０質量％以下で溶解していることが好ましい。
セラミック前駆体としてポリシラザンを用いる場合、塗布後の加熱温度は１２０〜５００℃が好ましく、ＬＥＤ素子３等の劣化をより抑制する観点からは１２０〜２００℃とすることがより好ましい。

続いて、発光装置１００の製造方法について説明する。

発光装置１００を製造する場合、製造装置１０が使用される。
発光装置１００の製造方法では、ＬＥＤ素子３をあらかじめ実装したパッケージ１を移動台２０に載置して一定の速度で搬送させ、その搬送中にスプレー装置３０，５０から蛍光体塗布液４０とセラミック前駆体塗布液４２とをＬＥＤ素子３上に同時に塗布し、その後にこれら塗布液を乾燥させる。

詳しくは、スプレー装置３０のノズル３２にエアーを送り込み、蛍光体塗布液４０を、ノズル３２の先端部から搬送中のパッケージ１のＬＥＤ素子３に向けて噴射する。
他方、スプレー装置５０でも、ノズル３２にエアーを送り込み、セラミック前駆体塗布液４２を、ノズル３２の先端部から搬送中のパッケージ１のＬＥＤ素子３に向けて噴射する。

この場合に、スプレー装置３０，５０から蛍光体塗布液４０とセラミック前駆体塗布液４２とを同時に塗布する。
「同時に塗布する」とは、蛍光体塗布液４０とセラミック前駆体塗布液４２との噴射開始のタイミングのずれが０．５秒以内に収まりかつ噴射している期間が互いに重複することであって、蛍光体塗布液４０とセラミック前駆体塗布液４２とがパッケージ１またはＬＥＤ素子３に到達する前に互いに大気中で混合（交差）されることをいう。
したがって、蛍光体塗布液４０とセラミック前駆体塗布液４２とで噴射の開始のタイミングが多少ずれていても、これら噴射期間が重複し、これら塗布液が大気中で混合されるのであれば、これら塗布液は同時に塗布されると解される。

なお、この場合、蛍光体塗布液４０やセラミック前駆体塗布液４２を塗布する前に、スプレー装置３０，５０のノズル３２とパッケージ１との間にマスク部材９０を配置してこれら塗布液の塗布領域を制御し、これら塗布液を塗布した後にマスク部材９０を回収するようにしてもよい。マスク部材９０を回収すれば、高価な蛍光体粒子を回収・再利用することができる。

その後、パッケージ１を加熱槽（図示略）に移送し、ＬＥＤ素子３上に塗布された蛍光体塗布液４０およびセラミック前駆体塗布液４２を、一定の温度で加熱（焼成）して硬化させ、波長変換部６を形成する（完成させる）。
この場合、セラミック前駆体塗布液４２において金属化合物としてテトラエトキシシランを用いるときは、加熱温度は１２０〜５００℃が好ましく、ＬＥＤ素子３等の劣化をより抑制する観点からは１２０〜１５０℃とすることがより好ましい。セラミック前駆体塗布液４２において金属化合物としてポリシロキサンを用いる場合も、加熱温度は１２０〜５００℃が好ましく、ＬＥＤ素子３等の劣化をより抑制する観点からは１２０〜２００℃とすることがより好ましい。

以上の本実施形態によれば、蛍光体塗布液４０とセラミック前駆体塗布液４２とを同時に塗布し波長変換部６を形成するから、波長変換部６（蛍光体粒子）とＬＥＤ素子３との接着性や蛍光体粒子の固着性を十分に高めることが可能となり、波長変換部６（蛍光体層）の剥離や蛍光体粒子の脱落を防止することができる。

なお、スプレー塗布装置３０，５０に代えて、ディスペンサーやインクジェットを用いて蛍光体塗布液４０やセラミック前駆体塗布液４２を同時に塗布（滴下または吐出）するようにしてもよい。
ディスペンサーを使用する場合は、塗布液の滴下量を制御可能で、蛍光体粒子などのノズル詰まりが発生しないようなノズルを用いる。たとえば、武蔵エンジニアリング社製の非接触ジェットディスペンサーや同社のディスペンサーを用いることができる。
インクジェットを使用する場合も、塗布液の吐出量を制御可能で、蛍光体粒子のノズル詰まりが発生しないようなノズルを用いる。たとえば、コニカミノルタＩＪ社製のインクジェット装置を用いることができる。
ディスペンサーやインクジェットを用いる場合における「同時に塗布する」とは、蛍光体塗布液４０とセラミック前駆体塗布液４２との滴下・吐出開始のタイミングのずれが０．５秒以内に収まりかつ滴下・吐出している期間が互いに重複することをいう。

（１）サンプルの作製
（１．１）比較例１
表面処理されていない親水性スメクタイト（ルーセンタイトSWN、コープケミカル社製）１１ｇと純水２２０ｇとを混合して分散させ、その後に蛍光体１００ｇを混合して蛍光体塗布液を調製した。
ポリシロキサン（セラミック材料）１４重量％、イソプロピルアルコール８６重量％を混合して、セラミック前駆体塗布液を調製した。
得られた蛍光体塗布液をＬＥＤチップ上にスプレー塗布装置により塗布して１２０℃で１時間加熱乾燥した。その後、セラミック前駆体塗布液をＬＥＤチップ上に塗布して１５０℃で１時間焼成して蛍光体層（波長変換部）を形成し、白色ＬＥＤチップ（発光装置）を作製した。

蛍光体塗布液およびセラミック前駆体塗布液のスプレー条件は下記のとおりとした。
蛍光体塗布液：
スプレー装置のノズル径（オリフィス径）は０．５ｍｍとした。
スプレー圧は０．１ＭＰａとした。
スプレー装置のノズルとＬＥＤチップとの距離を７ｃｍとした。
垂直方向（ＬＥＤチップの直上）から５秒間塗布（噴射）した。
セラミック前駆体塗布液：
スプレー装置のノズル径（オリフィス径）は０．１ｍｍとした。
スプレー圧は０．１ＭＰａとした。
スプレー装置のノズルとＬＥＤチップとの距離を１０ｃｍとした。
垂直方向（ＬＥＤチップの直上）から５秒間塗布（噴射）した。

（１．２）比較例２
蛍光体塗布液を塗布した後、乾燥工程を経ずに、セラミック前駆体塗布液を塗布した。
それ以外は比較例１と同様の方法で発光装置を作製した。
（１．３）比較例３
セラミック前駆体塗布液を塗布した後、焼成工程を経ずに、蛍光体塗布液を塗布し、その後１５０℃で１時間焼成した。
それ以外は、比較例１と同様の方法で発光装置を作製した。
（１．４）比較例４
蛍光体塗布液用のノズルとセラミック前駆体塗布液用のノズルとを並べて配置し、蛍光体塗布液の塗布を開始してから１秒後にセラミック前駆体塗布液の塗布液の塗布を開始した。蛍光体塗布液を対象とした乾燥はおこなわず、蛍光体塗布液とセラミック前駆体塗布液との塗布後は焼成した。
それ以外は比較例１と同様の方法で発光装置を作製した。

（１．５）実施例１
蛍光体塗布液用のノズルとセラミック前駆体塗布液用のノズルとを並べて配置し、蛍光体塗布液とセラミック前駆体塗布液とを同時に（噴射のタイミングをずらさずに）ＬＥＤチップ上に塗布した。蛍光体塗布液を対象とした乾燥はおこなわず、蛍光体塗布液とセラミック前駆体塗布液との塗布後は焼成した。
それ以外は、比較例１と同様の方法で発光装置を作製した。
（１．６）実施例２
蛍光体塗布液用のノズルとセラミック前駆体塗布液用のノズルとを並べて配置し、蛍光体塗布液の塗布を開始してから０．５秒後にセラミック前駆体塗布液の塗布を開始した。蛍光体塗布液を対象とした乾燥はおこなわず、蛍光体塗布液とセラミック前駆体塗布液との塗布後は焼成した。
それ以外は比較例１と同様の方法で発光装置を作製した。

（２）サンプルの評価
（２．１）剥離・脱離の確認
劣化試験として、各サンプルを１０分間点灯させ、１分間消灯することを１サイクルとしてこれを５０サイクル繰り返し、その後、各サンプルを５０ｃｍの高さから落下させることを５０回繰り返した。その後、劣化試験後の蛍光体層の剥離および蛍光体粒子の脱離の状態を確認した。

蛍光体層の剥離の評価では、各サンプルの発光面積に対する剥離を起こしている蛍光体層の面積の割合（％）を測定した。その測定結果を表１に示す。表１中、○，△，×の基準は下記のとおりとした。
「○」：５％以下（蛍光体層の剥離はほとんど認められない）
「△」：５％超から１０％未満（蛍光体層の剥離がごくわずか認められる）
「×」：１０％以上（大きな蛍光体層の剥離が認められる）

他方、蛍光体粒子の脱離の評価では、劣化試験の前後で脱離した蛍光体粒子の重量（ｇ）を測定した。その測定結果を表１に示す。表１中、○，△，×の基準は下記のとおりとした。
「○」：０．００１ｇ以下（蛍光体粒子の脱離はほとんど認められない）
「△」：０．００１ｇ超から０．００３ｇ未満（蛍光体粒子の脱離がごくわずか認められる）
「×」：０．００３ｇ以上（蛍光体粒子の脱離が顕著に認められる）

（２．２）色度の測定
上記劣化試験の前後の各サンプルの色度（１次元方向のｘ値）を測定した。
劣化試験時に蛍光体層の剥離や蛍光体粒子の脱離が生じていれば、試験前後での色度にバラツキが生じるため、色度を測定することにより蛍光体層の剥離や蛍光体粒子の脱離を間接的に確認することができる。
測定では各サンプルごとに１０個の発光装置を準備し、色度は１０個のｘ値の平均値により算出した。算出結果を表２に示す。表２中、○，△，×の基準は下記のとおりとした。
「○」：色度変化量が０．００５未満である
「△」：色度変化量が０００５以上で０．０１未満である
「×」：色度変化量が０．０１以上である

（３）まとめ
表１および表２に示すとおり、実施例１，２のサンプルでは、比較例１〜４のサンプルに比較して、蛍光体層の剥離の割合や蛍光体粒子の脱離量が少なく、色度の変化量も低く抑えられていた。
このような結果から、蛍光体塗布液とセラミック前駆体塗布液とを同時にスプレー塗布することは、蛍光体層の剥離や蛍光体粒子の脱離、色むらの発生を防止または抑制するうえで、有用であることがわかる。

１ パッケージ
２ メタル部
３ ＬＥＤ素子
４ 突起電極（バンプ）
６ 波長変換部
１０ 製造装置
２０ 移動台
３０ スプレー装置
３２ ノズル
３４ 連結管
３６ タンク
４０ 蛍光体塗布液
４２ セラミック前駆体塗布液
５０ スプレー装置
９０ マスク部材
１００ 発光装置

Claims (6)

1. 所定の第１の波長の光を出射する発光素子と、前記第１の波長の光の照射により前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を出射する蛍光体粒子を含有する波長変換部とを、有する発光装置の製造方法において、
   前記発光素子を準備する準備工程と、
   前記蛍光体粒子と沈降防止剤とを含有する蛍光体塗布液と、セラミック前駆体を含有するセラミック前駆体塗布液とを、前記発光素子上に同時に塗布する塗布工程と、
   を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の発光装置の製造方法において、
   前記塗布工程では、
   スプレー塗布装置を用いて前記蛍光体塗布液と前記セラミック前駆体塗布液とを塗布することを特徴とする発光装置の製造方法。
3. 請求項１に記載の発光装置の製造方法において、
   前記塗布工程では、
   ディスペンサーを用いて前記蛍光体塗布液と前記セラミック前駆体塗布液とを塗布することを特徴とする発光装置の製造方法。
4. 請求項１に記載の発光装置の製造方法において、
   前記塗布工程では、
   インクジェットを用いて前記蛍光体塗布液と前記セラミック前駆体塗布液とを塗布することを特徴とする発光装置の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
   前記塗布工程では、
   前記蛍光体塗布液と前記セラミック前駆体塗布液とを塗布する前に、前記発光素子上にマスク部材を配置し、前記蛍光体塗布液と前記セラミック前駆体塗布液とを塗布した後に前記マスク部材を回収することを特徴とする発光装置の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
   前記塗布工程の後に、
   前記発光素子上に塗布された前記蛍光体塗布液および前記セラミック前駆体塗布液を加熱して硬化させる工程を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。

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