JP4874220B2 - 発光装置の製造方法および発光装置の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置の製造方法および発光装置の製造装置に関する。

発光装置には、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を有するものがある。近年においては、ＬＥＤは、テレビジョン受像機などの表示器、照明器、信号機、懐中電灯、自動車のテールランプなどに使用されている。このような発光素子は基板の表面に形成されて電気回路と接続される。発光素子は、発光素子を保護するための保護層として樹脂等で覆われる。保護層としての樹脂は、透光性を有する樹脂が用いられ、発光素子が発する光を外部に放出するように形成される。

発光装置の製造においては、基板の表面に発光素子が配置され、その後に発光素子を覆うように樹脂が配置される。たとえば、特開２００７−５７２２号公報においては、発光素子を被覆する樹脂を、それぞれの発光素子ごとにディスペンサで配置する方法が開示されている。

ディスペンサによる樹脂の封止方法においては、それぞれの発光素子に対して樹脂を配置していくために、時間がかかったり、設備が複雑になったりする。近年においては、基板に配置されている発光素子を樹脂により封止する方法として孔版印刷が利用されている（たとえば、特許第２８５１５８９号公報参照）。孔版印刷による方法では、基板上の発光素子の位置に対応する通孔を有する孔版を用いる。それぞれの通孔の内部に発光素子を配置して、この通孔の内部に樹脂を配置することにより発光素子を樹脂で封止することができる。
特開２００７−５７２２号公報 特許第２８５１５８９号公報

発光素子からの光は、発光素子を覆う樹脂を介して外部に放出される。発光素子の周りに堰を形成せずに樹脂が配置されたときに、樹脂の表面張力により樹脂の断面形状が山形になる。たとえば、樹脂の断面形状が放物線状になる。発光素子から発せられた光は、樹脂の内部を通った後に樹脂の表面で屈折して外部に放出される。このときに、樹脂の表面の形状に依存して光が発散される。樹脂の表面で光が多方向に発散される場合には、発光装置を正面から見たときの輝度が小さくなっていた。すなわち、樹脂の表面で光が多方向に向けられて指向性が落ちてしまっていた。

上記の特開２００７−５７２２号公報においては、光半導体素子を樹脂で封止して、さらに、封止樹脂の上に、光を集光して外部に放射するための光放射部を配置することが開示されている。光放射部にはレンズ部が形成され、光を集光できることが開示されている。しかしながら、この発光装置は、光放射部を別部品として製造して、さらに、光半導体素子を覆う樹脂に光放射部を取り付ける必要がある。このため、生産性が悪いという問題がある。

本発明は、集光性の高い発光装置を容易に製造できる発光装置の製造方法および発光装置の製造装置を提供することを課題とする。

本発明の発光装置の製造方法は、基板の表面に配置されている発光素子を覆い断面形状が山形になるように第１樹脂を配置する第１樹脂配置工程と、第１樹脂を硬化させる硬化工程と、孔版印刷によって第１樹脂の表面に第２樹脂を配置する第２樹脂配置工程とを含む。

上記発明において好ましくは、第１樹脂配置工程は、第１孔版を用いる工程を含み、第２樹脂配置工程は、平面視したときに第１孔版の通孔の大きさ以下の通孔を有する第２孔版を用いる工程を含む。第２樹脂配置工程は、硬化させた第１樹脂に第２孔版の通孔を接触させて孔版印刷を行う工程を含む。

上記発明において好ましくは、第１樹脂配置工程は、第１孔版を用いる工程を含み、第２樹脂配置工程は、平面視したときに第１孔版の通孔よりも大きな通孔を有する第２孔版を用いる工程を含む。

上記発明において好ましくは、第２樹脂配置工程は、第２樹脂として第１樹脂と主成分が同一の樹脂を用いる工程を含む。

上記発明において好ましくは、第１樹脂配置工程は、第１樹脂として無機材料が含まれる樹脂を用いる工程を含む。

上記発明において好ましくは、無機材料として、第１樹脂および第２樹脂よりも屈折率の高い粒子を用いる。

上記発明において好ましくは、第２樹脂配置工程は、第２樹脂として第１樹脂よりも屈折率が小さい樹脂を用いる工程を含む。

上記発明において好ましくは、第２樹脂配置工程は、第２樹脂として第１樹脂よりも硬度が高い樹脂を用いる工程を含む。

本発明の発光素子の製造装置は、基板の表面に配置されている発光素子を樹脂で覆う発光装置の製造装置であって、第１孔版を含み、第１孔版による孔版印刷により発光素子を第１樹脂で覆う第１印刷装置と、第１樹脂を硬化させる硬化装置と、第２孔版を含み、第２孔版による孔版印刷により第１樹脂の外側に第２樹脂を配置する第２印刷装置と、第１印刷装置、第２印刷装置および硬化装置を制御する制御装置とを備える。硬化装置は、基板を第１印刷装置から第２印刷装置に搬送する搬送装置を含む。搬送装置によって第１印刷装置から第２印刷装置に基板を搬送しながら第１樹脂を硬化させるように形成されている。

上記発明において好ましくは、第２印刷装置は、第２孔版の下側に基板を支持するための支持装置を有する。第２孔版は、平面視したときに第１孔版の通孔の大きさ以下の通孔を有する。制御装置は、第１樹脂が第２孔版の通孔に接触する高さになるように第２支持装置の位置を制御するように形成されている。

上記発明において好ましくは、第２印刷装置は、第２孔版の下側に基板を支持するための支持装置を有する。第２孔版は、平面視したときに第１孔版の通孔よりも大きな通孔を有する。制御装置は、第２孔版が基板に接触する高さになるように支持装置の位置を制御するように形成されている。

本発明によれば、集光性の高い発光装置を容易に製造できる発光装置の製造方法および発光装置の製造装置を提供することができる。

（実施の形態１）
図１から図１１を参照して、実施の形態１における発光装置の製造方法および発光装置の製造装置について説明する。

図１は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第１工程図である。図１から図８および図１０は、発光装置の製造装置の主要部の概略断面図である。本実施の形態における発光装置の製造装置は、基板の表面に配置されている発光素子を樹脂封止するための装置である。

本実施における発光装置は、発光素子６を備える。発光素子６としては、例えば半導体発光素子を採用することができる。半導体発光素子としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、半導体レーザ、または赤外発光ダイオード等を採用することができる。発光素子としては、この形態に限られずに、光を発する素子であれば構わない。本実施の形態における発光素子６は、電気回路と電気的な導通を得るワイヤ７を含む。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、被処理物としての基板５を支持するための支持装置を備える。支持装置は、基板５を載置するための載置台としてのステージ２４を含む。本実施の形態におけるステージ２４は、基板５を固定できるように形成されている。本実施の形態における支持装置は、ステージ２４を昇降させる昇降装置を備える。昇降装置は、ステージ２４を鉛直方向に移動するように形成されている。また、本実施の形態における発光装置の製造装置は、支持装置を制御する制御装置を備える。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、孔版１を備える。本実施の形態における孔版１は、板状に形成されている。孔版１は、通孔１ａを有する。通孔１ａは、孔版１を貫通する穴である。通孔１ａは、平面視したときに基板５に配置されているそれぞれの発光素子６に対応する位置に形成されている。本実施の形態の形態における孔版１は、枠部材２３を含む。枠部材２３は、通孔１ａが形成されている板状部の縁に沿って形成されている。

本実施の形態における通孔１ａは、平面形状が円形になるように形成されている。通孔１ａは、孔版１の主面に垂直な面で切断したときの断面形状が四角形になるように形成されている。本実施の形態においては、断面形状が長方形になるように形成されている。通孔１ａの壁部は、孔版１の主面に対してほぼ垂直になるように形成されている。ここで孔版の主面とは、孔版の板状部の面積が最大になる面を示す。通孔１ａとしては、この形態に限られず、通孔の壁部が孔版の主面に対して傾斜するように形成されていても構わない。たとえば、通孔は、孔版の主面に垂直な面で切断したときの断面形状が台形になるように形成されていても構わない。孔版の主面に垂直な面で切断したときの断面形状がテーパ形状になるように形成され、鉛直方向の下側に向かって通孔の径が小さくなるように形成されていても構わない。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、孔版１の通孔１ａの内部に樹脂１０を供給するスキージ３１，３２を備える。スキージ３１，３２のそれぞれは、孔版１の主面に垂直な方向に移動可能に形成されている。また、スキージ３１，３２のそれぞれは、孔版１の主面に沿って移動可能に形成されている。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、内部を真空状態にするための真空容器を備える。ステージ２４、孔版１およびスキージ３１，３２などの主要部品は、真空容器の内部に配置されている。本実施の形態における発光装置の製造装置は、真空の雰囲気中で樹脂の配置を行うことができるように形成されている。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、真空容器の内部の圧力を調整する圧力調整装置を備える。本実施の形態における圧力調整装置は、真空ポンプを備える。真空ポンプは、真空容器に接続されている。圧力調整装置は、真空容器の内部を復圧するための復圧弁を備える。

次に、本実施の形態における発光装置の製造方法について説明する。発光装置の製造方法は、発光素子が配置されている基板に対して樹脂を供給することにより、それぞれの発光素子を樹脂封止する工程を含む。本実施の形態においては、始めに、基板の表面に配置されている発光素子を覆うように第１樹脂を配置する第１樹脂配置工程を行う。本実施の形態における第１樹脂配置工程は、孔版印刷により第１樹脂の配置を行う。

図１を参照して、第１樹脂配置工程の第１孔版として孔版１を用いる。ステージ２４の載置面に基板５を配置する。基板５は、それぞれの発光素子６が、対向する孔版１の通孔１ａの真下に位置するように配置される。孔版１の主面のうち通孔１ａが形成されている領域の外側の領域に第１樹脂としての樹脂１０を供給する。

本実施の形態における樹脂１０は、粘性を有する液状である。樹脂１０としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、またはシリコーン変性エポキシ樹脂などの各種樹脂を使用することができる。

次に、圧力調整装置を駆動して、真空容器の内部を排気することにより、真空雰囲気を形成する。真空雰囲気中で樹脂の配置を行うことにより、樹脂の内部に存在している空気を外部に放出することができ、樹脂の内部に気泡が残存することを抑制することができる。次に、スキージ３１を矢印６１に示すように下降させる。スキージ３１は、樹脂１０に接触する。

図２は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第２工程図である。図３は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第３工程図である。図４は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第４工程図である。

図２を参照して、矢印５３に示すようにステージ２４を上昇する。制御装置は、支持装置を制御することにより、孔版１が基板５に接触する高さまでステージ２４を上昇させる。発光素子６は、孔版１の通孔１ａの内部に配置される。

図３および図４を参照して、孔版１の通孔１ａの内部に液状の樹脂１０を供給する。スキージ３１を矢印６２に示すように、孔版１の主面に沿って移動する。スキージ３１を孔版１の一方の端部から他方の端部まで移動させる。スキージ３１が移動することにより、通孔１ａの内部に樹脂１０を配置することができる。基板５の表面に配置されている発光素子６は、樹脂１０で埋設される。

図５は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第５工程図である。スキージ３１を上昇させる。一方で、スキージ３２を下降させて、スキージ３２を樹脂１０に接触させる。次に、矢印６３に示すように、スキージ３２を孔版１の他方の端部から一方の端部まで移動させる。このように、返し側のスキージの移動を行う。スキージ３２を移動させることにより、樹脂１０の余剰部分を除去する。

図６は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第６工程図である。スキージ３２の移動が終了したら、制御装置は、矢印５４に示すようにステージ２４を下降させるように昇降装置を制御する。それぞれの発光素子６は、個別に樹脂１０で覆われる。発光素子６を覆う樹脂１０の断面形状は、樹脂１０の表面張力により山形になる。本実施の形態においては、樹脂１０の断面形状が放物線状になる。樹脂１０は、樹脂１０の流動性により広がって、平面視したときに通孔１ａよりも大きくなっている。ステージ２４の下降が終了したら、真空容器の大気開放を行う。

次に、真空容器から基板５を取り出して、第１樹脂としての樹脂１０を硬化させる硬化工程を行う。硬化工程においては、第１樹脂の形状が変化しなくなるまで第１樹脂を硬化させる。または、基板を傾けても第１樹脂が流動しない硬度まで硬化を行う。本実施の形態においては、遠赤外炉にて樹脂１０を乾燥させることにより硬化を行っている。硬化工程においては、この形態に限られず、第１樹脂を完全に硬化しても構わない。また、硬化工程においては、乾燥による方法に限られず、加圧しながら乾燥（加圧オーブン等）、遠赤外炉、または紫外線等の光の照射などの任意の硬化方法を採用することができる。

図７は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第７工程図である。次に、第１樹脂の表面にさらに第２樹脂を配置する第２樹脂配置工程を行う。本実施の形態における第２樹脂配置工程は、孔版印刷により第２樹脂の配置を行う。

第１樹脂としての樹脂１０が硬化した基板５を真空容器の内部に配置する。本実施の形態の第２樹脂配置工程において用いる第２孔版としては、第１孔版と同じ孔版を用いる。通孔１ａの真下にそれぞれの樹脂１０が配置されるように基板５を配置する。孔版１の主面に第２樹脂としての樹脂１１を供給する。本実施の形態において、第２樹脂としての樹脂１１は、第１樹脂配置工程において用いた樹脂１０と同じ樹脂である。第２樹脂においても、粘性を有する液状の樹脂を用いている。第２樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、またはシリコーン変性エポキシ樹脂などの各種樹脂を使用することができる。

次に、真空容器の内部を排気することにより、真空雰囲気を形成する。真空雰囲気中で樹脂の配置を行うことにより、樹脂１１の内部に気泡が残存することを抑制できる。スキージ３１を矢印６１に示すように下降させる。スキージ３１は、樹脂１１に接触する。

次に、制御装置が支持装置の昇降装置を制御することにより、矢印５３に示すように、ステージ２４を上昇させる。樹脂１０は、平面視したときに孔版１の通孔１ａよりも大きくなっているために、樹脂１０の表面に通孔１ａの縁部が当接する。

制御装置は、通孔１ａの縁部が樹脂１０に当接するまでステージ２４を上昇させる。本実施の形態においては、樹脂１０が通孔に当接する位置を設定しておいて、第１樹脂配置工程よりもステージ２４が低い位置で停止するように制御を行なっている。孔版１と基板５との間には隙間が形成される。制御装置としては、この形態に限られず、樹脂の表面に通孔が当接したことを検知して、支持装置の昇降装置を停止させるように形成されていても構わない。

次に、第１樹脂配置工程と同様に、矢印６２に示すように、スキージ３１，３２を移動することにより、通孔１ａの内部に樹脂１１を配置する。樹脂１０の上側には、樹脂１１が配置される。スキージ３１，３２を孔版１の一方の端部から他方の端部まで移動させる。

図８は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第８工程図である。次に、第１樹脂配置工程と同様に、スキージ３１を上昇させてスキージ３２を下降させる。この状態で、矢印６３に示すように、返し側のスキージ３２の移動を行なう。

図９に、それぞれの発光素子の部分における拡大概略断面図を示す。孔版１の通孔１ａの縁部と樹脂１０とが当接した状態で、樹脂１１の配置が行なわれる。通孔１ａの内部のうち、樹脂１０の上側に樹脂１１が配置される。

図１０は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第９工程図である。次に、制御装置は、支持装置の昇降装置を駆動して、矢印５４に示すように、ステージ２４を下降させる。孔版１が樹脂１０から離れる。

次に、樹脂１０および樹脂１１を完全に硬化させる硬化工程を行なう。本実施の形態においては、オーブン乾燥機で樹脂１０，１１を乾燥させることにより硬化を行なっている。この硬化工程においては、樹脂を完全に硬化させる任意の方法を採用することができる。

図１１は、第１樹脂の上側に第２樹脂を配置したときのそれぞれの発光素子の拡大概略断面図である。本実施の形態においては、第２樹脂配置工程において、基板５を孔版１から離すときに、樹脂１０と樹脂１１とが引き合う。すなわち、樹脂１１が樹脂１０に引っ張られる作用が生じる。このため、樹脂１１が、側方に向かって流動することが抑制される。この結果、樹脂１０の表面の形状に比べて樹脂１１の表面の形状を半球形状に近づけることができる。樹脂１０の断面の形状は放物線状であるが、樹脂１１の表面を半円形状に近づけることができる。このため、樹脂１０，１１が集光レンズとしての役割を果たし、矢印６９に示すように、発光素子６が発する光を正面に向かって集光させることができる。

本実施の形態においては、樹脂を配置した後に光を集光させるためのレンズ部品を別に配置する必要がなく、集光性の高い発光装置を容易に製造することができる。樹脂の表面形状が半球形状に近い樹脂層を容易に形成することができる。特に、信号機、懐中電灯または自動車のテールランプなどの高い集光性を有することが好ましい発光装置に有用である。

第２樹脂配置工程において、孔版印刷により樹脂を配置することにより、高い生産性で発光装置を製造することができる。また、本実施の形態においては、第１樹脂配置工程に使う第１孔版と第２樹脂配置工程に使う第２孔版とを同じものを用いている。この方法により、発光装置の製造装置の構成を簡易にすることができる。

本実施の形態においては、第１樹脂配置工程の第１樹脂と、第２樹脂配置工程の第２樹脂とは同じ樹脂を用いている。この方法により、第１樹脂と第２樹脂との双方の濡れ性を同じにすることができ、効果的に半球形状に近づけることができる。または、第１樹脂および第２樹脂として主成分が同一の樹脂を用いることにより、効果的に樹脂を半球形状に近づけることができる。

本実施の形態においては、第１樹脂と第２樹脂とは同一の樹脂を用いているが、この形態に限られず、互いに異なる樹脂を用いても構わない。

第２樹脂配置工程において、第２樹脂として第１樹脂よりも硬度が高い樹脂を用いることができる。たとえば、第１樹脂としてシリコーン樹脂などの軟質の樹脂を採用し、第２樹脂として第１樹脂よりも硬度の高い硬質のエポキシ樹脂などを採用しても構わない。この方法を採用することにより、複数の光学素子のそれぞれに第１樹脂および第２樹脂を配置したのちに不良を発見しても部分的な修理を容易に行うことができる。

発光素子や受光素子などの光学素子を軟質の樹脂のみで覆った場合には、指などが接触した場合に内部の光学素子やワイヤなどを損傷する場合がある。または、光学素子を硬質の樹脂のみで覆った場合には、樹脂全体が固いために樹脂を取り除くことが困難になる。この結果、個々の光学素子を修理することが難しくなる。一方で、たとえば、基板の表面にマトリクス状に複数の発光素子を配置して、それぞれの発光素子に対して軟質の第１樹脂を配置した後に薄膜状に硬質の第２樹脂を配置する。第２樹脂の配置後に１個の発光素子の不良を発見した場合においても、容易に硬質の第２樹脂を破壊することができ、さらに、軟質の第１樹脂を容易に取り除いて不良の発光素子を修理することができる。また、第１樹脂の表面に第１樹脂よりも固い第２樹脂を配置することにより、内部応力が緩和されて、樹脂の内部にクラックが生じることを抑制することができる。

また、第１樹脂として無機材料が含まれる樹脂を用いることができる。たとえば、発光素子として、青色の光を発光するＬＥＤを用いる。第１樹脂として、無機材料としての蛍光体を含む樹脂を用いる。蛍光体としては、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体やＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体、ＳＩＡＬＯＮ（サイアロン：シリコン、アルミニウム、酸素および窒素を混成させた窒化物）蛍光体などを用いることができる。第２樹脂としては、無機材料を含まない透光性を有する樹脂を用いる。この方法により、青色の発光ダイオードが発する光の一部を波長変換して、白色の発光装置を提供することができる。また、透光性を有する第２樹脂を配置することにより、光学素子を大きく見せることができる。

また、第１樹脂に含まれる無機材料としては、第１樹脂および第２樹脂よりも屈折率の高い粒子を用いることができる。たとえば、無機材料として、酸化ジルコニウムまたは酸化チタンなどの高屈折率の無機材料を採用することができる。高屈折率の無機材料として、径の大きな粒子を混錬すると白色化してしまい、樹脂全体の透明性が全くなくなってしまう。このため、無機材料としては、微粒子のものを使うことが好ましい。微粒子としては、たとえば径が１０μｍ以下であることが好ましい。さらには、１μｍ以下の径を有する微粒子が好ましい。この方法により、内側の樹脂層は屈折率が大きく、外側の樹脂層は屈折率を小さくすることができる。最外部の樹脂において、樹脂の屈折率を空気の屈折率に近い状態にすることができて、光の内部反射を減らすことができる。この結果、光取り出し効率を高めることができる。

第２樹脂の屈折率を小さくした装置としては、この形態に限られず、第２樹脂として、第１樹脂よりも屈折率が小さな樹脂を用いても構わない。たとえば、第１樹脂として屈折率が１．６の高屈折率を有する樹脂を用いて、第２樹脂として屈折率が１．４の低屈折率を有する樹脂を用いても構わない。

本実施の形態においては、真空雰囲気中で、第１樹脂配置工程および第２樹脂配置工程行なっているが、この形態に限られず、常圧で第１樹脂配置工程を行なっても構わない。または、常圧で第２樹脂配置工程を行なっても構わない。

本実施の形態においては、第１孔版の通孔と第２孔版の通孔とは、同一形状および同一の大きさであるが、この形態に限られず、第２孔版の通孔の大きさは、第１孔版の通孔よりも小さくても構わない。平面形状を比較したときに、第１孔版の通孔の内側に第２孔版の通孔が包含される大きさであっても構わない。また、孔版の通孔の平面形状は円形に限られず、任意の形状を採用することができる。

本実施の形態において、第１樹脂配置工程は、孔版を用いた孔版印刷により樹脂の配置を行なっているが、この形態に限られず第１樹脂配置工程は、任意の方法で断面形状が山形の第１樹脂を配置することができる。たとえば、ディスペンサにより第１樹脂を配置しても構わない。

本実施の形態においては、ＣＯＢ（Chip on Board）により、基板の表面に発光素子が配置されている。光学素子を配置する基板としては、任意の基板を用いることができる。基板としては、たとえば、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）、ガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）、セラミック基板、金属コア基板またはＢＴレジン基板などを採用することができる。または、基板としては、リードフレームに形成されている板状部分であっても構わない。

本実施の形態においては、１個の発光素子に対して一塊の樹脂を配置しているが、この形態に限られず、複数の発光素子を一塊の樹脂で封止しても構わない。また、本実施の形態においては、第１樹脂の上側に第２樹脂を配置する２重の樹脂構造を有しているが、この形態に限られず、孔版印刷を繰り返して３重以上の樹脂構造を形成しても構わない。

（実施の形態２）
図１２から図１４を参照して、実施の形態２における発光装置の製造方法および発光装置の製造装置について説明する。

図１２は、本実施の形態における第２樹脂配置工程を行なっているときの発光素子の部分の拡大概略断面図である。本実施の形態における発光装置の製造方法においては、第２樹脂配置工程において、第１樹脂配置工程にて用いる第１孔版の通孔よりも大きな通孔を有する第２孔版を用いる。本実施の形態における第２樹脂配置工程においては、第２孔版としての孔版２を用いる。孔版２は、通孔２ａを有する。

図１３に、本実施の形態における第２孔版の通孔の部分の拡大概略平面図を示す。通孔２ａは、平面形状が円形に形成されている。通孔２ａは、平面視したときに、第１孔版の通孔１ａの大きさよりも大きくなるように形成されている。通孔２ａは、平面視したときに、孔版１の通孔１ａが通孔２ａの内部に包含される大きさを有する。さらに、本実施の形態における通孔２ａは、配置されている第１樹脂としての樹脂１０よりも大きくなるように形成されている。すなわち、平面視したときに、通孔２ａは、内部に樹脂１０が包含される大きさを有する。

本実施の形態において、第２孔版の厚さは、第１孔版の厚さと同じになるように形成されているが、この形態に限られず、第２孔版は、第１孔版よりも厚くなるように形成されていても構わない。

図１２を参照して、本実施の形態における第２樹脂配置工程においては、ステージを上昇させることにより、孔版２と基板５とを接触させる。制御装置は、孔版２の通孔２ａの縁部と基板５とが接触する位置でステージの上昇を停止するように支持装置を制御する。孔版２の内部に、樹脂１０が配置される。この状態で、第２樹脂配置工程を行なうことにより、通孔２ａの内部に第２樹脂としての樹脂１１が配置される。この後に、ステージを下降させることにより、基板５から孔版２を引き離す。樹脂１０の表面に樹脂１１を配置することができる。

本実施の形態における製造方法および製造装置においても、半球形状に近い樹脂を容易に形成することができる。

次に、本実施の形態における発光装置の製造方法を用いて効果確認試験を行った結果について説明する。効果確認試験においては、第１樹脂に加えて第２樹脂を配置した発光装置と、第１樹脂のみにて製造を行った発光装置について比較した。

効果確認試験においては、１つの基板に対して１つの発光素子を形成して、樹脂の配置を行った。効果確認試験においては、第１樹脂および第２樹脂として、サンユレック株式会社製の「ＶＳ９３０１」（シリコーン樹脂、粘度：４０Ｐａ・ｓ）を使用した。第１孔版としては、板状部の厚みが１．０ｍｍで、平面視したときの形状が円形で２．６ｍｍの直径を有する通孔を含む孔版を使用した。第２孔版としては、板状部の厚みが１．５ｍｍで、平面視したときの形状が円形で４．０ｍｍの直径を有する通孔を含む孔版を使用した。

効果確認試験においては、１０枚の基板に対して樹脂の配置を行った。また、第１樹脂の配置を行った後に第１樹脂を硬化させたものと、さらに、第１樹脂の表面に第２樹脂を配置して硬化させたものとを比較した。第１樹脂のみを配置する試験においては、第２孔版を用いて試験を行った。第１樹脂の硬化および第２樹脂の硬化は、加圧オーブンで乾燥させることにより行った。

製造された発光装置に関して、樹脂の高さをマイクロメータにて測定した。また、樹脂の広がり（平面視したときの樹脂の直径の最大値）を拡大顕微鏡にて測定した。効果確認試験の結果を表１に示す。表１は、それぞれの基板についての結果である。

表１から、第１樹脂のみを配置した発光装置と、第１樹脂に加えて第２樹脂を配置した発光装置を比較すると、第２樹脂が配置された発光装置は、樹脂の高さが高く、また、樹脂の広がりが小さくなっていることが分かる。このように、第１樹脂に加えて第２樹脂を配置することにより、樹脂の形状が半球形状に近づいていることが分かる。

本実施の形態において、第２樹脂配置工程に用いる孔版２の通孔２ａの平面形状は円形であるが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。また、第１孔版の通孔の平面形状と、第２孔版の通孔の平面形状が異なっていても構わない。

図１４に、本実施の形態における他の第２孔版の通孔の部分の拡大概略平面図を示す。他の第２孔版としての孔版３は、通孔３ａを有する。通孔３ａは、平面形状が８角形に形成されている。通孔３ａは、第１孔版の通孔よりも大きくなるように形成されている。通孔３ａは、平面視したときに、内部に第１樹脂としての樹脂１０を包含することができる大きさを有する。このように、任意の多角形の形状を有する通孔を採用することができる。

その他の構成、作用、方法および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰り返さない。
（実施の形態３）
図１５から図２３を参照して、実施の形態３における発光装置の製造装置および発光装置の製造方法について説明する。本実施の形態における発光装置の製造装置は、連続的に基板に対して樹脂の配置を行なう装置である。図１５から図２３は、本実施の形態における発光装置の製造装置の概略断面図である。

図１５は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第１工程説明図である。本実施の形態における発光装置の製造装置は、第１印刷装置としての印刷装置４１を備える。印刷装置４１は、スキージ３１，３２を備える。印刷装置４１は、第１孔版としての孔版１を備える。印刷装置４１は、孔版１の下側に基板を支持するための支持装置を備える。支持装置は、基板を表面に配置するためのステージ２４と、ステージ２４を昇降させるための昇降装置２５とを含む。

印刷装置４１は、真空容器４８を備える。真空容器４８は、図示しない圧力調整装置に接続されている。真空容器４８には、基板を搬入または搬出するための開閉可能な開閉扉４１ａ，４１ｂを有する。開閉扉４１ａは、基板５を搬入する側に配置され、開閉扉４１ｂは、基板５を搬出する側に配置されている。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、基板５を印刷装置４１に搬入するための搬入装置４６を有する。搬入装置４６は、ベルトコンベヤにより基板５を印刷装置４１の内部に搬入することができるように形成されている。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、第２印刷装置としての印刷装置４２を備える。印刷装置４２は、印刷装置４１と同様の構成を有する。印刷装置４２の真空容器４８は、開閉扉４２ａ，４２ｂを有する。開閉扉４２ａは、基板５を搬入する側に形成され、開閉扉４２ｂは、基板を搬出する側に配置されている。本実施の形態において、印刷装置４２は、第２孔版として孔版１を備える。本実施の形態における第２孔版は、第１印刷装置の第１孔版と同じものが配置されている。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、基板５を搬出するための搬出装置４７を備える。搬出装置４７は、ベルトコンベアにより印刷装置４２から基板５を搬出することができるように形成されている。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、印刷装置４１にて配置された第１樹脂を硬化させるための硬化装置として遠赤外炉４４を有する。遠赤外炉４４は、印刷装置４１と印刷装置４２との間に配置されている。

本実施の形態における発光装置の製造装置は、基板５を印刷装置４１から印刷装置４２に搬送する搬送装置４３を備える。搬送装置４３は、ベルトコンベヤにより基板５を搬送するように形成されている。搬送装置４３は、印刷装置４１の開閉扉４１ｂから印刷装置４２の開閉扉４２ａに向かって基板５を搬送できるように形成されている。

本実施の形態における搬送装置４３は、遠赤外炉４４の内部に配置されている。印刷装置４１から印刷装置４２に基板５を搬送すると同時に、第１樹脂を乾燥することにより第１樹脂を硬化させることができるように形成されている。本実施の形態における発光装置の製造装置は、印刷装置４１、印刷装置４２、遠赤外炉４４および搬送装置４３を制御する制御装置を備える。

次に、本実施の形態における発光装置の製造装置を用いた発光装置の製造方法について説明する。本実施の形態における印刷方法は、実施の形態１における印刷方法と同様である。第１樹脂配置工程と第２樹脂配置工程とは、同じ孔版を用いている。

図１５を参照して、印刷装置４１の開閉扉４１ａを開放する。矢印５５に示すように、搬入装置４６によって、基板５を印刷装置４１の内部に搬入する。

図１６は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第２工程説明図である。開閉扉４１ａを閉じることにより、真空容器４８を密閉する。圧力調整装置を駆動することにより、印刷装置４１の内部を真空排気する。制御装置が昇降装置２５を駆動することにより、ステージ２４が上昇する。制御装置は、基板５が孔版１に接触する高さでステージ２４を停止するように制御する。スキージ３１，３２の往復移動を行なうことにより、基板５の表面に第１樹脂を配置する。この後に開放弁により真空容器を常圧に戻す。

図１７は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第３工程説明図である。次に、印刷装置４１の開閉扉４１ｂを開放して、矢印５６に示すように、基板５を搬送装置４３に移動する。

図１８は、本実施の形態における発光装置の製造方法の第４工程説明図である。矢印５７に示すように、搬送装置４３にて基板５を印刷装置４１から印刷装置４２に向かって搬送する。本実施の形態における搬送装置４２は、遠赤外炉４４の内部に配置されている。このため、基板５の搬送を行ないながら第１樹脂を硬化させることができる。本実施の形態においては、遠赤外炉４４で加熱することにより第１樹脂を硬化させる。印刷装置４１の開閉扉４１ａを開くことにより、次の基板５を印刷装置４１の内部に配置する。

図１９に、本実施の形態における発光装置の製造方法の第５工程説明図を示す。次に、搬送装置４３において基板５の搬送を行なうと同時に、印刷装置４１において、別の基板５の第１樹脂の配置を行なう。

図２０に、本実施の形態における発光装置の製造方法の第６工程説明図を示す。このように、搬送装置４３による基板５の搬送と同時に、印刷装置４１において第１樹脂の配置を連続的に行なう。制御装置は、基板５が印刷装置４１から印刷装置４２に移動するまでに、第１樹脂が設定された固さまで硬化するように搬送装置４３の速度を調整する。または、制御装置は、遠赤外炉４４の出力を調整する。搬送装置４３は、連続的に基板５を搬送するように制御されていても構わない。または、断続的に基板５を搬送するように制御されていても構わない。

基板５の第１樹脂は、印刷装置４２に到着するときに設定された固さまで硬化している。次に、印刷装置４２の開閉扉４２ａを開放する。搬送装置４３で搬送された基板５を、印刷装置４２の内部に搬入する。

図２１に、本実施の形態における発光装置の製造方法の第７工程説明図を示す。印刷装置４２の内部に、基板５が配置されている。印刷装置４１においては、新たな別の基板５を搬入する。本実施の形態においては、印刷装置４１での基板５の搬入と、印刷装置４２での基板５の搬入とがほぼ同時に行なわれている。

図２２に、本実施の形態における発光装置の製造方法の第８工程説明図を示す。印刷装置４１の開閉扉４１ａ，４１ｂを閉じる。印刷装置４２の開閉扉４２ａを閉じる。それぞれの印刷装置４１，４２において、真空容器４８の内部を真空排気する。

印刷装置４１，４２にて孔版印刷を行う。本実施の形態においては、第１印刷装置４１と第２印刷装置４２とでは、ほぼ同じ時間で孔版印刷が行なわれる。印刷装置４２においては、ステージ２４を上昇させることにより、第１樹脂の少なくとも１部が、孔版１の通孔の内部に配置される。制御装置は、印刷装置４２において、第１樹脂が第２孔版の通孔と接触する高さになるようにステージ２４の位置を制御する。本実施の形態においては、制御装置が、予め設定された高さまでステージ２４を上昇させるように、昇降装置２５を制御する。本実施の形態においては、通孔の縁部と第１樹脂の表面とが接触した状態で、印刷装置４２における孔版印刷を行なう。

図２３に、本実施の形態における発光装置の製造方法の第９工程説明図を示す。印刷装置４１における孔版印刷と印刷装置４２における孔版印刷とは、ほぼ同じ時期に印刷が終了する。印刷装置４１の開閉扉４１ａ，４１ｂを開放する。印刷装置４２の開閉扉４２ａ，４２ｂを開放する。この状態で、印刷装置４１においては、第１樹脂の配置が完了した基板５を搬出するとともに新たな基板５を搬入する。印刷装置４２においては、第２樹脂の配置が完了した基板５を搬出装置４７にて搬出するとともに、搬送装置４３にて、次の基板５を搬入する。

印刷装置４２の印刷が完了して搬出された基板５は、たとえば、複数の基板５が収容可能なラックなどに集められて、所定の枚数になったところで、たとえば、オーブン乾燥機などにより最終の硬化を行なう。

このように、本実施の形態における発光装置の製造装置は、印刷装置４１，４２における印刷が、ほぼ同時に行われるように形成されている。すなわち、印刷装置４１における印刷と印刷装置４２における印刷との同期がとられている。また、印刷装置４１における基板５の搬入および搬出と、印刷装置４２における基板５の搬入および搬出とがほぼ同時に行われ、同期がとられている。これらの同期は、制御装置によって行われている。さらに、制御装置は、第１樹脂の硬化を調整するように、遠赤外炉４４および搬送装置４３を制御している。本実施の形態における発光装置の製造装置は、連続的に第１樹脂の配置および第２樹脂が配置を行なうことができる。集光性の高い発光装置を連続して製造することができる。

本実施の形態の印刷装置４２に配置されている第２孔版は、印刷装置４１に配置されている第１孔版と同じであるが、この形態に限られず、印刷装置４２に配置されている第２孔版が、印刷装置４１に配置されている第１孔版と異なっていても構わない。

たとえば、実施の形態２に示したように、印刷装置４２に配置されている第２孔版の通孔の大きさが、第１孔版の通孔の大きさよりも大きくなるように形成されていても構わない。または、第２孔版の通孔の大きさが、第１樹脂を内部に収容できる大きさに形成されていても構わない。この場合に、制御装置は、第２印刷装置において、基板と孔版とが接触する高さまでステージを上昇させるように支持装置を制御する。

本実施の形態における光学装置の製造装置は、ベルトコンベアにより基板の搬送を行っているが、この形態に限られず、任意の装置で基板の搬送を行うことができる。

その他の構成、作用、方法および効果については、実施の形態１または２と同様であるのでここでは説明を繰り返さない。

上記に記載の実施の形態は、本発明を限定するものではなく例示である。また、それぞれの図において、同一の部分または相当する部分には同一の符号を付している。

実施の形態１における発光装置の製造方法の第１工程図である。 実施の形態１における発光装置の製造方法の第２工程図である。 実施の形態１における発光装置の製造方法の第３工程図である。 実施の形態１における発光装置の製造方法の第４工程図である。 実施の形態１における発光装置の製造方法の第５工程図である。 実施の形態１における発光装置の製造方法の第６工程図である。 実施の形態１における発光装置の製造方法の第７工程図である。 実施の形態１における発光装置の製造方法の第８工程図である。 実施の形態１における発光装置の製造方法の第８工程における発光素子の部分の拡大概略断面図である。 実施の形態における発光装置の製造方法の第９工程図である。 実施の形態１において製造される発光装置の概略断面図である。 実施の形態２における第２樹脂配置工程の発光素子の部分の概略断面図である。 実施の形態２における第２孔版の拡大概略平面図である。 実施の形態２における他の第２孔版の拡大概略平面図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第１工程図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第２工程図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第３工程図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第４工程図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第５工程図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第６工程図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第７工程図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第８工程図である。 実施の形態３における発光装置の製造方法の第９工程図である。

符号の説明

１，２，３ 孔版
１ａ，２ａ，３ａ 通孔
５ 基板
６ 発光素子
７ ワイヤ
１０，１１ 樹脂
２３ 枠部材
２４ ステージ
２５ 昇降装置
３１，３２ スキージ
４１，４２ 印刷装置
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ 開閉扉
４３ 搬送装置
４４ 遠赤外炉
４６ 搬入装置
４７ 搬出装置
４８ 真空容器
５３，５４ 矢印
６１〜６３，６９ 矢印

Claims (7)

1. 基板の表面に配置されている発光素子を覆い断面形状が山形になるように第１樹脂を配置する第１樹脂配置工程と、
   前記第１樹脂を硬化させる硬化工程と、
   孔版印刷によって前記第１樹脂の表面に第２樹脂を配置する第２樹脂配置工程と、
   前記第２樹脂の硬化前に、前記基板と前記孔版とを離す工程とを含み、
   前記第１樹脂配置工程は、第１孔版を用いる工程を含み、
   前記第２樹脂配置工程は、平面視したときに前記第１孔版の通孔の大きさ以下の通孔を有する第２孔版を用いる工程を含み、
   前記第２樹脂配置工程は、硬化させた前記第１樹脂に前記第２孔版の通孔を接触させて孔版印刷を行う工程を含む発光装置の製造方法。
2. 前記第２樹脂配置工程は、前記第２樹脂として前記第１樹脂と主成分が同一の樹脂を用いる工程を含む、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
3. 前記第１樹脂配置工程は、前記第１樹脂として無機材料が含まれる樹脂を用いる工程を含む、請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
4. 前記無機材料として、前記第１樹脂および前記第２樹脂よりも屈折率の高い粒子を用いる、請求項３に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記第２樹脂配置工程は、前記第２樹脂として前記第１樹脂よりも屈折率が小さい樹脂を用いる工程を含む、請求項１から４のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
6. 前記第２樹脂配置工程は、前記第２樹脂として前記第１樹脂よりも硬度が高い樹脂を用いる工程を含む、請求項１から５のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
7. 基板の表面に配置されている発光素子を樹脂で覆う発光装置の製造装置であって、
   第１孔版を含み、前記第１孔版による孔版印刷により前記発光素子を第１樹脂で覆う第１印刷装置と、
   前記第１樹脂を硬化させる硬化装置と、
   第２孔版を含み、前記第２孔版による孔版印刷により前記第１樹脂の外側に第２樹脂を配置する第２印刷装置と、
   前記第１印刷装置、前記第２印刷装置および前記硬化装置を制御する制御装置とを備え、
   前記硬化装置は、前記基板を前記第１印刷装置から前記第２印刷装置に搬送する搬送装置を含み、
   前記搬送装置によって前記第１印刷装置から前記第２印刷装置に前記基板を搬送しながら前記第１樹脂を硬化させるように形成され、
   前記第２印刷装置は、前記第２孔版の下側に前記基板を支持するための支持装置を有し、
   前記第２孔版は、平面視したときに前記第１孔版の通孔の大きさ以下の通孔を有し、
   前記制御装置は、前記第１樹脂が前記第２孔版の通孔に接触する高さになるように前記支持装置の位置を制御するように形成され、
   前記基板は、前記第２樹脂の硬化前に、前記第２印刷装置から搬出される発光装置の製造装置。

Images