JPWO2014119295A1 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

発光素子（１１０）の少なくとも一部が、発光素子（１１０）の発する光で励起されて光を発する蛍光体（１３０）を含んだ透光性樹脂（１２０）で覆われることにより形成された発光装置（１００）の製造方法であって、透光性樹脂（１２０）を透過するレーザ光（２３０）の照射により蛍光体（１３０）を直接加工し、発光装置（１００）から発せられる光の色度を調整する照射工程を含む。

Description

本発明は、発光装置の製造方法および製造装置に関し、特に、色度調整が可能な発光装置の製造方法および製造装置に関する。
白色光を発する発光装置（発光デバイス）として、青色ＬＥＤチップを、蛍光体を含む透光性樹脂で封止した発光装置が知られている。
このような発光装置では、青色ＬＥＤチップが発する青色光の一部は、蛍光体を励起し、蛍光体から黄色蛍光が発せられる。そして、青色ＬＥＤチップが発する青色光と、励起された蛍光体が発する黄色蛍光とが混合されることにより白色光が得られる。上記発光装置の白色光の色度は、青色ＬＥＤチップが発する青色光の光量と、蛍光体から発せられる黄色蛍光の光量との割合によって決まる。
このような発光装置は、青色ＬＥＤチップの性能のばらつきや、蛍光体の量によって白色光の色度にばらつきが生じることが課題である。
このような課題を解決するために、特許文献１には、蛍光体を含む蛍光層をレーザ光の照射によって除去することにより発光装置の発光色の色度調整を行う技術が開示されている。
特開２００２−３４４０２９号公報 特開２０１１−１６５８２７号公報
しかしながら、特許文献１に記載の方法で発光装置の色度を調整した場合、透光性樹脂が変質したり炭化したりするなどして青色ＬＥＤチップから発せられる光が遮蔽され、光の出射効率が低下する可能性がある。
そこで、本発明は、透光性樹脂の炭化や変質を抑制しつつ色度調整をすることが可能な発光装置の製造方法および製造装置を提供する。
本発明の一態様に係る発光装置の製造方法は、発光素子の少なくとも一部が、前記発光素子の発する光で励起されて光を発する蛍光体を含んだ透光性樹脂で覆われることにより形成された発光装置の製造方法であって、前記透光性樹脂を透過するレーザ光の照射により前記蛍光体を直接加工することによって、前記発光装置から発せられる光の色度を調整する照射工程を含む。
また、前記照射工程においては、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を砕いて粒径を小さくしてもよい。
また、前記照射工程においては、前記レーザ光の照射により前記蛍光体に平坦な面を形成してもよい。
また、前記照射工程においては、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を砕きかつ飛散させてもよい。
また、前記照射工程においては、前記レーザ光の照射により所定の粒径以上の大きさの前記蛍光体を砕いて粒径を小さくすることで前記蛍光体の粒径のばらつきを小さくしてもよい。
また、前記照射工程においては、複数の前記蛍光体が所定の粒度分布となるように、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を砕いて粒径を小さくしてもよい。
また、前記照射工程においては、複数の前記蛍光体のうち特定の前記蛍光体を前記レーザ光の照射により直接加工してもよい。
また、前記照射工程においては、前記発光装置から発せられる光の色度を測定しながら、前記発光装置が発する光の色度が所定の値になるように、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を直接加工してもよい。
また、さらに、前記発光装置から発せられる光の色度を測定する測定工程を含んでもよい。
本発明の一態様に係る製造装置は、発光素子の少なくとも一部が、前記発光素子の発する光で励起されて光を発する蛍光体を含んだ透光性樹脂で覆われることにより形成された発光装置の製造装置であって、前記透光性樹脂を透過するレーザ光の照射により前記蛍光体を直接加工することによって、前記発光装置から発せられる光の色度を調整する照射部を備える。
また、さらに、前記照射部が照射するレーザ光の照射位置と前記発光装置との相対的な位置関係を調整する調整部と、前記照射部が照射するレーザ光の発光状態を制御する制御部とを備えてもよい。
また、前記照射部は、レーザ光を発するレーザ発振器と、前記レーザ発振器が発するレーザ光を集光して前記蛍光体に照射する光学系とを有し、前記調整部は、前記レーザ発振器、前記光学系、および前記発光装置の位置関係を調整することによって、前記レーザ光の照射位置と前記発光装置との相対的な位置関係を調整してもよい。
また、前記レーザ発振器は、短パルスレーザであってもよい。
また、前記調整部は、前記レーザ光の光軸方向および当該光軸方向に直交する方向のそれぞれにおいて、前記レーザ光の照射位置と前記発光装置との相対的な位置関係を変化させる第１機構を有してもよい。
また、前記調整部は、さらに、前記発光装置に対する前記レーザ光の光軸の傾きを変化させる第２機構を有してもよい。
また、前記調整部は、前記蛍光体に対して前記レーザ光の焦点が合うように前記位置関係を調整してもよい。
また、前記照射部は、前記レーザ光の照射により前記蛍光体に平坦な面を形成してもよい。
また、さらに、少なくとも前記蛍光体の位置を測定する測定部を備え、前記照射部は、レーザ光の照射により特定の範囲に位置する前記蛍光体を直接加工してもよい。
また、前記測定部は、前記蛍光体の粒径をさらに測定し、前記照射部は、前記レーザ光の照射により所定の粒径以上の大きさの前記蛍光体を砕いて粒径を小さくしてもよい。
また、前記測定部は、前記蛍光体の粒径をさらに測定し、前記照射部は複数の前記蛍光体が所定の粒度分布となるように、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を砕いて粒径を小さくしてもよい。
また、前記透光性樹脂には発光スペクトルの異なる複数種類の前記蛍光体が含まれ、前記測定部は、前記蛍光体の種類をさらに測定し、前記照射部は、前記複数種類の前記蛍光体のうち特定の種類の前記蛍光体を前記レーザ光の照射により直接加工してもよい。
本発明に係る発光装置の製造方法および製造装置によれば、透光性樹脂の炭化や変質を抑制しつつ発光装置の色度調整をすることができる。
図１は、実施の形態１に係る発光装置が設けられた基板を示す図である。 図２は、図１に示される発光装置をＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図３は、実施の形態１に係る発光装置の製造装置を模式的に示す図である。 図４は、照射部の外観図である。 図５は、色度を表す画像の一例である。 図６は、発光装置の色度調整方法を示すフローチャートである。 図７は、照射部のレーザ光の照射を説明するための模式図である。 図８は、蛍光体の加工の態様を説明するための第１の模式図である。 図９は、蛍光体の加工の態様を説明するための第２の模式図である。 図１０は、レーザ光の照射により蛍光体を砕きかつ飛散させる加工態様を説明するための模式図である。 図１１は、粒径が所定値よりも大きい蛍光体に選択的にレーザ光を照射する例を説明するための模式図である。 図１２は、粒径が所定値よりも大きい蛍光体に選択的にレーザ光を照射した場合の粒度分布を示す模式図である。 図１３は、発光色が異なる複数種類の蛍光体を用いた発光装置の色度調整方法を説明するための図である。 図１４は、ＣＯＢ型の発光装置を説明するための図である。
（本発明の基礎となった知見）
背景技術で説明したように、発光装置が発する光の色度を調整する技術が知られている。
特許文献１には、蛍光体を含む蛍光層をレーザ光の照射によって除去することにより発光装置の発光色の色度調整を行う技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の方法で発光装置の色度を調整した場合、透光性樹脂が変質したり炭化したりするなどして青色ＬＥＤチップから発せられる光が遮蔽され、光の出射効率が低下する可能性がある。
また、例えば、特許文献２には、発光装置の点灯検査時に発光装置が発する光の色度を測定し、所望の色度からのずれ量に対応したレーザ照射量でレーザ光を照射し、発光装置の発光色の色度調整を行う技術が開示されている。
ここで、レーザ照射量は、レーザ光の照射回数と出力エネルギーとを調整することで制御される。しかしながら、特許文献２に記載されているように、色度の測定結果に応じてレーザ照射量を変える方法では、発光装置からの光の色度を所望の色度に高精度で調整することは困難である。
また、発光装置に照射されるレーザ光は、透光性樹脂を透過して蛍光体に吸収されるが、照射されるレーザ光の中には蛍光体に当たらないものも含まれる。このため、レーザ光の一部は色度調整には寄与しないこととなり効率的でない。
本発明は、上記のような知見に基づき発明者らによってなされたものであり、透光性樹脂の炭化や変質を抑制するとともに、従来よりも高精度かつ高効率で色度の調整が可能な発光装置の製造方法および製造装置を提供するものである。
以下、実施の形態に係る発光装置の製造方法および製造装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係る発光装置について説明する。図１は、実施の形態１に係る発光装置が設けられた基板を示す図である。図２は、図１に示される発光装置をＡ−Ａ線で切断した断面図である。
図１に示されるように、発光装置１００は、例えば、基板１０上に実装され、照明用光源や、照明装置に用いられる。図１では、基板１０は、中央に開口が設けられた平面視形状が円形の基板であり、発光装置１００は、基板１０上に円周方向に並んで複数設けられる。なお、発光装置１００が設けられた基板１０は、具体的には、電球形のＬＥＤランプ（照明用光源）に用いられる。
発光装置１００は、いわゆるＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型の発光装置であり、白色光を発する。図２に示されるように、発光装置１００は、ＬＥＤチップ１１０（発光素子）と、蛍光体１３０を含む透光性樹脂からなる色変換部１２０（蛍光体層１２０ａおよび樹脂層１２０ｂ）と、パッケージ１４０と、リードフレーム１５０と、ボンディングワイヤ１６０とを備える。
ＬＥＤチップ１１０は、発光素子の一例であって、単色の可視光を発するベアチップであり、ダイアタッチ材（ダイボンド材）によってパッケージ１４０の凹部の底面にダイボンディング実装されている。ＬＥＤチップ１１０としては、例えば、青色光を発光する青色発光ＬＥＤチップを用いることができる。青色発光ＬＥＤチップとしては、例えばＩｎＧａＮ系の材料によって構成された、中心波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。
色変換部１２０は、光波長変換材である蛍光体１３０を含む透光性樹脂であって、ＬＥＤチップ１１０からの光を波長変換するとともに、ＬＥＤチップ１１０を封止してＬＥＤチップ１１０を保護する。色変換部１２０を構成する透光性樹脂は、パッケージ１４０の凹部に充填されており、当該凹部の開口面まで封入されている。色変換部１２０を構成する透光性樹脂は、具体的には、ジメチルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂、シルセスキオキサン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等である。
実施の形態１では、色変換部１２０は、蛍光体層１２０ａと、樹脂層１２０ｂとを有する。蛍光体層１２０ａは、ＬＥＤチップ１１０の少なくとも光出射側（上部）を覆う、蛍光体１３０を含む透光性樹脂からなる層である。樹脂層１２０ｂは、蛍光体層１２０ａの上方に設けられた透光性樹脂からなる層であり、蛍光体１３０は含まれない。なお、樹脂層１２０ｂは、設けられなくてもよい。
なお、色変換部１２０は、シート状あるいは板状に形成され、パッケージ１４０の凹部の開口面を塞ぐように設置されてもよい。この場合、色変換部１２０は、ＬＥＤチップ１１０との間に空隙が設けられた状態でパッケージ１４０の開口面に接着剤等によって固定される。
蛍光体１３０は、ＬＥＤチップ１１０の発する光で励起されて黄色蛍光を発する黄色蛍光体である。ＬＥＤチップ１１０が青色発光ＬＥＤである場合、蛍光体１３０は、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の黄色蛍光体である。なお、蛍光体１３０は、オルトシリケート系蛍光体や、酸窒化物蛍光体であってもよい。蛍光体１３０は、基本的には球状であり、色変換部１２０内に複数含まれる。
蛍光体は一般的に自身の放射する光よりも短波長の光によって励起される。したがって、蛍光体１３０から発せられる光（第２の光）は、発光素子１１０からの放射光（第１の光）に比べて長波長の光となる。具体的には、蛍光体１３０は、４５０ｎｍよりも波長が長い黄色蛍光を発する。
このように、蛍光体１３０は、ＬＥＤチップ１１０の青色光によって励起されて黄色蛍光を放出するので、発光装置１００（色変換部１２０）からは、励起された黄色蛍光と青色光とによって比較的広範囲の波長域（たとえば４００ｎｍ〜６８０ｎｍ程度）にスペクトル分布を持つ白色光が放出される。
パッケージ１４０は、非透光性樹脂（白樹脂等）を成型してなる容器であり、逆円錐台形状の凹部（キャビティ）を備える。凹部の内側面は傾斜面であり、ＬＥＤチップ１１０からの光を上方に反射させるように構成されている。パッケージ１４０は、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂で形成される。なお、パッケージ１４０は、セラミックで形成されてもよい。
リードフレーム１５０は、一対の正負の電極である。リードフレーム１５０は、ＬＥＤチップ１１０と、基板１０上に設けられた外部電極（図示せず）とを接続するものであり、例えば、鉄、リン青銅、銅合金等の金属部材で構成される。リードフレーム１５０は、ボンディングワイヤ１６０によってＬＥＤチップ１１０と接続される。
次に、発光装置１００の製造装置について説明する。図３は、発光装置１００の製造装置を模式的に示す図である。
図３に示されるように、製造装置２００は、照射部２１０と、色度測定部２２０と、状態測定部２２５（測定部）と、ステージ２４０と、制御部２５０と、表示装置２６０と、入力装置２７０と、調整部２８０と、第１カメラ２２１と、第２カメラ２２２とを備える。また、照射部２１０は、レーザ発振器２１０ａと、光学系２１０ｂとを有し、調整部２８０は、第１機構２８０ａと、第２機構２８０ｂとを有する。なお、第１カメラ２２１および第２カメラ２２２は、第１カメラ２２１および第２カメラ２２２の機能を有する一のカメラで代用されてもよい。
照射部２１０は、色変換部１２０を透過するレーザ光２３０の照射により蛍光体を直接加工し、発光装置１００から発せられる光の色度を調整する。照射部２１０は、具体的にはレーザ発振器２１０ａにより発せられたレーザ光を、光学系２１０ｂを介して発光装置１００に照射し、蛍光体を直接加工する。
照射部２１０（レーザ発振器２１０ａ）は、例えば、ＹＡＧレーザ（発振波長１０６４ｎｍ）や、フェムト秒レーザ（発振波長７８０ｎｍ）、ピコ秒レーザ（発振波長１０４０ｎｍ）である。これらのレーザが発するレーザ光２３０は、シリコン系などの樹脂を透過するため、蛍光体１３０に直接照射される。つまり、照射部２１０は、色変換部１２０を構成する透光性樹脂に熱的なダメージを与えることなく蛍光体１３０を加工することができる。中でも、照射部２１０（レーザ発振器２１０ａ）としてフェムト秒レーザやピコ秒レーザなどの短パルスレーザ（超短パルスレーザ）を用いれば、色変換部１２０を構成する透光性樹脂に対してより熱影響の少ない蛍光体１３０の加工が可能となる。
光学系２１０ｂは、レーザ光の集光を行う集光レンズとポリゴンミラーのような走査光学系の組み合わせとからなり、図３に示されるように発光装置１００が設置されるステージ２４０と対向する位置に配置されている。
図４は、照射部２１０の外観図である。図４に示されるように、照射部２１０は、ステージ２４０に置かれた発光装置１００にレーザ光２３０を照射する。発光装置１００は、基板１０に実装された状態でステージ２４０に置かれてもよいし、発光装置１００単体でステージ２４０に置かれてもよい。
照射部２１０は、光学系２１０ｂを用いて色変換部１２０中にレーザ光２３０の焦点位置を設定し、この焦点位置周辺の蛍光体１３０のみをレーザ光２３０の照射により加工する。レーザ光２３０の焦点位置には非常に高いエネルギーが投入（集中）されるため、焦点位置の温度は、例えば数千Ｋ（ケルビン）以上、焦点位置の圧力は１ＧＰａ程度まで達する。この結果、照射部２１０は、レーザ光２３０の焦点位置周辺に存在する蛍光体１３０を直接加工することができる。
制御部２５０は、レーザ発振器２１０ａがレーザ光を発するタイミング、レーザ発振器２１０ａが発するレーザ光の強度（エネルギー）や波長などを制御する。
調整部２８０は、レーザ発振器２１０ａ、光学系２１０ｂ、および発光装置１００の相対的な位置関係を調整することによって、レーザ光２３０の照射位置と発光装置１００との相対的な位置関係を調整する。
実施の形態１では、調整部２８０は、レーザ発振器２１０ａの位置を固定したまま、光学系２１０ｂおよびステージ２４０を第１機構２８０ａによって駆動することによって、レーザ光２３０の照射位置と発光装置１００との相対的な位置関係を調整する。
第１機構２８０ａは、レーザ光２３０の光軸方向（図３のＺ軸方向）および光軸方向に直交する方向（図３のＸ軸方向またはＹ軸方向）において、発光装置１００に対するレーザ光２３０の焦点の相対的な位置を変化させる機構である。
第１機構２８０ａは、具体的には、光学系２１０ｂの集光レンズをＺ軸方向に移動させることによりレーザ光２３０の焦点位置をＺ軸方向に変化させる。また、第１機構２８０ａは、ステージ２４０をＸ軸方向またはＹ軸方向に平行移動させることによりレーザ光２３０の焦点位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向に変化させる。
これにより、照射部２１０は、色変換部１２０中の蛍光体１３０にレーザ光２３０の焦点を合わせることができる。
また、実施の形態１では、調整部２８０は、発光装置１００に対するレーザ光２３０の光軸の傾きを変化させる第２機構２８０ｂをさらに有している。
第２機構２８０ｂは、光学系２１０ｂに含まれる走査光学系を駆動してレーザ光を走査（スキャン）することにより、発光装置１００に対するレーザ光２３０の光軸の傾きを変化させる。つまり、第２機構２８０ｂは、発光装置１００の表面に対するレーザ光２３０の入射角度を調整することができるので、照射部２１０は、蛍光体１３０に対して斜めにレーザ光２３０を照射することができる。
このため、後述するようにレーザ光２３０にて蛍光体１３０の一部を切断する場合に、その切り口（切断面）の傾斜を変化させることが可能となり、蛍光体１３０を多面体形状に加工することが可能である。
なお、製造装置２００においては、調整部２８０（第１機構２８０ａおよび第２機構２８０ｂ）として、μｍオーダーでレーザ光２３０の照射位置と発光装置１００との相対的な位置関係を調整するために、非常に細かい分解能で精度よく光学系２１０ｂおよびステージ２４０を駆動可能な機構が採用されている。
なお、調整部２８０は、レーザ光２３０の照射位置と発光装置１００との相対的な位置関係を調整すればよく、例えば、調整部２８０は、レーザ発振器２１０ａを移動させる構成であってもよい。
状態測定部２２５は、発光装置１００を撮影する第１カメラ２２１から画像を取得し、取得した画像を用いて画像処理により蛍光体１３０の状態（たとえば蛍光体１３０の位置）を測定する。状態測定部２２５は、具体的には、第１カメラ２２１で撮影された発光装置１００の色変換部１２０の画像について２値化、エッジ抽出等の画像処理を施すことにより、色変換部１２０における蛍光体１３０の状態を測定する。
ここで、「蛍光体１３０の状態」には、少なくとも色変換部１２０の中での蛍光体１３０の位置や、蛍光体１３０の粒径、形状等が含まれる。
蛍光体１３０の状態の測定において、第１カメラ２２１は、第１カメラ２２１の焦点位置を変化させることにより、焦点位置がＺ軸方向においてそれぞれ異なる複数の画像を撮影する。状態測定部２２５は、焦点位置がＺ軸方向においてそれぞれ異なる複数の画像のうちピントの合った画像の焦点位置に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向だけでなくＺ軸方向も含めた蛍光体１３０の三次元位置を測定することができる。
表示装置２６０および入力装置２７０は、製造装置２００に設けられたユーザインタフェースである。表示装置２６０は、第１カメラ２２１および第２カメラ２２２で撮影された画像や、状態測定部２２５の測定結果、色度測定部２２０の測定結果などを表示する。入力装置２７０は、ユーザからの種々の入力を受け付ける。
表示装置２６０および入力装置２７０によって、製造装置２００の制御部２５０は、第１カメラ２２１が撮影した画像を表示装置２６０に表示しつつ、入力装置２７０への入力に応じて加工対象の蛍光体１３０を決定する制御が可能である。
このように、製造装置２００によれば、ユーザは、表示装置２６０に表示される色変換部１２０の画像を目視で確認しながら、任意の蛍光体１３０を加工対象として選択することができる。
色度測定部２２０は、発光装置１００を撮影するカラーカメラである第２カメラ２２２から発光装置１００を発光させた状態で撮影されたカラー画像を取得し、当該カラー画像を用いて、画像処理により色変換部１２０の表面の光色を測定する。
このとき、色度測定部２２０は、色変換部１２０の表面の光色を一元的に求めるのではなく、色変換部１２０内での局所的な色むらも反映されるように、取得した画像の画素ごとに光色を測定する。
なお、実施の形態１における「光色」には、放射光の色度、色調（明度と彩度）、色温度などが含まれるが、実施の形態１では、色度測定部２２０は、一例として、発光装置１００から発せられる光の色度を測定するものとする。
なお、色度測定部２２０は、複数画素の集合ごとに代表値（平均値や中央値）をとり、この集合ごとに光色を計測する構成であってもよい。
また、色度測定部２２０は、色度や輝度などの光学特性を測定するための、汎用の分光器を用いた測定器であってもよい。
この場合、色度測定部２２０は、例えば、発光装置１００の発光面（光出射側の面）における光のスペクトルを測定し、色度を求める。色度は、製造装置２００が備える表示装置２６０に、図５に示されるような画像として表示される。
図５に示される画像は、発光装置１００を発光させた状態で発光面（上面）側から色度を測定した画像である。この画像においては、円形状の領域が発光装置１００の発光している部分を表し、当該円形状の領域内においては、色の濃淡が色度（色度の分布）を表している。なお、図５に示される画像の円形状の領域内の２つの矩形の領域は、ＬＥＤチップ１１０が位置する領域である。なお、色度測定部２２０は、色度（発光装置１００の光のスペクトル）に加えて、発光強度や、配光特性を測定してもよい。
次に、製造装置２００を用いた発光装置１００の製造方法（色度調整方法）について説明する。図６は、発光装置１００の色度調整方法を示すフローチャートである。
まず、発光装置１００が生成される（Ｓ１０）。以下、発光装置の生成方法について説明する。
まず、リードフレーム１５０が形成されたパッケージ１４０の凹部にＬＥＤチップ１１０が実装される。このとき、ＬＥＤチップ１１０は、ボンディングワイヤ１６０によってリードフレーム１５０に電気的に接続される。
次に、蛍光体１３０を含む液状の色変換部１２０がパッケージ１４０の凹部内に充填され、この液状の色変換部１２０が硬化されて、発光装置１００が生成される。より具体的には、ＬＥＤチップ１１０の実装後、蛍光体１３０を含む液状の色変換部１２０をパッケージ１４０の凹部内に滴下（ポッティング）することによりパッケージ１４０に付着させる。なお、液状の色変換部１２０をパッケージ１４０に付着させる方法は、ポッティングに限らず、液状の色変換部１２０は、塗布、印刷（インクジェット）などの方法で付着されてもよい。
なお、既に生成された（既製品の）発光装置１００に対して色度調整を行う場合、ステップＳ１０は省略される。
生成された発光装置１００は、通電して発光させた状態で点灯検査される（Ｓ２０）。続いて、色度測定部２２０は、発光装置１００が発する光の色度を測定する（Ｓ３０）。色度測定部２２０が測定した色度が所定の範囲内である場合（Ｓ４０でＹｅｓ）、発光装置１００の色度調整は終了する。なお、所定の範囲とは、例えば、製造工程における発光装置１００の色度の検査スペック等である。
色度測定部２２０が測定した色度が所定の範囲外である場合（Ｓ４０でＮｏ）、状態測定部２２５は、蛍光体１３０の状態を測定する（Ｓ５０）。なお、色度測定部２２０は、上述のように第２カメラ２２２から取得した画像の画素ごとに光色を計測する。このため、色変換部１２０の表面の一部の色度が所定の範囲から外れている場合であっても、色度は所定の範囲外であると判断される。
続いて、照射部２１０は、発光装置１００にレーザ光２３０を照射する（Ｓ６０）。このとき、色度測定部２２０で計測された色度および状態測定部２２５で測定された蛍光体１３０の状態に基づいて、レーザ光２３０の照射条件（照射範囲、強度など）が決定される。
なお、レーザ光２３０の照射条件は、色度測定部２２０の測定結果および状態測定部２２５の測定結果に対応付けられて予め複数登録されており、登録に基づいて自動的に決定される。
そして、点灯検査がされた後（Ｓ２０）、色度測定部２２０は、レーザ光２３０の照射後の発光装置１００の色度を測定する（Ｓ３０）。以降は、色度測定部２２０が測定した色度が所定の範囲内になるまで、照射部２１０のレーザ光２３０の照射と、色度測定部２２０の色度の測定とが繰り返される。ステップＳ２０〜ステップＳ６０の動作は制御部２５０によって自動的に行われてもよいし、ユーザによって半自動的に行われてもよい。
なお、色度測定部２２０の色度の測定と、照射部２１０のレーザ光２３０の照射とは、リアルタイムで（同時に）行われてもよい。すなわち、発光装置１００から発せられる光の色度を測定しながら、発光装置１００が発する光の色度が所定の範囲内（所定の値）になるように、レーザ光２３０の照射によって蛍光体１３０を直接加工してもよい。
例えば、発光装置１００の発光面における光のスペクトル分布（発光面の色ばらつき）を測定しながら、測定されたスペクトル分布に応じてレーザ光２３０を照射し、均一なスペクトル分布または所望のスペクトル分布になるように蛍光体１３０を直接加工してもよい。
また、例えば、色度（発光装置１００の光のスペクトル）、発光強度、および配光特性のうちの少なくとも１つを測定しながら、レーザ光２３０の照射により蛍光体１３０を直接加工してもよい。
この場合、第１カメラ２２１および第２カメラ２２２は、レーザ光２３０の照射中においても発光装置１００を撮像できるように、光学系２１０ｂの近傍に配置される。
このように、色度測定部２２０の色度の測定と、照射部２１０のレーザ光２３０の照射とは、リアルタイムで行われることで、発光装置１００の加工に要する時間を短縮できる。
上記の色度調整においては、照射部２１０のレーザ光２３０の照射が特徴的である。図７は、照射部２１０のレーザ光２３０の照射を説明するための模式図である。
図７に示されるように、照射部２１０は、レーザ光２３０の焦点を蛍光体１３０に合わせて、蛍光体１３０を直接加工する。具体的には、この場合、状態測定部２２５は、少なくとも蛍光体１３０の位置を測定し、調整部２８０は、照射部２１０が加工対象の蛍光体１３０にレーザ光を照射できるようにレーザ光２３０の照射位置を調整する。その後、照射部２１０は、加工対象の蛍光体１３０にエネルギーを集中させたレーザ光２３０の照射を行う。
上述のようにレーザ光２３０は、色変換部１２０を構成する透光性樹脂を透過し、レーザ光２３０が透光性樹脂に与えるダメージは小さい。このため、製造装置２００（照射部２１０）によれば、色変換部１２０を構成する透光性樹脂の炭化や変質を抑制しつつ発光装置１００の色度調整をすることができる。
以下、蛍光体１３０の具体的な加工態様について説明する。図８および図９は、それぞれ蛍光体１３０の加工の態様を説明するための模式図である。
例えば、照射部２１０は、図８の（ａ）に示されるように、１つの蛍光体１３０に焦点を合わせてレーザ光２３０を照射することにより、図８の（ｂ）に示されるように、蛍光体１３０を砕いて粒径を小さくする。
また、例えば、図９の（ａ）に示されるように、１つの蛍光体１３０に焦点を合わせてレーザ光２３０を照射することにより、図９の（ｂ）に示されるように、蛍光体１３０を砕く（削る）などして蛍光体１３０に平坦な面１３５を形成してもよい。このとき、レーザ光２３０の照射により蛍光体１３０を多面体形状に成形してもよい。
上記のような加工の結果、蛍光体１３０の粒径（形状）が変化し、ＬＥＤチップ１１０が発する光の経路の変化や、蛍光体１３０の表面積の変化が生じるため、発光装置１００が発する光の色度が黄色側にシフトする。つまり、蛍光体１３０を加工することで、発光装置１００が発する光の色度を調整することができる。
なお、上記のような、蛍光体１３０の加工の各態様は、レーザ光２３０の照射時間、レーザ光２３０の照射場所（焦点位置）、およびレーザ光２３０の照射エネルギーの少なくとも１つを調整することにより、実現可能である。
また、レーザ光２３０の照射により蛍光体１３０を砕きかつ飛散させ、発光装置１００が発する光の色度を調整してもよい。図１０は、レーザ光２３０の照射により蛍光体１３０を砕きかつ飛散させる加工態様を説明するための模式図である。
図１０の（ａ）に示されるように、１つの蛍光体１３０に焦点を合わせてレーザ光２３０を照射する場合に、例えば、単に蛍光体１３０を砕く場合よりも照射エネルギーを高めに設定したレーザ光２３０を照射する。これにより、図１０の（ｂ）に示されるように、蛍光体１３０を砕いて粒径を小さくし、かつ、砕かれた蛍光体１３０を飛散させることができる。なお、砕かれた蛍光体１３０は、透光性樹脂を切り裂いて飛散する。
このように、蛍光体１３０を飛散させれば、ＬＥＤチップ１１０が発する光の経路の変化が生じ、発光装置１００が発する光の色度が変わる。つまり、発光装置１００が発する光の色度を調整することができる。
なお、照射部２１０は、色変換部１２０に含まれる複数の蛍光体１３０の一部に対して選択的にレーザ光２３０を照射して、発光装置１００が発する光の色度を調整してもよい。以下、色変換部１２０に含まれる複数の蛍光体１３０の一部に対して選択的にレーザ光２３０を照射する例について図１１および図１２を用いて説明する。
図１１は、粒径が所定値よりも大きい蛍光体１３０に選択的にレーザ光２３０を照射する例を説明するための模式図である。図１２は、粒径が所定値よりも大きい蛍光体１３０に選択的にレーザ光２３０を照射した場合の粒度分布を示す模式図である。
レーザ光２３０の照射前は、色変換部１２０内の蛍光体１３０の粒径には、ばらつきが生じている（図１１の（ａ）および図１２の（ａ））。このような場合、照射部２１０は、複数の蛍光体１３０のうち所定の粒径以上の大きさの蛍光体１３０に対して選択的にレーザ光２３０を照射し、所定の粒径以上の大きさの蛍光体１３０を砕いて粒径を小さくする（図１１の（ｂ））。これにより、複数の蛍光体１３０の粒径のばらつきを小さくすることができる（図１２の（ｂ））。なお、この場合、状態測定部２２５は、少なくとも蛍光体１３０の粒径を測定する。
このように、蛍光体１３０の粒度分布を変えれば、ＬＥＤチップ１１０が発する光の経路の変化が生じ、発光装置１００が発する光の色度が変わる。つまり、発光装置１００が発する光の色度を調整することができる。
なお、蛍光体１３０が所定の粒径以上であるか否かの判断は、状態測定部２２５の第１カメラ２２１を用いた画像処理（画像認識処理）などによって行われる。
また、例えば、色度を調整するための指標として粒度分布が予め定められているような場合に、照射部２１０は、複数の蛍光体１３０が所定の粒度分布となるように、レーザ光２３０の照射により蛍光体１３０を砕いて粒径を小さくしてもよい。この場合も、所定の粒度分布になったか否かの判断は、上述のように、状態測定部２２５の第１カメラ２２１を用いた画像処理（画像認識処理）などによって行われる。
なお、製造装置２００は、上述した複数の加工態様を選択的に実行可能な構成であってもよい。具体的には、製造装置２００は、各加工態様に適した複数種類の光学系２１０ｂを備え、制御部２５０は、光学系２１０ｂを切り替えて各加工態様に適した光学系２１０ｂを選択してもよい。
以上、実施の形態１に係る発光装置１００の製造方法（色度調整方法）および製造装置について説明した。上記製造方法および製造装置では、色変換部１２０を構成する透光性樹脂を透過するレーザ光２３０の照射により蛍光体１３０を直接加工する。これにより、色変換部１２０を構成する透光性樹脂の炭化や変質を抑制しつつ発光装置１００から発せられる光の色度を調整することが可能となる。
また、上記製造方法および製造装置によれば、例えば、特定の範囲の蛍光体１３０が原因となって色変換部１２０内で部分的な色むらが生じている場合に、当該特定の範囲の蛍光体１３０のみを加工して部分的な色むらを解消することができる。
さらに、上記製造方法によれば、色変換部１２０に含まれる複数の蛍光体１３０のうち加工対象の蛍光体１３０を選択できるので、レーザ光の照射量を変えるだけの構成に比べて、木目細かい色度調整が可能となる。つまり、従来よりも高精度かつ高効率に発光装置１００の色度（光色）の調整が可能となる。
なお、上記の製造方法および製造装置においては、レーザ光２３０の照射により、蛍光体１３０を失活させるわけではない。ここで、蛍光体１３０の失活とは、目視による蛍光体１３０の外観は変化していないが、蛍光体１３０に所定波長の励起光を照射しても蛍光を発しなくなることをいう。
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態１に係る発光装置の製造方法および製造装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、蛍光体１３０は、黄色蛍光体であるとして説明したが、色変換部１２０には、黄色蛍光体以外に、緑色蛍光を発する緑色蛍光体や、赤色蛍光を発する赤色蛍光体が含まれてもよい。なお、緑色蛍光体や、赤色蛍光体は、白色光の演色性を高める目的で色変換部１２０に混合される。また、色変換部１２０には、黄色蛍光体の代わりに、緑色蛍光体と赤色蛍光体とが含まれ、ＬＥＤチップ１１０が発する青色光と合わせて発光装置から白色光が発せられる構成であってもよい。
また、ＬＥＤチップ１１０は、青色光以外の光を発光するＬＥＤチップであってもよい。例えば、ＬＥＤチップ１１０は、近紫外線を発するＬＥＤチップであってもよい。この場合、色変換部１２０には、三原色（赤色、緑色、青色）の光を発する各色蛍光体が含まれる。
上記のように、色変換部１２０に発光色が有意に異なる（発光スペクトルが実質的に異なる）複数種類の蛍光体が含まれる場合、照射部２１０は、発光色が異なる複数種類の蛍光体のうち特定の発光色の蛍光体をレーザ光２３０の照射により直接加工してもよい。図１３は、発光色が異なる複数種類の蛍光体を用いた発光装置の色度調整方法を説明するための図である。
図１３の（ａ）に示される発光装置では、色変換部１２０には、赤色蛍光体１３０ｒ、緑色蛍光体１３０ｇ、および黄色蛍光体である蛍光体１３０の３種類の蛍光体が含まれる。
このような場合、照射部２１０は、例えば、図１３の（ｂ）に示されるように、３種類の蛍光体のうち蛍光体１３０に対して選択的にレーザ光２３０を照射し、これを砕いて粒径を小さくする。なお、蛍光体の種別の選別は、状態測定部２２５の第１カメラ２２１（この場合、カラーカメラ）を用いた画像処理（画像認識処理）などによって各発光色の蛍光体の色、外観、形状等に基づいて行われる。
このように、発光色が異なる複数種類の蛍光体のうち特定の発光色の蛍光体をレーザ光２３０の照射により直接加工すれば、発光装置から発せられる光の色度を所望の方向にシフトさせることができるため、より精度の高い色度の調整が可能となる。
なお、発光装置１００には、蛍光体以外の光波長変換材が用いられてもよく、例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質からなる光波長変換材が用いられてもよい。すなわち、本発明の製造方法および製造装置は、蛍光体以外の光波長変換材が用いられた発光装置にも適用可能である。
また、上記実施の形態では、発光装置１００はＳＭＤ型の発光装置であるとして説明したが、本発明の製造方法および製造装置は、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の発光装置にも適用可能である。図１４は、ＣＯＢ型の発光装置を説明するための図である。図１４の（ａ）は、ＣＯＢ型の発光装置の構成を示す平面図（上面図）である。図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）の発光装置をＢ−Ｂ線に沿って切断した場合の断面図である。図１４の（ｃ）は、図１４の（ａ）の発光装置をＣ−Ｃ線に沿って切断した場合の断面図である。
ＣＯＢ型の発光装置３００は、基板２０と、複数のＬＥＤチップ１１０と、複数のＬＥＤチップ１１０を一括封止する、蛍光体１３０が含まれた色変換部１２０とを備える。また、発光装置３００は、配線１５５と、ボンディングワイヤ１６０とを備える。
ＬＥＤチップ１１０は、基板２０上に直接、列状に実装されている。図１４の例では、ＬＥＤチップ１１０の素子列は、６列設けられている。一つの素子列に属する複数のＬＥＤチップ１１０それぞれのチップ上面には電流を供給するためのｐ側電極およびｎ側電極が形成されており、ｐ側電極およびｎ側電極のそれぞれと配線１５５とがボンディングワイヤ１６０によってワイヤボンディングされている。
色変換部１２０は、断面形状が上に凸の略半楕円形状であり、基板２０上の全てのＬＥＤチップ１１０の各素子列を覆うようにＬＥＤチップ１１０の配列方向に沿って直線状に形成されている。なお、色変換部１２０や、蛍光体１３０には、上記実施の形態で説明したものと同様の各種材料が用いられる。
以上説明したようなＣＯＢ型の発光装置３００においても、本発明の製造方法および製造装置は適用できる。
また、上記実施の形態においては、発光素子としてＬＥＤチップ１１０が用いられたが、発光素子として、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、または無機ＥＬ等の固体発光素子が用いられてもよい。
なお、上記実施の形態において、各構成要素（制御部２５０、色度測定部２２０、および状態測定部２２５）は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
なお、本発明は、上記実施の形態で説明した発光装置として実現されてもよい。
以上、一つまたは複数の態様に係る発光装置の製造方法および製造装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
１０、２０ 基板
１００、３００ 発光装置
１１０ ＬＥＤチップ（発光素子）
１２０ 色変換部（透光性樹脂）
１２０ａ 蛍光体層
１２０ｂ 樹脂層
１３０ 蛍光体
１３０ｇ 緑色蛍光体
１３０ｒ 赤色蛍光体
１３５ 面
１４０ パッケージ
１５０ リードフレーム
１５５ 配線
１６０ ボンディングワイヤ
２００ 製造装置
２１０ 照射部
２１０ａ レーザ発振器
２１０ｂ 光学系
２２０ 色度測定部
２２１ 第１カメラ
２２２ 第２カメラ
２２５ 状態測定部（測定部）
２３０ レーザ光
２４０ ステージ
２５０ 制御部
２６０ 表示装置
２７０ 入力装置
２８０ 調整部
２８０ａ 第１機構
２８０ｂ 第２機構

Claims (21)

  1. 発光素子の少なくとも一部が、前記発光素子の発する光で励起されて光を発する蛍光体を含んだ透光性樹脂で覆われることにより形成された発光装置の製造方法であって、
    前記透光性樹脂を透過するレーザ光の照射により前記蛍光体を直接加工することによって、前記発光装置から発せられる光の色度を調整する照射工程を含む
    発光装置の製造方法。
  2. 前記照射工程においては、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を砕いて粒径を小さくする
    請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記照射工程においては、前記レーザ光の照射により前記蛍光体に平坦な面を形成する
    請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記照射工程においては、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を砕きかつ飛散させる
    請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  5. 前記照射工程においては、前記レーザ光の照射により所定の粒径以上の大きさの前記蛍光体を砕いて粒径を小さくすることで前記蛍光体の粒径のばらつきを小さくする
    請求項２に記載の発光装置の製造方法。
  6. 前記照射工程においては、複数の前記蛍光体が所定の粒度分布となるように、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を砕いて粒径を小さくする
    請求項２に記載の発光装置の製造方法。
  7. 前記照射工程においては、複数の前記蛍光体のうち特定の前記蛍光体を前記レーザ光の照射により直接加工する
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  8. 前記照射工程においては、前記発光装置から発せられる光の色度を測定しながら、前記発光装置が発する光の色度が所定の値になるように、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を直接加工する
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  9. さらに、前記発光装置から発せられる光の色度を測定する測定工程を含む
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  10. 発光素子の少なくとも一部が、前記発光素子の発する光で励起されて光を発する蛍光体を含んだ透光性樹脂で覆われることにより形成された発光装置の製造装置であって、
    前記透光性樹脂を透過するレーザ光の照射により前記蛍光体を直接加工することによって、前記発光装置から発せられる光の色度を調整する照射部を備える
    製造装置。
  11. さらに、
    前記照射部が照射するレーザ光の照射位置と前記発光装置との相対的な位置関係を調整する調整部と、
    前記照射部が照射するレーザ光の発光状態を制御する制御部とを備える
    請求項１０に記載の製造装置。
  12. 前記照射部は、レーザ光を発するレーザ発振器と、前記レーザ発振器が発するレーザ光を集光して前記蛍光体に照射する光学系とを有し、
    前記調整部は、前記レーザ発振器、前記光学系、および前記発光装置の位置関係を調整することによって、前記レーザ光の照射位置と前記発光装置との相対的な位置関係を調整する
    請求項１１に記載の製造装置。
  13. 前記レーザ発振器は、短パルスレーザである
    請求項１２に記載の製造装置。
  14. 前記調整部は、前記レーザ光の光軸方向および当該光軸方向に直交する方向のそれぞれにおいて、前記レーザ光の照射位置と前記発光装置との相対的な位置関係を変化させる第１機構を有する
    請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の製造装置。
  15. 前記調整部は、さらに、前記発光装置に対する前記レーザ光の光軸の傾きを変化させる第２機構を有する
    請求項１４に記載の製造装置。
  16. 前記調整部は、前記蛍光体に対して前記レーザ光の焦点が合うように前記位置関係を調整する
    請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の製造装置。
  17. 前記照射部は、前記レーザ光の照射により前記蛍光体に平坦な面を形成する
    請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の製造装置。
  18. さらに、少なくとも前記蛍光体の位置を測定する測定部を備え、
    前記照射部は、レーザ光の照射により特定の範囲に位置する前記蛍光体を直接加工する
    請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の製造装置。
  19. 前記測定部は、前記蛍光体の粒径をさらに測定し、
    前記照射部は、前記レーザ光の照射により所定の粒径以上の大きさの前記蛍光体を砕いて粒径を小さくする
    請求項１８に記載の製造装置。
  20. 前記測定部は、前記蛍光体の粒径をさらに測定し、
    前記照射部は複数の前記蛍光体が所定の粒度分布となるように、前記レーザ光の照射により前記蛍光体を砕いて粒径を小さくする
    請求項１８に記載の製造装置。
  21. 前記透光性樹脂には発光スペクトルの異なる複数種類の前記蛍光体が含まれ、
    前記測定部は、前記蛍光体の種類をさらに測定し、
    前記照射部は、前記複数種類の前記蛍光体のうち特定の種類の前記蛍光体を前記レーザ光の照射により直接加工する
    請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の製造装置。
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