JPWO2016084678A1 - コレット並びに発光装置の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

多孔構造体と、該多孔構造体を保持する弾性体よりなる保持体と、該保持体の内部にあって多孔構造体を介してシートを吸引する吸引路を含むコレットにより、保持容器上の小片化された蛍光体シートを、貼合側に気泡を内包させる変形を生じることなくピックアップすることで、気泡なく全面に密着して高い接着力で蛍光体シートをＬＥＤ発光素子に貼合することが可能となる。また、色ばらつきの小さいＬＥＤ発光装置を簡便かつ大量に製造することが可能な発光装置の製造装置及び製造方法を提供することができる。【選択図】 図２

Description

本発明は、コレット、並びにこのコレットを用いた発光装置の製造装及び製造方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ、Light Emitting Diode）は、低い消費電力、高寿命、意匠性などを特長として液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライト用途、車載用途、さらには一般照明用途で、急激に市場を拡大している。

ＬＥＤを一般照明に適用するには、白色光を発することが必要である。通常は、ＬＥＤ発光素子上にその発光波長に応じた蛍光体を配置し、発光波長を変換して白色光を得る。一般的には、１）青色発光ＬＥＤと黄色蛍光体、２）青色発光ＬＥＤと赤色および緑色蛍光体、の配色組み合わせが、広く採用されている。

このようなＬＥＤ発光素子上に蛍光体を配置する具体的な方法としては、発光素子であるＬＥＤチップ上に、蛍光体を分散した液状樹脂をディスペンスして硬化する方法（ディスペンス法）や、特許文献１に記載されているようにＬＥＤ発光素子上に蛍光体を含有した樹脂シート（以下蛍光体シート）を貼り付ける方法（シート貼合法）、がある。この２つの方法では、シート貼合法の方が、あらかじめ所定濃度に蛍光体を均一分散した蛍光体シートを作製して貼合するので、発光色や輝度のばらつきの小さい白色ＬＥＤ発光装置を大量に作製することができる。

小片化した蛍光体シートをＬＥＤ発光素子の発光面に貼合する具体的な手段としては、特許文献１に記載されているような、コレットで蛍光体シートを保持容器からピックアップして、ＬＥＤ発光素子に貼合（ボンディング）するものがある。小片化した蛍光体シートの大きさは１ｍｍから数ｍｍ角程度と小さく、厚さも５０〜１００μｍと薄いために変形しやすい。そのような蛍光体シートを、コレットでピックアップして貼合する技術としては、半導体チップ接合用熱圧着フィルムを特殊形状のコレットで吸着ピックアップし、加熱された基板に圧着する技術（例えば特許文献２）や、１ｍｍ角以下で厚さ５０μｍ以下の半導体チップを、多孔質焼結金属体からなるコレットで吸着ピックアップし、基板へ実装する技術（例えば特許文献３）、などがある。

特開２０１０−２５８２８１号公報 特開２００４−６５９９号公報 特開２００７−４２６８４号公報

小片化された蛍光体シートをコレットを用いて保持容器からピックアップする時、特許文献２に記載されているような開口部の大きなコレットを使うと、十分な吸着力があるので容易にピックアップすることができる。

しかし同時に、蛍光体シートの吸着側が開口部に引き込まれて変形し、反対側の貼合側にくぼみを形成してしまう。蛍光体シートをそのままＬＥＤ発光素子上に貼合すると、くぼみ内に気泡を内包したまま貼合することになり、蛍光体シートとＬＥＤ発光素子間に気泡が残存する。この残存気泡によって、蛍光体シートと発光素子との接着力が低下するとともに、発光時の色ばらつきも大きくなる。

特許文献２、３では、コレットによる吸着保持時に、熱圧着シートや半導体チップが変形しないように、多孔質体で吸着保持することを提案している。しかしながら、吸着の開口面積率が小さいために、蛍光体シートの変形は生じないが、吸着力不足で蛍光体シートをピックアップすることができない。

また、特許文献２に記載されているように、貼合する基板の温度を高くして、蛍光体シートの接着力を高くする方法もあるが、蛍光体シートとコレットの接着力も高くなるため、コレットに蛍光体シートの一部が残存してしまう。コレットに蛍光体シートが残存すると、繰り返しての蛍光体シートのピックアップと貼合を行うことができない。

以上、従来の技術では、小さくて薄い蛍光体シートを、保持容器から確実にピックアップして、気泡なく全面に密着して高い接着力でＬＥＤ発光素子の発光面に貼合することを、繰り返して確実に行う手段はなかった。

本発明の目的は、保持容器上の小片化された蛍光体シートを、貼合側に気泡を内包させる変形を生じさせないでピックアップすることで、蛍光体シートをＬＥＤ発光素子に高い接着力で貼合することが可能なコレットを提供することである。また、それによって、色ばらつきの小さいＬＥＤ発光装置を簡便かつ大量に高い生産性で製造することが可能な発光装置の製造装置及び製造方法を提供することである。

上記本発明の目的は、以下に述べる手段によって達成される。

本発明のコレットは、多孔構造体と、該多孔構造体を保持する弾性体よりなる保持体と、該保持体の内部にあって多孔構造体を介してシートを吸引する吸引路を含むことを特徴とする。

本発明の発光装置の製造装置は、複数の発光素子の発光面上に、小片化された蛍光体シートを個別に貼合する発光装置の製造装置であって、複数の蛍光体シートが取出し可能にセットされたシート供給ユニットと、前記シート供給ユニットにセットされた蛍光体シートを吸着保持して発光素子の発光面に貼合する上記コレットと、前記コレットを任意の位置に自在に移動可能にする移動手段と、前記コレットに負圧を作用させる吸引手段と、前記蛍光体シートが貼合される発光素子を含む基材が載置されるステージと、前記発光素子を含む基材を所定貼合温度に加温する加温手段と、前記シート供給ユニットにセットされた蛍光体シートの位置と該蛍光体シートが貼合される発光素子の発光面の位置を特定する画像処理カメラと、を少なくとも備えることを特徴とする。

本発明の発光装置の製造方法は、複数の発光素子の発光面上に、小片化された蛍光体シートを個別に貼合する発光装置の製造方法であって、供給された蛍光体シートを上記コレットで吸着保持する吸着保持工程と、前記コレットに吸着保持された蛍光体シートを、所定貼合温度に加温された発光素子の発光面上に貼合する貼合工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。

本発明のコレットは、無数の小さな開口（孔）がある吸着面で蛍光体シート全面を吸着する。小さな開口ごとには小さな吸着力であるために蛍光体シートは局部変形しないが、トータルでは大きな吸着面積で高い吸着力を作用させることができる。その結果、保持容器から蛍光体シートを、貼合側に気泡を内包するような変形を生じさせることなくピックアップすることが可能となる。

また、このようなコレットを用いた本発明の発光装置の製造装置及び製造方法によれば、小さくて薄い変形しやすい蛍光体シートでも、面保持したまま発光素子の発光面に密着して接触させることができるので、高い接着力で貼合することができる。

本発明の別の発光装置の製造装置及び製造方法によれば、高い温度の蛍光体シートを、加圧ガスで発光素子の発光面に長時間加圧するようにしたので、蛍光体シートを発光素子の発光面により高い接着力で貼合することができる。

また本発明のさらに別の発光装置の製造装置及び製造方法によれば、室温付近で蛍光体シートを発光素子に気泡なく仮貼合してから、高温高圧の加温加圧ユニット内で、長時間非接触加圧するようにしたので、より一層高い接着力で、発光素子に蛍光体シートを貼合することができる。

以上本発明によれば、小片化された薄膜の蛍光体シートを、発光素子の発光面全面にわたって気泡なく密着して強固に接着させることが確実に実行できるので、色ばらつきの小さいＬＥＤ発光装置を、簡便にかつ大量に高歩留まりにて製造することができる。

本発明の蛍光体シート貼合装置の概略正面図である。 本発明のコレットの概略図である 本発明の別のコレットの概略正面断面図である。 コレット２００による貼合過程を示す概略正面断面図である。

本発明を、図面を参照しながら説明する。図１は蛍光体シート貼合装置１の概略正面図、図２は本発明のコレット４０の概略図である。

まず図１を参照すると、本発明の発光装置の製造装置である蛍光体シート貼合装置１がある。蛍光体シート貼合装置１は、保持容器３０の粘着シート３４上に保持されている小片化された蛍光体シート３６を、コレット４０で吸着によりピックアップして、ＬＥＤパッケージ１０上に複数あるＬＥＤ発光素子２０の発光面２６上に個別に貼合するものである。

このような機能を有する蛍光体シート貼合装置１は、コレット４０を移動させる移動装置５０、蛍光体シート３６の位置等を特定する画像処理カメラ１４０、保持容器３０がセットとされるシート供給ユニット７０、ＬＥＤパッケージ１０がセットされるホットプレート８２を備えた貼合ステージ８０、を基台２上に備えるとともに、さらに、コレット４０に負圧を作用させる吸引手段を含むガス処理ユニット１００、全ての装置とユニットの動作等を制御する制御装置１５０、を備えて構成されている。さらに、蛍光体シート３６貼合後のＬＥＤパッケージ１０をさらに加温加圧する加温加圧チャンバー９０を追加して備えてもよい。この加温加圧チャンバー９０も基台２上にある。

蛍光体シート貼合装置１の中央部には、保持容器３０から蛍光体シート３６をピックアップするコレット４０がある。このコレット４０は、シート供給ユニット７０にセットされた保持容器３０上の蛍光体シート３６を、吸着保持してＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に貼合する機能を備える。コレット４０は、移動装置５０の一端にあるコレット保持体６２に取り付けられており、その詳細は図２（ａ）に示されている。

図２（ａ）は、コレット４０の概略正面断面図である。コレット４０は、蛍光体シート３６を吸着面４６で吸着保持する多孔構造体４４と、多孔構造体４４を密接して保持する保持体４２より構成されている。ここで多孔構造体４４は接着剤等により保持体４２に強固に保持されている。また多孔構造体４４には開口４４ｂが設けられており、これが保持体４２の内部に設けられた吸引路４８と連通している。

図１にもどると、吸引路４８は、コレット保持体６２の流路６２ｂ、共有ライン１２０を介してガス処理ユニット１００の吸引手段である吸引ラインＡ１０２と接続されている。これによって、吸引路４８を介して多孔構造体４４の開口４４ｂから空気が吸引されてコレット４０に負圧または真空圧が作用する。したがって吸引ラインＡ１０２は、コレット４０に負圧を作用させる吸引手段となる。

この負圧によって蛍光体シート３６は開口４４ｂで吸着保持され、その吸着力または吸引力は負圧に開口４４ｂの総面積を掛け合わせて定められる。言い方を変えると、吸引路４８は保持体４２の内部にあって、多孔構造体４４を介して蛍光体シート３６を吸引する役割を担う。

再度図２（ａ）を見ると、矢印で示す吸引方向に吸着面４６を直上から見た時の開口４４ｂの形は特に限定されず、例えば、円形、楕円形、正三角形、直角三角形、正方形、長方形、台形、ひし形、平行四辺形、５角形、６角形、および７角以上の多角形などである。負圧により蛍光体シート３６が開口４４ｂから多孔構造体４４内部に引き込まれて変形しないように、開口４４ｂの最大幅は０．０１〜１．０ｍｍの範囲であることが好ましい。ここで最大幅とは、円形であれば直径、楕円形であれば長径、四角形以上の多角形であれば対角線のうち最長のものをいう。ただし、三角形の場合は、頂点から底辺へ下ろした垂線の長さのうち最大のものをいう。開口４４ｂの最大幅がこの範囲内であれば、蛍光体シート３６の形状を維持したまま、ＬＥＤ発光阻止２０の発光面２６に正確に貼り合せることができる。

吸着面４６と発光面２６は完全平行でないことが多いので、保持体４２は合成ゴム等の弾性体で形成する、すなわち弾性体よりなる。これにより保持体４２の一部が弾性変形して、発光面２６に吸着面４６がならうようになるので、蛍光体シート３６の全面を発光面２６に面接触させて貼合することができる。

また蛍光体シート３６の吸着範囲は、矢印で示す吸引方向に吸引口４５を見る時の横断面積で定まる。吸引口４５は吸引路４８の多孔構造体４４側の開口である。吸引口４５の横断面積は、吸引方向に直交する面内で吸引口４５が占める面積であり、蛍光体シート３６の面積の６０〜１７０％であることが好ましい。吸引口４５の横断面積がこの範囲であることによって、過不足なく蛍光体シート３６に吸着力が作用し、確実に保持容器３０から蛍光体シート３６をピックアップできる。吸引口４５の横断面形状についてはいかなる形状でもよいが、ＬＥＤ発光素子の形状に合わせて、円形、四角形が好ましく適用される。

さらに粘着シート３４上の蛍光体シート３６に十分な吸着力を作用させて、確実に蛍光体シート３６をピックアップするためには、多孔構造体４４の、蛍光体シートを吸着保持する面における開口４４ｂの開口面積率は１０％以上９５％以下であることが好ましい。さらに、開口４４ｂの開口面積率が３０％以上６０％以下、より好ましくは３５％以上４５％以下なら、より一層確実に蛍光体シート３６を変形なくピックアップできるため好ましい。ここで開口面積率は、吸引口４５の横断面積内で（開口４４ｂの占める面積）÷（吸引口４５の横断面積）×１００で定義される。

開口面積率を１０％以上にすることで、保持容器３０内の蛍光体シート３６を、吸着により確実にピックアップすることができる。

開口面積率１０％以上９５％以下を実現する多孔構造体としては、板状物に小径の孔を多数密に設ける構成や、短い軸長の糸状物を多数重ねる不織布構造でもよい。また、多孔構造体が複数の開口を持つメッシュ状であることが好ましく、図２（ｂ）に示す構成のものが好ましい。図２（ｂ）は、図２（ａ）の多孔構造体４４の吸着面４６を矢印で示す吸引方向に見た拡大図である。図２（ｂ）の多孔構造体４４は、メッシュ状の開口４４ｂを有する。ここでは複数本の線状物であるワイヤー４４ａを、２方向に交叉させた織物構造にしており、それによってほぼ四角形の開口４４ｂを形成している。

開口面積率１０％以上９５％以下となるメッシュ状の開口を得るために、線状物や帯状物で図２（ｂ）のような織物構造にする他、編物構造や金網構造にしてもよい。またメッシュ状に形成される開口４４ｂの形状はいかなるものでもよいが、直径０．０１〜１．０ｍｍの円形、長径０．０１〜１．０ｍｍの楕円形、頂点から底辺へ下ろした垂線のうち最大のものの長さが０．０１〜１．０ｍｍの三角形、または対角線のうち最大のものの長さが０．０１〜１．０ｍｍの四角形に相当する面積より小さくなるようにすることが好ましい。これは、上記のように、蛍光体シート３６が吸着により開口４４ｂから多孔構造体４４の内部に引き込まれて、変形しないようにするためである。

さらに多孔構造体４４の厚さｔ、すなわち吸引方向の長さは、大きすぎると吸引のコンダクタンスが小さくなって吸着面４６で作用する負圧が減じられてしまうので小さい方が好ましい。しかし厚さｔが小さすぎると、多孔構造体４４の剛性が小さくなって変形しやすくなるので、負圧によって多孔構造体４４が吸引路４８の方に引き込まれ、吸着面４６の平面が保てず凹面、すなわちくぼみとなる。このように凹面となった状態で蛍光体シート３６を吸着して、ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に貼合しようとすると、蛍光体シート３６の中央部が凹面にならった状態で貼合が行われる。そのために、蛍光体シート３６の中央部が発光面２６と接触せず、蛍光体シート３６の中央部と発光面２６との間に気泡を残してしまう。

上記のように十分な負圧による吸着力を確保し、気泡を残存させないで全面が密着して高い接着力で貼合を行うために、多孔構造体４４の厚さｔは、４０μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。これから、図２（ｂ）に示すワイヤー４４ａは、直径４０μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。

なお蛍光体シート３６をピックアップするために、多孔構造体４４を介して蛍光体シート３６に作用する負圧は、−１０〜−８５ｋＰａであることが好ましい。上記範囲内であれば、蛍光体シート３６を適切に吸着保持することができる。多孔構造体４４の材質については、上記に記載した条件を満たすなら、特に限定されないが、例えば金属、セラミックス、樹脂等が好適に適用することができる。そのうち長期間の使用が可能な耐久性があって、腐食による劣化がなく、さらに機械強度もあるステンレス鋼が特に好適に用いられる。また吸着面４６や、ワイヤー４２ａは“テフロン”（登録商標）、シリコン等の非粘着性の高いもので被覆することが好ましい。これは、蛍光体シート３６をコレット４０でＬＥＤ発光素子２０に貼合後に、蛍光体シート３６がコレット４０の吸着面４６から容易に剥離することができるためである。

再び図１を参照する。中央にあるコレット４０を移動させる移動装置５０は、コレット４０を任意の位置に自在に移動可能にする移動手段である。ここでは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸の４軸方向に自在に移動可能である。なお図１に一部記載されている通り、紙面内の左右方向がＸ軸方向、上下方向がＺ軸方向、紙面に垂直な方向がＹ軸方向、Ｚ軸回りがθ軸方向である。移動装置５０は、Ｘ軸方向に移動自在なＸ軸スライダー５２、Ｘ軸スライダー５２のＸ軸可動体５２ａに固定された逆Ｌ型の支柱５４、支柱５４の上部５４ａに取り付けられたＹ軸方向に移動自在なＹ軸スライダー５６、Ｙ軸スライダー５６のＹ軸可動体５６ａに固定されたＺ軸方向に移動自在なＺ軸スライダー５８、Ｚ軸スライダー５８のＺ軸可動体５８ａに固定されたθ軸方向に回転自在なモータ６０、モータ６０の回転軸６０ａに一端で接続固定され、その逆側でコレット４０を保持するコレット保持体６２、とから構成される。

Ｘ軸スライダー５２は、基台２上に固定されたＸ軸方向に延びるＸ軸レール５２ｂと、Ｘ軸レール５２ｂ上を案内されるＸ軸可動体５２ａより構成される。そして図示しないリニアモータの動作によって、Ｘ軸可動体５２ａをＸ軸方向に自在に任意の速度で移動させ、所定位置に精度よく位置決め停止させることができる。

Ｙ軸スライダー５６は、支柱５４の上部５４ａに取り付けられたＹ軸方向に延びるＹ軸レール５６ｂと、Ｙ軸レール５６ｂ上をＹ軸方向に案内されるＹ軸可動体５６ａより構成されている。そして図示しないリニアモータによって、Ｙ軸可動体５６ａを自在にＹ軸方向に移動させ、任意の位置に精度よく位置決め停止させることができる。

Ｙ軸スライダー５６のＹ軸可動体５６ａには、画像処理カメラ１４０がブラケット１４２を介して取り付けられている。画像処理カメラ１４０は、シート供給ユニット７０にセットされた蛍光体シートの位置と該蛍光体シートが貼合される発光素子の発光面の位置を特定する。画像処理カメラ１４０は、Ｙ軸スライダー５６とＸ軸スライダー５２の動作によって、基台２上のＸ−Ｙ面内のどの位置にも移動することができる。

同じくＹ軸可動体５６ａに取り付けらえているＺ軸スライダー５８は、Ｙ軸可動体５６ａ上に固定されてＺ軸方向に延びるＺ軸レール５８ｂと、Ｚ軸レール５８ｂ上を案内されるＺ軸可動体５８ａより構成される。Ｚ軸可動体５８ａは図示されないボールねじと係合している。そしてボールねじを図示されていないサーボモータによって回転することにより、Ｚ軸可動体５８ａは自在に任意の速度でＺ軸方向に移動し、定められたＺ軸方向の位置に精度よく位置決め停止させることができる。

Ｚ軸可動体５８ａに固定されているモータ６０に接続しているコレット保持体６２は主に、モータ６０の回転軸６０ａが篏合固定されている保持部６２ａで構成されている。この保持部６２ａの下部には、コレット４０が締結固定されている。したがってモータ６０の回転軸６０ａがθ軸方向に回転すると、これと同期してコレット４０もθ軸方向に回転する。また保持部６２ａの内部には、コレット４０の内部にある吸引路４８と連通する流路６２ｂが設けられている。流路６２ｂは共有ライン１２０を介して、ガス処理ユニット１００に接続されているので、コレット４０に負圧等を作用させることができる。

以上の構成によって、コレット４０は移動装置５０でＸ、Ｙ、Ｚ、θ軸方向に自在に移動できるとともに、指定位置に精度よく位置決めさせることできる。

図１でコレット４０の左下には、複数の蛍光体シート３６が取出し可能にセットされたシート供給ユニット７０がある。小片化された蛍光体シート３６が取出し可能にセットされる。シート供給ユニット７０は、小片化された蛍光体シート３６を多数保持する保持容器３０と、保持容器３０のケース３２を支持する凹部７４を備えた支持体７２より構成される。

支持体７２の内部には、保持容器３０の粘着シート３４に下側から負圧を作用させる流路７６が設けられている。流路７６は、ガス処理ユニット１００の吸引ラインＢ１０４に接続されており、これにより粘着シート３４に任意の大きさの負圧を作用させることができる。保持容器３０は、小片化された蛍光体シート３６が容器内で動くことなく安定した状態で運搬できるものであれば、特に形態は限定されない。例えば、該容器内に粘着シートとしてゲルシートを配し、その上に蛍光体シート等のピックアップ対象物を静置するチップキャリア（Ｇｅｌ−Ｐａｋ）などが好適に用いられる。

次に、シート供給ユニット７０の右側を見ると、蛍光体シート３６が貼合されるＬＥＤパッケージ１０が載置されるステージである貼合ステージ８０がある。なおＬＥＤパッケージ１０は、その上にＬＥＤ発光素子２０を複数備えるので、発光素子を含む基材ともいえる。

貼合ステージ８０は、ＬＥＤパッケージ１０が載置されて任意の温度まで加温できるホットプレート８２を備える。ホットプレート８２は、ＬＥＤパッケージ１０を所定貼合温度に加温する加温手段であり、断熱材８４を介して搭載台８６に固定されている。搭載台８６そのものは、基台２上に固定されている。また貼合ステージ８０は、ホットプレート８２上に載置されたＬＥＤパッケージ１０をＸ軸方向とＹ軸方向に挟みこんで位置拘束する拘束体８８を備える。

つづいて図１で基台２の一番左側を見ると、発光面２６上に蛍光体シート３６が貼合されたＬＥＤ発光素子２０を、さらに加温してガス加圧する加温加圧ユニットである加温加圧チャンバー９０がある。加温加圧チャンバー９０は、基台２上に固定された下側チャンバー９１の内部に、蛍光体シート３６が貼合されたＬＥＤパッケージ１０を載置するホットプレート９３を備える。このホットプレート９３によって、蛍光体シート３６が貼合されたＬＥＤパッケージ１０を所定温度まで加温することができる。

ホットプレート９３は断熱材９４を介して、下側チャンバー９１の下側に固定されている。下側チャンバー９１の上側には、ふたとなる上側チャンバー９２があり、下側チャンバー９１と上側チャンバー９２で、その内部にＬＥＤ発光素子２０上の蛍光体シート３６を加圧することができる密閉空間９５を構成している。

上側チャンバー９２は、図示しない駆動装置によって自在に昇降し、下側チャンバー９２との間にＯリング９６を挟み込むことによって、密閉空間９５の密閉性を確保している。Ｏリング９６は上側チャンバー９２に装着され、上側チャンバー９２により押しつぶされる力は、図示しない駆動装置から付与される。上側チャンバー９２には、ガス処理ユニット１００の加圧ラインＢ１１２が接続されており、これによって密閉空間９５を任意の正の静圧に加圧することができる。

加圧に使用するガスは、特に限定されないが、例えば空気、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。このうち、作業安全性の観点から空気が好ましく用いられる。上側チャンバー９２にはまた、大気開放ライン９８も接続されていて、密閉空間９５の圧力を、開放バルブ９８ｂを開にして配管９８ａから開放し、大気圧にすることができる。

上記の加温加圧チャンバー９０に接続される加圧ラインＢ１１２の他に、ガス処理ユニット１００は、コレット４０に共有ライン１２０を介して接続される吸引ラインＡ１０２と加圧ラインＡ１１０、シート供給ユニット７０に接続される吸引ラインＢ１０４、を備える。

吸引ラインＡ１０２は、配管１０２ａ、真空バルブ１０２ｂ、負圧の大きさを調整可能な真空レギュレータ１０２ｃより構成され、配管１０２ａが真空源１０６に接続されている。この構成によって、真空レギュレータ１０２ｃで調整した大きさの負圧を真空バルブ１０２ｂの開閉によって、下流側に付与したり遮断したりすることができる。

吸引ラインＢ１０４も、配管１０４ａ、真空バルブ１０４ｂ、真空レギュレータ１０４ｃより構成され、配管１０４ａが真空源１０６に接続されている。この構成によって、吸引ラインＢ１０４は、吸引ラインＡ１０２と異なる大きさの負圧で、同様の吸引作用をもたらすことができる。

加圧ラインＡ１１０は、配管１１０ａ、バルブ１１０ｂ、加圧圧力の大きさを調整可能なレギュレータ１１０ｃより構成され、配管１１０ａが圧空源１０８に接続されている。この構成によって、レギュレータ１１０ｃで調整した大きさの正の圧力をバルブ１１０ｂの開閉によって、下流側に付与したり遮断したりすることができる。加圧ラインＢ１１２も、配管１１２ａ、バルブ１１２ｂ、加圧圧力の大きさを調整可能なレギュレータ１１２ｃより構成され、配管１１２ａが圧空源１０８に接続されている。

加圧ラインＡ１１０は、コレット４０に通じているので、コレット４０に加圧ガスを供給する加圧ガス供給手段となる。加圧ガス供給手段はコレット４０に任意の圧力に調整した加圧ガスを供給することができる。この構成によって、加圧ラインＢ１１２は、加圧ラインＡ１１０と異なる大きさの正の圧力で同様の加圧作用をもたらすことができる。

またコレット４０に接続される共有ライン１２０を構成する配管１２０ａには、大気開放ライン１２２が接続されている。大気開放ライン１２２は配管１２２ａと開放バルブ１２２ｂとから構成されており、開放バルブ１２２ｂの開によって、ガス共有ライン１２０の配管１２０ａ内の負圧や正圧（加圧圧力）を大気圧にもどすことができる。

以上詳細を説明した移動装置５０の図示されていないリニアモータやサーボモータ、画像処理カメラ１４０、貼合ステージ８０のホットプレート８２、ガス処理ユニット１００の各バルブ等、制御信号により動作するものや、データ取得するものはすべて図１に示されている制御装置１５０に電気的に接続されている。そして、制御装置１５０に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行ったり、画像処理による位置情報取得を行ったりする。なお条件変更時は、制御装置１５０に適宜変更パラメータを入力すれば、制御装置１５０からの指令により、条件変更時の運転動作をさせることができる。

次に本発明にかかるコレットの別の実施態様について説明する。この実施態様では、多孔構造体のシートを吸着保持する面が、下に向かって湾曲した構造である。具体的には、前記多孔構造体のシートを吸着保持する面の断面を考えた場合、断面の外縁部を直線で結んだ線よりも、吸着保持する面の一部が出ている形状および／または断面が弓なりにしなった形状のものを湾曲した構造と言う。

図３は別のコレット２００の拡大概略正面断面図である。コレット２００は、図２（ａ）に示すコレット４０の保持体４２を、保持体２０２に置き替えた他はコレット４０と全く同じである。この保持体２０２によって、多孔構造体４４の蛍光体シート３６を吸着保持する吸着面４６は、半径Ｒの円柱面になるよう形成される。

円柱面の半径Ｒは好ましくは１〜２０ｍｍである。この範囲であれば、蛍光体シート３６をピックアップする時に、弾性変形により多孔構造体４４の開口４４ｂと蛍光体シート３６が接触して、吸着によるピックアップが確実に行われる。このような半径Ｒの円柱面に多孔構造体４４が容易にならうように、多孔構造体４４の厚さｔはより好ましくは４０μｍ以上０．５ｍｍ以下である。

つづいてコレット２００の作用効果について、図４を用いて説明する。図４はコレット２００による貼合過程を示す概略正面断面図である。

図４（ａ）に示すように、コレット２００で蛍光体シート３６を吸着によりピックアップ後、ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６の直上で停止する。次いで、貼合のためにコレット２００を下降させると、図４（ｂ）に示すように円柱面の最下部となっている蛍光体シート３６の中央部が、発光面２６とまず黒丸で示すＡ点で線接触する。さらにコレット２００が貼合のために下降を続けると、多孔構造体４４が弾性変形して、蛍光体シート３６はＡ点を起点としてその両側が順次発光面２６に面接触していき、同時に空気が中央からその両側に排除されていく。そしてコレット２００が貼合のために最下点まで下降すると、図４（ｃ）に示すように完全に気泡を排除した状態で蛍光体シート３６は、加温された発光面２６と全面で面接触する。その後コレット２００は上昇して離れ、多孔構造体４４の吸着面４６はもとの半径Ｒの円柱面に戻るが、蛍光体シート３６と発光面２６は間に気泡が全くなく全面密着した状態で貼合されつづける。

なお多孔構造体４４の吸着面４６は球面になるように構成してもよいが、蛍光体シート３６をしわなく貼合するためには円柱面であることが好ましい。

さて、上述した本発明のコレットならびに発光装置の製造装置を用いた、本発明の発光装置の製造方法を説明する。本発明の発光装置の製造方法は、複数の発光素子の発光面上に、小片化された蛍光体シートを個別に貼合する発光装置の製造方法であって、供給された蛍光体シートを上述のコレットで吸着保持する吸着保持工程と、前記コレットに吸着保持された蛍光体シートを、所定貼合温度に加温された発光素子の発光面上に貼合する貼合工程と、を少なくとも含むことを特徴とする発光装置の製造方法である。

これを実現する第１の発光装置の製造方法について、工程１：準備工程、工程２：位置情報取得工程、工程３：蛍光体シートのピックアップ工程（吸着保持工程）、工程４：蛍光体シートの移動位置決め工程、工程５：蛍光体シートの貼合工程、の順で図１を参照しながら説明する。

＜工程１：準備工程＞
小片化された蛍光体シート３６を所定数備えた保持容器３０を、シート供給ユニット７０の凹部７４に置く。そしてガス処理ユニット１００の吸引ラインＢ１０４を稼働させて、保持容器３０内の粘着シート３４に所定の負圧を付加させる。

次にＬＥＤ発光素子２０を所定数備えたＬＥＤパッケージ１０を、貼合ステージ８０のホットプレート８２上に載置し、拘束体８８でＬＥＤパッケージ１０を挟み込んで位置固定する。ホットプレート８２は好ましくは６０〜１２０℃に加温しておき、ＬＥＤパッケージ１０を同じ温度に加温する。

続いて移動装置５０の原点復帰を行い、コレット４０をＸ、Ｙ、Ｚ軸の原点位置に移動させる。なおＺ軸の原点位置は最上点としている。

＜工程２：位置情報取得工程＞
移動装置５０を稼働させて、画像処理カメラ１４０をシート供給ユニット７０に取り付けられた保持容器３０の上をスキャンさせる。これによって、保持容器３０上にある全ての蛍光体シート３６の位置情報を取得する。

すなわち画像処理カメラ１４０は、シート供給ユニット７０にセットされた蛍光体シート３６の位置を特定する。位置情報としては、各蛍光体シート３６の基準位置からのＸ軸方向とＹ軸方向の座標値と、基準線からの傾き角度θである。蛍光体シート３６は四角形であることが多いために、傾き角度が必要となる。

次に画像処理カメラ１４０を貼合ステージ８０に取り付けられたＬＥＤパッケージ１０の上をスキャンさせる。これによって、ＬＥＤパッケージ１０上にある全てのＬＥＤ発光素子２０の発光面２６の位置情報を取得する。

すなわち画像処理カメラ１４０は、蛍光体シート３６が貼合されるＬＥＤ発光素子２０の発光面２６の位置を特定する。位置情報としては、各ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６の基準位置からのＸ軸方向とＹ軸方向の座標値と、基準線からの傾き角度θである。

なお、ＬＥＤパッケージ１０上にアライメントマークが設けられており、これを基準にＬＥＤ発光素子２０が配置されているならば、画像処理カメラ１４０でアライメントマークの位置情報を取得し、それから各ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６の位置情報を算出してもよい。

＜工程３：蛍光体シートのピックアップ工程（吸着保持工程）＞
本工程は、供給された蛍光体シート３６をコレット４０で吸着保持する吸着保持工程である。

まず移動装置５０を稼働させて、コレット４０を、シート供給ユニット７０上の保持容器３０上に設けた初期位置の直上位置まで一旦移動させる。工程２で取得した蛍光体シート３６の位置情報を基に、ピックアップする蛍光体シート３６を選択し、その直上位置までコレット４０を移動させる。そして蛍光体シート３６の基準位置からの傾き角度θにあわせて、モータ６０を動作させてコレット４０もθ軸方向に移動（回転）させて、最適な状態で蛍光体シート３６をピックアップできるように準備する。

次に、ガス処理ユニット１００の吸引ラインＡ１０２を稼働させて、コレット４０の多孔構造体４４の開口４４ｂに所定の負圧を作用させる。この時の負圧は−１０〜−８５ｋＰａが好ましい。

この状態でコレット４０をＺ軸方向に下降させ、コレット４０の吸着面４６と蛍光体シート３６との間の距離が０〜０．２ｍｍになる位置で停止させる。停止までの減速時、あるいは停止してから、コレット４０の吸着面４６に蛍光体シート３６が面吸着してピックアップされる。

次にコレット４０をＺ軸方向に上昇させ、Ｚ軸の原点位置（最上位置）へ移動する。以上、コレット４０で保持容器３０上の蛍光体シート３６のピックアップを完了する。

＜工程４：蛍光体シートの移動位置決め工程＞
再び移動装置５０を稼働させて、蛍光体シート３６を吸着保持したコレット４０を、シート供給ユニット７０上の位置から、貼合ステージ８０上に設けた初期位置の直上位置まで一旦移動させる。続いて工程２で取得したＬＥＤパッケージ１０上の各ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６の位置情報を基に、吸着保持している蛍光体シート３６を貼合するＬＥＤ発光素子２０の発光面２６を選択し、その直上位置までコレット４０を移動させる。そして吸着保持している蛍光体シート３６の保持容器３０上にあった時の位置情報も加味して、モータ６０を動作させてコレット４０をθ軸方向に移動（回転）させて、蛍光体シート３６が発光面２６に重なるように位置決めする。

例えば、蛍光体シート３６、ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６がともに四角形状ならば、四角形状の各辺が蛍光体シート３６とＬＥＤ発光素子２０の発光面２６とで平行になるようにするとともに、蛍光体シート３６の４角形状がＬＥＤ発光素子２０の発光面２６と重なるように、コレット４０をＸ、Ｙ軸方向に位置決めする。

＜工程５：蛍光体シートの貼合工程＞
ＬＥＤ発光素子２０とその発光面２６を含むＬＥＤパッケージ１０は、工程２の時点から所定貼合温度に加温されている。そのため本工程は、コレット４０に吸着保持された蛍光体シート３６を、所定貼合温度に加温されたＬＥＤパッケージ１０上のＬＥＤ発光素子２０の発光面２６上に貼合する貼合工程となる。

上記の通り、ＬＥＤパッケージ１０はすでに所定貼合温度に加温されているので、工程４完了後、ただちに貼合を実行する。移動装置５０を稼働して、コレット４０をＺ軸方向に下降させ、コレット４０が吸着保持している蛍光体シート３６がＬＥＤ発光素子２０の発光面２６と面接触する位置からさらに０．０１〜１．０ｍｍ下側の位置で下降を停止する。待機時間Ｔ１だけ待機して蛍光体シート３６を発光面２６に貼合後、Ｚ軸方向にコレット４０を上昇させてコレット４０の吸着面４６を蛍光体シート３６から引き離す。その後、コレット４０はＺ軸の原点位置（最上位置）へ移動する。

待機時間Ｔ１は、好ましくは０．１〜１秒、より好ましくは０．１〜０．５秒である。この範囲内であれば、蛍光体シート３６は加温された発光面２６に高い接着力で貼合されるとともに、常温のコレット４０には接着しないので、吸着面４６に蛍光体シート３６の一部が残存することもない。

以降、吸引ラインＡ１０２を稼働させたままで、ＬＥＤパッケージ１０の全てのＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に、蛍光体シート３６を貼合するまで、工程３〜工程５を繰り返す。

なお工程５で、待機時間Ｔ１が０．１〜１秒であれば、蛍光体シート３６の発光面２６と接触している部分の近傍だけがＬＥＤパッケージ１０の加温温度になり、蛍光体シート３６には発光面２６との間に、コレット４０の吸着面４６との間に生じる負圧による吸着力よりも、十分大きな接着力が生じる。したがって貼合後にコレット４０を上昇させると、蛍光体シート３６が発光面２６に貼合されたまま、コレット４０は蛍光体シート３６から容易に引き離せる。

また工程５で、コレット４０が吸着保持している蛍光体シート３６がＬＥＤ発光素子２０の発光面２６と面接触するのと同時、あるいはそれより少し前に、吸引ラインＡ１０２の真空バルブ１０２ｂを閉にするとともに、加圧ラインＡ１１０のバルブ１１０ｂを開としてもよい。こうすると、レギュレータ１１０ｃで調整した加圧圧力のガスが共有ライン１２０を介して開口４４ｂから蛍光体シート３６に向けて吐出される。これにより、蛍光体シート３６の加温温度や待機時間Ｔ１を調整して蛍光体シート３６と発光面２６との接着力を高める場合でも、開口４４ｂから作用するガスの加圧圧力が付勢して、コレット４０の吸着面４６を蛍光体シート３６から容易に引き離すことができる。なお、ここでの好ましい加温温度は１００℃よりも高く、好ましい待機時間Ｔ１は０．５秒以上、より好ましくは１秒以上である。

加圧ラインＡ１１０から供給されるガスの温度は、好ましくは３０℃以下、より好ましくは２０℃以下である。これにより、貼合時のコレット４０側の蛍光体シート３６の温度が低くなって吸着面４６と蛍光体シート３６間の接着力も低くなるので、コレット４０の吸着面４６を蛍光体シート３６から一層容易に引き離すことができる。この方法は、蛍光体シート３６が薄くなって、蛍光体シート３６全体がＬＥＤパッケージ１０の加温温度にすぐになる場合にも有効である。

また蛍光体シート３６が厚さ５０μｍ以下と薄くて変形しやすい時に、蛍光体シート３６とＬＥＤ発光素子２０の間から完全に気泡を排除して密着性を高めて、色ばらつきを小さくしたい場合がある。このような場合は、工程５で、待機時間Ｔ１を好ましくは０．５秒以上、より好ましくは１秒以上に長くして、空気を排除する時間を十分確保するようにする。さらにこれに十分対応するために、ＬＥＤパッケージ１０の加温温度を好ましくは４０〜５９℃、より好ましくは４５〜５５℃にする。この温度範囲であれば、蛍光体シート３６はさほど軟化しないために、気泡で変形させられることなく気泡を排除していく。さらにこの温度範囲で発生する必要最小限の接着力によって、気泡排除後の密着性も維持することができる。また低接着力であるので待機時間Ｔ１が長くても、コレット４０は蛍光体シート３６から容易に引き離すことができ、コレット４０に蛍光体シート３６の一部が残存することもない。

次に、本発明の別の発光装置の製造方法である第２の発光装置の製造方法について説明する。第２の発光装置の製造方法は、第１の発光装置の製造方法の、工程５：蛍光体シートの貼合工程、を以下に示す、工程５’：蛍光体シートの別の貼合工程、に入れ替えた以外は、第１の発光装置の製造方法と全く同じである。

＜工程５’：蛍光体シートの別の貼合工程＞
コレット４０で吸着保持している蛍光体シート３６を貼合するＬＥＤパッケージ１０は、工程２の時点から所定貼合温度に加温されている。移動装置５０を稼働して、コレット４０をＺ軸方向に下降させ、コレット４０が吸着保持している蛍光体シート３６とＬＥＤ発光素子２０の発光面２６との間の距離が０．０１〜０．５ｍｍになる位置で停止させる。

コレット４０の下降が停止するのと同時に、吸引ラインＡ１０２の真空バルブ１０２ｂを閉にするとともに、加圧ラインＡ１１０のバルブ１１０ｂを開として、レギュレータ１１０ｃで調整した加圧圧力のガスを、共有ライン１２０を介してコレット４０の吸引路４８に供給し、その状態を貼合時間Ｔ２だけ維持する。これによってコレット４０の吸引路４８に供給されたガスは多孔構造体４４の開口４４ｂから蛍光体シート３６に向けて吐出され、蛍光体シート３６を吸着面４６から引き離す。それとともに、蛍光体シート３６を平面状態を保持したままＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に向けて吹き飛ばし、貼合する。

蛍光体シート３６がＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に貼合されてからも、コレット４０の開口４４ｂから吐出、すなわちブローされるガスによって、蛍光体シート３６の全面が非接触で加圧される。ガスによる加圧は貼合時間Ｔ２だけ維持される。つづいてＺ軸方向にコレット４０を上昇させるとともに、加圧ラインＡ１１０のバルブ１１０ｂを閉にしてから、吸引ラインＡ１０２の真空バルブ１０２ｂを開にする。この間、コレット４０はＺ軸の原点位置（最上位置）へ移動する。

以降、ＬＥＤパッケージ１０の全てのＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に、蛍光体シート３６を貼合するまで、工程３〜工程５’を繰り返す。工程５’では、上記したように、コレット４０に加圧ガスを供給してブローを行うことにより、蛍光体シート３６をＬＥＤ発光素子２０の発光面２６上に加圧貼合している。

第２の発光装置の製造方法では、ガスによる加圧でコレット４０から蛍光体シート３６を引き離してから、非接触で蛍光体シート３６を発光面２６に加圧貼合するので、ＬＥＤパッケージ１０と蛍光体シート３６の加温温度を１００℃以上に高めたり、蛍光体シート３６の加圧時間を長くしたりして、蛍光体シート３６とＬＥＤ発光素子２０間の接着力を高めることが、何ら制約なく行うことができる。

また蛍光体シート３６の加圧圧力も、供給する加圧ガスにより何ら制約なく高めることができるので、蛍光体シート３６とＬＥＤ発光素子２０間の接着力をより高めることができるとともに、気泡を完全に排除して密着性を高めて、色ばらつきを小さくすることもできる。

また蛍光体シート３６の加圧面に対して比較的均等に高い圧力で加圧できるので、蛍光体シート３６を局部的に変形させることもない。

またコレット４０で大きな加圧圧力で、高温に加温した蛍光体シート３６を接触加圧して貼合すると、吸着面４６のワイヤー４４ａと開口４４ｂで形成する模様が、蛍光体シートに転写される。第２の発光装置の製造方法によれば、非接触で大きな加圧圧力で蛍光体シート３６を貼合できるので、そのような模様の転写は発生しない。

なお、貼合時間Ｔ２は、好ましくは０．１〜５秒、より好ましくは１〜５秒である。この範囲であれば、生産性から求められるタクトタイム内で、蛍光体シート３６とＬＥＤ発光素子２０間に十分な接着力が発現する。

次に、本発明のさらに別の発光装置の製造方法である第３の発光装置の製造方法について説明する。第３の発光装置の製造方法は、まずは第１の発光装置の製造方法の工程１：準備工程で、ホットプレート８２を４０〜５９℃に加温すること以外は、そのまま第１の発光装置の製造方法を工程１から工程５まで実行し、ＬＥＤパッケージ１０の全てのＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に、蛍光体シート３６を仮貼合する。その後に以下に示す、工程６：蛍光体シートの加温加圧工程、を実行する。

＜工程６：蛍光体シートの加温加圧工程＞
あらかじめ加温加圧チャンバー９０のホットプレート９３を、好ましくは６０〜１５０℃に加温しておく。続いて貼合ステージ８０から、全てのＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に蛍光体シート３６が貼合されているＬＥＤパッケージ１０を取り出し、下側チャンバー９１内のホットプレート９３上に載置する。これによって、ＬＥＤパッケージ１０はもとより、蛍光体シート３６まで工程５での貼合温度よりも高い温度に加温されることになる。

その後、上側チャンバー９２を下降させて、密閉状態にしてから、加圧ラインＢ１１２のバルブ１１２ｂを開として、レギュレータ１１２ｃで調整した加圧圧力のガスを加温加圧チャンバー９０内部に導入する。これによって、仮貼合された蛍光体シート３６は、ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６に向けてガスにより加圧、すなわちガス加圧される。

これを加圧時間Ｔ３だけ維持する。加圧時間Ｔ３後に、加圧ラインＢ１１２のバルブ１１２ｂを閉としてから、大気開放ライン９８の開放バルブ９８ｂを開として、加温加圧チャンバー９０内部を大気圧にしてから、上側チャンバー９２を上昇させて、ＬＥＤパッケージ１０を取り出す。

上記工程６は、工程５で示される貼合工程で、ＬＥＤ発光素子２０に貼合された蛍光体シート３６を、工程５での貼合温度よりも高い温度に加温後にガス加圧する加温加圧工程である。

工程６を含む第３の発光装置の製造方法によれば、室温付近の低い加温温度の仮貼合で、蛍光体シート３６はＬＥＤ発光素子２０に密着はしているが接着力は低い状態になっている。それが、工程６の実行によって、より高い温度の蛍光体シート３６を、より高い圧力で、長い時間にわたって加圧できるのであるから、蛍光体シート３６のＬＥＤ発光素子２０への接着力をより高められるともに、気泡を完全に排除して密着性を高めて、色ばらつきを小さくすることができる。

この効果は、ホットプレート９３による蛍光体シート３６の加温温度が高いほど、ガスによる加圧圧力が高いほど、加圧時間Ｔ３が長いほど、高くなる。また密閉空間９５内では均一な静的圧力が作用するので、蛍光体シート３６の加圧面に対して均一に高い圧力で加圧できるので、接着力の面内分布を均一にできるとともに、蛍光体シート３６を局部的に変形させることもない。

なお加圧時間Ｔ３は好ましくは２〜６０秒である。この範囲であれば、生産性から求められるタクトタイム内で、蛍光体シート３６とＬＥＤ発光素子２０間に十分な接着力が発現する。

また加圧ラインＢ１１２から供給される加圧ガスの温度は常温であったが、ホットプレート９３で加温する温度と略同一にするとより好ましい。

なお蛍光体シート３６は、６０℃〜２５０℃に加温して貼合すれば、ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６とその周辺に多少の凹凸があっても、それに素早くならって変形するとともに、密着して高い接着力が得られる。また蛍光体シート３６は、４０℃〜５９℃に加温されておれば、凹凸にならう作用は大幅に減じるが、貼合に必要な接着力は得られる。

最後に蛍光体シートについて説明する。蛍光体シート３６は、蛍光体を内部に含有させた樹脂をシート状に形成したものである。したがって、適用樹脂は蛍光体を均質に分散させられるものであり、かつシート成形できるものであれば、いかなる樹脂でも構わない。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ＰＥＴ変性ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、変性アクリル、ポリスチレン樹脂及びアクリルニトリル・スチレン共重合体樹脂等が挙げられる。特に、透明性の観点からシリコーン樹脂やエポキシ樹脂が好ましく用いられる。更に耐熱性の観点から、シリコーン樹脂がより好ましく用いられる。

蛍光体シート３６には、シート剛性を調整するため添加剤を入れることができる。例えば、レベリング剤、シランカップリング剤、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、シリコーン微粒子、フッ化バリウム微粒子などが挙げられる。

蛍光体シート３６に含まれる蛍光体は、ＬＥＤ発光素子から放出される青色光、紫色光、または紫外光を吸収して波長を変換し、赤色、橙色、黄色、緑色、青色の領域の波長のＬＥＤ発光素子の光と異なる波長の光を放出するものである。これにより、ＬＥＤ発光素子から放出される光の一部と、蛍光体から放出される光の一部とが混合して、白色を含む多色系のＬＥＤが得られる。上述のような蛍光体には、緑色に発光する蛍光体、青色に発光する蛍光体、黄色に発光する蛍光体、赤色に発光する蛍光体等の種々の蛍光体がある。具体的には、有機蛍光体、無機蛍光体、蛍光顔料、蛍光染料等公知の蛍光体が挙げられる。

本発明に特に好ましく用いられる蛍光物質としては、無機蛍光体が挙げられる。以下に本発明に用いられる無機蛍光体について記載する。

緑色に発光する蛍光体として、例えば、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｓｒ_７Ａｌ_１２Ｏ_２５：Ｅｕ、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも１以上）Ｇａ_２Ｓ_４：Ｅｕなどがある。

青色に発光する蛍光体として、例えば、Ｓｒ_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、（ＳｒＣａＢａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、（ＢａＣａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも１以上）_２Ｂ_５Ｏ_９Ｃｌ：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも１以上）（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ，Ｍｎなどがある。

緑色から黄色に発光する蛍光体として、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光体、少なくともセリウムで賦括されたイットリウム・ガドリニウム・アルミニウム酸化物蛍光体、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット酸化物蛍光体、及び、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・ガリウム・アルミニウム酸化物蛍光体などがある（いわゆるＹＡＧ系蛍光体）。具体的には、Ｌｎ_３Ｍ_５Ｏ_１２：Ｒ（Ｌｎは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａから選ばれる少なくとも１以上である。Ｍは、Ａｌ、Ｃａの少なくともいずれか一方を含む。Ｒは、ランタノイド系である。）、（Ｙ_１−ｘＧａ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｒ（Ｒは、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｈｏから選ばれる少なくとも１以上である。０＜Ｒｘ＜０．５、０＜ｙ＜０．５である。）を使用することができる。

赤色に発光する蛍光体として、例えば、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕなどがある。

また、現在主流の青色ＬＥＤに対応し発光する蛍光体としては、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ，（Ｙ,Ｇｄ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ，Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ，Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：ＣｅなどのＹＡＧ系蛍光体、Ｔｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：ＣｅなどのＴＡＧ系蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ系蛍光体やＣａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕなどのシリケート系蛍光体、（Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＣａＳｉＡｌＮ_３：Ｅｕ等のナイトライド系蛍光体、Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６：Ｅｕなどのオキシナイトライド系蛍光体、さらには（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ系蛍光体、Ｃａ_８ＭｇＳｉ_４Ｏ_１６Ｃｌ_２：Ｅｕ系蛍光体、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ，Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ等の蛍光体が挙げられる。

これらの中では、ＹＡＧ系蛍光体、ＴＡＧ系蛍光体、シリケート系蛍光体が、発光効率や輝度などの点で好ましく用いられる。上記以外にも、用途や目的とする発光色に応じて公知の蛍光体を用いることができる。また、必要に応じて２種類以上混ぜて使用してもよい。

蛍光体の粒子サイズは、特に制限はないが、Ｄ５０が０．０５μｍ以上のものが好ましく、３μｍ以上のものがより好ましい。また、Ｄ５０が３０μｍ以下のものが好ましく、２０μｍ以下のものがより好ましい。ここでＤ５０とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定して得られる体積基準粒度分布において、小粒径側からの通過分積算が５０％となるときの粒子径のことをいう。Ｄ５０が前記範囲であると、蛍光体シート中の蛍光体の分散性が良好で、安定な発光が得られる。これらの成分を所定の組成になるよう調合した後、ホモジナイザー、自公転型攪拌機、３本ローラー、ボールミル、遊星式ボールミル、ビーズミル等の撹拌・混練機で均質に混合分散することで、シート作成用蛍光体分散樹脂が得られる。混合分散後、もしくは混合分散の過程で、真空もしくは減圧条件下で脱泡することも好ましく行われる。

次に、シート作成用蛍光体分散樹脂を基材上に塗布し、乾燥させる。塗布は、リバースロールコーター、ブレードコーター、スリットダイコーター、ダイレクトグラビアコーター、オフセットグラビアコーター、リバースロールコーター、ブレードコーター、キスコーター、ナチュラルロールコーター、エアーナイフコーター、ロールブレードコーター、バリバーロールブレードコーター、トゥーストリームコーター、ロッドコーター、ワイヤーバーコーター、アプリケーター、ディップコーター、カーテンコーター、スピンコーター、ナイフコーター等により行うことができる。蛍光体シート膜厚の均一性を得るためにはスリットダイコーターで塗布することが好ましい。また、本発明の蛍光体シートはスクリーン印刷やグラビア印刷、平版印刷などの印刷法を用いても作製することもできる。印刷法を用いる場合には、特にスクリーン印刷が好ましく用いられる。

シートの乾燥は熱風乾燥機や赤外線乾燥機等の一般的な加熱装置を用いて行うことができる。シートの加熱硬化には、熱風乾燥機や赤外線乾燥機等の一般的な加熱装置が用いられる。この場合、加熱硬化条件は、通常、４０〜２５０℃で１分〜５時間、好ましくは１００℃〜２００℃で２分〜３時間である。

蛍光体シート３６の膜厚は、蛍光体含有量と、所望の光学特性から決められる。蛍光体含有量は作業性の観点から限界があるので、膜厚は１０μｍ以上あることが好ましい。一方で、蛍光体シートの光学特性・耐熱性を高める観点からは、蛍光体シートの膜厚は２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることがさらに好ましい。本発明のコレットは、厚さ５０μｍ以下の蛍光体シートのピックアップや貼合に好適に用いることができる。なお蛍光体シートは２００μｍ以下の膜厚にすることによって、バインダ樹脂による光吸収や光散乱を低減することができる。 本発明における蛍光体シートの膜厚は、ＪＩＳ Ｋ７１３０（１９９９）プラスチック−フィルム及びシート−厚さ測定方法における機械的走査による厚さの測定方法Ａ法に基づいて測定される膜厚（平均膜厚）のことをいう。

蛍光体シートを個片状に切断加工する方法について説明する。前記蛍光体シートを、個片状に切断加工するには、レーザーによる加工、あるいは刃物による切削によって所定の形状に加工し、分割する方法がある。レーザーによる加工は、高エネルギーが付与されるので樹脂の焼け焦げや蛍光体の劣化を回避することが非常に難しく、刃物による切削が望ましい。刃物で切断する上で加工性を向上するために、蛍光体シートの２５℃での貯蔵弾性率が１００Ｐａ以上であることが非常に重要となる。ここで言う貯蔵弾性率とは、動的粘弾性測定を行った場合の貯蔵弾性率である。動的粘弾性とは、材料にある正弦周波数で剪断歪みを加えたときに、定常状態に達した場合に現れる剪断応力を歪みと位相の一致する成分（弾性的成分）と、歪みと位相が９０°遅れた成分（粘性的成分）に分解して、材料の動的な力学特性を解析する手法である。ここで剪断歪みに位相が一致する応力成分を剪断歪みで除したものが、貯蔵弾性率Ｇ’であり、各温度における動的な歪みに対する材料の変形、追随を表すものであるので、材料の加工性や接着性に密接に関連している。刃物での切削方法としては、単純な刃物を押し込んで切る方法と、回転刃によって切る方法があり、いずれも好適に使用できる。回転刃によって切断する装置としては、ダイサーと呼ばれる半導体基板を個別のチップに切断（ダイシング）するのに用いる装置が好適に利用できる。ダイサーを用いれば、回転刃の厚みや条件設定により、分割ラインの幅を精密に制御できるため、単純な刃物の押し込みにより切断するよりも高い加工精度が得られる。

基材と積層された状態の蛍光体シートを切断する場合には、基材ごと個片化しても良いし、あるいは蛍光体シートは個片化しつつ、基材は切断しなくても構わない。あるいは基材は貫通しない切り込みラインが入る所謂ハーフカットでも良い。

本発明に適した蛍光体シートは、２５℃での貯蔵弾性率が１００Ｐａ以上であり、かつ所定の架橋温度未満の加熱において、硬度が軟化する熱軟化性を有しているものが好ましい。より具体的には、架橋温度が１００〜１８０℃の蛍光体シートが好ましく、１２０〜１６０℃の蛍光体シートがより好ましく適用される。さらに２５℃での貯蔵弾性率が１００Ｐａ以上であり、かつ、２５℃で１ヶ月間保管した後の２５℃での貯蔵弾性率の変化が２０％以内であることが好ましく、１０％以内であることがより好ましい。

２５℃での貯蔵弾性率が１００Ｐａ以上あることで、個片状に切断加工する場合に高い加工精度が得られる。また、該シートが熱軟化性を有することで、発光素子の表面形状に追従しながら接着することができるため、気泡混入を防ぎ高い接着性を得ることができる。前記蛍光体シートが前記貯蔵弾性率および熱軟化性を有していれば、該シートに含まれる樹脂は未硬化または半硬化状態であってもよい。前記特性の蛍光体シートは、前記架橋温度以上の加熱により不可逆的な架橋反応が進行し硬化する。

以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。

４種のコレットを、図１に示す蛍光体シート貼合装置１に装着し、上記の第１の発光装置の製造方法（上記の工程１〜工程５）により、ＬＥＤパッケージ１０に蛍光体シート３６を貼合し、ＬＥＤ発光装置を作成することを実行した。

ＬＥＤパッケージ１０は、４インチのシリコンウェハー上に、合計２２４個ある５ｍｍ角の区画領域ごとに１個の青色発光するＬＥＤ発光素子２０を配したものであった。ＬＥＤ発光素子２０の発光面２６の大きさは１．４ｍｍ角であった。

このような２２４個のＬＥＤ発光素子２０を備えるＬＥＤパッケージ１０を、貼合ステージ８０の６０℃に加温したホットプレート８２上に載置した。

貼合ステージ８０上のＬＥＤパッケージ１０に貼合される蛍光体シート３６は、シリコーン樹脂を３０重量％、蛍光体として“ＮＹＡＧ−０２”（Ｉｎｔｅｍａｔｉｘ社製：ＣｅドープのＹＡＧ系蛍光体、比重：４．８ｇ／ｃｍ^３、Ｄ５０：７μｍ）を７０重量％の比率で混合したものを塗布、乾燥して作成した。蛍光体シート３６の発光面の大きさは１．５ｍｍ角で厚さは６０μｍであった。蛍光体シート３６の２５℃での貯蔵弾性率は、２０００Ｐａであり、２５℃で１ヶ月間保管した後の貯蔵弾性率の変化率は、５％であった。蛍光体シート３６の架橋温度は１５０℃で実施した。

この蛍光体シート３６を、保持容器３０であるチップキャリア（Ｇｅｌ−Ｐａｋ）の４０ｍｍ角のゲルシート上に１００個配した。そして１００個の蛍光体シート３６を保持する保持容器３０を３個だけ、シート供給ユニット７０に装着して、−５０ｋＰａの負圧を保持容器３０に作用させた。保持容器３０から蛍光体シート３６を吸着によりピックアップする４種のコレットは、１種ずつ移動装置５０のコレット保持体６２に装着した。蛍光体シート３６をピックアップするためコレットに作用させる負圧（真空圧）は、−６０ｋＰａにした。また４種のコレットでピックアップした蛍光体シート３６をＬＥＤ発光素子２０に貼合する時には、４種のコレットが吸着保持している蛍光体シート３６が発光面２６と面接触する位置からさらに０．１ｍｍ下側の位置で下降を停止し、待機時間Ｔ１＝１秒だけ待機させた（貼合時間１秒）。

以下に示す５種のコレットで、蛍光体シート３６をＬＥＤパッケージ１０に貼合し、以下に示す３種の項目について評価した結果を、表１に示す。

表１で、全ての評価項目を満たしたコレットＡ、コレットＢ及びコレットＣで蛍光体シート３６を貼合したＬＥＤパッケージ１０については、下流工程を実行してＬＥＤ発光装置を完成させた。なおコレットＤについては、保持容器から蛍光体シートをピックアップできなかったので、貼合できず、貼合外観と接着性ついては評価なしの結果となった。コレットＡ及びコレットＢで作成したＬＥＤ発光装置については、２２４個のすべての発光箇所で白色の色ばらつきが極めて小さなものが得られた。

＜コレット＞
コレットＡ：
本発明のコレット４０である（図２参照）。多孔構造体４４には、線径６０μｍのステンレス製ワイヤーを直交する２方向に交叉させて織物状にし、１００μｍ角の開口４４ｂを形成するものを用いた。開口面積率は３９％である。多孔構造体４４の厚さは、最小部で６０μｍ、最大部で１２０μｍであった。この多孔構造体４４を３ｍｍ角の大きさにして、バイトンゴム製でゴム硬度７０度の保持体４２に接着した。吸着面４６は平面である。また保持体４２内の中央に設けた吸引路４８については、図２（ａ）で矢印で示す吸引方向に見た断面を直径１．５ｍｍの円形にし、吸引方向の長さを６ｍｍにした。

コレットＢ：本発明のコレット４０である（図２参照）。線径５０μｍのステンレス製ワイヤーを直交する２方向に交叉させて織物状にし、１５０μｍ角の開口４４ｂを形成するとともに、多孔構造体４４の厚さが最小部で５０μｍ、最大部で１００μｍとなる以外は、コレットＡと同じある。なお開口面積率は５６％である。

コレットＣ：
本発明のコレット２００である（図３参照）。多孔構造体４４の吸着面４６がＲ＝２ｍｍの円柱面である以外は、コレットＡと全く同じである。

コレットＤ：
公知のコレットである。コレットＡで、多孔構造体４４を、線径が５μｍで短長の多数のステンレス繊維を焼結圧延して厚さ１ｍｍ、開口面積率８％に形状形成した多孔質体に変えた以外は、コレットＡと全く同じである。

コレットＥ：
公知のコレットである。コレットＡで、多孔構造体４４を、厚さが２ｍｍで中央に１．２ｍｍ角の角穴が設けられたバイトンゴム製部材に変更した以外は、コレットＡと全く同じである。なおこのコレットの開口面積率は９７％（１．５ｍｍ角の蛍光体シートに対して）、バイトンゴムのゴム硬度は７０度であった。

＜評価項目＞
（ピックアップ性能評価）
保持容器３０から、１００個の蛍光体シート３６をピックアップできるかどうかを評価した。蛍光体シート３６ごとに、下記に示す「良」（○）、「不良」（×）の評価をした。表１の○、×に並ぶ数字は、その評価であった蛍光体シート３６の個数を示す。
「良」（○）：ピックアップした。
不良」（×）：ピックアップしなかった。

（貼合外観評価）
１００個の蛍光体シート３６をＬＥＤ発光素子２０に貼合した時の外観を評価する。蛍光体シート３６ごとに、下記に示すＡ〜Ｄの評価をした。表１のＡ〜Ｄに並ぶ数字は、その評価であった蛍光体シート３６の個数を示す。
Ａ：欠点のないフラットな平面である。
Ｂ：直径が１０μｍ以下の気泡（表面から透けて見える）が発生（その後の１００℃、０．５ＭＰａ、加圧時間Ｔ３＝１０秒の加温加圧チャンバー９０を用いた加温加圧処理で解消可能）
Ｃ：直径が１１〜９９μｍの気泡が発生。

Ｄ：直径が１００μｍ以上の気泡が発生。
なお気泡の直径は、対象となる気泡をマイクロスコープにて拡大して撮像し、画像処理にて近似できる円の直径から求めた。

（接着性評価）
貼合後の１００個の蛍光体シート３６とＬＥＤ発光素子２０との接着性を評価する。蛍光体シート３６が貼合されたＬＥＤパッケージ１０を、熱風オーブンにて１５０℃で１時間加熱してキュアを行った後、スコッチテープを蛍光体シート３６上に貼り付け、テープ剥離時に蛍光体シート３６が剥離するかどうかを評価する（テープ剥離評価）。蛍光体シート３６ごとに、下記に示すＡ〜Ｄの評価をした。表１のＡ〜Ｄに並ぶ数字は、その評価であった蛍光体シート３６の個数を示す。
Ａ：全て剥離しない
Ｂ：半分以下剥離する
Ｃ：半分を超えて剥離する（全ては剥離しない）
Ｄ：全て剥離する。

１ 蛍光体シート貼合装置
２ 基台
１０ ＬＥＤパッケージ
１２ 基板
２０ ＬＥＤ発光素子
２２ 半導体層
２４ ボンディングパッド
２６ 発光面
３０ 保持容器
３２ ケース
３４ 粘着シート
３６ 蛍光体シート
４０ コレット
４２ 保持体
４４ 多孔構造体
４４ａ ワイヤー
４４ｂ 開口
４５ 吸引口
４６ 吸着面
４８ 吸引路
５０ 移動装置
５２ Ｘ軸スライダー
５２ａ Ｘ軸可動体
５２ｂ Ｘ軸レール
５４ 支柱
５４ａ 上部
５６ Ｙ軸スライダー
５６ａ Ｙ軸可動体
５６ｂ Ｙ軸レール
５８ Ｚ軸スライダー
５８ａ Ｚ軸可動体
５８ｂ Ｚ軸レール
６０ モータ
６０ａ 回転軸
６２ コレット保持体
６２ａ 保持部
６２ｂ 流路
７０ シート供給ユニット
７２ 支持体
７４ 凹部
７６ 流路
８０ 貼合ステージ
８２ ホットプレート
８４ 断熱材
８６ 搭載台
８８ 拘束体
９０ 加温加圧チャンバー
９１ 下側チャンバー
９２ 上側チャンバー
９３ ホットプレート
９４ 断熱材
９５ 密閉空間
９６ Ｏリング
９８ 大気開放ライン
９８ａ 配管
９８ｂ 開放バルブ
１００ ガス処理ユニット
１０２ 吸引ラインＡ
１０２ａ 配管
１０２ｂ 真空バルブ
１０２ｃ 真空レギュレータ
１０４ 吸引ラインＢ
１０４ａ 配管
１０４ｂ 真空バルブ
１０４ｃ 真空レギュレータ
１０６ 真空源
１０８ 圧空源
１１０ 加圧ラインＡ
１１０ａ 配管
１１０ｂ バルブ
１１０ｃ レギュレータ
１１２ 加圧ラインＢ
１１２ａ 配管
１１２ｂ バルブ
１１２ｃ レギュレータ
１２０ 共有ライン
１２０ａ 配管
１２２ 大気開放ライン
１２２ａ 配管
１２２ｂ 開放バルブ
１４０ 画像処理カメラ
１４２ ブラケット
１５０ 制御装置
２００ コレット
２０２ 保持体
ｔ 多孔構造体４４の厚さ
Ｔ１ 待機時間
Ｔ２ 貼合時間
Ｔ３ 加圧時間

本発明は主に、ＬＥＤパッケージに蛍光体シートを高精度かつ強固に貼合して、高性能なＬＥＤ発光装置を製造するのに利用可能である。

Claims (13)

1. 多孔構造体と、該多孔構造体を保持する弾性体よりなる保持体と、該保持体の内部にあって多孔構造体を介してシートを吸引する吸引路を含むコレット。
2. 前記多孔構造体の孔の直径が０．０１〜１．０ｍｍであり、かつ吸着保持面の開口面積率が１０％以上９５％以下である請求項１記載のコレット。
3. 前記多孔構造体は、複数の開口を持つメッシュ状である請求項１または２記載のコレット。
4. 前記多孔構造体のシートを吸着保持する面が、下に向かって湾曲した構造である請求項１〜３のいずれかに記載のコレット。
5. 前記多孔構造体のシートを吸着保持する面が、円柱面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコレット。
6. 前記シートが、樹脂に蛍光体を分散させ成形した蛍光体シートである請求項１〜５のいずれかに記載のコレット。
7. 蛍光体シートを発光素子の発光面に貼合する発光装置の製造装置であって、請求項１〜６のいずれかに記載のコレットを備えた発光装置の製造装置。
8. 複数の発光素子の発光面上に、小片化された蛍光体シートを個別に貼合する発光装置の製造装置であって、
   複数の蛍光体シートが取出し可能にセットされたシート供給ユニットと、
   前記シート供給ユニットにセットされた蛍光体シートを吸着保持して発光素子の発光面に貼合する請求項１乃至６に記載のコレットと、
   前記コレットを任意の位置に自在に移動可能にする移動手段と、
   前記コレットに負圧を作用させる吸引手段と、
   前記蛍光体シートが貼合される発光素子を含む基材が載置されるステージと、
   前記発光素子を含む基材を所定貼合温度に加温する加温手段と、
   前記シート供給ユニットにセットされた蛍光体シートの位置と該蛍光体シートが貼合される発光素子の発光面の位置を特定する画像処理カメラと、
   を少なくとも備えることを特徴とする発光装置の製造装置。
9. さらに前記コレットに加圧ガスを供給する加圧ガス供給手段を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の発光装置の製造装置。
10. さらに発光面上に蛍光体シートが貼合された発光素子を加温してガス加圧する加温加圧ユニットを備えることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の発光装置の製造装置。
11. 蛍光体シートを貼合する発光装置の製造方法であって、
    蛍光体シートを請求項１〜６のいずれかに記載のコレットで吸着保持する吸着保持工程と、
    前記コレットに吸着保持された蛍光体シートを、所定貼合温度に加温された発光素子の発光面上に貼合する貼合工程と、
    を少なくとも含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
12. 前記貼合工程では、前記コレットに加圧ガスを供給してブローを行うことにより蛍光体シートを発光素子の発光面に加圧貼合することを特徴とする請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
13. 前記貼合工程で発光素子に貼合された蛍光体シートを、前記所定貼合温度よりも高い温度に加温後に、ガス加圧する加温加圧工程を、さらに含むことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の発光装置の製造方法。

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