(57)【要約】  発光装置の製造方法において、ＬＥＤ素子上に、当該ＬＥＤ素子の一部を覆う第１のマスクを配置する第１のマスク配置工程と、第１のマスクで一部が覆われたＬＥＤ素子に、蛍光体を溶媒中に分散した蛍光体混合液を塗布する蛍光体混合液塗布工程と、ＬＥＤ素子上から第１のマスクを取り除く第１のマスク除去工程と、第１のマスクから蛍光体を含有する蛍光体含有物を分離する分離工程と、蛍光体混合液を塗布したＬＥＤ素子上に、蛍光体混合液中の蛍光体を定着させる定着液を塗布する定着液塗布工程と、ＬＥＤ素子上に塗布した定着液を乾燥して、波長変換部を形成する乾燥工程と、を有する。
2012090867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光を出射する発光素子と、前記発光素子からの出射光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蛍光体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、
前記発光素子上に、当該発光素子の一部を覆う第１のマスクを配置する第１のマスク配置工程と、
前記第１のマスクで一部が覆われた前記発光素子に、前記蛍光体を溶媒中に分散した蛍光体混合液を塗布する蛍光体混合液塗布工程と、
前記発光素子上から前記第１のマスクを取り除く第１のマスク除去工程と、
前記第１のマスクから前記蛍光体を含有する蛍光体含有物を分離する分離工程と、
前記蛍光体混合液を塗布した前記発光素子上に、前記蛍光体を定着させる定着液を塗布する定着液塗布工程と、
前記発光素子上に塗布した前記定着液を乾燥して、前記波長変換部を形成する乾燥工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記分離工程は、前記第１のマスクを振動させることによって、前記第１のマスクから前記蛍光体含有物を分離することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記分離工程は、重力により前記第１のマスクから前記蛍光体含有物を分離することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記分離工程は、前記蛍光体含有物を掻き取ることによって、前記第１のマスクから前記蛍光体含有物を分離することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記分離工程で分離した前記蛍光体含有物から不純物を除去する不純物除去工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記不純物除去工程は、前記蛍光体含有物を加熱することによって前記蛍光体含有物から不純物を除去することを特徴とする請求項５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記不純物除去工程によって得られた蛍光体の発光効率を検査する検査工程を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記定着液塗布工程では、前記発光素子上に、当該発光素子の一部を覆う第２のマスクを配置して、前記定着液を前記発光素子上に塗布することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記蛍光体の体積平均粒径が１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記蛍光体混合液は、膨潤粒子を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、照明などの用途において、ＬＥＤ素子などの発光素子の光を励起光として用いて蛍光体を発光させ、白色光を得る発光装置が開発されている。
このような発光装置としては、例えば、発光素子から出射された青色光により黄色光を出射する蛍光体を用い、それぞれの光を混色させることで白色光とする発光装置や、発光素子から出射された紫外光により青色・緑色・赤色の光を出射する蛍光体を用いて、蛍光体から出射された３色の光を混色させることで白色光とする発光装置などが知られている。【０００３】
このような発光装置の構成として、発光素子を、蛍光体層で封止したものが開発されている。蛍光体層は一般的に、蛍光体が分散された溶液を塗布・乾燥して形成され、当該蛍光体層が「波長変換部」に相当する。【０００４】
近年では、蛍光体層（波長変換部）を形成する方法としてスプレー塗布方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
スプレー塗布方法は、蛍光体層を薄く均一な厚みに塗布し易いが、スプレー塗布により塗布される範囲は発光素子の大きさよりも広い範囲となってしまう。また、通常、塗布に用いられる塗布液は、蛍光体を発光素子に定着（固化）するための成分を含んでいるため、塗布した蛍光体はそのまま発光素子に固化されることになる。したがって、発光素子の部分にのみ塗布しようとすると、所定形状のマスクで蛍光体の塗布が不要な部分を覆って塗布しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開番号  ＷＯ０３／０３４５０８  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、マスクで覆ったとしてもマスク上で蛍光体が固化されてしまい、固化された蛍光体を回収し再利用するためには、マスクから固化した蛍光体の分離や、固化した蛍光体からの不純物の分離を行う必要があり、複雑な処理工程が必要となる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複雑な処理工程が不要で、容易に蛍光体を回収して再利用することのできる発光装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、所定の波長の光を出射する発光素子と、前記発光素子からの出射光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蛍光体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、
前記発光素子上に、当該発光素子の一部を覆う第１のマスクを配置する第１のマスク配置工程と、
前記第１のマスクで一部が覆われた前記発光素子に、前記蛍光体を溶媒中に分散した蛍光体混合液を塗布する蛍光体混合液塗布工程と、
前記発光素子上から前記第１のマスクを取り除く第１のマスク除去工程と、
前記第１のマスクから前記蛍光体を含有する蛍光体含有物を分離する分離工程と、
前記蛍光体混合液を塗布した前記発光素子上に、前記蛍光体を定着させる定着液を塗布する定着液塗布工程と、
前記発光素子上に塗布した前記定着液を乾燥して、前記波長変換部を形成する乾燥工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１のマスクを介して蛍光体混合液を塗布し、その後、第１のマスクを除去して、第１のマスクから蛍光体含有物を分離しており、蛍光体を定着させる前に蛍光体含有物を分離させるので、複雑な処理工程を経ることなく、容易に蛍光体含有物を回収することができる。その結果、分離した蛍光体含有物からさらに不純物を分離することで、蛍光体を再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図２Ａ】発光装置の製造装置及び製造方法を概略的に説明するための模式図である。
【図２Ｂ】発光装置の製造装置及び製造方法を概略的に説明するための模式図である。
【図２Ｃ】発光装置の製造装置及び製造方法を概略的に説明するための模式図である。
【図２Ｄ】発光装置の製造装置及び製造方法を概略的に説明するための模式図である。
【図２Ｅ】発光装置の製造装置及び製造方法を概略的に説明するための模式図である。
【図３】図２Ａ〜図２Ｅの製造方法をわかりやすく説明するための図面である。
【図４】図２Ａ〜図２Ｅの製造方法の変形例を示す図面である。
【図５】発光装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】発光装置の製造装置及び製造装置を概略的に説明するための模式図である。
【図７Ａ】図６の製造方法を詳細に説明するための図面である。
【図７Ｂ】図７Ａの斜視図である。
【図８Ａ】マスクの変形例であって、図６の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図８Ｂ】図８Ａの斜視図である。
【図９Ａ】マスクの変形例であって、マスクの一部を示した平面図である。
【図９Ｂ】マスクの変形例であって、マスクの一部を示した平面図である。
【図９Ｃ】マスクの変形例であって、マスクの一部を示した平面図である。
【図９Ｄ】マスクの変形例であって、マスクの一部を示した平面図である。
【図１０Ａ】マスクの変形例であって、図６の製造方法を詳細に説明するための図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの斜視図である。
【図１０Ｃ】マスクの変形例であって、図６の製造方法を詳細に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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ＬＥＤ基板１を有している。ＬＥＤ基板１の凹部（底部）にはメタル部２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り、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)。
【００１１】
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。
【００１２】
ＬＥＤ基板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、これとは異なる長波長の光に変換する部分であり、透光性を有するセラミック層中にＬＥＤ素子３からの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す蛍光体が添加されている。
ここでは、ＬＥＤ素子３の周囲を封止するように波長変換部６が形成されているが、波長変換部６は、ＬＥＤ素子３の周囲（上面及び側面）のみに設けられればよく、ＬＥＤ基板１の凹部には波長変換部６が設けられない構成とされてもよい。
【００１３】
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の製造方法は、以下の（１）〜（５）の工程を有している。
（１）ＬＥＤ素子３上に、当該ＬＥＤ素子３の一部を覆う第１のマスク５０を配置する第１のマスク配置工程（図２Ａ参照）
（２）第１のマスク５０で一部が覆われたＬＥＤ素子３に蛍光体を溶媒中に分散した蛍光体混合液４０（蛍光体を定着させるための定着液を含有しない蛍光体混合液）を塗布する蛍光体混合液塗布工程（図２Ｂ参照）
（３）ＬＥＤ素子３上から第１のマスク５０を取り除く第１のマスク除去工程（図２Ｃ参照）
（４）第１のマスク５０から蛍光体を含有する蛍光体含有物を分離する分離工程（図２Ｄ参照）
（５）蛍光体混合液４０を塗布したＬＥＤ素子３上に、蛍光体混合液４０中の蛍光体を定着させる定着液４２を塗布する定着液塗布工程（図２Ｅ参照）
（６）ＬＥＤ素子３上に塗布した定着液４２を乾燥する乾燥工程
【００１４】
（１）第１のマスク配置工程
第１のマスク配置工程では、図２Ａに示すとおり、帯状パッケージ８上に第１のマスク５０（以下、単にマスク５０と言う）を貼り付ける。マスク５０は帯状パッケージ８と同様に帯状（テープ状）を呈しており、帯状パッケージ８の凹部８ａに対応する貫通孔５２が形成されている。
（１．１）マスク
マスク５０は耐アルコール性の材質から構成されており、具体的には、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリシクロオレフィン、変性ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリスチレン、フッ素樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、トリアセチルセルロース、シリコーン、エポキシ、アクリル、エポキシシリコーンの少なくとも１つの樹脂材料から構成されている。マスク５０は、これら樹脂材料のうち、１種の樹脂材料から構成されてもよいし、２種以上の樹脂材料による組み合わせで構成されてもよい。
マスク５０の厚さは好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。厚さが１．０ｍｍ未満であるとマスク５０自体が反り返る可能性があり（帯状パッケージ８から剥離する可能性があり）、厚さが２．０ｍｍを超えるとマスク５０の端部が蛍光体混合液４０を塗布する際の妨害物となって設計範囲で塗布するのが困難になることによる。
【００１５】
マスク５０の表面には保護層５４（図３参照）が形成されてもよい。
保護層５４は、好ましくは酸化クロム、クロム、ニッケル、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンド、ＳｉＣ、窒化珪素、フッ素化合物の少なくとも１つの材料から構成される。保護層５４は、これら材料のうち、１種の樹脂材料から構成されてもよいし、２種以上の樹脂材料による組み合わせで構成されてもよい。
保護層５４を酸化クロム、クロム、ニッケル、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンド、ＳｉＣ、窒化珪素で構成する場合には、蒸着やスパッタ、イオンプレーティングなどのＰＶＤ処理やＣＶＤ処理にて形成することができる。
保護層５４をニッケル、クロムで構成する場合はめっき処理にて成膜することも可能である。ニッケルやクロムは金属であるものの薄膜化することで硬くなる（ビッカース硬度５００〜９００程度）。特にこの２者の材料は単位時間あたりの成膜レートが高く、膜応力も比較的強くないことから、１μｍ以上の厚膜化が可能である。短時間で保護層５４を形成したい場合や、あるいは膜厚１μｍ以上の厚い保護層５４を形成したい場合には両者とも最適な材料である。
酸化クロムは酸化クロムそのものを成膜源とする場合と、クロムを成膜する工程に酸素をドープしながら成膜する方法でも得られる。さらに、酸化クロムは大気中でクロム膜を加熱・酸化処理することでも得られる。クロムや酸化クロムは耐熱性に優れており、１００℃以上の大気中高温環境化でマスク５０を使う場合に好ましい。
ダイヤモンドライクカーボン膜・ダイヤモンド膜はイオンプレーティング法により成膜することができる。非常に硬い膜（ビッカース３０００以上）が得られる。表面平滑性もよくマスク５０を洗浄する際に付着した塗布材を簡単に落とすことができるため洗浄工程の工数を減らす場合に好ましい。
ＳｉＣ、窒化珪素膜もダイヤモンド系につぐ硬度を誇る材料である（ビッカース１０００〜３０００）上に、ＣＶＤ法・スパッタ法・イオンプレーティング法など各種製法で成膜することができる。追加投資することなく既存設備に合わせて硬い膜をマスク５０に成膜することが可能となる。また、耐酸・耐アルカリ・耐熱性能が非常によく、マスク洗浄剤の選択範囲が広がる。
以上のさまざまな目的に応じて必要とする保護層５４を選択することができる。
保護層５４をフッ素化合物で構成する場合には、溶媒に溶かしたテフロン（登録商標）系のフッ素樹脂をそのままマスク５０に塗布して乾燥させればよい。
フッ素膜は非常に簡便な製法で硬く耐熱性を有した化学的に安定した膜が得られる。膜表面の塗布液との濡れ性も小さく、付着した塗布剤を簡単に落とすことができる。
上記のこれらの保護層５４をマスク５０の表面に形成することで、マスク５０の耐アルコール性能が向上することに加えて、保護層５４によりマスク５０の表面の硬度が高くなり強度が向上する。そのため、後述の蛍光体混合液塗布工程において硬い蛍光体を吹き付けられた場合でも、マスク５０が蛍光体に削られて微小なゴミが発生することを抑制できる。
また、マスク５０に対しフッ素化合物による保護層５４を形成すれば、保護層５４が撥水性を具備するため、蛍光体混合液４０を塗布して乾燥させた後に、分離工程において、蛍光体を容易に回収・再利用することができる。
【００１６】
なお、マスク５０は、Ａｌ、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）、Ｃｕ、Ｔｉの少なくとも１つの金属材料から構成されてもよい。金属製のマスク５０は、これら金属材料のうち、１種の金属材料から構成されてもよいし、２種以上の金属材料による組み合わせ（合金）で構成されてもよい。
特にＳＵＳの種類はSUS303,SUS304,SUS316,SUS310等のオーステナイト系ＳＵＳが錆の発生が起きにくく好ましい。また、錆はやや発生するものの低熱膨張計数が低いステンレスインバー材なども環境温度変化によるマスク５０の位置ずれや形状変化の影響を最も小さく抑えることができ、マスク５０をかけたまま熱履歴を与える際や、温調された塗布液４０を帯状パッケージ８に塗布する際にマスク５０と帯状パッケージ８との位置ずれを抑えることができ最も好ましい。このステンレスインバー材を用いる際には先述の保護層５４をマスク５０の表面に形成することが錆防止のために好ましい使い方である。
Ａｌ材は加工がしやすいのでより形状が複雑なマスク５０を大量に必要とする場合は加工コストを下げるために好ましい材料となる。
Ｃｕは熱伝導率が非常に高く、高温環境化や外周部の温度変化に基板を追随させたい場合に好ましい。Ｃｕ製のマスク５０をヒートシンクとして用いることも可能で、Ｃｕ製のマスク５０を熱源や冷却源と接触させることで、マスク５０を介して帯状パッケージ８を温度コントロールすることが可能となる。
Ｔｉは軽く高強度の材料であるため、ＳＵＳ系の材料と比較して大きな面積のマスク５０を作る場合に好ましい。
金属製のマスク５０の厚さは好ましくは０．２〜２．０ｍｍである。厚さが０．２ｍｍ未満であるとマスク５０自体が反り返る可能性があり、厚さが２．０ｍｍを超えるとマスク５０の端部が混合液４０を塗布する際の妨害物となって設計範囲で塗布するのが困難になることによる。
金属製のマスク５０の表面には、樹脂製のマスク５０と同様に、保護層５４が形成されてもよい。
金属製のマスク５０を使用する場合、機械加工、圧延プレス、プレス加工などで加工可能である。
金属製のマスク５０によれば、（樹脂材料ほどではないが）コストメリットが高く、比較的加工し易いため、複雑な形状に加工することができ、パッケージ１やＬＥＤ素子３の形状が変わっても対応することができる。
さらに、金属製のマスク５０によれば、樹脂製の場合に比較して、耐溶媒性に優れ、セラミック前駆体溶液に使用する溶媒の種類に広く対応（使用）することができる。
また、金属製のマスク５０の硬度は蛍光体の硬度とほぼ同じかそれより劣るため、マスク５０の表面に保護層５４を形成すれば、マスク５０の表面の強度が向上するため、混合液４０の強い噴射を受けたときでも、強硬な蛍光体によるマスク５０の破損を防止することができる。
【００１７】
また、マスク５０は、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、ジルコニアの少なくとも１つのセラミックス材料から構成されてもよい。セラミック製のマスク５０は、これらセラミックス材料のうち、１種のセラミックス材料から構成されてもよいし、２種以上のセラミックス材料による組み合わせ（合金）で構成されてもよい。
アルミナは特に加工性に優れており、セラミックス系材料で複雑な形状をマスク５０に求める場合に好ましい。
一方、窒化ケイ素も加工性は優れているが、特に熱膨張率が低いため、環境温度変化によるマスク５０の位置ずれや形状変化の影響を最も小さく抑えることができ、マスク５０をかけたまま熱履歴を与える際にマスク５０と帯状パッケージ８との位置ずれが少なく抑えられて最も好ましい。
炭化珪素は非常に硬い材料であり、蛍光体によるマスク５０の摩耗・損傷はほとんどない。ごみの発生率を最小にしたい場合に好ましい。
ジルコニアは熱伝導率が低く、瞬間的な周囲の熱の変化があった場合その変化を帯状パッケージ８に伝えたくない場合、例えば温調管理された塗布液４０を乾燥させる際にハロゲンライト等で瞬間的に表面を熱して水分や溶液を乾燥させる際に、帯状パッケージ８の不要な加熱を防ぐことができる。
セラミック製のマスクの厚さは好ましくは０．５〜２．０ｍｍである。厚さが０．５ｍｍ未満であるとマスク５０自体が反り返る可能性があり、厚さが２．０ｍｍを超えるとマスク５０の端部が混合液４０を塗布する際の妨害物となって設計範囲で塗布するのが困難になることによる。
セラミック製のマスク５０を使用する場合、焼結法と機械加工とを組み合わせた手法で生産可能である。
セラミック製のマスク５０によれば、硬度自体が大きいため、保護層５４のような部材を設けなくても、強硬な蛍光体によるマスク５０の破損を防止することができる。
さらに、セラミック製のマスク５０によれば、金属製のマスク５０と同様に、樹脂製の場合に比較して、耐溶媒性に優れ、セラミック前駆体溶液に使用する溶媒の種類に広く対応（使用）することができる。
金属製またはセラミック製のマスク５０を使用する場合、樹脂製のマスク５０のように帯状パッケージ８に貼付するのではなく、帯状パッケージ８の所定位置に載置するかまたは帯状パッケージ８に対し一定の間隔をあけて配置すればよい。
【００１８】
（２）蛍光体混合液塗布工程
蛍光体混合液塗布工程で使用する蛍光体混合液４０（蛍光体や添加剤）、工程について説明する。
（２．１）蛍光体
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、又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。
【００１９】
（２．２）添加剤
蛍光体混合液４０の粘度を調整する方法としては膨潤粒子や無機粒子を溶媒に添加する手法が挙げられるが、蛍光体混合液４０を増粘することができればいかなる手法も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。
【００２０】
（２．２．１）膨潤粒子
膨潤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。
【００２１】
（２．２．２）無機粒子
無機粒子（酸化物微粒子）は、蛍光体混合液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。また、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。
【００２２】
（２．３）蛍光体混合液の調製
蛍光体混合液４０の調製手順としては、有機カチオンが添加された又は表面処理された親油性の膨潤粒子又は無機粒子を、先ず有機溶媒に予備混合し、その後に蛍光体、または蛍光体及び水を混合する。これにより、膨潤粒子又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。
蛍光体混合液４０の粘度は１０〜１０００ｃＰ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５０〜３００ｃＰ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、蛍光体混合液４０には、膨潤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、膨潤粒子と無機粒子との両方が含有されてもよい。
上述のようにして調製した蛍光体混合液４０は、蛍光体を定着させる定着液（セラミック前駆体）を含有しないので、後述する分離工程において第１のマスク５０から蛍光体を含有する蛍光体含有物の分離がし易く、また、蛍光体に固着する物質がないため、蛍光体の再生がし易くなっている。
【００２３】
（２．４）塗布装置
蛍光体混合液４０を塗布する場合、例えば図２Ｂの塗布装置１０が使用される。
塗布装置１０は、主に、上下，左右，前後に移動可能な移動台２０と、上記で説明した蛍光体混合液４０を噴射可能なスプレー装置３０と、を有している。
【００２４】
スプレー装置３０は移動台２０の上方に配置されている。
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は移動台２０と同様に、上下，左右，前後に移動可能となっている。
例えば、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（又はこれに設置されるＬＥＤ基板１）に対し傾斜させることができるようになっている。被噴射物（ＬＥＤ基板１）に対するノズル３２の角度は、当該被噴射物から垂直方向を０°とした場合、０〜６０°の範囲であることが好ましい。
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には蛍光体混合液４０が貯留されている。タンク３６には撹拌子が入っており、蛍光体混合液４０が常に撹拌されている。蛍光体混合液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、蛍光体が蛍光体混合液４０中で分散した状態を保持することができる。
例えば、タンクとしてはアネスト岩田社製PC-51が使用される。
【００２５】
（２．５）蛍光体混合液の塗布
実際に蛍光体混合液４０を塗布する場合には、（ＬＥＤ素子３をあらかじめ実装した）複数のＬＥＤ基板１を移動台２０に設置し、ＬＥＤ基板１とスプレー装置３０のノズル３２との位置関係を調整する。
詳しくは、ＬＥＤ基板１を移動台２０に設置し、ＬＥＤ基板１とノズル３２の先端部とを対向配置する。ＬＥＤ基板１とノズル３２との距離を離すほど蛍光体混合液４０を均一に塗布することが可能であるが、膜強度が低下する傾向もあるため、ＬＥＤ基板１とノズル３２の先端部との距離は３〜３０ｃｍの範囲に保持することが適している。
【００２６】
その後、ＬＥＤ基板１とノズル３２とを互いに相対移動させながら、ノズル３２から蛍光体混合液４０を噴射してＬＥＤ基板１に混合液４０を塗布する（蛍光体塗布工程）。
詳しくは、一方では、移動台２０とノズル３２とを移動させてＬＥＤ基板１とノズル３２とを前後左右に移動させる。移動台２０とノズル３２とのうちいずれか一方の位置を固定し、他方を前後左右に移動させてもよい。また、移動台２０の移動方向と直交する方向にＬＥＤ素子３を複数配置し、ノズル３２を移動台２０の移動方向と直交する方向に移動させながら塗布する方法も好ましく用いられる。他方では、ノズル３２にエアーを送り込み、混合液４０をノズル３２の先端部からＬＥＤ基板１に向けて噴射する。ＬＥＤ基板１とノズル３２との距離についてはエアーコンプレッサーの圧力を考慮して上記の範囲で調整可能である。例えば、ノズル３２の入り口部（先端部）の圧力が０．１４ＭＰａとなるようにコンプレッサーの圧力を調整する。
以上の操作により、蛍光体混合液４０をＬＥＤ素子３上に塗布することができる。
【００２７】
（３）第１のマスク除去工程
第１のマスク除去工程では、図２Ｃに示すとおり、帯状パッケージ８からマスク５０を剥離する。
【００２８】
（４）分離工程
（４・１）分離手段
図２Ｄに示すとおり、分離手段としては、マスク５０を叩くなど、振動させることによって、マスク５０から蛍光体含有物を分離する。
また、重力によりマスク５０から蛍光体含有物を分離してもよい。具体的には、マスク５０を自然乾燥させて表裏面をひっくり返したり、マスク５０を斜めに傾けることによって蛍光体含有物を分離する。
また、蛍光体含有物を掻き取ることによって、マスク５０から蛍光体含有物を分離するようにしてもよい。
さらに、マスク５０上にフィルム（図示しない）を貼り付けておき、このフィルムに付着した蛍光体含有物を、フィルムを剥がすことによって分離してもよい。
【００２９】
（４．２）不純物除去工程
（４）の分離工程で分離した蛍光体含有物から不純物を除去する不純物除去工程を行ってもよい。不純物の除去方法としては、蛍光体以外の全てを不純物として除去する方法と、有機系の不純物のみを除去する方法の２通りがある。つまり、蛍光体のみを回収して再利用する方法と、不純物（膨潤粒子や無機粒子）の混ざった蛍光体を回収して再利用する方法とがある。
前者の蛍光体以外の全ての不純物を除去する方法としては、分離工程で分離した蛍光体含有物を溶媒で溶かし、径が１μｍより小さいフィルターで濾過することによって、蛍光体のみを分離・回収することができる。これは、膨潤粒子や無機粒子に比べて蛍光体の粒径は大きいため、蛍光体のみを分離することができる。
後者の有機系の不純物のみを除去する方法としては、分離工程で分離した蛍光体含有物を１００℃〜１２０℃の高温で焼くことで蛍光体や膨潤粒子（及び無機粒子）を分離・回収することができる。なお、蛍光体以外の全ての不純物を除去した方が、再利用する際に、純度を高くすることができるのでより好ましい。
また、不純物除去工程を経て得られた蛍光体は、その後、発光効率を検査する（検査工程）。検査工程で得られた蛍光体の発光効率に基づいて、回収で得られた蛍光体と回収工程を経ていない未使用の蛍光体を混ぜる割合を調整することで、所定の色での発光が得られる蛍光体混合液４０を再度作製することができる。あるいは、未使用の蛍光体を用いず、回収で得られた蛍光体のみを用いて蛍光体混合液４０を再度作製しても良い。
【００３０】
（５）定着液塗布工程
（５．１）定着液
定着液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させた溶液であり、透光性のセラミックスを形成することができれば金属の種類に制限はない。
【００３１】
（５．１．１）ゾル−ゲル溶液
定着液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。定着液としては、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。
【００３２】
（５．１．２）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。
（Ｒ１Ｒ２ＳｉＮＲ３）ｎ  …  （ｉ）
式（ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基、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、直鎖状又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製することができる。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。
【００３３】
（５．２）定着液の塗布
図２Ｅに示すとおり、定着液４２を塗布する場合は、蛍光体混合液４０を塗布した場合と同様にして、図２Ｂと同様の塗布装置１０を使用し、蛍光体混合液４０が塗布されたＬＥＤ素子３上に定着液４２を塗布することができる。なお、蛍光体混合液４０が塗布されたＬＥＤ素子３上に定着液４２を塗布する際、蛍光体混合液４０が乾燥した状態であっても良いし、未乾燥の状態であってもよい。蛍光体混合液４０を乾燥させた後に、定着液４２を塗布する場合、定着液４２をＬＥＤ素子３上に塗布するときの塗布圧力によってＬＥＤ素子３上の蛍光体が移動してしまうのを低減できるため、ＬＥＤ素子３の色度の均一性を高めることができる。
なお、定着液４２の塗布の際に、蛍光体混合液４０を塗布した場合と同様に、蛍光体混合液４０が塗布されたＬＥＤ素子３上に、当該ＬＥＤ素子３の一部を覆う第２のマスク６０を配置して、定着液４２をＬＥＤ素子３上に塗布してもよい。その後、ＬＥＤ素子３上から第２のマスク６０を取り除いて、第２のマスク６０から付着した定着液４２中のセラミック前駆体としての金属化合物等を分離してもよい。なお、第２のマスク６０は、第１のマスク５０と同様のものを使用することができる。
【００３４】
（６）乾燥工程
乾燥工程では、定着液塗布後に加熱することで定着液４２を乾燥させて、波長変換部６を形成する（完成させる）ことができる。
加熱温度としては、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。
【００３５】
以上、本発明の実施形態によれば、第１のマスク５０を介して蛍光体混合液４０を塗布し、その後、第１のマスク５０をＬＥＤ素子３上から除去して、第１のマスク５０から蛍光体含有物を分離しており、蛍光体を定着させる前に蛍光体含有物を分離させるので、複雑な処理工程を経ることなく、容易に蛍光体含有物を回収することができる。その結果、分離した蛍光体含有物からさらに不純物を分離することで、蛍光体を再利用することができる。つまり、本発明では、蛍光体混合液４０中に蛍光体を定着させる定着液を含有させないので、第１のマスク５０から蛍光体含有物を分離し易く、また、蛍光体混合液４０中では蛍光体に固着する物質が無いことから、分離した蛍光体含有物を再生し易いという効果が得られる。
また、第１のマスク５０を振動させたり、重力を利用したり、あるいは、掻き取ることによって第１のマスク５０から蛍光体含有物を分離するので、簡易な方法で容易に分離することができる。
また、第１のマスク５０から分離した蛍光体含有物からさらに不純物を除去するので、蛍光体のみを回収して再利用することができる。また、蛍光体含有物を加熱することによって不純物を除去することによって、不純物の除去も容易となる。
また、回収した蛍光体の発光効率を検査するので、発光効率の良い蛍光体を分別でき、それを再利用することができる。
ＬＥＤ素子３上に、第２のマスク６０を配置して、定着液４２をＬＥＤ素子３上に塗布するので、第２のマスク６０を回収して、第２のマスク６０から定着液４２中の金属化合物等を分離することで、金属化合物等も再利用することができる。
また、従来のように、例えば特許第４４５０５４７号公報や特開２００５−３１１３９５号公報の場合には、マスクを使用して塗布液を塗布し続けると、乾燥後に得られる波長変換部にゴミが付着している場合がある。このような問題に対し、本発明者がその現象について検討したところ、塗布液中にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの有機溶媒が含まれる場合、そのアルコール系溶媒によりマスクの一部が溶解して剥離し、その断片が塗布液中に混入するということがわかってきた。特に蛍光体を含むスプレー法にて直接塗布する場合、前記溶解によるゴミの発生に加えて、硬い蛍光体を吹き付けられることによってマスクが削られて微小なゴミが飛散し波長変換部に付着するという問題があった。そこで、上述のように、混合液４０を塗布する場合に、耐アルコール性を有する樹脂製のマスク５０を使用することによって、混合液４０中のアルコール系溶媒による溶解が抑制され、波長変換部６に対してマスク５０の溶解物によるゴミが混入するのを防止することができる。
樹脂製のマスク５０を使用する場合、プレス成形などで大量生産可能である。
樹脂製のマスク５０によれば、コストメリットが高く使い捨ても可能となり、複雑な形状にも加工できるため、パッケージ１やＬＥＤ素子３などの形状が将来的に変わっても対応が可能となる。
さらに、マスク５０の表面に保護層５４を形成した場合には、マスク５０の表面の強度が向上するため、混合液４０の強い噴射を受けたときでも、強硬な蛍光体によるマスク５０の破損を防止することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態の定着液塗布工程では、蛍光体混合液塗布工程で使用したスプレー装置３０を使用するとしたが、図４に示すとおり、別途、定着液用のスプレー装置８０を設けて、定着液４２をＬＥＤ素子３に塗布しても良い。定着液用のスプレー装置８０の構成は蛍光体混合液用のスプレー装置３０と同様である。この場合も、上述したとおり、蛍光体混合液４０をマスク５０を介してスプレー装置３０で塗布した後、定着液４２をマスク６０を介してスプレー装置８０で塗布すればよい。このように蛍光体混合液４０と定着液４２とを別のスプレー装置３０，８０で塗布することによって、定着液４２と蛍光体混合液４０を、それぞれ噴出量や噴出圧、粘度などをより最適化でき、ＬＥＤ素子３に対し各溶液をより分散させた状態で均一に塗布することができる。
【００３７】
ここで、上述したマスク５０，６０の形状のバリエーションについて説明する。
なお、以下のマスクを使用する場合に、図５、図６、図７Ａに示すように、パッケージ１の凹部８aを形成する内壁面８１は、上方に向けて拡径するようにテーパー面となっていることが好ましい。
マスク５０Ｆは、帯状パッケージ８と同様に帯状（テープ状）をなしており、図７Ｂに示すとおり、帯状パッケージ８の凹部８aに対応する位置に、平面視矩形状の貫通穴５２が形成されている。貫通穴５２のうちＬＥＤ素子３の上方に対応する位置には、ＬＥＤ素子３の上面全面を覆うように覆い部５１が形成されている。この場合、覆い部５１はＬＥＤ素子３の平面形状よりも若干大きな矩形状をなしている。
覆い部５１は、貫通穴５２を形成する内周面５３のうち互いに対向する面に架け渡された支持部５５によって支持されている。
したがって、覆い部５１がＬＥＤ素子３の上面全面を覆うことにより、スプレー装置３０のノズル３２から噴射された混合液４０が、覆い部５１の稜線付近でＬＥＤ素子３側に回り込むように流れ込み、混合液４０の噴流が変化するようになっている。その結果、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に混合液４０が均一に付着される。
【００３８】
マスク５０Ｆは図７Ａ，図７Ｂに示す形状以外であってもよく、以下に、その他のマスク形状について説明する。
図８Ａ，図８Ｂに示すマスク５０Ａも、帯状パッケージ８と同様に帯状（テープ状）をなしており、帯状パッケージ８の凹部８aに対応する位置に、平面視矩形状の貫通穴５２Ａが形成されている。そして、マスク５０Ａの貫通穴５２Ａを形成する内周面５３Ａは、帯状パッケージ８の凹部８aを形成する内壁面８１であるテーパー面に対してほぼ面一となるように、同じ傾斜角度を有するテーパー面となっている。
したがって、スプレー装置３０のノズル３２から噴射された混合液４０がテーパー面（内周面５３Ａ）及び凹部８aを形成する内壁面８１であるテーパー面に沿ってスムーズに流れて、ＬＥＤ素子３の側面側に回り込む。その結果、噴流をＬＥＤ素子３の周囲に集めることができ、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に混合液４０が均一に付着される。
【００３９】
図９Ａに示すマスク５０Ｂも、帯状パッケージ８と同様に帯状（テープ状）をなしている。マスク５０Ｂは、帯状パッケージ８の凹部８aに対応する位置が多数の網目５６Ｂ（貫通穴）からなる網目形状をなしている。多数の網目５６Ｂは、ほぼ均一な大きさの矩形状となっている。
図９Ｂに示すマスク５０Ｃは、図９Ａに示すマスク５０Ｂと異なり、多数の網目５６Ｃは、その中心が密で、外周が疎の網目となっている。
一方、図９Ｃに示すマスク５０Ｄは、図９Ａに示すマスク５０Ｂと異なり、多数の網目５６Ｄは、その中心が疎で、外周が密の網目となっている。
図９Ｂ、図９Ｃに示すマスク５０Ｃ及び５０Ｄでは網目５６Ｃ，５６Ｄが形成されているので、スプレー装置３０のノズル３２から噴射された混合液４０が多数の網目５６Ｃ，５６Ｄ間を流れ込み、噴流に流量差が発生することで、噴流が変化するようになっている。
ノズル口の大きさやノズルとチップの位置・噴霧する液の粘性、混入される蛍光体の密度や重量等の諸所の条件により細かい設定は異なるが、一般的な傾向は、図９Ａのように均一な網目マスク５０Ｂを用いる場合は、蛍光体の密度が比較的小さく、また、液の粘度が低くノズルで拡散しやすい液の場合に用いる。マスク通過後の噴流が霧状になりやすく、側面に均一に付着しやすい。
図９Ｂ，図９Ｃのマスク５０Ｃ、５０Ｄのように中心と外縁に網目の粗密差を持たせたい場合は主に蛍光体の密度が大きく噴霧された粒の直進性が強い場合と、ノズルの角度や配置を調整した場合に用いる。
マスク５０Ｃのように中心が密で、外周が疎の網目のマスクの場合、チップのほぼ直上付近にノズルを配置して噴霧すると、マスクに届いた噴流は網目５６Ｃの疎から密の方向に噴流が拡散し、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に混合液４０を均一に付着される。
一方、マスク５０Ｄはチップの斜め位置にノズルを配置した場合や、あるいはノズルに角度を持たせて噴霧させた場合に、側面とチップ上面の膜厚を均一にする効果を有する。この場合の噴流は斜めに入斜されるので、側面につきやすく上面につきにくくなる。このような場合にマスク５０Ｄを用いると、蛍光体の厚さを均一に付着させることができる。
このようにノズルや液の条件や配置を変更しても、覆うマスクの形状を変更するだけでチップ側面に均一に蛍光体を付着することができる。
なお、図９Ａ〜図９Ｃの網目状のマスク５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄのうち、図９Ｂ，図９Ｃの網目状マスク５０Ｃ，５０Ｄの方が、図９Ａの網目状マスク５０Ｂよりも噴流に流量差を発生させやすい点で好ましい。
なお、図９Ａ〜図９Ｃに示した網目状のマスク５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄは、帯状パッケージ８の凹部８aに対応する位置のマスク部分のみ記載したものであって、この網目部分よりも外側は、帯状パッケージ８の上面に貼り付けられる網目の無い部分となっている。
また、網目５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄの形状は、スプレー条件やＬＥＤ素子３の大きさ形状等によって、矩形状、菱形、円形等に適宜変更可能である（例えば、図９Ｄのマスク５０Ｄa参照）。
なお、この網目構造のマスクの場合は噴流の巻き込みが他と比べて大きいため、パッケージの内壁面が上方に向けて拡径していなくても蛍光体の厚さを均一に付着させることができる。
【００４０】
図１０Ａ，図１０Ｂの場合、帯状パッケージ８の凹部８aを形成する内壁面８１に、例えばＡｌ、Ａｇ等の反射性部材８２が設けられている。反射性部材８２は、凹部８aを形成する内壁面８１に沿って、同様のテーパー形状に設けられている。マスク５０Ｅは、帯状パッケージ８と同様に帯状（テープ状）をなしており、帯状パッケージ８の凹部８aに対応するように平面視矩形状の貫通穴５２Ｅが形成されている。そして、マスク５０Ｅの貫通穴５２Ｅを形成する内周面５３Ｅは、反射部材８２の一部の形状に沿って、当該反射部材８２の一部を覆うテーパー面となっている。つまり、図８Ａ，図８Ｂに示すマスク５０Ａのテーパー面（内周面５３Ａ）がさらに、凹部８aを形成する内壁面８１に沿って延出した形状となっている。
なお、内周面５３Ｅは、反射部材８２の全部を覆う形状としてもよい。
したがって、このようなマスク５０Ｅのテーパー面（内周面５３Ｅ）が反射部材８２の全体又は一部を覆うことにより、スプレー装置３０のノズル３２から噴射された混合液４０が、マスク５０Ｅのテーパー面（内周面５３Ｅ）に沿って流れて、ＬＥＤ素子３の側面側に回り込む。その結果、噴流をＬＥＤ素子３の周囲に集めることができ、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に混合液４０が均一に付着される。
また、帯状パッケージ８の凹部８aを形成する底面の大きさが大きく、凹部８aを形成する内壁面８１からＬＥＤ素子３までの距離が遠い場合に、このマスク５０Ｅに沿ってＬＥＤ素子３の近傍にまで混合液４０が導かれるので、特に有効である。
また、マスク５０Ｅが、反射部材８２の一部又は全部を覆うように延出した形状となっているので、帯状パッケージ８に対するマスク５０Ｅの位置決めが容易である。
なお、マスク５０Ｅの貫通穴５２Ｅを形成する内周面５３Ｅは、図１０Ａ，図１０Ｂに示すように、凹部８aを形成する内壁面８１に接触しても良いし、図１０Ｃに示すように、内周面５３Ｅと内壁面８１との間に空間を形成するようにして設けても良い。
また、このマスク５０Ｅは、フリップチップ型のＬＥＤ素子３に使用することができる。
【００４１】
図７〜図９に示すマスク５０Ｆ、５０Ａ〜５０Ｄの外周部には、図示しないが、帯状パッケージ８に対する位置決め用の切り欠き、ボス、穴のうちいずれか１種類以上を２箇所以上設けることが好ましい。
ただし、図１０に示すマスク５０Ｅの場合、上述のように帯状パッケージ８に対して位置決めできる形状となっているので、位置決め用の切り欠き、ボス、穴等を設けなくてもよい。
【００４２】
マスク５０Ｆは、上述したマスク５０と同様の材質を用いることができる。
マスク５０Ｆの厚さは、材質により若干異なるが、０．２〜２．０ｍｍが好ましい。より好ましくは、０．５〜１．０ｍｍである。厚さが０．２ｍｍ未満であると、噴流の整流、巻き込み、反射等が発生せずに、ＬＥＤ素子の側面に均一に塗布することができなくなり、また、マスク５０Ｆ自体が反り返る可能性がある（帯状パッケージ８から剥離する可能性がある）ことによる。厚さが２．０ｍｍを超えるとマスク５０Ｆの端部が混合液４０を塗布する際の妨害物となって設計範囲で塗布するのが困難になることによる。
なお、マスク５０Ａ〜５０Ｅについてもマスク５０Ｆの厚さと同様であり、材質も同様である。
【００４３】
マスク５０Ｆの裏面には、導電性部材５７を設けることが好ましい。具体的には、マスク５０Ｆの裏面で貫通穴５２の周縁に枠状に設けることが好ましい（図７Ａ参照）。導電性部材５７としては、例えば、金属や導電性樹脂、カーボン等から構成されるものが好ましい。
マスク５０Ｆを帯状パッケージ８に配置して密着させ、混合液４０をスプレー塗布後、そのマスク５０Ｆを離型する必要があるが、特にマスク５０Ｆが樹脂やセラミックといった非導電性物質（非金属）で構成されている場合に、静電気によりマスク５０Ｆと帯状パッケージ８とが密着して剥がれにくくなる。そこで、マスク５０Ｆの裏面に導電性部材５７を取り付けることによって、静電気をアースし逃がすことで容易にマスク５０Ｆを帯状パッケージ８から剥がすことができる。
導電性部材５７をマスク５０Ｆに設ける方法としては、例えばスパッタ法、蒸着法等による成膜プロセスや、接着剤やインサート等で薄い部材を直接マスク５０Ｆに貼り付ける方法がある。
【００４４】
以上のように、帯状パッケージ８の凹部８aを形成する内壁面８１が、上方に向けて拡径するテーパー面となっており、ＬＥＤ素子３とスプレー装置３０のノズル３２との間で帯状パッケージ８の上面に、帯状パッケージ８の凹部８aの少なくとも一部を露出させるマスク５０Ｆを配置したので、ノズル３２から噴射された混合液４０が、帯状パッケージ８の凹部８aを形成する内壁面８１であるテーパー面に沿って流れ込み、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に付着する。その結果、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に均一に混合液４０を塗布することができる。また、マスク５０Ｆは、帯状パッケージ８の凹部８aの少なくとも一部を露出するので、マスク５０Ｆで覆われている部分と露出している部分とによって、混合液４０の噴流による回り込みが発生し、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に確実にかつ均一に塗布することができる。
したがって、従来のように、例えば特許第４４５０４７号公報では、ノズルを回転させることで混合液及びガスの流れを螺旋状にして噴出し、これによって混合液がＬＥＤ素子の上面及び側面に吹き付けられるようにしており、ノズルを回転させるための駆動機構が必要とされ、製造装置が複雑で大型化するという問題があったが、上述のようなマスク５０Ｆを使用することで、混合液を噴射するノズルを螺旋状に回転させる必要もなく、回転駆動機構も必要がなくなり、製造装置の小型化を図れ、容易にＬＥＤ素子３の側面に混合液４０を塗布して発光装置１００を製造することができる。
【００４５】
また、マスク５０Ｆは、ＬＥＤ素子３の上面全面を覆う覆い部５１を有するので、混合液４０が、覆い部５１の稜線付近でＬＥＤ素子３側に回り込むように流れ込み、噴流が変化するようになっている。その結果、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に混合液４０をより均一に付着することができる。このように、マスク５０ＦにＬＥＤ素子３の上面全面を覆う覆い部５１を設けて、マスク５０Ｆの形状を改良するだけで、混合液４０の噴流を変化させることができ、ＬＥＤ素子３の側面及び上面に均一に混合液４０を付着することができる。この点においても、製造の容易化を図ることができる。
また、より具体的には蛍光体の密度やノズルの径、溶液の粘度により噴流の状態は変わるため、塗布後の蛍光体の塗り具合によってマスク５０Ｆの覆い部５１の大きさや形状を調整してゆく。この微妙な調整はほかのマスク形状を用いる際にも行われ、マスク５０Ａでは貫通穴５２Ａを形成する内周面５３Ａの角度を微妙に変えて塗り具合を調整し、マスク５０Ｂ〜５０Ｄでは網目の大きさや形状を変えることで調整をする。マスク５０Ｅでは貫通穴５２Ｅを形成する内周面５３Ｅの角度やＬＥＤ素子３から内周面５３Ｅまでの距離を微妙に変えて調整する。塗り具合を調べる方法はダミーサンプルに塗布して切断し、断面を観察することで膜厚分布を得る方法や、塗布後の蛍光体つきＬＥＤを実際に光らせて色味を観察する方法などがある。これらのマスク形状の微小な調整を経て、対象となるＬＥＤ素子の形状や特性に適合した最終的なマスク形状が決定される。
【００４６】
なお、図７に示すマスク５０Ｆの貫通穴５２を形成する内周面５３は、テーパー面となっていないが、図８に示すマスク５０Ａのように凹部８aを形成する内壁面８１に面一となるようなテーパー面としても良い。
【００４７】
以上の通り本発明の実施形態を説明したが、以下の１〜１８の内容も組み込まれるものである。１．パッケージの下方に窪む凹部内に配置されて所定の波長の光を出射する発光素子と、前記発光素子からの出射光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蛍光体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、
前記パッケージの凹部を形成する内壁面が、上方に向けて拡径するテーパー面となっており、
スプレー噴射口から前記蛍光体を溶媒に分散させた混合液を噴射させて、前記混合液を前記発光素子上に塗布して前記波長変換部を形成する工程で、前記発光素子と前記スプレー噴射口との間で前記パッケージの上面に、前記パッケージの凹部の少なくとも一部を露出させるマスクを配置したことを特徴とする発光装置の製造方法。
２．前記マスクは、前記発光素子の上面全面を覆う覆い部を有することを特徴とする第１項に記載の発光装置の製造方法。
３．前記マスクは、前記パッケージの凹部を露出させる貫通穴を有し、
前記貫通穴を形成する内周面が、前記パッケージの凹部を形成する内壁面に対してほぼ面一となるテーパー面であることを特徴とする第１項に記載の発光装置の製造方法。
４．前記マスクは、前記パッケージの凹部に対応する位置が多数の網目からなる網目形状であることを特徴とする第１項に記載の発光装置の製造方法。
５．前記多数の網目は、中心が密で、外周が疎の網目であることを特徴とする第４項に記載の発光装置の製造方法。
６．前記多数の網目は、中心が疎で、外周が密の網目であることを特徴とする第４項に記載の発光装置の製造方法。
７．前記パッケージの凹部を形成する内壁面に、反射部材が配置されており、
前記マスクは、前記パッケージの凹部を露出させる貫通穴を有し、
前記貫通穴を形成する内周面が、前記反射部材の全体又は一部の形状に沿って、当該反射部材の全体又は一部を覆うテーパー面であることを特徴とする第１項に記載の発光装置の製造方法。
８．前記マスクは、０．２〜２．０ｍｍの厚さを有していることを特徴とする第１項〜第７項のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
９．前記マスクの裏面に導電性部材が設けられていることを特徴とする第１項〜第８項のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【００４８】
１０．所定の波長の光を出射する発光素子と、前記発光素子からの出射光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蛍光体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、
前記蛍光体をアルコール系溶媒に分散させた塗布液を、前記発光素子上に塗布する工程と、
塗布後の前記塗布液を加熱・焼成して前記波長変換部を形成する工程と、
を備え、
前記塗布液を塗布する工程では、前記発光素子上に耐アルコール性のマスクを配置することを特徴とする発光装置の製造方法。
１１．第１０項に記載の発光装置の製造方法において、
前記マスクが、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリシクロオレフィン、変性ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリスチレン、フッ素樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、トリアセチルセルロース、シリコーン、エポキシ、アクリル、エポキシシリコーンの少なくとも１つの樹脂材料から構成されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
１２．第１１項に記載の発光装置の製造方法において、
前記マスクの表面には保護層が形成され、
前記保護層が、酸化クロム、クロム、ニッケル、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンド、ＳｉＣ、窒化珪素、フッ素化合物の少なくとも１つの材料から構成されていることを特徴とした発光装置の製造方法。
１３．第１１または第１２項に記載の発光装置の製造方法において、
前記マスクの厚さが０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とする発光装置の製造方法。
１４．第１０項に記載の発光装置の製造方法において、
前記マスクが、Ａｌ、ＳＵＳ、Ｃｕ、Ｔｉの少なくとも１つの金属材料から構成されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
１５．第１４項に記載の発光装置の製造方法において、
前記マスクの表面には保護層が形成され、
前記保護層が、酸化クロム、クロム、ニッケル、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンド、ＳｉＣ、窒化珪素、フッ素化合物の少なくとも１つの材料から構成されていることを特徴とした発光装置の製造方法。
１６．第１４項または第１５項に記載の発光装置の製造方法において、
前記マスクの厚さが０．２〜２．０ｍｍであることを特徴とする発光装置の製造方法。
１７．第１０項に記載の発光装置の製造方法において、
前記マスクが、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、ジルコニアの少なくとも１つのセラミックス材料から構成されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
１８．第１７項に記載の発光装置の製造方法において、
前記マスクの厚さが０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とする発光装置の製造方法。
【符号の説明】
【００４９】
３  ＬＥＤ素子（発光素子）
６  波長変換部
４０  蛍光体混合液
４２  定着液
５０  第１のマスク
６０  第２のマスク
１００  発光装置
【図１】
2012090867.tif 000003
【図２Ａ】
2012090867.tif 000004
【図２Ｂ】
2012090867.tif 000005
【図２Ｃ】
2012090867.tif 000006
【図２Ｄ】
2012090867.tif 000007
【図２Ｅ】
2012090867.tif 000008
【図３】
2012090867.tif 000009
【図４】
2012090867.tif 000010
【図５】
2012090867.tif 000011
【図６】
2012090867.tif 000012
【図７Ａ】
2012090867.tif 000013
【図７Ｂ】
2012090867.tif 000014
【図８Ａ】
2012090867.tif 000015
【図８Ｂ】
2012090867.tif 000016
【図９Ａ】
2012090867.tif 000017
【図９Ｂ】
2012090867.tif 000018
【図９Ｃ】
2012090867.tif 000019
【図９Ｄ】
2012090867.tif 000020
【図１０Ａ】
2012090867.tif 000021
【図１０Ｂ】
2012090867.tif 000022
【図１０Ｃ】
2012090867.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月10日(2014.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、
所定の波長の光を出射する発光素子と、前記発光素子からの出射光により励起されて前記出射光の波長と異なる波長の蛍光を出射する蛍光体を含有する波長変換部と、前記発光素子と前記波長変換部とが配置されるパッケージと、を有する発光装置の製造方法において、
前記パッケージ上に、前記パッケージの一部を覆い、貫通穴を有する第１のマスクを配置する第１のマスク配置工程と、
前記第１のマスクで前記パッケージの一部を覆い、前記貫通穴を介して、前記発光素子に、前記蛍光体を溶媒中に分散した蛍光体混合液を塗布する蛍光体混合液塗布工程と、
前記パッケージ上から前記第１のマスクを取り除く第１のマスク除去工程と、
前記蛍光体混合液を塗布した前記発光素子上に、前記蛍光体を定着させる定着液を塗布する定着液塗布工程と、
前記発光素子上に塗布した前記定着液を乾燥して、前記波長変換部を形成する乾燥工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光を出射する発光素子と、前記発光素子からの出射光により励起されて前記出射光の波長と異なる波長の蛍光を出射する蛍光体を含有する波長変換部と、前記発光素子と前記波長変換部とが配置されるパッケージと、を有する発光装置の製造方法において、
前記パッケージ上に、前記パッケージの一部を覆い、貫通穴を有する第１のマスクを配置する第１のマスク配置工程と、
前記第１のマスクで前記パッケージの一部を覆い、前記貫通穴を介して、前記発光素子に、前記蛍光体を溶媒中に分散した蛍光体混合液を塗布する蛍光体混合液塗布工程と、
前記パッケージ上から前記第１のマスクを取り除く第１のマスク除去工程と、
前記蛍光体混合液を塗布した前記発光素子上に、前記蛍光体を定着させる定着液を塗布する定着液塗布工程と、
前記発光素子上に塗布した前記定着液を乾燥して、前記波長変換部を形成する乾燥工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記蛍光体混合液塗布工程は、スプレー装置を使用して、前記蛍光体混合液を塗布することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記定着液塗布工程は、スプレー装置を使用して、前記定着液を塗布することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１のマスクから前記蛍光体を含有する蛍光体含有物を分離する分離工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記分離工程は、前記第１のマスクを振動させることによって、前記第１のマスクから前記蛍光体含有物を分離することを特徴とする請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記分離工程は、重力により前記第１のマスクから前記蛍光体含有物を分離することを特徴とする請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記分離工程は、前記蛍光体含有物を掻き取ることによって、前記第１のマスクから前記蛍光体含有物を分離することを特徴とする請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記分離工程で分離した前記蛍光体含有物から不純物を除去する不純物除去工程を有することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記不純物除去工程は、前記蛍光体含有物を加熱することによって前記蛍光体含有物から不純物を除去することを特徴とする請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記不純物除去工程によって得られた蛍光体の発光効率を検査する検査工程を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記定着液塗布工程では、前記パッケージ上に、前記パッケージの一部を覆い、貫通穴を有する第２のマスクを配置して、前記貫通穴を介して、前記定着液を前記発光素子上に塗布することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記蛍光体の体積平均粒径が１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記蛍光体混合液は、膨潤粒子を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【国際調査報告】
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2012090867.tif 000025
2012090867.tif 000026
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