(57)【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、当該出射光の波長とは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、を備える発光装置の製造方法であって、
水平に配置された前記発光素子に対して１又は複数の噴射部から前記蛍光体を含有する蛍光体塗布液を噴射することで前記発光素子に前記波長変換部の形成材料を塗布する塗布工程を有し、
当該塗布工程では、
前記発光素子の中心を含む所定の垂直面内に前記噴射部を配置する複数の噴射位置を設定し、当該噴射位置からそれぞれ前記中心位置へ向けた噴射方向と水平面とのなす角度を１５度以上７５度以下に設定することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記噴射方向と水平面とのなす角度を３０度以上６０度以下に設定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】
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、当該出射光の波長とは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、を備える発光装置の製造方法であって、
水平に配置された前記発光素子に対して１又は複数の噴射部から前記蛍光体を含有する蛍光体塗布液を噴射することで前記発光素子に前記波長変換部の形成材料を塗布する塗布工程を有し、
当該塗布工程では、
前記噴射部を配置する複数の噴射位置を設定し、前記蛍光体塗布液が塗布される前記発光素子の各面の法線方向と、当該各面に対して前記蛍光体塗布液を噴射する前記噴射位置から前記発光素子の中心位置へ向けた噴射方向とのなす角度を、何れも７５度以下に設定することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記発光素子は、直方体状の形状を呈しており、
前記塗布工程では、
前記噴射方向の水平成分と、前記発光素子の上面における一の頂点を二等分する線の方向との角度差を３０度以内に設定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記中心位置と前記噴射位置との間の距離を５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下に設定することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
設定された前記噴射位置には、それぞれ１個ずつ前記蛍光体塗布液を噴射する噴射口が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記蛍光体塗布液には、透光性セラミック前駆体が含有されていることを特徴とする請求項１〜５の何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】
この発明は、発光素子と蛍光体とを用いた発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）チップの近傍にＹＡＧ蛍光体などの蛍光体を配置し、青色ＬＥＤチップから出射される青色光と、蛍光体がこの青色光を受けて出射する黄色光とを混色することにより白色光を発する技術が広く用いられている。
【０００３】
このように混色によって白色光を放射する発光装置では、発光効率の安定性や、色度の均一性が求められる。従って、ＬＥＤチップから出射される青色光に対してムラなく適切な光量の黄色光を出射するように、所定量の蛍光体を均一に分散配置する必要がある。
【０００４】
蛍光体を青色ＬＥＤチップ近傍に配置する技術としては、透明セラミック材料及び有機溶媒中に蛍光体を分散させた溶液をＬＥＤチップに対してスプレー装置を用いて噴射、塗布する技術が知られている。従来、このスプレー装置では、スプレーノズルをＬＥＤチップの直上に配置してＬＥＤチップの上面に吹き付ける形態が用いられている。しかしながら、この配置では、ＬＥＤチップの側面に対して平行に蛍光体を噴射することになり、塗布される蛍光体の量がＬＥＤチップの上面と側面との間で異なって色むらが生じるという問題があった。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１には、ノズルの側面にガスの噴出孔を複数配置し、ガスを噴出させながらノズルを回転させることで気流を発生させ、霧状に噴出させた蛍光体をＬＥＤチップの側面にも到達させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−８８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これまでの塗布方法では、ＬＥＤチップの全面に効率よく適量の蛍光体を均一に塗布しづらいという課題があった。
【０００８】
この発明の目的は、発光素子の近傍に適量の蛍光体を効率よく均一に配置することのできる発光装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、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、当該出射光の波長とは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、を備える発光装置の製造方法であって、
水平に配置された前記発光素子に対して１又は複数の噴射部から前記蛍光体を含有する蛍光体塗布液を噴射することで前記発光素子に前記波長変換部の形成材料を塗布する塗布工程を有し、
当該塗布工程では、
前記発光素子の中心を含む所定の垂直面内に前記噴射部を配置する複数の噴射位置を設定し、当該噴射位置からそれぞれ前記中心位置へ向けた噴射方向と水平面とのなす角度を１５度以上７５度以下に設定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】
【００１０】
本発明の発光装置の製造方法によれば、発光素子の近傍に適量の蛍光体を配置する発光装置を効率よく均一に配置して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の発光装置の製造方法を用いて製造される発光装置の断面形状を示す模式図である。
【図２】第１実施形態の発光装置の製造方法に係る製造装置の構成を説明する図である。
【図３】蛍光体塗布液の噴出口の位置及び噴射方向について説明する図である。
【図４】蛍光体塗布液の噴出口の位置及び噴射方向について説明する図である。
【図５】第２実施形態の発光装置の製造方法に係る製造装置の構成を説明する図である。
【図６】第３実施形態の発光装置の製造方法に係る製造装置の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態の製造方法によって製造される発光装置の構造を示す模式図である。
【００１３】
［第１実施形態］
図１に示すように、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る。ＬＥＤ素子３のメタル部２に対向する面には突起電極４が設けられており、メタル部２とＬＥＤ素子３とが突起電極４を介して接続されている（フリップチップ型）。なお、ここでは、一つのＬＥＤ基板１に対して一つのＬＥＤ素子３が設けられる構成を図示しているが、一つのＬＥＤ基板１の凹部に複数のＬＥＤ素子３が設けられてもよい。また、ＬＥＤ素子の形状は、完全な直方体形状には限られず、角や辺を落としたり丸めたりした形状でもよいし、必要に応じた凹凸が存在してもよい。或いは、上面が水平でなくてもよい。
【００１４】
本実施形態の発光装置１００では、ＬＥＤ素子３として青色ＬＥＤ素子が用いられている。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。
【００１５】
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透過させると共に、入射された同波長の光の一部を受けて異なる波長の光を出射する蛍光層であり、ＬＥＤ素子３の上面及び側面に同一の厚さで形成される。この波長変換部６は、透光性を有するセラミック層中に蛍光体が添加されて構成される。この蛍光体は、ＬＥＤ素子３からの励起波長の光により励起されてこの励起波長と異なる波長の蛍光を出射する。セラミック層の厚さ及びセラミック層中の蛍光体の分量は、ＬＥＤ素子３から出射されてセラミック層を透過する青色光と、蛍光体から出射される黄色光との混色が発光装置に要求される誤差範囲内で均等な白色となる範囲に設定される。
【００１６】
次に、波長変換部６の構成などについて詳述する。
波長変換部６は、セラミック前駆体としての有機金属化合物を有機溶媒に混合したゾル状の混合液（以後、セラミック前駆体液と記す）を加熱によりゲル状態とし、さらに焼成する、いわゆるゾル・ゲル法により形成された透明セラミック層（ガラス体）であって、この透明セラミック層中に蛍光体、層状ケイ酸塩鉱物、及び、無機微粒子を含有するものである。
【００１７】
（有機金属化合物）
有機金属化合物は、蛍光体、層状ケイ酸塩鉱物、及び、無機微粒子を封止するバインダとしての役割を果たすものである。本発明に用いられる有機金属化合物としては、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等が挙げられるが、加水分解と重合反応とによりゲル化し易い金属アルコキシドが好ましい。
【００１８】
金属アルコキシドは、テトラエトキシシランのような単分子のものでも良いし、有機シロキサン化合物が鎖状または環状に連なったポリシロキサンでも良いが、ポリシロキサンを使用したセラミック前駆体液を層状ケイ酸塩鉱物などと混合した際にこの混合液の粘性がより増加することから、ポリシロキサンが好ましい。なお、透光性のガラス体を形成可能であれば金属（半金属を含む）の種類に制限はないが、形成されるガラス体の安定性や製造の容易性の観点から、ケイ素を含有していることが好ましい。また、複数種の金属を含有していても良い。
【００１９】
セラミック層中の有機金属化合物の含有量が２重量％未満になると、セラミック前駆体の含有量が足りず、形成されるセラミック層の強度が不足する。一方、有機金属化合物の含有量が５０重量％を超えると、層状ケイ酸塩鉱物及び無機微粒子の含有量が相対的に低下することにより、後述するように、蛍光体が適度にセラミック層中に分散しなくなり、また、セラミック層の強度が低下する。従って、セラミック層中の有機金属化合物の含有量は、２重量％以上５０重量％以下が好ましく、２．５重量％以上３０重量％以下がより好ましい。
【００２０】
或いは、有機金属化合物としてポリシラザンを使用することもできる。
本発明で用いられるポリシラザンは、下記の一般式（１）で表される。
（Ｒ１Ｒ２ＳｉＮＲ３）ｎ  …  （１）
式（１）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ水素原子またはアルキル基、アリール基、ビニル基、シクロアルキル基を表し、ｎは、１〜６０の整数を表す。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る。
ポリシラザンの分子形状はいかなる形状であってもよく、例えば、直鎖状または環状であってもよい。
【００２１】
有機金属化合物としてポリシラザンを用いる場合には、必要に応じて反応促進剤を併用することができる。ポリシラザンと反応促進剤とを適切な溶媒に溶かし、セラミック膜を形成する場所に塗布した後、加熱処理、エキシマ光処理やＵＶ光処理を行って硬化させることで、耐熱性、耐光性に優れたセラミック膜を作成することができる。特に、１７０〜２３０ｎｍの範囲の波長成分を含むＶＵＶ放射光（例えば、エキシマ光）を照射して硬化させた後に加熱硬化処理を行うと、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。反応促進剤の具体例としては、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、これらのものに限られない。また、反応促進剤を用いないこととしてもよい。
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。
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、セラミック前駆体液におけるポリシラザン濃度は、高い方が好ましいが、一方で、濃度の上昇は、ポリシラザンの保存期間の短縮に繋がる。従って、ポリシラザンは、溶媒中に５重量％以上５０重量％以下で溶解していることが好ましい。
また、セラミック前駆体液としてのポリシラザン溶液を焼成する際には、基板として用いられるガラス材料等の劣化を抑制する観点から加熱温度を１５０℃〜５００℃とすることが好ましく、１５０℃〜３５０℃とすることがより好ましい。
【００２２】
（蛍光体）
蛍光体は、ＬＥＤ素子３から出射される特定の波長（励起波長）の光により励起されて、励起波長とは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）により励起されて、黄色光（波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍ）を出射する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。
【００２３】
このような蛍光体を得るには、先ず、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇａの酸化物、または高温で容易に酸化物となる化合物を使用し、こ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からシュウ酸により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。
【００２４】
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）が高くなる反面、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、及び、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。蛍光体の平均粒径を測定するには、例えば、コールターカウンター法を用いることができる。
【００２５】
（層状ケイ酸塩鉱物）
層状ケイ酸塩鉱物は、セラミック前駆体液及び蛍光体と混合された混合液の粘性を増加させて蛍光体の沈降を妨げるのに用いられる。使用する層状ケイ酸塩鉱物としては、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を有するものが特に好ましい。これは、後述するように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、少量で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。
【００２６】
ここで、セラミック層中における層状ケイ酸塩鉱物の含有量が０．５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を０．５重量％以上２０重量％以下とすることが好ましく、０．５重量％以上１０重量％以下がより好ましい。
【００２７】
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。
【００２８】
（無機微粒子）
無機微粒子は、有機金属化合物と、蛍光体及び層状ケイ酸塩鉱物との界面に生じる隙間を埋める充填効果、加熱前の混合液の粘性を増加させる増粘効果、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を有する。本発明に用いられる無機微粒子としては、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には、形成されるセラミック層の安定性を保つという観点から酸化ケイ素の微粒子を用いることが好ましい。
【００２９】
ここで、セラミック層中における無機微粒子の含有量が０．５重量％未満では、上述したそれぞれの効果が十分に得られない。一方、無機微粒子の含有量が５０重量％を超えると、加熱により形成される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微粒子の含有量が０．５重量％以上５０重量％以下であることが好ましく、１重量％以上４０重量％以下がより好ましい。また、上述したそれぞれの効果を考慮して、無機微粒子の平均粒径が０．００１μｍ以上５０μｍ以下のものを用いることが好ましい。無機微粒子の平均粒径を測定するには、例えば、コールターカウンター法を用いることができる。
【００３０】
なお、有機金属化合物や有機溶媒との相溶性を考慮して、無機微粒子の表面をシランカップリング剤やチタンカップリング剤で処理したものを適宜用いることもできる。
【００３１】
（蛍光体塗布液）
上記のように、有機金属化合物を有機溶媒に混合したセラミック前駆体液に蛍光体、層状ケイ酸塩鉱物、及び、無機微粒子を混合した蛍光体塗布液を波長変換部６を形成する場所に塗布して加熱することで、透光性と蛍光性とを有する波長変換部６が形成される。さらに、この蛍光体塗布液に水を添加することにより、層状ケイ酸塩鉱物の層間に水が入り込んで蛍光体塗布液の粘性が増加するため、蛍光体の沈降を抑制することができる。なお、水に不純物が含まれていると重合反応を阻害するおそれがあるので、不純物を含まない純水を添加する必要がある。
【００３２】
有機溶媒としては、添加される水との相溶性に優れたメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が好ましい。また、有機溶媒に対する有機金属化合物の混合量が５重量％未満になると蛍光体塗布液の粘性を増加させることが困難となり、有機金属化合物の混合量が５０重量％を超えると重合反応が必要以上に速く進んでしまう。従って、有機溶媒に対する有機金属化合物の混合量が５重量％以上５０重量％以下であることが好ましく、８重量％以上４０重量％以下がより好ましい。
【００３３】
蛍光体塗布液の調製手順としては、例えば、表面処理された親油性の層状ケイ酸塩鉱物を用いる場合は、先ず、セラミック前駆体液に層状ケイ酸塩鉱物を予備混合し、その後に蛍光体、無機微粒子、及び水を混合する。また、表面処理されていない親水性の層状ケイ酸塩鉱物を用いる場合は、先ず層状ケイ酸塩鉱物と水とを予備混合し、その後に蛍光体、無機微粒子、及びセラミック前駆体液を混合する。これにより、層状ケイ酸塩鉱物を均一に混合して増粘効果をより高めることができる。蛍光体塗布液の好ましい粘度は２５〜８００ｃＰであり、最も好ましい粘度は３０〜５００ｃＰである。
【００３４】
ここで、有機溶媒に水を加えた総溶媒量に対する水の割合が５重量％未満になると上記の増粘効果を十分に得ることができず、水の割合が６０重量％を超えると増粘効果よりも水の混合過多による粘度低下効果の方が大きくなる。従って、総溶媒量に対する水の割合を５重量％以上６０重量％以下とすることが好ましく、７重量％以上５５重量％以下がより好ましい。
【００３５】
蛍光体塗布液の最も好ましい組成は、有機金属化合物としてポリシロキサンを用いたものであり、蛍光体塗布液中に含まれる上記各成分の最も好ましい組成範囲は、ポリシロキサン分散液（セラミック前駆体液）が４〜３０重量％、層状ケイ酸塩鉱物が１〜１０重量％、無機微粒子が１〜４０重量％、水が１０〜５０重量％である。
【００３６】
続いて、発光装置１００（波長変換部６）の製造方法について説明する。
図２は、本発明に係る第１実施形態の製造方法を用いて発光装置を製造する製造装置の構成を説明する図である。
【００３７】
製造装置１０は、水平に設置されて上下、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塗布液（４０）を噴射可能なスプレー装置３０と、波長変換部６の色度や輝度などを検査可能な検査装置５０と、を備えている。
【００３８】
スプレー装置３０は、移動台２０の上方に配置され、エアーが送り込まれる２本のノズル３２、３３（噴射部）を備えている。ノズル３２、３３の先端部に設けられた噴出口の孔径は、２０μｍ〜２ｍｍであり、好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。ノズル３２、３３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。また、ノズル３２、３３からの蛍光体塗布液の噴射方向が調整可能な構成となっており、本実施形態のノズル３２、３３は、移動台２０に対して傾斜、回転させることができるようになっている。ノズル３２、３３には温度調整機構が内蔵されており、噴射物の温度を調整することができる。
ノズル３２、３３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、蛍光体塗布液４０が貯留されている。このタンク３６には撹拌子が入っており、蛍光体塗布液４０を連続的に撹拌することで比重の大きい蛍光体の沈降を抑止している。この撹拌動作によって蛍光体が蛍光体塗布液４０中で分散した状態を保持することができる。
なお、スプレー装置３０では、ノズル３２、３３にエアーを送り込む代わりにモータなどを駆動源として利用し、タンク３６の蛍光体塗布液４０に直接圧力を加えてノズル３２、３３から蛍光体塗布液４０を噴射させるか、または押し出すような機構を用いることとしてもよい。蛍光体塗布液４０を押し出すような機構とする場合には、蛍光体塗布液４０に対する圧力のバラツキを１０％以内とする。
【００３９】
検査装置５０は、ＬＥＤ素子５２と色彩輝度計５４とを有している。ＬＥＤ素子５２は、ＬＥＤ素子３と同様の光を発光する素子である。色彩輝度計５４は、受光した光の色度や輝度を計測する計測器である。
【００４０】
実際に発光装置１００の波長変換部６を製造する場合には、先ず、色度・輝度調整用（試験用）のガラスプレート６０にノズル３２、３３から蛍光体塗布液４０を噴射・塗布し、白色光の色度や輝度を計測する（予備噴射・塗布工程）。
詳しくは、ガラスプレート６０を移動台２０に設置し、移動台２０とスプレー装置３０のノズル３２、３３とを制御してガラスプレート６０に対するノズル３２、３３の噴出口の位置（噴射位置）及び噴射方向が予め設定された状態になるように相対移動させる。ノズル３２、３３からガラスプレート６０に蛍光体塗布液４０を噴射・塗布した後、蛍光体塗布液４０が塗布されたガラスプレート６０を検査装置５０の近傍に移送し、ＬＥＤ素子５２を発光させる。そして白色光の色度や輝度を色彩輝度計５４で計測し、白色光の色度や輝度が所望の値（範囲内）になっているかどうかを確認する。
この予備噴射・塗布工程の処理は、白色光の色度や輝度が安定するまで繰り返す。予備噴射・塗布工程において、白色光の色度や輝度が所望の値からずれている場合には、スプレーの噴射圧や蛍光体塗布液４０内の蛍光体の濃度等を調整することで、白色光の色度や輝度を所望の値と一致させる。この調整は、色彩輝度計５４によって得られる計測値に応じて自動で行われることが好ましいが、計測値に応じて手動で調整してもよい。
また、ガラスプレート６０には、ＬＥＤ素子３と同様の形状の凸部を設けることとしてもよい。
【００４１】
次に、ガラスプレート６０に代えて、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に対するノズル３２、３３の噴出口の位置及び噴射方向が予め設定された状態になるように相対移動させる（位置調整工程）。噴出口の位置及び噴射方向の設定に関しては、後に詳述する。
【００４２】
続いて、ＬＥＤ基板１とノズル３２、３３とを互いに相対移動させながら、ノズル３２、３３の噴出口から蛍光体塗布液４０を噴射してＬＥＤ基板１に蛍光体塗布液４０を塗布する（噴射・塗布工程）。
詳しくは、移動台２０とノズル３２、３３とを何れも移動させてＬＥＤ基板１上のＬＥＤ素子３とノズル３２、３３との位置関係を変化させる。或いは、移動台２０とノズル３２、３３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、３３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。そして、ノズル３２、３３にエアーを送り込み、蛍光体塗布液４０をノズル３２、３３の噴出口（噴射位置）からＬＥＤ素子３に向けて噴射する。
【００４３】
ノズル３２、３３からの蛍光体塗布液４０の噴射は、以下の条件で行う。
（１）蛍光体塗布液４０の噴射量を一定に保ち、ＬＥＤ素子３に塗布される単位面積当たりの蛍光体量を一定とする。蛍光体塗布液４０の噴射量の経時的なバラツキは１０％以内とし、好ましくは１％以内とする。
（２）ノズル３２、３３の温度を調整し、蛍光体塗布液４０の噴射時の粘度を調整する。好ましくは蛍光体塗布液４０の温度を４０℃以下に調整するか、または蛍光体塗布液４０の粘度にあわせて調整する。
この場合、ＬＥＤ基板１を室温環境下においてもよいし、温度調整機構を移動台２０に設けてＬＥＤ基板１の温度をコントロールしてもよい。ＬＥＤ基板１の温度を３０〜１００℃で高く設定すれば、ＬＥＤ素子３に噴射された蛍光体塗布液４０中の有機溶媒を早く揮発させることができ、蛍光体塗布液４０がＬＥＤ素子３の側面から液だれするのを防止することができる。逆に、ＬＥＤ基板１の温度を５〜２０℃と低く設定すれば、溶媒をゆっくり揮発させることができ、蛍光体塗布液４０をＬＥＤ素子３の外壁に沿って均一に塗布することができ、ひいては波長変換部６の膜密度や膜強度などを増大させることができ、緻密な膜を形成することができる。
（３）製造装置１０の環境雰囲気（温度・湿度）を一定とすることで、蛍光体塗布液４０の噴射を安定させる。特に、有機金属化合物として吸湿性の高いポリシラザンを使用する場合には、蛍光体塗布液４０が固化しやすいので、好ましくは、蛍光体塗布液４０を噴射するときの湿度を低くする。
（４）スプレー装置３０とＬＥＤ基板１との間にＬＥＤ素子３の形状に応じたマスクを配置し、当該マスクを介して蛍光体塗布液４０を噴射する。マスクとしては、蛍光体塗布液４０を構成する有機溶媒に溶解しない材質のものを使用する必要があるが、マスクに付着した蛍光体等の材料の回収の観点から好ましくは可燃性のものを使用する。
【００４４】
１つのＬＥＤ基板１上のＬＥＤ素子３への蛍光体塗布液４０の噴射・塗布が終了したら、その次のＬＥＤ基板１に対し上記と同様の操作を繰り返し、複数のＬＥＤ基板１のＬＥＤ素子３上に蛍光体塗布液４０を順次噴射・塗布する。
このとき、ＬＥＤ基板１の切り替えとは無関係に蛍光体塗布液４０を連続的に噴射し続けてもよいし、ＬＥＤ基板１を切り替えるごとに蛍光体塗布液４０の噴射を一時的に休止しながら断続的に噴射してもよい。蛍光体塗布液４０を連続的に噴射し続けることで、各ＬＥＤ素子３に対する蛍光体塗布液４０の噴射量を安定させることができる。一方、蛍光体塗布液４０を断続的に噴射することで、蛍光体塗布液４０の使用量を節約することができる。
【００４５】
なお、噴射・塗布工程中にノズル３２、３３のクリーニングを行ってもよい。スプレー装置３０の近傍に洗浄液を貯留したクリーニングタンクを設置し、ノズル３２、３３の先端部をクリーニングタンク中に浸漬させることで、クリーニングが行われる。洗浄液としては、蛍光体塗布液４０を溶解可能な液体が用いられる。また、噴射・塗布工程の休止中や開始時には、同様にノズル３２、３３の先端部をクリーニングタンク中に浸漬させることで、蛍光体塗布液４０が硬化してノズル３２、３３の噴出口が詰まるのを防止するのが好ましい。
【００４６】
また、好ましくは、製造装置１０の全体をハウジングなどで被覆してフィルタ越しに集塵・排気しながら噴射・塗布工程や検査工程の処理を実行する。噴射・塗布工程においてミスト状に噴射された蛍光体塗布液４０中の有機溶媒が揮発すると、蛍光体や無機微粒子などの粉体が飛散することもあるので、蛍光体をフィルタで捕集することにより高価な蛍光体を再利用することができる。
【００４７】
噴射・塗布工程において、一定数のＬＥＤ基板１に対する蛍光体塗布液４０の噴射・塗布が終了するごとに白色光の色度や輝度を検査し、検査結果を蛍光体塗布液４０の噴射量や噴射圧、噴射温度（ノズル３２、３３の温度）の調整にフィードバックしてもよい（検査工程）。
詳しくは、この検査工程では、蛍光体塗布液４０の噴射・塗布が終了したＬＥＤ基板１のうちの１枚を検査装置５０の近傍に移送し、ＬＥＤ素子３を発光させる。そして蛍光体塗布液４０による白色光の色度や輝度を色彩輝度計５４で計測し、この計測結果に基づき、蛍光体塗布液４０の噴射量や噴射圧、噴射温度（ノズル３２の温度）などを変更する。
また、蛍光体塗布液４０の噴射・塗布が終了したＬＥＤ基板１を使用して検査を行う代わりにガラスプレート６０に蛍光体塗布液４０を噴射・塗布し、これを白色光の色度や輝度の検査対象としてもよい。ガラスプレート６０を使用する場合には、ＬＥＤ素子５２を発光させ、白色光の色度や輝度を計測すればよい。
【００４８】
その後、蛍光体塗布液４０が塗布されたＬＥＤ基板１を焼結炉に移送し、蛍光体塗布液４０を焼成する（焼成工程）。
焼成工程では、処理温度（焼結温度）を、ＬＥＤ素子３が破損しない程度に設定する。この焼結温度は、１００〜３００℃、好ましくは１３０〜１７０℃とし、より好ましくは１４０〜１６０℃とし、もっとも好ましくは１５０℃前後とする。その結果、蛍光体塗布液４０が焼結して波長変換部６が製造（形成）される。
なお、蛍光体塗布液４０を焼結させた後にディスペンサを用いて波長変換部６上をシリコーン樹脂で封止してもよい。この場合、波長変換部６の経時的な劣化を抑制することができ、波長変換部６のＬＥＤ基板１やＬＥＤ素子３への接着性を向上させることができる。
【００４９】
次に、予備噴射・塗布工程及び噴射・塗布工程におけるノズル３２、３３の噴出口の位置のガラスプレート６０及びＬＥＤ基板１に対する相対位置と、噴射方向との設定について説明する。
図３、及び、図４は、蛍光体塗布液の噴出口の位置及び噴射方向について説明する図である。
【００５０】
図３に示すように、ノズル３２、３３は、水平の移動台２０上に載置された直方体形状のＬＥＤ基板１上に載置されたＬＥＤ素子３の中心位置Ｏを含む垂直面Ｐ内であって、中心位置Ｏから等距離且つ水平面からの高さが等しい位置Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ噴出口が置かれるように配置されている。蛍光体塗布液４０は、位置Ｓ１、Ｓ２から中心位置Ｏに向けて、同一の下向き角度及び１８０度反対の方位角度で表される方向に噴射される。位置Ｓ１、Ｓ２とＬＥＤ素子３の中心位置Ｏとの間の距離ｄは、蛍光体塗布液４０が適切な速度で到達可能な範囲に設定され、好ましくは、５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。
【００５１】
図４（ａ）は、ノズル位置とＬＥＤ素子との位置関係を側方から見た図である。ノズル３２、３３は、ＬＥＤ素子３に対してそれぞれ斜め上方に配置されている。蛍光体塗布液４０は、ノズル３２、３３の噴出口の位置からＬＥＤ素子３の中心位置Ｏ（本実施形態では、ＬＥＤ基板１の中心位置と同一に配置されている）に向けた噴射方向と水平面（即ち、ＬＥＤ素子３の上面）とのなす角度θが１５度以上７５度以下になるように設定され、より好ましくは、角度θが３０度以上６０度以下に設定され、更に好ましくは、角度θが４５度に設定される。このような角度θの設定により、ＬＥＤ素子３の上面及び側面の各法線方向に対してそれぞれ７５度以下の角度で蛍光体塗布液４０が噴射される。即ち、蛍光体塗布液４０の噴射方向は、ＬＥＤ素子３の上面及び側面がなす角を２等分する線（角度θが４５度の線）に対して３０度以下となるように設定されている。また、特に、角度θを４５度に設定することによって、ＬＥＤ基板１の上面及び側面の法線方向に対して等しく４５度の角度で蛍光体塗布液４０が噴射されることになり、従って、均一に蛍光体塗布液４０が塗布される。
【００５２】
図４（ｂ）は、ノズル位置とＬＥＤ素子の位置との関係を上側から見た平面図である。この平面図において、ノズル３２、３３は、ＬＥＤ素子３の中心位置Ｏに対して対称な位置に配置される。ノズル３２、３３の噴出口の位置Ｓ１、Ｓ２を結び、ＬＥＤ素子３の中心位置Ｏを通る直線がＬＥＤ素子３の上面を表す長方形の頂点を２等分する直線方向Ｚに対してなす角度φは、±３０度以下となるように設定される。即ち、ノズル３２から噴射された蛍光体塗布液４０は、塗布される２つの側面（図４（ｂ）のＬＥＤ素子３において左下側及び左上側の２辺で表される２側面）の各法線方向に対して何れも７５度以下の角度で噴射されることになる。同様に、ノズル３３から噴射された蛍光体塗布液４０は、塗布される２つの側面（図４（ｂ）のＬＥＤ素子３において右下側及び右上側の２辺で表される２側面）の法線方向に対して何れも７５度以下の角度で噴射されることになる。従って、各側面に確実に蛍光体塗布液４０が塗布することができる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態の発光装置の製造方法について説明する。
第２の実施形態は、主に下記の点で第１実施形態と異なっており、それ以外の点では、第１実施形態と同様となっているので、同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図５は、本発明に係る第２実施形態の製造方法を用いて発光装置を製造する製造装置の構成を説明する図である。
この第２実施形態の製造装置１０は、ノズル３２を一本のみ備えている。
【００５５】
実際に発光装置１００の波長変換部６を製造する場合には、予備噴射・塗布工程及び噴射・塗布工程において、２つのノズル３２、３３から同時に噴射を行わない代わりに、ノズル３２を用いて図３における噴出口の位置Ｓ１から蛍光体塗布液４０を噴射した後に移動台２０を１８０度回転させ、図３における噴出口の位置Ｓ２からノズル３２により蛍光体塗布液４０の噴射を行う。
【００５６】
なお、移動台２０を回転させる代わりに、ノズル３２をＬＥＤ基板１の中心位置Ｏに対して回転させることとしてもよいし、移動台２０とノズル３２とを何れも移動させることとしてもよい。
【００５７】
このような第２実施形態の発光装置の製造方法を用いることで、スプレー装置を構成する要素の数を増加させることなく容易にＬＥＤ基板に対して蛍光体を均一に塗布することが可能となる。
【００５８】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態の発光装置の製造方法について説明する。
第３の実施形態は、主に下記の点で第１の実施形態と異なっており、それ以外の点では、第１実施形態と同様となっているので、同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図６は、本発明の第３実施形態における製造方法を用いて発光装置を製造する製造装置を説明する図である。
この第３実施形態の製造装置７０は、スプレー装置３０に加えて第２のスプレー装置８０を有している。スプレー装置８０は、スプレー装置３０と同様の構成を有しており、ノズル８２、８３が連結管８４を介してタンク８６に接続されている。
【００６０】
スプレー装置３０のタンク３６には、上記で説明したセラミック前駆体液（４２）が貯留されている。他方、スプレー装置８０のタンク８６には、上記で説明した蛍光体，層状ケイ酸塩鉱物，無機微粒子を溶媒に分散させた溶液（以下、蛍光体液４４と記す）が貯留されている。第３実施形態では、第１の実施形態にかかる蛍光体塗布液４０を成分単位で２つに分け、波長変換部６を構成する成分をスプレー装置３０、８０からそれぞれ別々に噴射するようになっている。ノズル３２及びノズル８２は、ノズル３２及びノズル８２から噴射されてＬＥＤ基板１に塗布された蛍光体液４４とセラミック前駆体液４２との均一性（色むら）が誤差範囲内で同一となるように略同一の方位角度φ、下向き角度θ、及び、ＬＥＤ素子３の中心位置Ｏからの距離ｄを持つように配置される。また、ノズル３３及びノズル８３は、ノズル３３及びノズル８３から噴射されてＬＥＤ基板１に塗布された蛍光体液４４とセラミック前駆体液４２との均一性（色むら）が誤差範囲内で同一となるように略同一の方位角度φ、下向き角度θ、及び、ＬＥＤ素子３の中心位置Ｏからの距離ｄを持つように配置される。
なお、蛍光体液４４中の層状ケイ酸塩鉱物や無機微粒子は、セラミック前駆体液４２にも含有されていてもよい。
【００６１】
実際に波長変換部６を製造する場合には、噴射・塗布工程において、先ず、ノズル８２、８３を同時に使用してＬＥＤ基板１に蛍光体液４４を塗布する。塗布された蛍光体液４４を乾燥させて蛍光体層を形成した後に、ノズル３２、３３を同時に使用して蛍光体層の上部にセラミック前駆体液４２を塗布する。そして、セラミック前駆体液４２を乾燥させて波長変換部６を形成する。このように蛍光体層から溶媒を揮発させた後にセラミック前駆体液４２を噴射することで、波長変換部６の膜強度を向上させることができる。或いは、セラミック前駆体液４２を蛍光体液４４の噴射直後に噴射することとしてもよい。
また、ノズル８２、８３を一のＬＥＤ基板１に対して使用するタイミングで、ノズル３２、３３を他のＬＥＤ基板１に対して同時に使用可能とすることもできる。
【００６２】
噴射・塗布工程では、ノズル３２、３３とノズル８２、８３とを別個に温度調整し、セラミック前駆体液４２と蛍光体液４４とがそれぞれ最適な粘度となるように調整する。また、噴射・塗布工程では、セラミック前駆体液４２及び蛍光体液４４に対してそれぞれ専用のマスクを使用してもよい。このようにマスクを使い分けることで、蛍光体液４４中の高価な蛍光体を回収して再利用することができる。
【実施例】
【００６３】
以下では、実施例及び比較例を用いて本発明に係る発光装置の製造方法の実施形態をより具体的に説明する。
【００６４】
（１）サンプルの作製
（１．１）実施例１〜１６、比較例１、２
実施例１〜１６及び比較例１、２における白色ＬＥＤ（発光装置）の製造方法では、先ず、表面処理がなされていない親水性スメクタイト５ｇと、純水４０ｇとを混合して分散させ、この混合液に蛍光体４０ｇ、ポリシロキサン２０ｇ、及び、イソプロピルアルコール８０ｇを混合して蛍光体塗布液４０を調製した。蛍光体塗布液４０は、ＬＥＤ基板１上に配置された０．３ｍｍ×０．６ｍｍ×０．２３ｍｍの青色ＬＥＤ素子３にスプレー装置を用いて塗布され、続いて、１３０℃で２０分間焼成された。以上の手順により、波長変換部６の蛍光体膜を形成した。
【００６５】
実施例１〜１５、及び、比較例１、２における発光装置の製造方法では、ＬＥＤ素子３に蛍光体塗布液４０を２本のノズルによりスプレーした。このとき、実施例及び比較例ごとにノズルの位置を角度θが１０〜８０°、角度φが０、２５、３５°、距離ｄが４０〜３２０ｍｍの範囲でそれぞれ変更した。
【００６６】
実施例１６における発光装置の製造方法では、第２実施形態の製造装置を用いて、ＬＥＤ素子３に１本のノズルにより蛍光体塗布液４０をスプレーした。このとき、一方向から蛍光体塗布液４０をスプレーした後に、移動台２０及びＬＥＤ素子３を１８０度回転させて２方向からのスプレー塗布を行うこととした点を除いて、実施例４において設定されたパラメータ条件と同一の条件で発光装置１００が製造された。
【００６７】
（１．２）実施例１７、１８
一方、実施例１７、１８における白色ＬＥＤ（発光装置）の製造方法では、表面処理がなされていない親水性スメクタイト５ｇと純水４０ｇとを混合して分散させ、この混合液に蛍光体４０ｇ及びイソプロピルアルコール６０ｇを混合して蛍光体液４４を調製した。また、蛍光体液とは別途にポリシロキサン１０ｇとイソプロピルアルコール８０ｇとを混合してセラミック前駆体液４２を作製した。そして、先ず、スプレー装置を用いて０．３ｍｍ×０．６ｍｍ×０．２３ｍｍのＬＥＤ素子３に膜厚３５μｍとなるようにスプレー塗布された蛍光体液４４を１３０℃で２０分間乾燥させた。続いて、セラミック前駆体液４２をスプレー塗布して１３０℃で２０分間乾燥させて、波長変換部６の蛍光体膜を形成した。
【００６８】
実施例１７における発光装置の製造方法では、第３実施形態の製造装置を用い、蛍光体液４４及びセラミック前駆体液４２についてそれぞれ２本ずつのノズルを用意して、何れも実施例４と同様の配置によりＬＥＤ素子３に対して順番にスプレー塗布した。
【００６９】
実施例１８における発光装置の製造方法では、蛍光体液４４には２本のノズルを用意し、実施例４と同様の配置によりＬＥＤ素子３の塗布面へ順番にスプレー塗布を行う一方、セラミック前駆体液４２には１本のノズルのみを用意し、角度θが９０度となるように配置して、ＬＥＤ素子３の中心直上から真下へ向けてスプレー塗布を行った。
【００７０】
（２）サンプルの評価
製造された各発光装置における色むらを表す色度ばらつき指標は、次のようにして測定される。先ず、発光装置１００の青色ＬＥＤ素子３を発光させて、発光装置から５０ｃｍ離れた位置で二次元色彩輝度計５４（コニカミノルタセンシング社製ＣＡ２０００）により測定した色度をＣＩＥ−ｘｙＹ表色系を用いて表す。このＣＩＥ−ｘｙＹ表色系では、０≦ｘ、０≦ｙ、０≦ｘ＋ｙ≦１であり、白色は、（ｘ、ｙ）＝（０．３３、０．３３）で表される。そして、チップ中心から半径１０ｃｍの円内の各点で取得された色度データ（ｘ、ｙ）のうち、色度ｘの最大値から最小値を減算した色度幅Δｘにより以下の通り、色度ばらつきを分類する。
◎◎：Δｘ≦０．０１（非常に優れた発光特性を有する）
◎：０．０１＜Δｘ≦０．０２（優れた発光特性を有する）
○：０．０２＜Δｘ≦０．０５（良好な発光特性を有する）
△：０．０５＜Δｘ≦０．０７（実用上許容できる発光特性を有する）
×：０．０７＜Δｘ（実用上許容できない発光特性）
【００７１】
各実施例及び比較例の製造方法におけるスプレー装置の構成及び配置、及び、製造された発光装置を発光させた際の色むらに関する評価を表１に示す。
【００７２】
【表１】
0005510312.tif 000002
【００７３】
（３）まとめ
表１に示すように、先ず、比較例１、２及び実施例１〜７において、発光装置の中心位置Ｏと噴出口の位置Ｓ１、Ｓ２との距離ｄを１００ｍｍに固定し、また、噴射方向の方位角度φを０度に固定して、下向き角度θを１０度から８０度まで変化させた。そして、それぞれの角度θごとに色度ばらつきを測定したところ、角度θが１５度以上７５度以下の範囲では、実用上許容範囲内の色度ばらつきが得られた。この色度ばらつきは、角度θが４５度に近づくにつれて改善され、角度θが３０度以上６０度以下（３５度、４５度、５５度）の場合には、色度ばらつきの小さい非常に優れた発光特性が示された。
【００７４】
次に、実施例８、９では、発光装置の中心位置Ｏと噴出口の位置Ｓ１、Ｓ２との距離ｄを１００ｍｍに固定し、また、噴射方向の角度θを４５度に固定して、方位角度φを２５度及び３５度に変化させた。そして、色度ばらつきを測定したところ、角度φが０度の場合（実施例４）では非常に優れた発光特性が得られたのに対し、角度φを２５度とした場合（実施例８）では、優れた発光特性が示されているものの実施例４よりも発光特性が劣化した。また、角度φを３５度とした場合（実施例９）では、実用上許容範囲内ながら、更に発光特性が劣化するという結果が得られた。
【００７５】
実施例１０〜１５では、噴射方向の角度θを４５度、角度φを０度にそれぞれ固定し、発光装置の中心位置Ｏと噴出口の位置Ｓ１、Ｓ２との間の距離ｄを４０ｍｍから３２０ｍｍまで変化させた。そして、色度ばらつきを測定したところ、実施例４における距離ｄが１００ｍｍの場合と比較して、距離ｄが短くなる場合と、距離ｄが長くなる場合との何れの場合であっても徐々に発光特性が劣化していくことが示された。
【００７６】
実施例１６では、実施例４と同様に噴射方向の角度θを４５度、角度φを０度、発光装置の中心位置Ｏと噴出口の位置Ｓ１との間の距離ｄを１００ｍｍに設定した。そして、一本のノズルに対して移動台２０及びＬＥＤ素子３を１８０度回転させて蛍光体塗布液４０をＬＥＤ素子３に順次塗布した。この場合には、実施例４と同様に非常に優れた発光特性が得られることが示された。
【００７７】
実施例１７では、蛍光体液４４とセラミック前駆体液４２とを別々に用意し、２本ずつのノズルを用いて各噴射方向を実施例４と同様に角度θを４５度、角度φを０度、発光装置の中心位置Ｏと噴出口の位置との間の距離ｄを１００ｍｍに設定した。そして、蛍光体液４４とセラミック前駆体液４２とを順番にＬＥＤ素子３にスプレー塗布して積層した。この場合にも、実施例４において１液の蛍光体塗布液４０を用いた場合と同様に、非常に優れた発光特性を得られることが示された。
【００７８】
実施例１８では、蛍光体液４４とセラミック前駆体液４２とを別々に用意し、先ず、２本のノズルからの噴射角度を実施例４と同様に角度θを４５度、角度φを０度、ＬＥＤ素子３の中心位置Ｏと噴出口の位置との間の距離ｄを１００ｍｍに設定して蛍光体液４４をＬＥＤ素子３にスプレー塗布した。次いで、ＬＥＤ素子３の中心位置Ｏの直上に１本のノズルを距離ｄが１００ｍｍ、角度θが９０度となるように配置し、セラミック前駆体液４２を噴射して透光性セラミック層を形成した。この場合も、実施例４において一液の蛍光体塗布液４０を用いた場合と同様に、非常に優れた発光特性を得られることが示された。
【００７９】
以上のように、本実施形態の発光装置の製造方法によれば、水平面上に載置されたＬＥＤ素子３に対して蛍光体を含有する蛍光体塗布液４０を噴射することでＬＥＤ素子３に波長変換部６の形成材料を塗布する噴射・塗布工程において、ＬＥＤ素子３の中心位置Ｏを含む所定の垂直面Ｐ内に２箇所の噴出口の位置Ｓ１、Ｓ２を設定し、これらの位置Ｓ１、Ｓ２からそれぞれ中心位置Ｏへ向けた噴射方向と水平面とのなす角度θを１５度以上７５度以下に設定するので、蛍光体塗布液４０の噴射方向がＬＥＤ基板１の上面及び側面がなす角を２等分する線（角度θが４５度の線）に対して３０度以下となるように設定することで、ＬＥＤ素子３の上面及び側面の何れに対しても蛍光体塗布液４０をむらなく塗布することができる。
【００８０】
また、１本のノズル３２により、所定の垂直面Ｐ内に設定された噴出口の位置Ｓ１から中心位置Ｏへ向けて蛍光体塗布液４０を噴射した後に、移動台２０及び／またはノズル３２を移動させて、噴出口の位置Ｓ２から中心位置Ｏへ向けて再び蛍光体塗布液４０を噴射することによって蛍光体塗布液４０を塗布し、噴出口の位置Ｓ１から中心位置Ｏへの噴射方向と水平面とのなす角度θ、及び、噴出口の位置Ｓ２から中心位置Ｏへの噴射方向と水平面とのなす角度θを何れも１５度以上７５度以下とすることによって、従来の１ノズルによる構成の製造装置を大きく変更せずに蛍光体塗布液４０をＬＥＤ素子３の上面及び側面に対してむらなく塗布することが出来る。
【００８１】
また、特に、噴射方向が水平面に対してなす角度が、３０度以上６０度以下になるように設定することで、ＬＥＤ素子３の上面及び側面に波長変換部６がむらなく形成され、発光装置１００は、非常に優れた発光特性を得ることができる。
【００８２】
また、蛍光体塗布液が塗布されるＬＥＤ素子３の上面及び側面の法線方向と、これら上面及び側面への蛍光体塗布液４０の噴射方向とのなす角度を何れも７５度以下に設定することで、ＬＥＤ素子３の側面同士においてもむらなく蛍光体塗布液４０を塗布することが出来る。従って、色むらを更に低減することができる。
【００８３】
また、特に、直方体形状のＬＥＤ素子３を用いた場合に、蛍光体塗布液４０の噴射方向の水平成分と、ＬＥＤ素子３の上面における一の頂点を二等分する４５度の線の方向との角度差を３０度以内に設定することで、ＬＥＤ素子３の側面同士においてもむらなく蛍光体塗布液４０を塗布することが出来る。従って、色むらを更に低減することができる。
【００８４】
また、中心位置Ｏと噴出口の位置Ｓ１、Ｓ２との間の距離を５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下に設定することで、ノズル３２、３３から噴射された蛍光体塗布液４０が重力の影響を必要以上に受けずに適切な噴射強度及び噴射範囲内でＬＥＤ素子３に塗布することが出来るので、ＬＥＤ素子３に形成される波長変換部６の強度に悪影響を与えたり、特に、側面への蛍光体塗布液４０の均一な塗布に悪影響を与えたりするのを防ぐことが出来る。
【００８５】
また、２箇所の噴射位置にそれぞれ噴出口を設けることで、１のＬＥＤ素子３に対して反対側から同時に蛍光体塗布液４０が噴射可能となるので、噴射・塗布工程の時間短縮を図ることが出来ると共に、２箇所の噴射位置を相対的に固定して蛍光体塗布液４０の塗布を行うことが出来るので、色むらを更に低減することができる。
【００８６】
また、蛍光体塗布液４０に透光性セラミック前駆体を含有されて一液塗布を行うことで、容易に均等に蛍光体が分散された透光性セラミック層を形成することが出来る。
【００８７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、青色ＬＥＤ３と黄色光の蛍光を発するＹＡＧ蛍光体とを用いて白色光を出射したが、この組み合わせに限られない。例えば、紫外光を発光するＬＥＤと、ＲＧＢの３色の蛍光を発する各種の蛍光体を混合したものとを用いて白色光を出射させることとしてもよい。
【００８８】
また、上記実施の形態では、ＬＥＤ素子３の上面における１の頂点の２等分線に対して対向する２箇所から蛍光体塗布液４０のスプレー塗布を行ったが、例えば、隣接する２の頂点のそれぞれの２等分線に対して４箇所から蛍光体塗布液４０のスプレー塗布を行わせることも可能である。
【００８９】
また、上記実施の形態では、ＬＥＤ基板１の配置された水平面に対して斜め上方から蛍光体塗布液４０を噴射することで波長変換部６を形成したが、例えば、ＬＥＤ基板１を上下反対にして底面を保持し、水平面に対して斜め下方から蛍光体塗布液４０を吹き上げるように噴射することで波長変換部６を形成することも可能である。
【００９０】
また、上記実施の形態では、ＬＥＤ基板１の上面における１の頂点の２等分線を基準として噴射位置及び噴射方向の設定を行ったが、実際の製造装置１０では、上述した角度範囲内に収まる限りにおいて、例えば、ＬＥＤ基板１の上面の対角線方向を基準として噴射方向の設定を行ってもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態では、２箇所の噴出口の位置Ｓ１、Ｓ２から中心位置Ｏへの距離ｄ及び下向き角度θを同一とし、また、方位角度φの差が１８０度となるように配置したが、ノズル３２、３３の配置及び噴射速度を個別に制御することで、ノズル３２、３３それぞれの状態やＬＥＤ素子３の形状等に合わせて異なる距離ｄ、下向き角度θ、及び、方位角度φに設定可能としてもよい。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、形状、配置、成分、数値などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１     ＬＥＤ基板
２     メタル部
３、５２      ＬＥＤ素子
４     突起電極
６     波長変換部
１０、７０    製造装置
２０   移動台
３０、８０    スプレー装置
３２、３３、８２、８３      ノズル
３４、８４    連結管
３６   タンク
４０   蛍光体塗布液
４２   セラミック前駆体液
４４   蛍光体液
５０   検査装置
５４   色彩輝度計
６０   ガラスプレート
８６   タンク
１００ 発光装置
【図１】
0005510312.tif 000003
【図２】
0005510312.tif 000004
【図３】
0005510312.tif 000005
【図４】
0005510312.tif 000006
【図５】
0005510312.tif 000007
【図６】
0005510312.tif 000008