(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体粒子を含む蛍光樹脂を貯留する塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂を発光源に塗布して発光素子を製造する発光素子の製造方法であって、
前記塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂に含まれる前記蛍光体粒子の濃度である第１濃度を測定し、
前記発光素子の色度が一定になる前記蛍光体粒子の濃度と前記蛍光樹脂の塗布量との関係を表す参照データを用い、この参照データと測定された前記第１濃度とに基づいて決定した塗布量の前記蛍光樹脂を前記発光源に塗布する、
発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１濃度を測定するに際し、
前記塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂の断層画像を光干渉断層計を用いて取得し、
前記断層画像に基づいて前記第１濃度を算出する、
請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１濃度を測定するに際し、
前記塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂を透明部材に塗布し、
前記透明部材に塗布された前記蛍光樹脂に対して前記蛍光体粒子を励起させる波長の測定光を照射し、
前記透明部材に塗布された前記蛍光樹脂を透過した前記測定光の光強度を測定し、
測定した前記測定光の光強度に基づいて前記第１濃度を算出する、
請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１濃度は、予め設定された時間間隔で測定される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
蛍光体粒子を含む蛍光樹脂を貯留する塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂を発光源に塗布して発光素子を製造する発光素子の製造装置であって、
前記塗布装置から吐出される前記蛍光樹脂の塗布量を制御する制御装置と、
前記塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂に含まれる前記蛍光体粒子の濃度である第１濃度を測定する蛍光体粒子測定装置と、
前記発光素子の色度が一定になる前記蛍光体粒子の濃度と前記蛍光樹脂の塗布量との関係を表す参照データを予め記憶する記憶部と、
前記第１濃度と、前記参照データとに基づいて前記発光源への前記蛍光樹脂の塗布量を決定し、当該塗布量を前記制御装置に指令する補正装置と、
を備える発光素子の製造装置。
【請求項６】
前記蛍光体粒子測定装置は、
前記塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂の断層画像を取得する光干渉断層計と、
前記断層画像に基づいて前記第１濃度を算出する第１濃度算出装置と、
を備える請求項５に記載の発光素子の製造装置。
【請求項７】
前記蛍光体粒子測定装置は、
前記塗布装置から吐出されて透明部材に塗布された前記蛍光樹脂に対して前記蛍光体粒子を励起させる波長の測定光を照射する測定光源と、
前記透明部材に塗布された前記蛍光樹脂を透過した前記測定光の光強度を測定する測定器と、
測定した前記測定光の光強度に基づいて、前記第１濃度を算出する第２濃度算出装置と、
を備える請求項５に記載の発光素子の製造装置。
【請求項８】
前記蛍光体粒子測定装置は、前記第１濃度を予め設定された時間間隔で測定する、
請求項５〜７のいずれか１項に記載の発光素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）チップなどの発光源を有する発光素子の製造方法及び発光素子の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光源であるＬＥＤチップと、ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる色の光を放射する波長変換材料としての蛍光体粒子（蛍光顔料、蛍光染料など）とを組み合わせた発光素子の研究開発が各所で行われている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
この種の発光素子としては、例えば、青色光あるいは紫外光を放射するＬＥＤチップと青色光等を波長変換して黄色光を放射する蛍光体粒子とを組み合わせて白色光を得る白色発光素子（一般的に白色ＬＥＤと呼ばれている）の商品化がなされている。【０００４】
特許文献１には、この種の発光素子の一例として、図９に示すように、ＬＥＤチップ１００と、ＬＥＤチップ１００が実装された実装基板１０１と、実装基板１０１における実装面側でＬＥＤチップ１００を封止する半球状の透光性封止部１０２と、透光性封止部１０２を覆うようにして実装基板１０１に固着して形成されたドーム状封止部材１０３と、透光性封止部１０２とドーム状封止部材１０３との間に形成された空気層１０４とを備える。透光性封止部１０２に含有される蛍光体粒子と、この発光素子は、ＬＥＤチップ１００として紫外光を放射するＧａＮ系の紫外ＬＥＤチップを用い、蛍光体粒子として赤色蛍光体粒子と緑色蛍光体粒子と青色蛍光体粒子とを用いて白色光を得るものである。【０００５】
図９の発光素子を応用して、ＬＥＤチップ１００として青色光を放射する青色ＬＥＤチップを用い、蛍光体粒子として黄色蛍光体粒子を用いて白色光を得るものも考えられる。【０００６】
ところで、上述の発光素子は、ＬＥＤチップ１００の上に、蛍光体粒子を含有する樹脂を塗布し、この蛍光樹脂により透光性封止部１０２を形成することで製造される。【０００７】
発光素子を製造するに際して、発光素子の発する光の色度（以下、単に発光素子の色度とする）が一定にならず、製造した発光素子の色度にばらつきが生じる場合がある。そこで、製造した発光素子の色度ばらつきの発生を防止するものとして、図１０の従来の製造装置１０５が、特許文献２に記載されている。【０００８】
従来の製造装置１０５は、蛍光体粒子を含有する樹脂（蛍光樹脂）を貯留するためのシリンジ１０６と、シリンジ１０６から吐出された蛍光樹脂をＬＥＤチップ１００に塗布するためのエアーディスペンサ１０７と、エアーディスペンサ１０７から吐出される蛍光樹脂の重量を測定する重量測定部１０８と、重量測定部１０８で測定した値に基づいて一定の重量の蛍光樹脂をエアーディスペンサ１０７に吐出させる制御部１０９とを備えるものである。【０００９】
この従来の製造装置１０５では、一定の色度の発光素子を製造する目的で、エアーディスペンサ１０７に一定の重量の蛍光樹脂を吐出させる手法が用いられている。なお、色度とは、ＣＩＥ（国際照明委員会）による色度図の色度座標を表す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３５９５１号公報
【特許文献２】特表２００４−５１６９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、エアーディスペンサ１０７から一定の重量の蛍光樹脂を吐出して発光素子を製造した場合であっても、製造された発光素子の色度が一定の値とならない場合があった。すなわち、従来の製造装置では、製造した発光素子の色度にばらつきが生じるという課題があった。【００１２】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、製造する発光素子の個体間に色度のばらつきが生じるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る発光素子の製造方法は、蛍光体粒子を含む蛍光樹脂を貯留する塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂を発光源に塗布して発光素子を製造する発光素子の製造方法であって、前記塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂に含まれる前記蛍光体粒子の濃度である第１濃度を測定し、前記発光素子の色度が一定になる前記蛍光体粒子の濃度と前記蛍光樹脂の塗布量との関係を表す参照データを用い、この参照データと測定された前記第１濃度とに基づいて決定した塗布量の前記蛍光樹脂を前記発光源に塗布することを特徴とする。【００１４】
また、本発明の発光素子の製造方法は、蛍光体粒子を含む樹脂である蛍光樹脂を貯留する塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂を発光源に塗布して発光素子を製造する発光素子の製造装置であって、前記塗布装置から吐出される前記蛍光樹脂の塗布量を制御する制御装置と、前記塗布装置から吐出された前記蛍光樹脂に含まれる前記蛍光体粒子の濃度である第１濃度を測定する蛍光体粒子測定装置と、前記発光素子の色度が一定になる前記蛍光体粒子の濃度と前記蛍光樹脂の塗布量との関係を表す参照データを予め記憶する記憶部と、前記第１濃度と、前記参照データとに基づいて前記発光源への前記蛍光樹脂の塗布量を決定し、当該塗布量を前記制御装置に指令する補正装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、製造する発光素子の個体間に色度のばらつきが生じるのを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施の形態に係る発光素子の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る発光素子の製造装置で製造する発光素子の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る塗布装置の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、蛍光樹脂の厚みと蛍光体粒子の濃度と発光素子の色度との関係を表したグラフを示す図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る蛍光体粒子測定装置の構成を示す模式図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る発光素子の製造装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態に係る蛍光体粒子測定装置の別の構成を示す模式図である。
【図８】図８は、蛍光樹脂への入射光とその透過光の分光スペクトルの一例を表したグラフを示す図である。
【図９】図９は、従来の発光素子の構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、従来の発光素子の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態に係る塗布装置と補正装置とを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明に係る発光素子の製造方法、及び、発光素子の製造装置の一例を示したものに過ぎない。従って本発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態）
はじめに、図１に示す実施の形態に係る発光素子の製造装置１（以下、単に製造装置１とする）の装置構成の概要について説明する。
【００１９】
製造装置１は、参照データを記憶する記憶部３と、含有する蛍光体粒子の濃度が既知の樹脂である蛍光樹脂を貯留する容器４と、容器４から所定量の蛍光樹脂を吐出させて発光素子２に塗布する塗布装置５と、容器４から吐出される蛍光樹脂に含まれる蛍光体粒子の濃度を所定の時間間隔で測定する蛍光体粒子測定装置６と、を備える。ここでの参照データとは、蛍光樹脂に含まれる蛍光体粒子の濃度、塗布する蛍光樹脂の量、及び発光素子２の色度の関係を表すデータである。更に、製造装置１は、測定した蛍光体粒子の濃度と記憶部３に記憶されている参照データとに基づいて、発光素子２が所望の色度となるように塗布装置５により塗布する蛍光樹脂の量を指示する補正装置７を備える。
【００２０】
上述の構成により、製造装置１は、容器４から吐出される蛍光樹脂に含まれる蛍光体粒子の濃度が、時間経過と共に変化しても、含まれる蛍光体粒子の濃度に合わせた量の蛍光樹脂を発光素子２に塗布することができるものである。従って、製造された発光素子２の個体間の色度のばらつきの発生を抑えて発光素子２を安定して製造することができる。
【００２１】
以上が、製造装置１の概要である。ここで、製造装置１の詳細について説明する前に、製造装置１で製造する発光素子２について説明を行う。
【００２２】
図２に発光素子２の模式図を示す。発光素子２は、蛍光体粒子８を含む蛍光樹脂９と、蛍光樹脂９に封止された発光源であるＬＥＤチップ１０とを有するものである。更に、発光素子２は、凹部を有してこの凹部の底部に向かって縮径するパッケージ１１を有している。パッケージ１１の凹部の底部にはＬＥＤチップ１０が載置されている。また、パッケージ１１の凹部には蛍光樹脂９が充満されている。この蛍光樹脂９によりＬＥＤチップ１０がパッケージ１１に封止されている。さらにパッケージ１１は回路パターンの形成された基板１２上に固着されている。ＬＥＤチップ１０は、パッケージ１１を介して基板１２の回路パターンと接続されている。
【００２３】
なお、発光源としては、ＬＥＤチップ１０の他、プラズマ発光源などでもよい。
【００２４】
本実施の形態において、ＬＥＤチップ１０として青色光を放射する青色ＬＥＤチップを用いる。また、蛍光体粒子８としては、青色光を受光すると黄色光の光を放射する黄色蛍光体粒子を用いる。このＬＥＤチップ１０と蛍光体粒子８とにより、発光素子２は、白色光を照射する白色ＬＥＤとなる。なお、白色ＬＥＤの別の構成として、紫外光を放射する紫外ＬＥＤチップと、紫外光を受光すると赤、緑、青の光をそれぞれ放射する３種類の蛍光体粒子８とを用いて発光素子２としてもよい。
【００２５】
また、基板１２には、放熱性と剛性を有するアルミニウム、ニッケル、ガラスエポキシ等の平板を用いる。パッケージ１１は、ポリブチレンテレフタレート、ポリフタルアミド、ポリカーボネート等の樹脂で形成する。蛍光樹脂９の基材である樹脂は、少なくとも可視光において透光性樹脂であり、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で形成される。すなわち、蛍光樹脂９は、これらの樹脂に蛍光体粒子８を含有して構成される。
【００２６】
次に、この発光素子２の製造方法について説明する。
【００２７】
まず、基板１２上にパッケージ１１を固着する。次に、基板１２の回路パターンと電気的に接続されるように、半田や導電ペーストを用いて、パッケージ１１の凹部にＬＥＤチップ１０を載置する。続いて、ＬＥＤチップ１０を覆うようにパッケージ１１の凹部に蛍光樹脂９を塗布する。最後に、熱を加えて蛍光樹脂９を硬化させ、ＬＥＤチップ１０を蛍光樹脂９により封止する。これらにより、発光素子２を製造する。
【００２８】
以上が、図１の製造装置１で製造する発光素子２の説明である。ここから、本実施の形態に係る製造装置１に備わる塗布装置５について説明する。
【００２９】
図１の塗布装置５は、図２のＬＥＤチップ１０に蛍光樹脂９を塗布するための装置である。ここでは、塗布装置５として、図３に示すエアーディスペンサ１３を用いる。
【００３０】
ここで、エアーディスペンサ１３の構成について説明する。
【００３１】
エアーディスペンサ１３は、蛍光体粒子８を含む蛍光樹脂９を貯留するための容器４と、容器４内に供給するエアを制御することで容器４から吐出する蛍光樹脂９の量を調節する制御器１５とを備える。この容器４は蛍光樹脂９を吐出する吐出口４ａを有する。この吐出口４ａの鉛直下方に、ＬＥＤチップ１０を備える発光素子２が配置される。
【００３２】
制御器１５は、精密レギュレーターや精密デジタルタイマ等を備え、圧力と加圧時間が制御されたエアを、エアチューブ１６を通じて容器４内に供給する。これにより、エアーディスペンサ１３は、任意の量の蛍光樹脂９を吐出することができる。また、制御器１５は、後述する図１１の制御装置５ａにより図３の蛍光樹脂９を吐出する際の圧力と加圧時間とが制御される。
【００３３】
なお、エアーディスペンサ１３のかわりに、ジェットディスペンサやスクリューディスペンサを塗布装置５として用いてもよい。塗布装置５としては、容器４から吐出する蛍光樹脂９の量を制御できる装置であればよい。
【００３４】
ここで、蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度、塗布する蛍光樹脂９の量、発光素子２の色度との関係について説明する。
【００３５】
発明者らは、試作やシミュレーション等を繰り返した結果、発光素子２の色度は、塗布される蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度（以下、単に蛍光体粒子８の濃度とする）に依存することを発見した。
【００３６】
また、更なる鋭意検討を重ねた結果、発光素子２の色度は、塗布した蛍光樹脂９の厚み（図２のパッケージ１１の凹部の底部から蛍光樹脂９の表面９ａ（図２参照）までの高さ、以下、単に蛍光樹脂９の厚みとする）に依存することを、発明者らは発見した。なお、蛍光樹脂９の厚みは、パッケージ１１の形状やＬＥＤチップ１０の配置等の発光素子２の設計情報と、塗布する蛍光樹脂９の量とによって決定される値である。発光素子２の設計情報が一定であれば、塗布する蛍光樹脂９の量を一定にすることで、蛍光樹脂９の厚みを一定にすることができる。
【００３７】
これらの発見から、蛍光体粒子８の濃度、塗布する蛍光樹脂９の量、及び発光素子２の色度との関係として、蛍光体粒子８の濃度及び蛍光樹脂９の厚み（塗布する蛍光樹脂９の量）が一定であれば、製造した発光素子２の色度も一定となるということを、発明者らは予測した。
【００３８】
しかしながら、発明者らは、更に実験を重ねた結果、塗布装置５から吐出される蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度は、時間の経過と共に変動すること（濃度変動現象）を発見した。換言すると、発明者らは、蛍光樹脂９の厚み（塗布する蛍光樹脂９の量）を一定にしても、蛍光体粒子８の濃度が変化するため、製造した発光素子２の色度には個体間でばらつきが生じることを見出した。この濃度変動現象は、蛍光樹脂９を新たに塗布装置５に投入せずとも生じる現象である。換言すると、蛍光樹脂９を塗布装置５に投入してから新たに蛍光樹脂９を投入するまでの間に発生する現象である。
【００３９】
ここで、濃度変動現象が生じる理由について図３を用いて説明する。蛍光体粒子８の比重は蛍光樹脂９を構成する樹脂の比重よりも重い。本実施の形態において、蛍光体粒子８の比重は４．５、蛍光樹脂９を構成する樹脂の比重は１．０である。このような比重の違いが原因となり、容器４内にて、時間が経過するにつれて蛍光体粒子８が蛍光樹脂９内で沈降する。このため、時間経過につれて、沈降により、容器４から吐出される蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度が初期状態に比べて上昇する。初期状態とは、容器４から蛍光樹脂９の吐出を開始した時刻（容器４内に蛍光樹脂９を投入して発光素子２の製造を開始した時刻）における蛍光体粒子８の濃度を表す。
【００４０】
前述の通り、蛍光体粒子８の濃度が変化すると、発光素子２の色度も変化する。つまり、ある時刻ｔ１に製造された発光素子２の色度と、時刻ｔ１から一定時間の経過した時刻ｔ２に製造された発光素子２の色度は異なる場合がある。発光素子２が白色ＬＥＤの場合、常に一定量の蛍光樹脂９を塗布して発光素子２を製造すると、製造した時間により、発光素子２の色度が変化し、黄ばみや、青ばみが生じる可能性がある。黄ばみ等の発生した発光素子２は、不良として扱われるため、製造に際して、黄ばみ等の発生、すなわち、発光素子２の個体間の色度のばらつきを低減させる必要がある。
【００４１】
そこで、発明者らは、製造する発光素子２の色度が一定となるように、蛍光体粒子８の時間経過による濃度変化にあわせて、塗布する（容器４から吐出する）蛍光樹脂９の量を補正する手法を採用した。発光素子２の色度ばらつきに影響を与える要因の一方である蛍光体粒子８の濃度は、発光素子２の製造中に時間経過による変化分を調整することが困難であるので、発光素子２の色度ばらつきに影響を与える要因の他方である蛍光樹脂９の厚みを補正する。つまり、蛍光樹脂９の厚みは、塗布する蛍光樹脂９の量に依存するため、発光素子２の色度を一定にするために、塗布する蛍光樹脂９の量を補正する。
【００４２】
続いて、製造する発光素子２の色度が一定となるように、蛍光体粒子８の時間経過による濃度変化にあわせて、塗布する蛍光樹脂９の量を補正する手法の詳細について説明する。
【００４３】
まず、蛍光体粒子８の濃度変化が生じた際に、塗布する蛍光樹脂９の量をどのように補正すればよいかを知るために、参照テーブルを用意する。参照テーブルとは、蛍光体粒子８の濃度と、塗布する蛍光樹脂９の量と、発光素子２の色度との関係を予め測定し、データテーブルとしてまとめた参照データである。換言すれば、発光素子２の色度が一定になるような蛍光体粒子８の濃度と蛍光樹脂９の塗布量との関係を、参照テーブルとして予め記憶部３に記憶させておく。
【００４４】
ここで、参照テーブルについて具体例を挙げて説明する。参照テーブルの一例を表１に示す。なお、白色ＬＥＤでは青色光と黄色光の混色により白色光を表現する。白色ＬＥＤの色度の値は、色度図上で青と黄を結ぶ線分上の値となり、色度（Ｘ、Ｙ）は色度図の座標の一方を決定すれば他方も決定される。そのため、ここでは色度のＸ座標のみを扱う。また、表１では、濃度の単位として質量百分率を用い、塗布する蛍光樹脂９の量の代わりに、蛍光樹脂９の厚みを表示している。
【００４５】
【表１】
0005391336.tif 000002
【００４６】
表１は、蛍光樹脂９の厚み（表１中は樹脂の厚みと表記）と蛍光体粒子８の濃度と発光素子２の色度との関係である参照データを示したものである。表１において、蛍光樹脂９の厚みが０．５ｍｍの場合、蛍光体粒子８の濃度が４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％であるとき、発光素子２の色度はそれぞれ０．２７５、０．２８５、０．２９５である。また、蛍光樹脂９の厚みが０．６ｍｍの場合、蛍光体粒子８の濃度が４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％であるとき、発光素子２の色度はそれぞれ０．２８５、０．２９５、０．３０５である。また、蛍光樹脂９の厚みが０．７ｍｍの場合、蛍光体粒子８の濃度が４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％であるとき、発光素子２の色度はそれぞれ０．２９５、０．３０５、０．３１５である。
【００４７】
次に、塗布する蛍光樹脂９の量を、表１を用いて補正する手法について説明する。例えば、図３のエアーディスペンサ１３から塗布を開始した直後の時刻ｔ１において、第１光源であるＬＥＤチップ１０に塗布した蛍光樹脂９の厚みが０．６ｍｍ、蛍光体粒子８の濃度が５ｗｔ％であるとする。この時刻ｔ１において製造した発光素子２の色度は、表１から０．２９５である。一方、時刻ｔ１から１時間後の時刻ｔ２において、沈降の影響を受けて、図３のエアーディスペンサ１３からは蛍光体粒子８の濃度が６ｗｔ％となる場合を考える。この時刻ｔ２において時刻ｔ１と同様に、第３光源であるＬＥＤチップ１０に塗布した蛍光樹脂９の厚みを０．６ｍｍとすれば、その発光素子２の色度は０．３０５となる。つまり、１時間前に製造した発光素子２との間で色度にばらつきが生じる。そこで、時刻ｔ２以降において、蛍光樹脂９の厚みが０．５ｍｍになるように、エアーディスペンサ１３から第２光源であるＬＥＤチップ１０に塗布する蛍光樹脂９の量を調節する。すると、表１より発光素子２の色度が０．２９５となり、１時間前に製造した発光素子２と同じ色度となる。
【００４８】
つまり、発光素子２がある特定の色度Ｘ１となるための条件として、第１濃度の蛍光体粒子８を含む第１量（第１塗布量）の蛍光樹脂９を第１光源に塗布する場合があるとする。また、これと同じ色度Ｘ１となる別の条件として、第２濃度の蛍光体粒子８を含む第２量（第２塗布量）の蛍光樹脂９を第２光源に塗布する場合があるとする。更に、ある時刻ｔ１において、エアーディスペンサ１３から第１濃度の蛍光体粒子８を含む第１量の蛍光樹脂９を第１光源に塗布したとする。そして、ある時刻ｔ２においてエアーディスペンサ１３により第３光源に塗布される蛍光樹脂９の蛍光体粒子８の濃度が第２濃度に変化したとする。この場合、時刻ｔ２以降において、第２光源に塗布する蛍光樹脂９の量を第１量ではなく、第２量とする。これにより、時刻ｔ１に製造した発光素子２の色度と、時刻ｔ２以降に製造した発光素子２の色度とを第１色度に一致させることが可能である。なお、第１濃度と第２濃度とは異なる濃度であり、第１量と第２量とは異なる量である。
【００４９】
ここでは、説明のために代表的な値を離散的なデータとして表１に示した。一方、発明者らは、特定の色度となる蛍光体粒子８の濃度と蛍光樹脂９の厚み（塗布する蛍光樹脂９の量）との間には線形関係（１次関数の関係）があることを見出している。この線形関係の具体例について図４に示したグラフを用いて説明する。
【００５０】
図４は、縦軸に蛍光樹脂９の厚み（ｍｍ）を示し（図４中は樹脂の厚みと表記）、横軸に蛍光体粒子８の濃度（ｗｔ％）を示す。また、図４中の直線Ａは発光素子２の色度ＸＡ＝０．３１５となる蛍光樹脂９の厚みと蛍光体粒子８の濃度との関係を表し、直線Ｂは発光素子２の色度ＸＢ＝０．３０５となる蛍光樹脂９の厚みと蛍光体粒子８の濃度との関係を表す。そして、直線Ｃは発光素子２の色度ＸＣ＝０．２９５となる蛍光樹脂９の厚みと蛍光体粒子８の濃度との関係を表し、直線Ｄは発光素子２の色度ＸＤ＝０．２８５となる蛍光樹脂９の厚みと蛍光体粒子８の濃度との関係を表し、直線Ｅは発光素子２の色度ＸＥ＝０．２７５となる蛍光樹脂９の厚みと蛍光体粒子８の濃度との関係を表している。
【００５１】
この図４に示したような線形関係に基づけば、蛍光体粒子８の濃度が変化しても発光素子２の色度が変化しないように、塗布する蛍光樹脂９の量を補正することが可能である。なお、蛍光樹脂９の厚みは、塗布する蛍光樹脂９の量により決定される値である。つまり参照データとして、蛍光体粒子８の濃度、塗布する蛍光樹脂９の量、及び発光素子２の色度の関係を、図４に示すような関数に関連付けて記憶部３に記憶しておく。すると、製造する発光素子２の色度が一定となるように、蛍光体粒子８の濃度に応じた蛍光樹脂の塗布量を参照データから選択し、塗布する蛍光樹脂９の量を高精度に補正することが可能である。
【００５２】
以上が、参照データを用いて塗布する蛍光樹脂９の量を補正する手法についての説明である。なお、一定の色度の発光素子２を製造するために、図１の製造装置１において、塗布装置５は、補正装置７からの指令により、塗布する蛍光樹脂９の量を決定する。すなわち、補正装置７が、塗布装置５から吐出される蛍光樹脂９の量を、蛍光体粒子８の濃度にあわせて補正する。また、参照データは、記憶部３に記憶されており、補正装置７は記憶部３に記憶されている参照データに基づいて、塗布される蛍光樹脂９の量を補正する。
【００５３】
なお、塗布される蛍光樹脂９の最大量は、図２のパッケージ１１から蛍光樹脂９が溢れないような量である。パッケージ１１の外に蛍光樹脂９が付着すると、製品の外観が損なわれるからである。また、塗布される蛍光樹脂９の最小量は、蛍光樹脂９の厚みが、ＬＥＤチップ１０の高さ（パッケージ１１からの鉛直方向の距離）の２倍となるような量である。これは、ＬＥＤチップ１０を封止するためである。
【００５４】
次に、蛍光体粒子８の濃度を測定する図１の蛍光体粒子測定装置６について説明する。
【００５５】
蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８が時間経過とともに沈降し、塗布装置５から吐出される蛍光樹脂９の蛍光体粒子８の濃度は経時的に変化する。蛍光体粒子８の濃度の経時的な変化量は、蛍光体粒子８の比重と蛍光樹脂９の比重との関係や塗布する際の温度等の塗布条件によって決定される。このため、蛍光体粒子８の濃度の経過時的な変化量は予め予想することが可能である。しかし、必ずしも予測した変化量の通り蛍光体粒子８の濃度が変化するとは限らない。このため、予測した変化量にのみ基づいて、塗布する蛍光樹脂９の量を補正しては、色度にばらつきの無い発光素子２を量産することはできない。
【００５６】
そこで、図１の製造装置１は、塗布装置であるエアーディスペンサ１３から塗布される蛍光体粒子８の濃度を測定するための蛍光体粒子測定装置６を具備する。蛍光体粒子測定装置６で測定した蛍光体粒子８の濃度に基づいて、補正装置７は記憶部３の参照データを参照することで、塗布装置５に補正後の量の蛍光樹脂９を塗布させる。
【００５７】
ただし、塗布条件にもよるが、沈降により蛍光体粒子８の濃度に変化が現れるまでに数十分から数時間程度を要する。その間、蛍光体粒子測定装置６は、常に動作を行う必要は無いので、予め設定した所定時間毎に蛍光体粒子８の濃度を測定すればよい。
【００５８】
ここで、所定時間の設定方法について説明する。例えば、良品の発光素子２に求められる色度の範囲を０．２８５〜０．３０５とする。そして、ある時刻ｔ１において、蛍光体粒子８の濃度が４ｗｔ％であり、蛍光樹脂９の厚みが０．６ｍｍとなるような量の蛍光樹脂９を塗布するとする。ちなみに、この場合に製造される発光素子２の色度は表１から０．２８５である。さらに、１時間後の時刻ｔ２では蛍光体粒子８の濃度が６ｗｔ％になるとする。この場合、所定時間を１時間として、１時間に１度、蛍光体粒子８の濃度を測定すればよい。表１から蛍光体粒子８の濃度が６ｗｔ％、蛍光樹脂の厚みが０．６ｍｍの場合に製造される発光素子２の色度は０．３０５となる。つまり、１時間同じ量の蛍光樹脂９を塗布し続けても、製造される発光素子２の色度は、良品の範囲内である。しかし、不良品を製造しないように安全を考えて、所定時間を３０分として、３０分に１度、蛍光体粒子８の濃度の測定を行い、塗布する蛍光樹脂９の量を補正することが望ましい。すなわち、所定時間は、発光素子２が良品として求められる色度の範囲と、蛍光体粒子８の濃度の変化速度とに基づいて、予め設定される。また、所定時間について別の定義をすると、蛍光体粒子８の濃度が変化しても、製造する発光素子２の色度が良品の範囲を外れないで、同じ量の蛍光樹脂９を塗布し続けることのできる時間となる。このような所定時間として予め設定された時間間隔毎に、蛍光体粒子測定装置６は、蛍光体粒子８の濃度を測定する。なお、この所定時間は記憶部３に記憶される。
【００５９】
ここで、蛍光体粒子測定装置６の具体的な構成について図５を用いて説明する。
【００６０】
図５の蛍光体粒子測定装置６は、ＬＥＤチップ１０に塗布された蛍光樹脂９の内部構造の情報を取得する光干渉断層計１７と、取得した内部構造の情報に基づいて蛍光体粒子８の濃度を算出する第１蛍光体粒子濃度算出装置１８（第１濃度算出装置）とを備えるものである。
【００６１】
光干渉断層計１７は、光干渉断層法（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の技術を用いたものである。この光干渉断層計１７は、測定光を、ポリゴンミラーやガルバノミラー等（以下、走査手段とする）を介して照射し、ＬＥＤチップ１０に塗布された蛍光樹脂９の内部構造を三次元の断層画像として取得する手段である。なお、三次元の断層画像を取得する方法は次の通りである。まず、走査手段を用いた蛍光樹脂９内の各走査位置において光干渉断層計１７が取得した内部構造の情報（内部構造情報）を、その走査位置の情報（位置情報）と共にメモリ１９に記憶する。次いで、記憶された内部構造情報をその位置情報に従って断層画像取得装置２０により再配列することで、三次元の断層画像を取得する。なお、光干渉断層計１７から照射された測定光は、蛍光樹脂９と蛍光体粒子８とパッケージ１１とで反射するため、取得した三次元の断層画像には、これらからの反射光による情報が内部構造の情報として含まれている。ここで、光干渉断層計１７とメモリ１９と断層画像取得装置２０とを合わせて、光干渉断層計としても良い。
【００６２】
次に、蛍光体粒子測定装置６による、蛍光体粒子８の濃度の測定手法を説明する。
【００６３】
第１蛍光体粒子濃度算出装置１８は、取得した三次元の断層画像に対し、ノイズ除去と２値化により、蛍光樹脂９の表面の位置と蛍光体粒子８の位置と、パッケージ１１の形状を検出する。次いで、第１蛍光体粒子濃度算出装置１８は、検出した情報を基に、塗布された蛍光樹脂９の体積の算出と、蛍光体粒子８の数のカウントを行う。蛍光樹脂９の体積と蛍光体粒子８の数とを基に、（数１）のように蛍光体粒子８の数Ｎを塗布された蛍光樹脂９の体積Ｖで除算することで、単位体積あたりの蛍光体粒子の個数濃度を算出する。
【００６４】
【数１】
0005391336.tif 000003
【００６５】
このように、蛍光体粒子測定手段により、蛍光体粒子８の濃度が求められる。なお、（数１）で算出した個数濃度に対して、蛍光体粒子８の平均質量と蛍光樹脂９の単位体積あたりの質量とを基に、蛍光体粒子の質量パーセント濃度を求めてもよい。
【００６６】
ここでは、蛍光体粒子８からの反射光の信号がガウス関数となるため、２値化され、パルス化したものをカウントすることで、蛍光体粒子８の数を取得する。なお、蛍光体粒子８からの反射光の光強度の総和が濃度に比例することを利用し、予め濃度と反射光の光強度との関係をテーブルとして準備しておき、準備したテーブルと検出した反射光の光強度とに基づいて、蛍光体粒子８の濃度を算出してもよい。
【００６７】
なお、光干渉断層計１７で用いる測定光は、蛍光樹脂９で吸収されず、蛍光体粒子８を励起させない波長のものが好ましい。測定光の波長が蛍光体粒子８を励起すれば、内部構造を検出する精度が低下するからである。具体的には、５００ｎｍ以上の波長の測定光を用いるのが好適である。
【００６８】
また、蛍光体粒子８の大きさは１０〜２０μｍ程度であるため、光干渉断層計１７の分解能を１０μｍ以下にすることが好ましい。
【００６９】
なお、光干渉計断層計１７には、照射する測定光の波長を連続的に変化させて、断層画像を取得するＳｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ：波長走査型光干渉断層法）の技術を用いる。または、光干渉計断層計１７に、複数の波長の測定光を同時に照射し、被検物からの反射光を分光して断層画像を取得するＳｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ：スペクトラルドメイン型光干渉断層法）の技術を用いてもよい。
【００７０】
以上説明したような図１の製造装置１において、図２の発光素子２を製造する際の動作を表すフローチャートを図６に示す。図６のフローチャートについて、図１、図２を用いて説明する。
【００７１】
ステップＳ１では、蛍光体粒子８を含む蛍光樹脂９を塗布装置５より吐出させてＬＥＤチップ１０に塗布を開始する（第１塗布工程）。このとき、塗布される蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を第１濃度とし、塗布する蛍光樹脂９の量を第１量とする。そして、蛍光体粒子８の濃度が第１濃度の蛍光樹脂９を第１量、ＬＥＤチップ１０に塗布して製造した発光素子２の色度を第１色度とする。
【００７２】
ステップＳ２では、蛍光樹脂９の塗布を開始してから経過した時間が記憶部３に記憶されている所定時間（予め設定した時間）であるか否を判定する。経過した時間が所定時間の場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、ステップＳ３に進み、経過した時間が所定時間でない場合（ステップＳ２のＮｏ）、経過した時間が所定時間となるまで蛍光樹脂９の塗布を続ける。
【００７３】
ステップＳ３では、蛍光体粒子測定装置６により、塗布装置５から吐出された蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を測定する（蛍光体粒子測定工程）。具体的には、図５の光干渉断層計１７からの情報に基づき塗布された蛍光樹脂９の断層画像を取得する断層画像取得工程と、取得した断層画像から蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を算出する第１蛍光体粒子濃度算出工程とを行うことで、蛍光体粒子８の濃度を測定する。
【００７４】
ステップＳ４では、ステップＳ３で測定した蛍光体粒子８の濃度に対応する量の蛍光樹脂９を塗布する。例えば、ステップＳ３で測定した蛍光体粒子８の濃度を第２濃度とし、第１色度の発光素子２を製造するためには、第２濃度の蛍光体粒子８を含む蛍光樹脂９を第２量塗布する必要があるとする。この場合、塗布装置５に、第２量の蛍光樹脂９を塗布するように、補正装置７は、塗布量の補正指令を行う。すなわち、塗布装置５により、ＬＥＤチップ１０に対して第２量の蛍光樹脂９の塗布が行われる。なお、蛍光体粒子８の濃度と、蛍光樹脂９の量と、発光素子２の色度との関係は参照テーブルとして記憶部３に記憶されている。この参照データに基づいて、補正装置７は、製造する発光素子２の色度が一定となるような量の塗布量を決定し、決定した塗布量となるように塗布装置５に蛍光樹脂９を塗布させる。
【００７５】
ステップＳ５では、全てのＬＥＤチップ１０に対して塗布が終了しているか否かを判定し、終了している場合（ステップＳ５のＹｅｓ）は、動作を終了し、未了の場合（ステップＳ５のＮｏ）は、ステップＳ２に戻る。
【００７６】
以上、ステップＳ１〜ステップＳ５により、色度ばらつきの発生を抑えて発光素子２を製造することができる。
【００７７】
なお、上記ステップＳ５の後に、熱を加えて蛍光樹脂９を硬化させ、ＬＥＤチップ１０を蛍光樹脂９により封止することで、発光素子２の製造を行う。
【００７８】
なお、塗布装置５には、図１１に示すように、制御装置５ａが備わる。この制御装置５ａからの制御により、塗布装置５により塗布される蛍光樹脂９の量が決定される。具体的には、図６のステップＳ１において、図１１の制御装置５ａによる制御により、塗布装置５は、第１量の蛍光樹脂９を塗布する。また、図６のステップＳ４において、図１の補正装置７からの補正指令は図１１の制御装置５ａに指令され、制御装置５ａは、この指令に応じて塗布装置５に第２量の蛍光樹脂９を塗布させる。
【００７９】
なお、ここでは、蛍光体粒子測定装置６として、光干渉断層計１７を用いたが、別の手段を用いてもよい。
【００８０】
ここで、蛍光体粒子測定装置６の別の手段について説明する。この別の手段（透過光検出手段とする）では、蛍光体粒子８による青色光の減衰の程度（吸光度）が、蛍光体粒子８の濃度に比例することを利用して、蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を測定する。
【００８１】
この透過光検出手段の構成を図７に示す。この透過光検出手段は、青色光（波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下）を含む測定光を照射する放射光源である光源２１と、光源２１からの測定光を平行光にするコリメートレンズ２２と、平行光が入射する凹部を有する透明部材であるテープ２３と、凹部を透過した透過光が入射すると共に入射した透過光を波長毎に分光して測定する分光器２４とを備える。また、テープ２３の凹部には蛍光樹脂９が塗布され、光源２１からの測定光は、蛍光樹脂９の塗布されたテープ２３の凹部を透過して、分光器２４に入射する。更に、分光器２４からの出力に基づいて、蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を算出する第２蛍光体粒子濃度算出装置２５（第２濃度算出装置）を、透過光検出手段は備える。光源２１から照射する測定光には、蛍光体粒子８を励起させる波長のものを用いる。このとき、蛍光樹脂９に入射する測定光を入射光とし、凹部を透過した測定光を透過光とする。
【００８２】
次に、透過光検出手段により、蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を算出する原理を説明する。
【００８３】
まず、測定器である分光器２４で測定した透過光から算出した分光スペクトルを図８に示す。図８では、横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に光強度を示す。また、図８では、入射光の分光スペクトルを破線で示し、透過光の分光スペクトルを実線で示す。
【００８４】
図８に示すように、入射光と透過光とで、分光スペクトルが変化する。この分光スペクトルの変化は、蛍光体粒子８が原因となって生じる。具体的には、青色光が蛍光体粒子８に吸収されることでその光強度が減衰し、青色光を吸収することで励起した蛍光体粒子８から黄色光（波長５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）が発光されることでその光強度が増大する。
【００８５】
この分光スペクトルの変化に基づいて、蛍光体粒子８の濃度を算出する。ここでは、青色光の吸光度を用いて説明を行う。
【００８６】
蛍光樹脂９に入射する測定光の吸光度Ａは、Ｌａｍｖｅｒｔ―Ｂｅｅｒの法則によれば、（数２）のように蛍光体粒子濃度Ｃと蛍光樹脂９内における測定光の光路長ｌに比例する。
【００８７】
【数２】
0005391336.tif 000004
【００８８】
上記（数２）において、Ｉ０は入射光の光強度、Ｉ１は透過光の光強度、εはモル吸光係数である。ここで、εは物質固有の値であるため、これらの値は予め測定しておくことができる。また、光路長ｌを、蛍光樹脂９の厚みとして、レーザや画像処理などを用いて測定する。更に、Ｉ０は光源２１からの入射光の光強度を測定し、Ｉ１は分光器２４で検出する透過光の光強度を用いる。これらにより、蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を測定することができる。
【００８９】
なお、透過光検出手段において、黄色光の光強度を検出することでも、この光強度に比例する蛍光体粒子８の濃度を算出できる。
【００９０】
また、透過光検出手段では、蛍光樹脂９を透過した光を用いるため、図２のパッケージ１１を有する発光素子２ではなく、別途、透明な部材（図７のテープ２３の外、ガラスやフィルム等）へ蛍光樹脂９を塗布する必要がある。また、（数２）に示したように、蛍光体粒子８の濃度を算出するには、蛍光樹脂９の厚みを用いる。このため、蛍光樹脂９の厚みは一定の厚みであることが望ましい。そこで、テープ２３の凹部に蛍光樹脂９を塗布した後に、この蛍光樹脂９の上から透明な部材を載置して、蛍光樹脂９の厚みを一定にする。つまり、塗布された蛍光樹脂９を透明な部材で挟持するのである。透明な部材としては、平面性を有するガラスが望ましい。なお、透明とは、可視光（４００〜７００ｎｍ）の光透過率が８０％以上であることを示す。
【００９１】
また、塗布される蛍光樹脂９の厚みが大きくなると透過光の検出精度が低下するため、蛍光樹脂９の厚みが１ｍｍ以下となるように、塗布量を調節することが望ましい。
【００９２】
なお、透過光検出手段により、蛍光体粒子８の濃度を算出するのは、図６に示したフローチャートにおけるステップＳ３である。
【００９３】
ここで、ステップＳ３における透過光検出手段の動作の詳細を図１と図７を用いて説明する。
【００９４】
まず、図１の塗布装置５から吐出された蛍光樹脂９を透明部材であるテープ２３に塗布する（部材塗布工程）。次に、テープ２３に塗布された蛍光樹脂９に対して、蛍光体粒子８を励起させる波長の測定光を光源２１から照射する（照射工程）。続いて、この蛍光樹脂９を透過した測定光（透過光）の光強度を測定器である分光器２４で測定する（測定工程）。最後に、測定した透過光の光強度に基づいて、この蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を第２蛍光体粒子濃度算出装置２５で算出する（第２蛍光体粒子濃度算出工程）。
【００９５】
なお、透過光検出手段は、実際の発光に基づいて蛍光体粒子８の濃度を算出するため、光干渉断層計１７を用いる場合よりも高い精度で蛍光体粒子８の濃度を算出できる。一方、光干渉断層計１７を用いる場合は、透過光検出手段のように、別途、透明部材に蛍光樹脂９を塗布する必要がないため、蛍光体粒子８の濃度を高速に測定できる。
【００９６】
なお、塗布装置５から吐出された蛍光樹脂９に含まれる蛍光体粒子８の濃度を、例えば空中で測定すれば、テープ２３などの透明部材を用いなくとも良い。ただし、テープ２３等を用いる方が、高精度に濃度を測定できる。
【００９７】
以上に説明したように、製造装置１により、製造する発光素子の色度にばらつきが生じるのを防止することが可能である
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
【００９８】
例えば、上記実施の形態では、補正装置７は、記憶部３に記憶される表１の情報に基づき塗布装置５に塗布量を指令したが、こればかりでなく、記憶部３は、図４に示す線形の関数を記憶しておき、当該関数に基づき補正装置７は蛍光樹脂９の塗布量を塗布装置５に指令してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、ＬＥＤのほか、例えばプラズマディスプレイなどの蛍光体を塗布することにより製造されるデバイスに適用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１    製造装置
２    発光素子
３    記憶部
５    塗布装置
６    蛍光体粒子測定装置
７    補正装置
８    蛍光体粒子
９    蛍光樹脂
１０    ＬＥＤチップ
１７    光干渉断層計
１８    第１蛍光体粒子濃度算出装置
２０    断層画像取得装置
２１    光源
２３    テープ
２５    第２蛍光体粒子濃度算出装置
【図１】
0005391336.tif 000005
【図２】
0005391336.tif 000006
【図３】
0005391336.tif 000007
【図４】
0005391336.tif 000008
【図５】
0005391336.tif 000009
【図６】
0005391336.tif 000010
【図７】
0005391336.tif 000011
【図８】
0005391336.tif 000012
【図９】
0005391336.tif 000013
【図１０】
0005391336.tif 000014
【図１１】
0005391336.tif 000015