(57)【要約】【課題】半導体発光素子に蛍光体含有材料を均一に塗布することを可能にする。【解決手段】蛍光体含有材料注入装置２は、蛍光体含有材料Ｍ中に含まれる混合物の、蛍光体含有材料Ｍ中での混合比の偏りを抑える蛍光体含有材料温度制御部１０、蛍光体含有材料撹拌部１１、蛍光体含有材料残量センサ１２、および蛍光体含有材料注入量調節部１３を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光装置のパッケージに入っている半導体発光素子にスクリーン印刷によって蛍光体および樹脂を含む蛍光体含有材料を塗布する製造装置に用いられる上記蛍光体含有材料をスクリーン印刷用の成形用型に充填する注入装置であって、
上記注入装置は、上記蛍光体含有材料中に含まれる混合物の、蛍光体含有材料中での混合比の偏りを抑える均一化手段を備えていることを特徴とする注入装置。
【請求項２】
前記均一化手段として、前記注入装置内の温度を所定の温度に調節する温度制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項３】
前記温度制御手段は、１０℃以上かつ３０℃以下の温度範囲内に前記注入装置内の温度を保つことを特徴とする請求項２に記載の注入装置。
【請求項４】
前記均一化手段として、前記注入装置内の蛍光体含有材料を撹拌するための撹拌手段を備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の注入装置。
【請求項５】
前記攪拌手段は、駆動装置が付加されたプロペラ状の羽、または穴の開いた隔壁であることを特徴とする請求項４に記載の注入装置。
【請求項６】
前記均一化手段として、蛍光体含有材料の残量を検出する残量検知手段と、
上記残量検知手段で検出した当該残量に応じて上記成形用型に送り出す蛍光体含有材料の量を調整する材料注入量調節手段とを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の注入装置。
【請求項７】
前記注入装置内が不活性ガスで封入されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の注入装置。
【請求項８】
前記蛍光体含有材料は、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびシリコーン変形エポキシ系樹脂のうちの少なくとも１種の透光性樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の注入装置。
【請求項９】
前記蛍光体含有材料は、ガドリニウムおよびセリウムが添加されたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系、ＢＯＳ（Barium Ortho-Silicate）系、ならびにＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系のうちの少なくとも１種の蛍光体を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の注入装置。
【請求項１０】
半導体発光装置のパッケージに入っている半導体発光素子にスクリーン印刷によって蛍光体を含む樹脂である蛍光体含有材料を塗布する製造装置であって、
スクリーン印刷用の成形用型と、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の注入装置とを備えることを特徴とする製造装置。
【請求項１１】
前記製造装置は、前記製造装置内の気圧を変化させる圧力調整装置を少なくとも１つ備えているとともに、前記成形用型、前記注入装置、および上記圧力調整装置を１つの密閉空間内に備えていることを特徴とする請求項１０に記載の製造装置。
【請求項１２】
前記圧力調整装置は、膨らむことによって前記製造装置内の気圧を上昇させ、萎むことによって上記製造装置内の気圧を下降させるエアバッグであることを特徴とする請求項１１に記載の製造装置。
【請求項１３】
半導体発光装置のパッケージに入っている半導体発光素子に蛍光体および樹脂を含む蛍光体含有材料を塗布する半導体発光装置の製造方法であって、
上記蛍光体含有材料をスクリーン印刷用の成形用型に充填する注入装置が備える均一化手段によって、上記注入装置から上記成形用型に充填する上記蛍光体含有材料中に含まれる混合物の、蛍光体含有材料中での混合比の偏りを抑える均一化工程を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記均一化工程は、温度制御手段によって前記注入装置内の温度を所定の温度に調節する温度制御工程を含むものであることを特徴とする請求項１３に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記均一化工程は、攪拌手段によって前記注入装置内の蛍光体含有材料を撹拌する撹拌工程を含むものであることを特徴とする請求項１３または１４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１６】
前記均一化工程は、残量検知手段によって、蛍光体含有材料の残量を検出する残量検知工程と、上記残量検知工程で検出した当該残量に応じて成形用型に送り出す蛍光体含有材料の量を調整する材料注入量調節工程とを含むものであることを特徴とする請求項１３、１４または１５に記載の半導体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、半導体発光素子の周囲に蛍光体含有透光性樹脂材料を成形する注入装置、製造装置、および半導体発光装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体発光素子の周囲を、蛍光体を含む樹脂である蛍光体含有材料で覆い、半導体発光素子から出射される紫外光および／または可視光によって、蛍光体を励起（低いエネルギー状態から高いエネルギー状態へ電子の軌道が変わること）させて発光させる半導体発光装置が知られている。蛍光体含有材料は、スピンコート法またはスクリーン印刷法などによって成形される。しかし、スピンコート法では、蛍光体含有材料の層厚を１００〜９００μｍ程度の厚みしか成形できず、また、基板の上面だけにしか蛍光体含有材料を成形ができない。一方、スクリーン印刷法では、基板の上面だけでなく周囲にも蛍光体含有材料を成形でき、蛍光体含有材料の層厚を０．３〜０．５ｍｍで一様に成形することができる。
【０００３】
なお、スクリーン印刷法については、特許文献１および２に具体的に開示されている。すなわち、特許文献１および２には、被塗布物の上にスクリーン版を配置し、スクリーン版に載せた塗布物をスクリーン版の孔を透過して押し出して被塗布物に塗布する方法が開示されている。また、特許文献３には、特にスキージと呼ばれるゴムのヘラを往復させることによって、スクリーン版に載せた塗布物をスクリーン版の孔を透過して押し出して被塗布物に塗布する方法が開示されている。
【０００４】
上述したように、スピンコート法とスクリーン印刷法とでは、スクリーン印刷法の方が蛍光体含有材料を成形する場合には有利であるので、半導体発光素子の周囲に蛍光体含有材料を成形する場合には、スクリーン印刷法が一般的には広く用いられている。
【０００５】
スクリーン印刷法によって半導体発光素子の周囲に蛍光体含有材料を成形することは、特許文献４、５および６に開示されている。すなわち、特許文献４には、上記スクリーン版としてマスクを用いて蛍光体含有材料を成形する方法が開示されている。また、特許文献５には、上記スクリーン版としてメタルマスクを用いて蛍光体含有材料を成形する方法が開示されている。さらに、特許文献６には、ステンシルと呼ばれるスクリーン版に成形された複数の開口部の中心に半導体発光素子が収まるように配置し、この開口部へ蛍光体含有材料を充填した後にステンシルを除去し、蛍光体含有材料を硬化させて半導体発光素子に蛍光体含有材料を成形する方法が開示されている。
【０００６】
以下では、特許文献６に記載の半導体発光装置の製造方法について、図８を用いてより詳細に説明を行う。図８は、特許文献６に記載の半導体発光装置の製造方法について説明するための上記半導体発光装置の断面図である。図８に示すように、特許文献６に記載の半導体発光装置の製造方法では、半導体発光素子１００の発光面を蛍光体層１０２で被覆するために、蛍光体層１０２を形成するための開口部１０３を有する蛍光体層形成用型（ステンシル）１０１を、半導体発光素子１００を実装した基板１０４上に配設している。そして、蛍光体層形成用型１０１の開口部１０３に、蛍光体含有材料を充填し、充填した蛍光体含有材料を硬化させて蛍光体層形成用型１０１を基板１０４上から取り除き、蛍光体層１０２を形成している。
【特許文献１】特開２００２−１８５０４８号公報（平成１４年６月２８日公開）
【特許文献２】特開２００４−８２５１４号公報（平成１６年３月１８日公開）
【特許文献３】特開２０００−２３３４８９号公報（平成１２年８月２９日公開）
【特許文献４】特開２００３−１７９２６９号公報（平成１５年６月２７日公開）
【特許文献５】特開２００２−１３４７９２号公報（平成１４年５月１０日公開）
【特許文献６】特開２００５−１２３２３８号公報（平成１７年５月１２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２、３、４または５に開示されているスクリーン印刷法を用いて半導体発光素子の周囲に蛍光体含有材料を成形する装置では、蛍光体含有材料の粘度が周囲の温度によって大きく変化し、蛍光体含有材料中の沈降物の、沈降の状態も変化する（比重の大きい蛍光体が沈殿する）。また、沈降した沈降物は、蛍光体含有材料の攪拌を行わなければ沈降したままとなる。そして、蛍光体含有材料中の濃度には斑（ムラ）が生じ、蛍光体含有材料を均一の混合比で半導体発光素子の周囲に塗布することができなくなる。よって、当該半導体発光素子によって発光を行う半導体発光装置において、色ムラおよび発光ムラが生じることになる。
【０００８】
また、上記特許文献６に記載の半導体発光装置においては、蛍光体含有材料を充填する際に、粘度が変化して混合比が偏った蛍光体含有材料を充填することによって、蛍光体含有材料と半導体発光素子の間に気泡が入ったり、気泡が生じたりする。そして、ステンシルの開口部に注入した蛍光体含有材料が型くずれしたり、蛍光体含有材料に気泡の入ったりする問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、半導体発光素子に蛍光体含有材料を均一に塗布することを可能にする注入装置、製造装置、および半導体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】
【００１０】
本発明の注入装置は、上記課題を解決するために、半導体発光装置のパッケージに入っている半導体発光素子にスクリーン印刷によって蛍光体および樹脂を含む蛍光体含有材料を塗布する製造装置に用いられる上記蛍光体含有材料をスクリーン印刷用の成形用型に充填する注入装置であって、上記注入装置は、上記蛍光体含有材料中に含まれる混合物の、蛍光体含有材料中での混合比の偏りを抑える均一化手段を備えていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の半導体発光装置の製造方法は、上記課題を解決するために、半導体発光装置のパッケージに入っている半導体発光素子に蛍光体および樹脂を含む蛍光体含有材料を塗布する半導体発光装置の製造方法であって、上記蛍光体含有材料をスクリーン印刷用の成形用型に充填する注入装置が備える均一化手段によって、上記注入装置から上記成形用型に充填する上記蛍光体含有材料中に含まれる混合物の、蛍光体含有材料中での混合比の偏りを抑える均一化工程を含むことを特徴としている。
【００１２】
上記の発明によれば、蛍光体含有材料中に含まれる混合物の混合比の偏りを抑える均一化手段を備えているので、蛍光体含有材料中に含まれる混合物の混合比を蛍光体含有材料中で均一に保つことが可能になる。よって、半導体発光装置のパッケージに入っている半導体発光素子に蛍光体含有材料を塗布するスクリーン印刷の製造装置に用いられるスクリーン印刷用の成形用型に、混合比が均一な蛍光体含有材料を充填することができる。従って、半導体発光素子に蛍光体含有材料を均一に塗布することが可能になる。そして、その結果、色度歩留まりの低下を抑止することができ、均一な発光で色ムラの少ない半導体発光装置を提供することが可能になる。
【００１３】
さらに、本発明の注入装置では、前記均一化手段として、前記注入装置内の温度を所定の温度に調節する温度制御手段を備えることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の半導体発光装置の製造方法では、前記均一化工程は、温度制御手段によって前記注入装置内の温度を所定の温度に調節する温度制御工程を含むものであることが好ましい。
【００１５】
これにより、温度制御手段によって注入装置内の温度を所定の温度に調節するので、注入装置内の温度を一定に保つことができる。よって、注入装置内の温度が大きく変化しなくなるので、蛍光体含有材料の粘度が周囲の温度の変化によって大きく変化することもなくなる。従って、蛍光体含有材料中の沈降物の沈降の状態も変化しにくくなる（比重の大きい蛍光体が沈殿しにくくなる）ので、蛍光体含有材料中の濃度に斑（ムラ）が生じなくなる。その結果、蛍光体含有材料の混合比の偏りを抑えるので、半導体発光素子に蛍光体含有材料を均一に塗布することが可能になる。また、温度制御手段によって、例えば注入装置内の温度を低温に保つことも可能になるので、蛍光体含有材料中の蛍光体の劣化を防ぐことも可能になる。
【００１６】
また、本発明の注入装置では、前記温度制御手段は、１０℃以上かつ３０℃以下の温度範囲内に前記注入装置内の温度を保つことが好ましい。
【００１７】
これにより、温度制御手段によって、注入装置内の温度を蛍光体が劣化しにくい温度である１０℃以上かつ３０℃以下の温度範囲内に保つことが可能になるので、蛍光体含有材料中の蛍光体の劣化を防ぐことが可能になる。
【００１８】
さらに、本発明の注入装置では、前記均一化手段として、前記注入装置内の蛍光体含有材料を撹拌するための撹拌手段を備えることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の半導体発光装置の製造方法では、前記均一化工程は、温度制御手段によって前記注入装置内の温度を所定の温度に調節する温度制御工程を含むものであることが好ましい。
【００２０】
これにより、攪拌手段によって注入装置内の蛍光体含有材料を攪拌することができるので、樹脂材料に比べて比重の重い蛍光体の沈降による蛍光体含有材料中の混合比の偏りを、攪拌によって抑えることができる。従って、半導体発光素子に蛍光体含有材料を均一に塗布することが可能になる。
【００２１】
また、本発明の注入装置では、前記攪拌手段は、駆動装置が付加されたプロペラ状の羽、または穴の開いた隔壁であることが好ましい。
【００２２】
これにより、駆動装置が付加されたプロペラ状の羽が駆動装置によって回転することによって、注入装置内の蛍光体含有材料を攪拌することができる。また、穴の開いた隔壁を設けることによって、隔壁に空いた穴を通じて蛍光体含有材料Ｍが行ったり来たりする（蛍光体が蛇行する）ことにより、注入装置内の蛍光体含有材料Ｍを攪拌することができる。
【００２３】
さらに、本発明の注入装置では、前記均一化手段として、蛍光体含有材料の残量を検出する残量検知手段と、上記残量検知手段で検出した当該残量に応じて成形用型に送り出す蛍光体含有材料の量を調整する材料注入量調節手段とを備えることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の半導体発光装置の製造方法では、前記均一化工程は、残量検知手段によって、蛍光体含有材料の残量を検出する残量検知工程と、上記残量検知工程で検出した当該残量に応じて成形用型に送り出す蛍光体含有材料の量を調整する材料注入量調節工程とを含むものであることが好ましい。
【００２５】
これにより、残量検知手段によって検出した蛍光体含有材料の残量に応じて、材料注入量調節手段により成形用型に送り出す蛍光体含有材料の量を調整することが可能になるので、蛍光体含有材料を最初から最後まで混合比を変化させず塗布することが可能になる。
【００２６】
また、本発明の注入装置では、前記注入装置内が不活性ガスで封入されていることが好ましい。
【００２７】
これにより、注入装置内から注入装置外部に向けての蛍光体含有材料の送り出しに、不活性化ガスを注入装置内に封入することによって生じる気圧を利用することが可能になる。
【００２８】
また、本発明の注入装置では、前記蛍光体含有材料は、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびシリコーン変形エポキシ系樹脂のうちの少なくとも１種の透光性樹脂を含むことが好ましい。
【００２９】
これにより、蛍光体含有材料として、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびシリコーン変形エポキシ系樹脂を用いることが可能になる。また、シリコーン樹脂は粘度の高い樹脂なので、さらに蛍光体含有材料中での蛍光体の沈降を抑制することができる。従って、より蛍光体含有材料の混合比の偏りを抑えることが可能になる。
【００３０】
また、本発明の注入装置では、前記蛍光体含有材料は、ガドリニウムおよびセリウムが添加されたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系、ＢＯＳ（Barium Ortho-Silicate）系、ならびにＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系のうちの少なくとも１種の蛍光体を含むことが好ましい。
【００３１】
これにより、青色系の発光素子とＹＡＧ蛍光体との組合せなど、発光デバイスで汎用的に用いられているものをそのまま、蛍光体含有材料に含まれる蛍光体として使用することができる。
【００３２】
例えば、無機系蛍光体としては以下のものを採用することができる。まず、赤色系の発光色を有する６ＭｇＯ・Ａｓ２Ｏ５：Ｍｎ４＋、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ、ＣａＬａ０．１Ｅｕ０．９Ｇａ３Ｏ７、ＢａＹ０．９Ｓｍ０．１Ｇａ３Ｏ７、Ｃａ（Ｙ０．５Ｅｕ０．５）（Ｇａ０．５Ｉｎ０．５）３Ｏ７、Ｙ３Ｏ３：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋、および（Ｙ・Ｃｄ）ＢＯ２：Ｅｕ等を採用することができる。また、青色系の発光色を有する（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｍｇ）２Ａｌ２Ｏ２７：Ｅｕ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ２Ｏ２７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２・ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）３（ＰＯ４）６Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＯ・Ｐ２Ｏ５・Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＬａ０．９５Ｔｍ０．０５Ｇａ３Ｏ７、ＺｎＳ：Ａｇ、ＧａＷＯ４、Ｙ２ＳｉＯ６：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｇａ，Ｃｌ、Ｃａ２Ｂ４ＯＣｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ４Ｏ３：Ｅｕ２＋、および一般式（Ｍ１，Ｅｕ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２（Ｍ１は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，ならびにＢａからなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表される蛍光体等を採用することができる。さらに、緑色系の発光色を有するＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ）、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ２Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＬａＰＯ４：Ｔｂ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＬａ０．２Ｔｂ０．８Ｇａ３Ｏ７、ＣａＹ０．９Ｐｒ０．１Ｇａ３Ｏ７、ＺｎＧｄ０．８Ｈｏ０．２Ｇａ３Ｏ７、ＳｒＬａ０．６Ｔｂ０．４Ａｌ３Ｏ７、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ、（Ｚｎ・Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＧｄＯＳ：Ｔｂ、ＬａＯＳ：Ｔｂ、ＹＳｉＯ４：Ｃｅ・Ｔｂ、ＺｎＧｅＯ４：Ｍｎ、ＧｅＭｇＡｌＯ：Ｔｂ、ＳｒＧａＳ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ・Ｃｏ、ＭｇＯ・ｎＢ２Ｏ３：Ｇｅ，Ｔｂ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ，Ｔｍ、およびＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ等を採用することができる。また、白色系の発光色を有するＹＶＯ４：Ｄｙ、ならびに黄色系の発光色を有するＣａＬｕ０．５Ｄｙ０．５Ｇａ３Ｏ７を採用することもできる。他にも、発光素子からの光の波長が４２０ｎｍ以下の近紫外線であった場合、例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ２Ｏ３Ｓ：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７、（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅのうちのいずれか、またはこれらの中から選ばれる２種以上の蛍光体を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
また、本発明の製造装置では、上記課題を解決するために、半導体発光装置のパッケージに入っている半導体発光素子にスクリーン印刷によって蛍光体を含む樹脂である蛍光体含有材料を塗布する製造装置であって、スクリーン印刷用の成形用型と、前記のいずれかの注入装置とを備えることを特徴としている。
【００３４】
これにより、半導体発光素子に蛍光体含有材料を均一に塗布することが可能になる。
【００３５】
また、本発明の製造装置では、前記製造装置は、前記製造装置内の気圧を変化させる圧力調整装置を少なくとも１つ備えているとともに、前記成形用型、前記注入装置、および上記圧力調整装置を１つの密閉空間内に備えていることが好ましい。
【００３６】
これにより、製造装置内の圧力を圧力調整装置によって調整することが可能になるので、製造装置内の成形用型に充填された蛍光体含有材料に圧力を加えて成形用型から蛍光体含有材料を押し出し、半導体発光素子に蛍光体含有材料を塗布することができる。
【００３７】
また、本発明の製造装置では、前記圧力調整装置は、膨らむことによって前記製造装置内の気圧を上昇させ、萎むことによって上記製造装置内の気圧を下降させるエアバッグであることが好ましい。
【００３８】
これにより、エアバッグを膨らませることによって製造装置内の圧力を上昇させ、エアバッグを萎ませることによって製造装置内の圧力を下降させることが可能になるので、製造装置内の成形用型に充填された蛍光体含有材料に圧力を加えて成形用型から蛍光体含有材料を押し出し、半導体発光素子に蛍光体含有材料を塗布することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、蛍光体含有材料中に含まれる混合物の混合比の偏りを抑える均一化手段を備えているので、蛍光体含有材料中に含まれる混合物の混合比を蛍光体含有材料中で均一に保つことが可能になる。従って、半導体発光素子に蛍光体含有材料を均一に塗布することを可能にするという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、以下の説明に用いる図面は、同一の部材または同一の機能のものについては同一の符号を付してある。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００４１】
最初に、図２を用いて半導体発光装置製造装置１の構成の概要について説明を行う。図２は、本実施の形態における半導体発光装置製造装置１の概略的構成を示す図である。本実施の形態における半導体発光装置製造装置１は、図２に示すように、蛍光体含有材料注入装置（注入装置）２、加圧装置（圧力調整装置）３、および定量用型（成形用型）２０を備えている。半導体発光装置製造装置１では、例えば１つの密閉された筐体内といった密閉空間内に蛍光体含有材料注入装置２、加圧装置３、および定量用型２０を備えている。
【００４２】
まず、蛍光体含有材料注入装置２は、後述する定量用型２０に蛍光体含有材料Ｍを充填するものである。なお、蛍光体含有材料Ｍについては後述する。また、蛍光体含有材料注入装置２の詳細な構成についても後述する。
【００４３】
続いて、加圧装置３は、蛍光体含有材料注入装置２、加圧装置３、および定量用型２０が備えられた上記密閉空間内の気圧を変化させるものである。加圧装置３としては、例えばエアバッグなどを用いることができる。加圧装置３としてエアバッグを用いる場合には、エアバッグを膨らませることによって上記密閉空間内の気圧を上昇させ、エアバッグを萎ませることによって上記密閉空間内の気圧を下降させることになる。
【００４４】
そして、定量用型２０は、後述する半導体発光素子３７の周囲にスクリーン印刷法によって蛍光体含有材料Ｍを定量的に形成するための型である。なお、定量用型２０の詳細な構成については後述する。
【００４５】
次に、図１を用いて蛍光体含有材料注入装置２の構成の概要について説明を行う。図１は、本実施の形態における蛍光体含有材料注入装置２の概略的構成を示す図である。本実施の形態における蛍光体含有材料注入装置２は、図１に示すように、蛍光体含有材料温度制御部（均一化手段，温度制御手段）１０、蛍光体含有材料撹拌部（均一化手段，攪拌手段）１１、蛍光体含有材料残量センサ（均一化手段，残量検知手段）１２、蛍光体含有材料注入量調節部（均一化手段，材料注入量調節手段）１３、スキージ１４、弁１５、および貯蔵部１６を備えている。
【００４６】
まず、蛍光体含有材料温度制御部１０は、蛍光体含有材料注入装置２の装置内の温度を一定の温度に保つものである。蛍光体含有材料温度制御部１０としては、例えば、電流が印加されることによって一方の面側から他方の面側に熱を移動させるペルチェ素子、ファンを回すことによって装置内の温度を制御するものなどを用いることができる。なお、蛍光体含有材料温度制御部１０は、蛍光体含有材料温度制御部１０の内部に温度センサ（内部の温度センサ）を備えることによって上記装置内の温度を検出し、上記装置内の温度を一定に保つものであってもよい。また、蛍光体含有材料温度制御部１０は、蛍光体含有材料温度制御部１０の外部に備えられた温度センサ（外部の温度センサ）によって上記装置内の温度を検出し、外部の温度センサで検出した温度のデータに基づいて上記装置内の温度を一定に保つものであってもよい。なお、上記一定の温度は、１０℃以上かつ３０℃以下が好ましく、例えば１１℃以上かつ２５℃以下がより好ましい。これにより、蛍光体含有材料Ｍの粘度を一定に保つとともに、蛍光体含有材料Ｍ中の蛍光体の劣化を防ぐことができる。ただし、冷却し過ぎると上記装置内の水分が蛍光体含有材料Ｍに混入したり、蛍光体含有材料の粘度の上昇によって、攪拌した蛍光体含有材料中への気泡の混入が生じたりするので、上記一定の温度はさらに１９℃以上かつ２１℃以下であることがより好ましい。
【００４７】
蛍光体含有材料撹拌部１１は、蛍光体含有材料注入装置２の装置内に備えられた蛍光体含有材料Ｍを貯めておく貯蔵部１６中の蛍光体含有材料Ｍを攪拌するものである。蛍光体含有材料撹拌部１１としては、例えば、駆動装置が付加されたプロペラ状の羽、穴の開いた隔壁などを用いることができる。例えば、駆動装置が付加されたプロペラ状の羽の場合には、駆動装置によって貯蔵部１６内のプロペラ状の羽が回転することによって貯蔵部１６中の蛍光体含有材料Ｍを攪拌することができる。また、穴の開いた隔壁の場合には、貯蔵部１６中に例えば略水平に備えられた隔壁にランダムに空いた複数の穴を通じて蛍光体含有材料Ｍが行ったり来たりする（蛍光体が蛇行する）ことによって貯蔵部１６中の蛍光体含有材料Ｍを攪拌することができる。
【００４８】
蛍光体含有材料残量センサ１２は、貯蔵部１６の下部に空いた孔から貯蔵部１６の外部に送り出され、閉じた状態の弁１５とスキージ１４との間に溜まっている（定量用型２０に送り出すために蛍光体含有材料注入装置２に準備した）蛍光体含有材料Ｍの残量を検出するものである。蛍光体含有材料残量センサ１２は、例えば、蛍光体含有材料Ｍに光を照射し、蛍光体含有材料Ｍから反射してくる光の反射量を受光素子で感知（検出）することによって、蛍光体含有材料Ｍの残量を検出するものである。
【００４９】
蛍光体含有材料注入量調節部１３は、蛍光体含有材料残量センサ１２で検出された蛍光体含有材料Ｍの残量に基づいて蛍光体含有材料注入装置２から定量用型２０に充填する蛍光体含有材料Ｍの量を調節するものである。蛍光体含有材料注入量調節部１３は、スキージ１４を稼動させ、貯蔵部１６の下部の孔を塞いだり、開けたりすることによって貯蔵部１６から蛍光体含有材料Ｍを送り出させないようにしたり、送り出させたりするものである。また、蛍光体含有材料注入量調節部１３は、弁１５の開閉を調節することによって、蛍光体含有材料注入装置２から定量用型２０に送り出す蛍光体含有材料Ｍの量を調節するものである。
【００５０】
続いて、スキージ１４は、上述したように、蛍光体含有材料注入量調節部１３からの指示に従って、貯蔵部１６の下部の孔を塞いだり、開けたりすることによって貯蔵部１６から蛍光体含有材料Ｍを送り出させないようにしたり、送り出させたりするものである。また、弁１５は上述したように、蛍光体含有材料注入量調節部１３によって開閉されることによって、蛍光体含有材料注入装置２から定量用型２０に送り出す蛍光体含有材料Ｍの量を調節するものである。そして、貯蔵部１６は、上述したように、蛍光体含有材料注入装置２から定量用型２０に送り出す蛍光体含有材料Ｍを貯蔵するものである。
【００５１】
蛍光体含有材料Ｍは蛍光体を含む樹脂である。蛍光体含有材料Ｍは、蛍光体を含む透光性樹脂としての蛍光体含有透光性樹脂材料であることが好ましい。これは、光学的に透明な樹脂を含む蛍光体含有透光性樹脂材料を蛍光体含有材料Ｍとして用いた方が、光学的に透明でない樹脂を含む蛍光体含有透光性樹脂材料を蛍光体含有材料Ｍとして用いるよりも半導体発光素子の発光が良好になる利点が生じるためである。また、蛍光体含有材料Ｍは、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびシリコーン変形エポキシ系樹脂のうちの少なくとも１種の透光性樹脂を含むことが好ましい。これにより、蛍光体含有材料Ｍとして、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびシリコーン変形エポキシ系樹脂を用いることが可能になる。また、特に好ましくは、耐候性、耐熱性、電気絶縁性、化学安定性に優れ、また、可視〜紫外光領域まで非常に高い光透過率を有することから、シリコーン系樹脂を用いる。
【００５２】
次に、図３〜図５を用いて半導体発光装置製造装置１によって半導体発光素子の周囲に蛍光体含有材料を成形することにより製造される半導体発光装置の構成の概要について説明を行う。図３は半導体発光装置製造装置１によって半導体発光素子３７の周囲に蛍光体含有材料Ｍを成形することにより製造される半導体発光装置４の断面図である。図３に示すように、半導体発光装置４は、パッケージ３０、素子基板３１、ｎ型半導体層３２、発光体層３３、ｐ型半導体層３４、ｎ側電極３５、およびｐ側電極３６を備えている。なお、素子基板３１、ｎ型半導体層３２、発光体層３３、ｐ型半導体層３４、ｎ側電極３５、およびｐ側電極３６により半導体発光素子３７を構成している。そして、半導体発光装置４は、図３に示すように蛍光体含有材料Ｍが発光体層３３を含む半導体発光素子３７の表面を被覆して成形されている。
【００５３】
まず、素子基板３１は、矩形状に成形されたものである。素子基板３１としては、例えば、絶縁性を有するサファイア基板、導電性を有するＳｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＺｎＯなどの基板を用いることができる。
【００５４】
ｎ型半導体層３２は、素子基板３１に例えばＧａＮ、またはＡｌＧａＮなどを積層して成形するものである。なお、本実施の形態では、ｎ型半導体層３２と素子基板３１との間にバッファ層を設けていない構成になっているが、必ずしもこれに限らない。例えば、ｎ型半導体層３２と素子基板３１との間に、ＧａＮまたはＩｎＧａＮで成形したバッファ層を設ける構成であってもよい。
【００５５】
発光体層３３は、ｎ型半導体層３２の全面にＩｎＧａＮを含む活性層であり、電子と正孔とが再結合することによって光を放出する層である。また、ｐ型半導体層３４は、発光体層３３の全面にＧａＮを積層して成形したものである。発光体層３３とｐ型半導体層３４とは、ｎ型半導体層３２の全面にＩｎＧａＮを含む発光体層３３を積層し、続いて発光体層３３の全面にＧａＮを積層したｐ型半導体層３４を成形した後に、ドライエッチングによってｎ型半導体層３２にｎ側電極３５を成形する領域を露出させることによって成形されるものである。なお、本実施の形態では、発光体層３３の表面にＧａＮを積層してｐ型半導体層３４を成形しているが、必ずしもこれに限らない。例えば、発光体層３３とｐ型半導体層（ｐ型ＧａＮ半導体層）３４との間にｐ型ＡｌＧａＮ半導体層を積層する構成であってもよい。
【００５６】
ｎ側電極３５は、ｎ型半導体層３２と接続するＴｉと、ボンディングするために好適なＡｕとから成形されているものである。そして、ｐ側電極３６は、ｐ型半導体層３４とオーミックコンタクトを取るためにＮｉとＡｕとから成形されているものである。
【００５７】
半導体発光素子３７の積層順は、素子基板３１上にｎ型半導体層３２が積層され、ｎ型半導体層３２上にｎ側電極３５を成形する領域を除いて発光体層３３が積層され、発光体層３３上にｐ型半導体層３４が積層され、ｐ型半導体層３４上にｐ側電極３６が成形されている。そして、このように成形された半導体発光素子３７は、配線パターンを成形したパッケージ３０内にｎ側電極３５とｐ側電極３６とを接続させて実装されている。
【００５８】
また、蛍光体含有材料Ｍは、パッケージ３０内に載置された半導体発光素子３７の周囲を被覆するように成形されている。なお、この半導体発光素子３７の上面を覆う蛍光体含有材料Ｍの厚みと、側面を覆う蛍光体含有材料Ｍの厚みとは、蛍光体含有材料Ｍの沈降などによる輝度ムラによって、適宜設定可能なものである。
【００５９】
なお、半導体発光装置製造装置１によって半導体発光素子３７の周囲に蛍光体含有材料を成形することにより製造される半導体発光装置は図３に示した半導体発光装置４に限らない。例えば、図４および図５に示す半導体発光装置４ａならびに半導体発光装置４ｂも半導体発光装置製造装置１によって製造可能である。図４は半導体発光装置製造装置１によって半導体発光素子３７の周囲に蛍光体含有材料Ｍを成形することにより製造される半導体発光装置４ａの断面図である。また、図５は半導体発光装置製造装置１によって半導体発光素子３７の周囲に蛍光体含有材料Ｍを成形することにより製造される半導体発光装置４ｂの断面図である。
【００６０】
まず、図４に示す半導体発光装置４ａは、パッケージ３０、素子基板３１、ｎ型半導体層３２、発光体層３３、ｐ型半導体層３４、ｎ側電極３５、および図示しないｐ側電極３６を備えている。半導体発光装置４ａと半導体発光装置４とでは、半導体発光素子３７の積層順が異なっている。詳しくは、半導体発光装置４ａは、パッケージ３０内にｐ型半導体層３４、発光体層３３、ｎ型半導体層３２、素子基板３１の順に順次成形されている。すなわち、半導体発光装置４ａの半導体発光素子３７では、上から素子基板３１、ｎ型半導体層３２、発光体層３３、ｐ型半導体層３４の順に積層されている。
【００６１】
続いて、図５に示す半導体発光装置４ｂも、半導体発光装置４ａと同様にパッケージ３０、素子基板３１、ｎ型半導体層３２、発光体層３３、ｐ型半導体層３４、ｎ側電極３５、図示しないｐ側電極３６、および素子基板３１の裏面側に電極を備えている。また、半導体発光装置４ｂと半導体発光装置４とでは、半導体発光素子３７の積層順が異なっており、半導体発光装置４ｂと半導体発光装置４ａとでも、半導体発光素子３７の積層順が異なっている。詳しくは、半導体発光装置４ｂは、パッケージ３０内に素子基板３１、ｐ型半導体層３４、発光体層３３、ｎ型半導体層３２の順に順次成形されている。すなわち、半導体発光装置４ａの半導体発光素子３７では、上からｎ型半導体層３２、発光体層３３、ｐ型半導体層３４、素子基板３１の順に積層されている。なお、図５に示す半導体発光装置４ｂに含まれる素子基板３１ではＣｕ、Ｃｕ―Ｗ（タングステン）、Ｃｕ―Ａｇ、Ｃｕ―Ｍｏ（モリブデン）を用いてもよい。
【００６２】
次に、半導体発光装置製造装置１によって半導体発光素子３７の周囲に蛍光体含有材料Ｍを成形し、半導体発光装置４を製造する方法について、図６および図７（ａ）〜図７（ｆ）を用いて説明を行う。図６は、本発明の蛍光体含有材料注入装置２による定量用型への半導体発光装置４に塗布する蛍光体含有材料Ｍの充填を示す図である。図７（ａ）は、半導体発光素子３７の周囲への蛍光体含有材料Ｍの塗布に用いる定量用型２０を示す図である。図７（ｂ）は、定量用型の開口部２３に蛍光体含有材料Ｍを充填した状態を示す図である。図７（ｃ）は、過剰な厚さ分の蛍光体含有材料Ｍを定量用型２０からスキージ１４ａによって除去する工程を示す図である。図７（ｄ）は、過剰な厚さ分の蛍光体含有材料Ｍを定量用型２０からスキージ１４ａによって除去した状態を示す図である。図７（ｅ）は、定量用型２０のメッシュ状マスクの開口部２２を通して半導体発光素子３７に蛍光体含有材料Ｍを塗布する工程を示した図である。そして、図７（ｆ）は、蛍光体含有材料Ｍの成形が完了した半導体発光装置４を示した図である。
【００６３】
まず、蛍光体含有材料注入装置２によって半導体発光装置４に塗布する蛍光体含有材料Ｍを定量用型２０に充填するまでの工程について図６を用いて説明を行う。
【００６４】
本発明では、蛍光体含有材料注入装置２の装置内を、蛍光体含有材料温度制御部１０によって一定の温度に保つ（温度制御工程）。また、蛍光体含有材料注入装置２の装置内に備えられた蛍光体含有材料Ｍを貯めておく貯蔵部１６中の蛍光体含有材料Ｍを蛍光体含有材料撹拌部１１によって攪拌する（攪拌工程）。続いて、貯蔵部１６に貯められていた蛍光体含有材料Ｍが重力によって貯蔵部１６の下部に空いた孔から貯蔵部１６の外部に送り出される。また、上述した蛍光体含有材料注入装置２、加圧装置３、および定量用型２０が備えられた密閉空間内に、例えば窒素、アルゴンなどのような不活性ガスが封入されている場合には、貯蔵部１６に貯められていた蛍光体含有材料Ｍが気圧によって貯蔵部１６の下部に空いた孔から貯蔵部１６の外部に送り出される。ここで、蛍光体含有材料注入量調節部１３の指示によって、貯蔵部１６の下部に空いた孔を塞いでいたスキージ１４が上記孔からずれることによって実際に蛍光体含有材料Ｍが貯蔵部１６の外部に送り出されることになる。そして、蛍光体含有材料残量センサ１２で検出した（残量検知工程）蛍光体含有材料Ｍの残量に基づいて蛍光体含有材料注入量調節部１３が弁１５の開閉を調節することによって、蛍光体含有材料注入装置２から送り出す蛍光体含有材料Ｍの量が調節されて定量用型２０に蛍光体含有材料Ｍが充填される（材料注入量調節工程）。
【００６５】
なお、本実施の形態では、蛍光体含有材料残量センサ１２で検出した蛍光体含有材料Ｍの残量に基づいて蛍光体含有材料注入量調節部１３が弁１５の開閉を調節することによって、蛍光体含有材料注入装置２から送り出す蛍光体含有材料Ｍの量が調節される構成になっているが、必ずしもこれに限らない。例えば、蛍光体含有材料残量センサ１２で検出した蛍光体含有材料Ｍの残量に基づいて蛍光体含有材料注入量調節部１３がスキージ１４を稼動させ、貯蔵部１６の外部に送り出される蛍光体含有材料Ｍの量を調節することによって、蛍光体含有材料注入装置２から送り出す蛍光体含有材料Ｍの量が調節される構成であってもよい。また、蛍光体含有材料注入量調節部１３が弁１５の開閉とスキージ１４の稼動との両方を調節することによって蛍光体含有材料注入装置２から送り出す蛍光体含有材料Ｍの量を調節する構成であってもよい。
【００６６】
続いて、定量用型２０に充填された蛍光体含有材料Ｍを半導体発光素子３７の周囲に成形するまでの工程について図７（ａ）〜図７（ｆ）を用いて説明を行う。
【００６７】
まず、図７（ａ）に示すように、定量用型の開口部２３にメッシュ状マスク２１のメッシュの部分（メッシュ状マスクの開口部２２）が位置するように形成された定量用型２０を用意する。本実施の形態では、定量用型２０およびメッシュ状マスク２１の材質はステンレスとした。また、メッシュ状マスクの開口部２２の幅は２０μｍとし、定量用型の開口部２３はφ２ｍｍ、隣接する定量用型の開口部２３同士の間隔は５．２ｍｍとした。なお、定量用型２０およびメッシュ状マスク２１は、ステンレス以外にもニッケルなどの金属で形成してもよい。これにより、蛍光体含有材料Ｍを定量用型の開口部２３へ充填しても定量用型２０およびメッシュ状マスク２１が腐食しにくくなり、傷などもつきにくくなる。
【００６８】
図６を用いて上述したように、蛍光体含有材料注入装置２を用いて、蛍光体含有材料Ｍを定量用型の開口部２３に充填し、図７（ｂ）に示したような、定量用型の開口部２３に蛍光体含有材料Ｍを充填した定量用型２０を得る。なお、この際に使用する蛍光体含有材料Ｍは、本実施の形態では、ＢＯＳ系蛍光体として調整した。
【００６９】
続いて、図７（ｃ）に示すように、スキージ１４ａを用いて過剰な厚さ分の蛍光体含有材料Ｍを除去する。本実施形態では、図７（ｄ）に示すように、定量用型２０の上面が露出する程度まで、蛍光体含有材料Ｍを除去する。
【００７０】
さらに、図７（ｅ）に示すように、蛍光体含有材料Ｍが充填された定量用型の開口部２３と半導体発光素子３７が載置されたパッケージ３０の開口部との位置がそれぞれ合致するように配置する。そして、空圧Ｐをかけて定量用型の開口部２３に充填された蛍光体含有材料Ｍを、メッシュ状マスクの開口部２２を通して半導体発光素子３７の載置されたパッケージ３０内に塗布する。なお、本実施の形態では、加圧装置３であるエアバッグに空気を注入して膨らまし、半導体発光装置製造装置１の内圧を上げることによって加圧（空圧Ｐ）を掛ける方法を用いている。また、本実施の形態では、空圧Ｐは２．５ｋＰａとした。また、加圧装置３は、エアバッグの他にも、例えば半導体発光装置製造装置１外部からの圧空を半導体発光装置製造装置１内部に伝えることによって空圧を調整するものなどであってもよい。
【００７１】
最後に、熱硬化性を有する接着剤を蛍光体含有材料Ｍが含有しているため、熱硬化炉にて蛍光体含有材料Ｍを硬化させて、図７（ｆ）に示すようにパッケージ３０内の半導体発光素子３７の周囲に蛍光体含有材料Ｍを成形して半導体発光装置４とする。
【００７２】
本発明では、蛍光体含有材料注入装置２は、蛍光体含有材料Ｍ中に含まれる混合物の、蛍光体含有材料Ｍ中での混合比の偏りを抑える蛍光体含有材料温度制御部１０、蛍光体含有材料撹拌部１１、蛍光体含有材料残量センサ１２、および蛍光体含有材料注入量調節部１３を備えている。
【００７３】
また、本発明では、パッケージ３０内に半導体発光素子３７を配置する工程と、パッケージ３０に、半導体発光素子３７の上部にメッシュ状マスクの開口部２２が位置する定量用型（成形用型）２０を設ける工程と、蛍光体含有材料Ｍをスクリーン印刷用の定量用型２０に充填する蛍光体含有材料注入装置２が備える蛍光体含有材料温度制御部１０、蛍光体含有材料撹拌部１１、蛍光体含有材料残量センサ１２、および蛍光体含有材料注入量調節部１３（均一化手段）によって、蛍光体含有材料注入装置２から定量用型２０に充填する上記蛍光体含有材料Ｍ中に含まれる混合物の、蛍光体含有材料Ｍ中での混合比の偏りを抑える工程（均一化工程）と、メッシュ状マスクの開口部２２に蛍光体含有材料注入装置２によって上記蛍光体含有材料Ｍを充填する工程と、不要な蛍光体含有材料を除去する工程と、上記蛍光体含有材料Ｍに空圧Ｐ（気圧）をかける工程と、定量用型２０を除去した後、上記蛍光体含有材料Ｍを硬化させ蛍光体含有材料Ｍを成形する工程とを含んでもよい。
【００７４】
これにより、蛍光体含有材料Ｍ中に含まれる混合物の混合比の偏りを抑える蛍光体含有材料温度制御部１０、蛍光体含有材料撹拌部１１、蛍光体含有材料残量センサ１２、および蛍光体含有材料注入量調節部１３（均一化手段）を備えているので、蛍光体含有材料Ｍ中に含まれる混合物の混合比を蛍光体含有材料Ｍ中で均一に保つことが可能になる。よって、半導体発光装置４のパッケージ３０に入っている半導体発光素子３７に蛍光体含有材料Ｍを塗布するスクリーン印刷の半導体発光装置製造装置１に用いられるスクリーン印刷用の定量用型２０に、混合比が均一な蛍光体含有材料Ｍを充填することができる。従って、半導体発光素子３７に蛍光体含有材料Ｍを均一に塗布することが可能になる。そして、その結果、色度歩留まりの低下を抑止することができ、均一な発光で色ムラの少ない半導体発光装置を提供することが可能になる。また、前記混合物の混合比とは、例えば蛍光体と樹脂との重量比である。
【００７５】
さらに、本発明の蛍光体含有材料注入装置２は、蛍光体含有材料注入装置２内に備えられている貯蔵部１６の外部に送り出された、蛍光体含有材料注入装置２から定量用型２０に送り出すための蛍光体含有材料Ｍの残量を検出する蛍光体含有材料残量センサ１２と、蛍光体含有材料残量センサ１２で検出した当該残量に応じて定量用型２０に送り出す蛍光体含有材料Ｍの量を調整する蛍光体含有材料注入量調節部１３とを備えている。
【００７６】
これにより、蛍光体含有材料残量センサ１２によって検出した蛍光体含有材料Ｍの残量に応じて、蛍光体含有材料注入量調節部１３により定量用型２０に送り出す蛍光体含有材料Ｍの量を蛍光体と透光性樹脂の混合比が一定になるように調整することが可能になるので、蛍光体含有材料Ｍを最初から最後まで蛍光体と透光性樹脂の混合比を変化させず塗布することが可能になる。
【００７７】
また、蛍光体含有材料Ｍに含有させる蛍光体は特に限定されないが、ガドリニウムおよびセリウムが添加されたＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）系蛍光体、ＢＯＳ（Barium Ortho-silicate）系蛍光体、ならびにＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体のうちの少なくとも１種の蛍光体を含むことが好ましい。これらの蛍光体に対する半導体発光素子３７として、紫外線、赤色系光、青色系光、黄色系光または緑色系光を放出するもののうちの１種または２種以上を用いることができる。
【００７８】
これにより、青色系の発光素子とＹＡＧ蛍光体との組合せなど、発光デバイスで汎用的に用いられているものをそのまま、蛍光体含有材料に含まれる蛍光体として使用することが可能になる。ここで、異なる種類の蛍光体を２種以上組み合わせて用いる場合、第２の蛍光体は半導体発光素子３７からの光を吸収して波長光を放出するばかりでなく、第１の蛍光体から放出された蛍光を吸収して波長光を放出するタイプでもよい。また、蛍光体に光拡散材を併用してもよい。これにより、発光ムラの減少を図ることもできる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、メッシュ状マスク２１の材質としてステンレスを用いているが、必ずしもこれに限らない。例えば、メッシュ状マスク２１の材質として他の金属としてニッケルを用いてもよいし、ポリアミド系合成高分子化合物からなる合成繊維（ナイロン）およびポリエステル系合成繊維（テトロン）などを用いてもよい。
【００８０】
また、定量用型２０とメッシュ状マスク２１とは一体のものとして形成してもよいし、定量用型２０とメッシュ状マスク２１とは別々のものとして形成してもよい。さらに、定量用型２０とメッシュ状マスク２１とは、異なる材質で形成してもよい。
【００８１】
なお、本実施の形態では、蛍光体含有材料を定量する定量用型の開口部２３の平面形状を円形状としたが、パッケージ３０の形状に合わせて定量用型の開口部２３の形状を変えることができる。例えば、定量用型の開口部２３の平面形状として矩形状、多角形状、または異形状とすることもできる。
【００８２】
また、本実施の形態では、メッシュ状マスクの開口部２２を矩形状としているが、他にも円形状、多角形状、または異形状とすることもできる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、メッシュ状マスクの開口部２２の幅を２０μｍ、定量用型の開口部２３をφ２ｍｍ、隣接する定量用型の開口部２３同士の間隔を５．２ｍｍ、そして、空圧Ｐを２．５ｋＰａとしているが、必ずしもこれに限らず、適宜に設定可能である。
【００８４】
また、本実施の形態では、図６および図７（ａ）〜図７（ｆ）を用いて半導体発光装置４を製造する方法を示したが、図６および図７（ａ）〜図７（ｆ）を用いて示したのと同様の方法によって半導体発光装置４ａ・４ｂも製造することができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、蛍光体含有材料注入装置２が蛍光体含有材料温度制御部１０、蛍光体含有材料撹拌部１１、蛍光体含有材料残量センサ１２、および蛍光体含有材料注入量調節部１３のすべてを備えている構成になっているが、必ずしもこれに限らない。例えば、蛍光体含有材料注入装置２が蛍光体含有材料撹拌部１１、蛍光体含有材料残量センサ１２、および蛍光体含有材料注入量調節部１３を備えない構成であってもよい。この場合でも、蛍光体含有材料温度制御部１０によって、蛍光体含有材料注入装置２内の蛍光体含有材料Ｍを一定の温度に保つことができるので、蛍光体含有材料Ｍの混合比を均一に保つことが可能になる。また、例えば、蛍光体含有材料注入装置２が蛍光体含有材料温度制御部１０、蛍光体含有材料残量センサ１２、および蛍光体含有材料注入量調節部１３を備えない構成であってもよい。この場合でも、蛍光体含有材料撹拌部１１によって、蛍光体含有材料注入装置２内の蛍光体含有材料Ｍを攪拌することができるので、蛍光体含有材料Ｍの混合比を均一に保つことが可能になる。さらに、例えば、蛍光体含有材料注入装置２が蛍光体含有材料温度制御部１０および蛍光体含有材料撹拌部１１を備えない構成であってもよい。この場合でも、蛍光体含有材料残量センサ１２、および蛍光体含有材料注入量調節部１３によって、蛍光体含有材料Ｍの混合比を均一に保つことが可能になる。
【００８６】
また、蛍光体含有材料温度制御部１０を蛍光体含有材料注入装置２に備えるだけでなく、半導体発光装置製造装置１内の温度を調節するために、蛍光体含有材料温度制御部１０を半導体発光装置製造装置１にも備える構成であってもよい。これにより、ステンシルを用いたスクリーン印刷法で半導体発光装置を製造する場合であっても、蛍光体含有材料Ｍを定量用型２０に充填してステンシルを除去する際、半導体発光装置製造装置１内の温度の変化による蛍光体含有材料Ｍの粘度の変化を抑えることができる。よって、蛍光体含有材料Ｍの粘着力が強くなることによって生じる、ステンシルの開口部側壁面に蛍光体含有材料Ｍが付着して蛍光体層が型くずれを起こす問題を回避することが可能になる。従って、所望とする厚みおよび形状を有する蛍光体層を備えた半導体発光装置を得ることが可能になり、当該蛍光体層を備えた半導体発光装置において色ムラおよび発光ムラを抑えることが可能になる。
【００８７】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明の注入装置、製造装置、および半導体発光装置の製造方法は、半導体発光素子に蛍光体含有材料を均一に塗布することを可能にする。従って、本発明は、半導体発光素子の周囲にスクリーン印刷法によって蛍光体含有材料を成形する装置に関連する産業分野に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明における蛍光体含有材料注入装置の実施の一形態を示す概略図である。
【図２】本発明における半導体発光装置製造装置の実施の一形態を示す概略図である。
【図３】上記半導体発光装置製造装置によって半導体発光素子の周囲に蛍光体含有材料を成形することにより製造される半導体発光装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図４】上記半導体発光装置製造装置によって半導体発光素子の周囲に蛍光体含有材料を成形することにより製造される半導体発光装置の他の実施の一形態を示す断面図である。
【図５】上記半導体発光装置製造装置によって半導体発光素子の周囲に蛍光体含有材料を成形することにより製造される半導体発光装置のさらに他の実施の一形態を示す断面図である。
【図６】本発明における半導体発光装置の製造方法について示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は、本発明における半導体発光装置の製造方法について示す図である。
【図８】従来の半導体発光装置の製造方法を用いて製造した半導体発光装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１    半導体発光装置製造装置（製造装置）
２    蛍光体含有材料注入装置（注入装置）
３    加圧装置（圧力調整装置）
４    半導体発光装置
４ａ  半導体発光装置
４ｂ  半導体発光装置
１０    蛍光体含有材料温度制御部（均一化手段，温度制御手段）
１１    蛍光体含有材料撹拌部（均一化手段，攪拌手段）
１２    蛍光体含有材料残量センサ（均一化手段，残量検知手段）
１３    蛍光体含有材料注入量調節部（均一化手段，材料注入量調節手段）
１４    スキージ
１４ａ  スキージ
１５    弁
１６    貯蔵部
２０    定量用型（成形用型）
２１    メッシュ状マスク
２２    メッシュ状マスクの開口部
２３    定量用型の開口部
３０    パッケージ
３１    素子基板
３２    ｎ型半導体層
３３    発光体層
３４    ｐ型半導体層
３５    ｎ側電極
３６    ｐ側電極
３７    半導体発光素子
Ｍ    蛍光体含有材料
Ｐ    空圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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