(57)【要約】【課題】  LED上に燐光体を付着させるための改善された方法を提供する。【解決手段】  本発明の方法は、インクジェットプリンタを動作させ、少なくとも１つのダイオードを含む光源上にルミネセンススプレー溶液を付着させる方法であって、インクジェットプリンタ（10）のインクジェットプリンタカートリッジ（31）内にルミネセンススプレー溶液を充填するステップと、インクジェットプリンタ（10）のプラットホーム（22）上に光源（LS）を固定して配置するステップと、光源（LS）に対応する噴霧分布図形（SPD）を印刷し、それによってルミネセンススプレー溶液を少なくとも１つのダイオードに適用するステップとからなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタを動作させ、少なくとも１つのダイオードを含む光源上にルミネセンススプレー溶液を付着させる方法であって、
前記インクジェットプリンタ（10）のインクジェットプリンタカートリッジ（31）内にルミネセンススプレー溶液を充填するステップと、
前記インクジェットプリンタ（10）のプラットホーム（22）上に前記光源（LS）を固定して配置するステップと、
前記光源（LS）に対応する噴霧分布図形（SPD）を印刷し、それによって前記ルミネセンススプレー溶液を前記少なくとも１つのダイオードに適用するステップと、
からなる方法。
【請求項２】
前記プラットホーム（22）と前記インクジェットプリンタカートリッジ（31）の間の噴霧距離を設定するステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのダイオードに適用された前記ルミネセンススプレー溶液を乾燥させるステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのダイオードに適用された前記ルミネセンススプレー溶液を乾燥させる前記ステップが、硬化技術を実施するステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのダイオードに適用された前記ルミネセンススプレー溶液を乾燥させる前記ステップが、架橋技術を実施するステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのダイオード上にルミネセンス材料を付着させるためのインクジェットプリンタであって、
前記少なくとも１つのダイオードを含む光源（LS）を固定して配置するためのプラットホーム（22）を有する光源（LS）アセンブリと、
前記ルミネセンス材料を含むルミネセンススプレー溶液を前記少なくとも１つのダイオード上に噴霧するためのインクジェットプリンタカートリッジ（31）を有するアプリケータアセンブリ（30）と、
前記光源（LS）に対応する噴霧分布図形（SPD）を印刷する印刷命令の受容に応答し、前記インクジェットプリンタカートリッジ（31）による前記少なくとも１つのダイオード上への前記ルミネセンススプレー溶液の噴霧を制御するためのコントローラ（40）と、
からなるインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記アプリケータアセンブリ（30）が、前記プラットホーム（22）と前記インクジェットプリンタカートリッジ（31）の間の噴霧距離を設定するためのカートリッジ調節器（33）を更に含む請求項６記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
少なくとも１つのダイオード上にルミネセンス材料を付着させるためのインクジェットプリンタであって、
前記少なくとも１つのダイオードを含む光源（LS）を固定して配置するための手段を有する光源（LS）アセンブリと、
前記ルミネセンス材料を含むルミネセンススプレー溶液を前記少なくとも１つのダイオード上に噴霧するための手段を有するアプリケータアセンブリ（30）と、
前記光源（LS）に対応する噴霧分布図形（SPD）を印刷する印刷命令の受容に応答し、前記インクジェットプリンタカートリッジ（31）による前記少なくとも１つのダイオード上への前記ルミネセンススプレー溶液の噴霧を制御するためのコントローラ（40）と、
からなるインクジェットプリンタ。
【請求項９】
前記アプリケータアセンブリ（30）が、前記プラットホーム（22）と前記インクジェットプリンタカートリッジ（31）の間の噴霧距離を設定するための手段を更に有する請求項８記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して発光ダイオードに関する。より詳細には、本発明は、発光ダイオード上に燐光体を付着する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（LED）を照明用の光源として使用する用途が増大している。これは、最近、窒化ガリウム（GaN）に基づく又は窒化インジウムガリウム（InGaN）に基づくエピタキシャル構造を利用する紫外光（UV）/青色LEDの登場により、LEDから白色光を生成可能になったことによる。
【０００３】
照明用途において利用が増加しているLEDの１つの形式が白色LED素子である。その名称から分かるように、白色LED素子は、観測者から見た場合に白色に見える光を放射する。一例においては、青色光を放射するLEDとセリウム添加イットリウムアルミニウムガーネット（Y3Al5O12：Ce3+）のような燐光体を組み合わせることにより、これを実現している。動作の際には、通常、LEDが460〜480ナノメートル（nm）の、励起光波長と呼ばれるピーク波長を有する青色光を放射する。燐光体がこの青色光の一部分を吸収し、560〜580 nmのピーク波長を有する広帯域の黄色光を再放射する。この黄色光と吸収されなかった青色光との、合成光とも呼ばれる組み合わせにより、LEDの観測者は白色を知覚することになる。生成される白色光の質は、青色光と燐光材料からの放射との釣り合いにより左右される。
【０００４】
従来、LED上に燐光体を付着させるために、例えば圧力時間法やローラコーティング法のような多くの方法が利用されている。これらの方法のそれぞれは、並びにその他の多くの方法は、LEDの反射器カップを燐光体で充填するように設計されている。しかしながら、溶液中において燐光体が沈降することを１つの理由として、通常、容積測定の精度が満足できる水準にない。
【０００５】
更なる不都合な点は、例えば、透明なエポキシ樹脂のような光学的に透明な物質と燐光体をなす化合物を混合する工程の結果生じる。即ち、光学的に透明な物質中に燐光体をなす化合物の粒子を均一に混合することが難しく、また混合の再現が困難である。この困難さにより、照明素子からの光放射の均一性が望ましい水準に及ばないという結果が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、上記のような及びその他の問題点を克服する装置及び方法を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態は、本発明に従ってインクジェットプリンタを動作させ、少なくとも１つのダイオードを含む光源上に、ルミネセンススプレー溶液（発光材料噴霧溶液）を付着させる方法である。まず、ルミネセンススプレー溶液をインクジェットプリンタのインクジェットプリンタカートリッジに充填し、光源をインクジェットプリンタのプラットホーム上に配置する。続いて、インクジェットプリンタによって光源に対応する噴霧分布図形を印刷し、これによってルミネセンススプレー溶液を少なくとも１つのダイオードに適用する。
【０００８】
本発明の第２の形態によれば、本発明の一実施例に従って構成されているインクジェットプリンタが提供される。このインクジェットプリンタには、少なくとも１つのダイオード上にルミネセンス（発光）材料を付着させるために、光源アセンブリ、アプリケータアセンブリ及びコントローラを利用する。光源アセンブリは、少なくとも１つのダイオードを含む光源をしっかりと、確実に固定して、配置するためのプラットホームを含む。アプリケータアセンブリは、ルミネセンス材料を含むルミネセンススプレー溶液を少なくとも１つのダイオード上に噴霧するためのインクジェットプリンタカートリッジを含む。コントローラは、光源の噴霧分布図形を印刷するための印刷命令の受容に応答し、インクジェットプリンタカードリッジによる少なくとも１つのダイオード上へのルミネセンススプレー溶液の噴霧を制御する。
【０００９】
本発明の前述の形態及びその他の形態、特徴及び利点は、添付の図面と関連して、現時点での好適な実施例に関する以下の詳細な説明を参照することにより、更に明らかになる。尚、これらの詳細な説明及び図面は、本発明を例示することを目的とするものであって、本発明を制限することを意図するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の記載及びその同等物によって画定される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、光源（LS）を被覆することに関する方法に向けられている。本発明の方法は、準備段階（S62）、被覆段階（S64）及び任意選択的な乾燥段階（S66）からなる。準備段階（S62）は、インクジェットプリンタカートリッジ（31）の容器にルミネセンススプレー溶液を充填するステップ、プラットホーム（22）とインクジェットプリンタカートリッジ（31）の間の噴霧距離を設定するステップ、光源（LS）に対応する噴霧分布図形（SPD）を生成するステップを含む。被覆段階（S64）は、プラットホーム（22）上に光源（LS）を固定して配置するステップ、ルミネセンス材料が光源（LS）のダイオード上に噴霧される噴霧分布図形（SPD）を印刷するステップを含む。最後の乾燥段階（S66）は、被覆されたダイオードに架橋技術を適用するか、又は硬化技術を適用するステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、図３に示されているフローチャート60によって表される本発明のルミネセンススプレー法（発光材料噴霧法）を実施し、本発明に従って構成されているインクジェットプリンタ10を示す。一実施例において、インクジェットプリンタ10は、光源アセンブリ20の形態の送り機構、アプリケータアセンブリ30の形態の噴霧機構、及びコントローラ40（図２参照、わかりやすくするために図１には図示していない）を主に含むように適合されているHewlett Packard社製インクジェットプリンタDeskJet 400（モデル#dj400）として実施されている。光源アセンブリ20、アプリケータアセンブリ30及びコントローラ40に関する本明細書の以下の説明から、当業者であれば、光源アセンブリ20、アプリケータアセンブリ30及びコントローラ40の動作を支援するのに必要なインクジェットプリンタ10の二次的な構成要素について理解することができるであろう。
【００１２】
光源アセンブリ20は、命令CMDX（図２参照）を介するコントローラ40からの命令により、ローラーモーター機構23を介してＸ方向で一組のレール21に沿って移動可能なプラットホーム22を含んでいる。ローラーモーター機構23は、インクジェットプリンタ10の用紙用のローラーモーターとすることができ、基部プラットホーム22に取り付け可能である。プラットホーム22は、１つ又は複数の、発光ダイオード、レーザーダイオードあるいは本発明のルミネセンススプレー法に適する他の形式のダイオードを含む光源LSをしっかりと、確実に支持するように機能する。光源LSは、例えば表面実装パッケージ、反射器カップ実装パッケージ又はスルーホールパッケージのような数多くのパッケージにより実施される。一実施例において、光源LSは、発光ダイオード又はレーザーダイオードを製造した後の、しかしウエハを個別の発光ダイオード又はレーザーダイオードに分離する前の、ウエハとして実施される。第２の実施例において、光源LSは、製造後の複数の発光ダイオード又はレーザーダイオードとして実施される。第３の実施例において、光源LSは、個別の発光ダイオード又は個別のレーザーダイオードとして実施される。
【００１３】
アプリケータアセンブリ30は、命令CMDY（図２）を介するコントローラ40からの命令により、ローラーモーター機構34（図２参照、わかりやすくするために図１には図示していない）によって、Ｙ方向にベルト又は一組のレール32に沿って移動可能なインクジェットプリンタカートリッジ31を含んでいる。インクジェットプリンタカートリッジ31は、インクジェットプリンタカートリッジ31の容器内に収容されているルミネセンススプレー溶液を有するインクジェットプリンタカートリッジ（例えばHewlett Packard社製インクジェットプリンタカートリッジモデル#HP 51625A）として実施することが好ましい。
【００１４】
一実施例において、ルミネセンススプレー溶液は、ペナン州プライのWinchem社から市販されているU-Lite Phosphor Suspension 2.0又は3.0として実施される。
【００１５】
第２の実施例において、ルミネセンススプレー溶液は、スプレー溶液（噴霧溶液）中におけるルミネセンス材料の懸濁又は浮遊を助長する界面活性剤を更に含んでいる。使用する界面活性剤の種類は、利用する基材によってある程度左右される。例えば、ガラス又はシリコンを基材として使用する場合には、シラネート化合物（silanated compound）を界面活性剤として利用することが好ましい。別の実施例において、充填剤とファイバを基材として使用する場合には、チタン酸塩を界面活性剤又はカップリング剤として利用することが好ましい。
【００１６】
第３の実施例において、インクジェットプリンタカートリッジ31の容器は、更にルミネセンススプレー溶液を混合し、スプレー溶液中においてルミネセンス材料を更に懸濁させる部分的な障害物を有する。一実施例において、この部分的な障害物はミルボールとして実施される。
【００１７】
アプリケータアセンブリ30は、レール21からＺ方向に所定の距離だけ、インクジェットプリンタカートリッジ31を調節するための高精度の計測装置として実施されているカートリッジ調節器33を更に含む。一実施例において、カートリッジ調節器33は、マイクロメーターとして実施される。第１実施例において、カートリッジ調節器33は、手動による調節によって、インクジェットプリンタカートリッジ31のＺ方向での位置合わせを行う。第２の実施例において、カートリッジ調節器33は、命令CMDZ（図２参照）を介するコントローラ40からの命令により、Ｚ方向においてインクジェットプリンタカートリッジ31の位置合わせを行う。当業者であれば、カートリッジ調節器33の制御に必要とされるコントローラ40のプログラムについて理解することが可能であろう。
【００１８】
図２は、インクジェットプリンタ10とコンピュータとの間の動作上の関係を示し、ここでコンピュータは、例えば、図２に示すように、デスクトップパーソナルコンピュータ51、ハンドヘルドパーソナルコンピュータ52、サーバー53のようなコンピュータである。それぞれのコンピュータは、記憶装置（例えばハードドライブやコンパクトディスクドライブなど）内に、グラフィックプログラム（例えばMicrosoft（登録商標） PowerPoint（登録商標）又はMicrosoft（登録商標）Visio（登録商標））を保存している。これらのコンピュータとコントローラ40は、インクジェットプリンタ10上で文書を印刷するのに必要なハードウェア及びソフトウェアインターフェイスを更に含む。当業者であれば、インクジェットプリンタ10と共に使用することができる他の形式のコンピュータについて理解することができるであろう。
【００１９】
図１〜図３を参照して、フローチャート60の準備段階S62において、３つのステップが実行される。第１のステップでは、インクジェットプリンタカートリッジ31の容器内へルミネセンススプレー溶液を充填する。第２のステップでは、インクジェットプリンタカートリッジ31のアプリケータとプラットホーム22との間の噴霧距離を設定するために、選択的に手動により又は自動によりカートリッジ調節器33の調節を行う。そして、第３のステップでは、グラフィックプログラム50を使用して、例えば図２に示す噴霧分布図形SPD1〜SPD3のような、光源LS用の噴霧分布図形を生成する。尚、噴霧分布図形SPD1は、光源LSのダイオードの配列とは無関係に、光源LSの領域全体にルミネセンススプレー溶液を噴霧するための印刷領域を有する。噴霧分布図形SPD2は、光源LSが列状に配列されているダイオードを有している際に、ルミネセンススプレー溶液を列の形態で噴霧するための印刷領域を有する。噴霧分布図形SPD3は、光源LSの個別のダイオードを噴霧するための印刷領域を有する。
【００２０】
実際に、当業者であれば、インクジェットプリンタカートリッジ31とプラットホーム22の間に設定されている噴霧距離及び噴霧分布図形は、所望の量の被覆及び光源LS上のダイオードの配列に対して共依存関係にあることを理解することができるであろう。
【００２１】
フローチャート60の被覆段階S64において、２つのステップが実行される。第１のステップでは、プラットホーム22上へ光源LSを固定して配置する。このステップには、光源LSを噴霧分布図形で覆うことを更に含むことが可能であり、この場合に、ダイオードは、噴霧分布図形の印刷領域の切り取られた部分を介して露出されている。第２のステップでは、コンピュータを使用し、光源に対応する噴霧分布図形を印刷する印刷命令をコントローラ40に提供し、これによって噴霧分布図形に従ってルミネセンススプレー溶液を光源LSに塗布する。光源LS上において、ルミネセンススプレー溶液の被覆の所望の度合いを実現するために、必要に応じて、前述の被覆段階S64のステップの１つ又は複数のものを何回でも反復することが可能である。
【００２２】
フローチャート60の任意選択の乾燥段階S66において、２つのステップのいずれかが実行される。１つのステップでは、架橋技術を実施する。架橋技術とは、結果的に分子を結合させて巨大分子を形成する化学反応を意味する製造プロセス用語である。もう１つのステップでは、硬化技術を実施する。硬化技術とは、材料を、液体又は部分的に架橋した材料から完全に架橋した材料に変換する工程を意味する製造プロセス用語である。一実施例において、この硬化プロセスは、熱硬化システム、紫外線（UV）硬化システム又はマイクロ波硬化システムによって実施される。本実施例においては、UV硬化システムのほうが熱硬化システムよりも硬化プロセスを促進することができる。
【００２３】
本発明は、その本質的な特徴を逸脱することなく、その他の特定の形態においても実施可能である。説明した実施例は、すべての面において例示を目的とするものと見なされるべきであり、制限を意図するものと見なされるべきではない。従って、本発明の範囲は、上記の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示されているとおりである。特許請求の範囲に記載されている意味とその等価な範囲に属するすべての変更は、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に従って構成されているインクジェットプリンタの一実施例を示す図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリンタとコンピュータの間の動作上の関係を示す図である。
【図３】本発明によるルミネセンススプレー法の一実施例を表すフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  インクジェットプリンタ
２０  光源アセンブリ
２１  レール
２２  プラットホーム
２３  モーター
３０  アプリケータアセンブリ
３１  インクジェットプリンタカートリッジ
３２  レール
３３  カートリッジ調節器
４０  コントローラ
ＬＳ  光源
ＳＰＤ  噴霧分布図形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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