专利名称：荧光体层形成装置以及使用它的荧光体层形成方法
技术领域：
本发明涉及吐出含有荧光体的浆体的荧光体层形成装置、以及使 用它的荧光体层形成方法,特别涉及吐出浆体来分别覆盖安装在基板 上的多个发光元件的荧光体层形成装置、以及使用它的荧光体层形成 方法。
背景技术：
作为含有半导体多层膜的发光元件，已知有发光二极管(Light Emitting Diode，以下称作"LED")。其中，GaN类LED等的发出 蓝色光的LED,通过与受蓝色光激励而发出黄色光或红色光的荧光 体组合，可以应用到发出白色光的发光装置中(例如参考日本特开 2001-15817号公报)。图4A 图4D及图5A 图5C是表示上述发光装置的以往制造 工序的剖视图。如图4A所示，利用旋转研磨机103研磨安装在基板 101上的多个LED芯片102的上表面，使各个LED芯片102的高度 为一定。接着，如图4B所示，将含有荧光体的浆体通过例如丝网印 刷法涂布在各个LED芯片102上，形成荧光体层104。然后，如图 4C所示，利用旋转研磨机103研磨荧光体层104的上表面，如图4D 所示，使各个荧光体层104的高度为一定。然后，将被荧光体层104 覆盖的LED芯片102单片化。接着，如图5A所示，将单片化的LED 芯片102安装到安装基板106上。接着，如图5B所示，用封装树脂 107将荧光体层104封装后，如图5C所示，在封装树脂107上形成 透镜108而得到发光装置100。
但是，在上述那样的制造方法中，由于图4A及图4C的研磨工 序需要较长时间，所以制造时间的縮短较困难。例如，在图4C所示 的荧光体层104的研磨工序中，为了抑制从发光装置IOO(参照图5C) 发出的光的色度的不均匀，需要以几ii m量级控制荧光体层104的高 度。由此，在图4C的研磨工序中，通常需要l小时左右的处理时间。 因此，存在发光装置100的生产率降低的可能性。发明内容本发明是为了解决上述以往的问题而做出的，目的是提供一种能 够缩短制造时间的荧光体层形成装置、以及使用它的荧光体层形成方 法。本发明的荧光体层形成装置，吐出含有荧光体的浆体来分别覆盖安装在基板上的多个发光元件，其包括吐出部，将上述浆体作为液滴吐出到各个上述发光元件上； 测量部，测量覆盖各个上述发光元件形成的由上述浆体构成的荧光体层的厚度；吐出量控制部，根据由上述测量部测量的各个上述荧光体层的厚 度，控制对各个上述荧光体层的上述浆体的再吐出量。本发明的荧光体层形成方法，吐出含有荧光体的浆体来分别覆盖 安装在基板上的多个发光元件，该荧光体层形成方法包括将上述浆体作为液滴吐出到各个上述发光元件上的工序；测量覆盖各个上述发光元件形成的由上述浆体构成的荧光体层 的厚度的工序；一边根据在上述测量的工序中测量的各个上述荧光体层的厚度 来控制对于各个上述荧光体层的上述浆体的再吐出量， 一边将上述浆 体再吐出到上述荧光体层上的工序。本发明的荧光体层形成装置作为吐出含有荧光体的浆体来分别 覆盖安装在基板上的多个发光元件的荧光体层形成装置而使用。安装 发光元件的基板并没有特别限定，可以使用例如硅基板等的惯用的基 板。对于安装在基板上的发光元件的数量，只要是多个就可以，没有特别限定。另夕卜，相邻的发光元件彼此的间隔为例如0.03 2.5mm左 右。作为发光元件，优选通过与后述的荧光体组合能够得到白色光的 发光元件。可以举出例如GaN类LED或ZnS类LED等的发出蓝色 光的发光元件。另外，上述发光元件的厚度通常为70 100u m左右， 上述发光元件的面积通常为0.04 9mir^左右。作为吐出的浆体，可以是用例如使荧光体分散到由硅树脂等构成 的液状树脂中的浆体。其粘度通常为50 5000Pa -s左右，优选100 2000Pa"s左右。作为荧光体，在使用例如发出蓝色光的发光元件的 情况下，可以使用石榴石构造类Y3 (Al， Ga) 5012: Ce3+、硅酸盐类 (Ba， Sr) 2Si04: Eu2+等的发出绿色光的荧光体，塞隆(silon) Ca —A1—Si—O—N: Eu2+、硅酸盐类(Sr， Ca) 2Si04: Eu2+、石榴石 构造类(Y， Gd) 3AI50I2: 03+等发出黄色光的荧光体，氮化硅酸盐 类Sr2SisNs: Eu2+、氮铝硅酸盐类CaAlSiN3: Eu2+、氧氮铝硅酸盐类 Sr2Si4A10N7: Eu2+、硫化物类CaS: E^+等发出红色光的荧光体等。并且，本发明的荧光体层形成装置包括吐出部，将上述浆体作 为液滴吐出到各个上述发光元件上；测量部，测量覆盖各个上述发光 元件而形成的由上述浆体构成的荧光体层的厚度；吐出量控制部，根 据由上述测量部测量的各个上述荧光体层的厚度，控制对各个上述荧 光体层的上述浆体的再吐出量。本发明的荧光体层形成装置的吐出部 将浆体作为液滴吐出，所以吐出量的调节变得容易。此外，由于包括 上述测量部和上述吐出量控制部，所以在形成的荧光体层的厚度发生 不均匀的情况下，通过对应于各个荧光体层的厚度再吐出浆体，能够 一边修正上述不均匀一边形成荧光体层。由此，即使不进行研磨也能
够使形成的荧光体层的厚度均匀化，所以能够縮短发光装置的制造时 间。此外，由于能够防止浆体的浪费的吐出，所以能够降低制造成本。 另外，上述"荧光体层的厚度"，是指位于发光元件的主面上的荧光 体层的厚度。作为吐出部，可以使用包括例如喷墨打印机用的打印头、点胶机 等结构。特别是，在包含压电元件的情况下，由于能够使吐出的液滴 直径较小，所以浆体的吐出量控制变得容易。作为测量部，只要能够测量荧光体层的厚度就可以，没有特别限 定，例如可以举出包括识别测量部位的识别照相机部和通过激光等测 长的测长部的结构。吐出量控制部根据由测量部测量的各个荧光体层的厚度计算对 于各个荧光体层的浆体的再吐出量，根据该再吐出量从吐出部再吐出 桨体，使得荧光体层的厚度均匀。作为这样的吐出量控制部，可以举出包括在计算机中使用的中央处理装置(CPU)等的结构。此外，本发明的荧光体层形成装置还可以包括根据由上述测量部 测量的各个上述荧光体层的厚度，控制上述浆体的再吐出时的各个上 述荧光体层的表面与上述吐出部之间间隔的间隔控制部。这是因为荧 光体层的厚度的均匀化变得更容易。例如，如果加大上述间隔，则再 吐出的浆体(液体)容易在荧光体层上扩散，所以由再吐出的浆体构 成的荧光体层的厚度变薄。相反，如果减小上述间隔，则再吐出的桨 体(液体)不易在荧光体层上扩散，所以由再吐出的浆体构成的荧光 体层的厚度变厚。此外，在本发明中，上述吐出量控制部除了上述功能以外，还可 以具有控制对上述荧光体层的规定位置的上述浆体再吐出量的功能。 在用以往的网板印刷法形成荧光体层的情况下， 一般从荧光体层表面 到发光元件表面的最短距离根据荧光体层表面的部位而不同，所以产 生了例如发光颜色的颜色不均等的弊端。特别是，由于从荧光体层的
边缘部到发光元件表面的最短距离比从荧光体层表面的其他部位到 发光元件表面的最短距离长，所以从荧光体层的边缘部发出的光的黄 色光成分变多，成为发光颜色的颜色不均的原因。如上所述，在上述 吐出量控制部具有控制对上述荧光体层的规定位置的上述浆体再吐 出量的功能的情况下，能够消除上述的颜色不均。特别是，为了控制 容易成为颜色不均的原因的来自荧光体层边缘部的光的发光颜色，上 述规定位置优选为上述荧光体层的边缘部。另外，作为控制对荧光体 层的规定位置的浆体再吐出量的方法，可以例示出例如由上述测量部 测量上述规定位置距离基板的高度，利用上述吐出量控制部根据该测 量值运算对上述规定位置的浆体再吐出量，根据该再吐出量从吐出部 再吐出浆体的方法。此外，本发明的荧光体层形成装置中，吐出的上述液滴的直径除以上述发光元件的最小宽度后的值希望是0.4以下。这是因为，浆体 的吐出量的控制变得更容易。特别是，在上述液滴的直径为l 50u m (1飞升 8皮升左右的滴量)的情况下，浆体的吐出量控制变得 更容易，所以是优选的。接着，对本发明的荧光体层形成方法进行说明。另外，在以下的 记述中，对于与上述重复的内容，有时会省略其说明。本发明的荧光体层形成方法是吐出含有荧光体的浆体来分别覆盖安装在基板上的多个发光元件的荧光体层形成方法，包括将上述 桨体作为液滴吐出到各个上述发光元件上的工序；测量覆盖各个上述发光元件而形成的由上述浆体构成的荧光体层厚度的工序； 一边根据 由上述测量部测量的各个上述荧光体层的厚度,控制对各个上述荧光 体层的上述浆体的再吐出量， 一边将上述浆体再吐出到上述荧光体层 上的工序。本发明的荧光体层形成方法是将浆体作为液滴吐出，所以 吐出量的调节变得容易。此外，由于包括上述测量的工序和上述再吐 出的工序，所以在形成的荧光体层厚度产生不均的情况下，通过对应
于各个荧光体层的厚度而再吐出浆体，能够一边修正上述不均一边形 成荧光体层。由此，即使不进行研磨也能够使形成的荧光体层的厚度 均匀，所以能够縮短发光装置的制造时间。此外，由于能够防止浆体 的吐出浪费，所以能够降低制造成本。此外，在上述再吐出的工序中，也可以一边控制对上述荧光体层 的规定位置的上述浆体再吐出量，一边再吐出上述浆体。如上所述， 这是因为能够消除发光颜色的颜色不均。此外，为了控制容易成为颜 色不均的原因的来自荧光体层的边缘部的光的发光色，上述规定位置 优选为上述荧光体层的边缘部。此外，在本发明的荧光体层形成方法中，吐出的上述液滴的直径除以上述发光元件的最小宽度后的值优选为0.4以下。这是因为，浆 体的吐出量的控制变得更容易。特别是，在上述液滴的直径为1 50 um (1飞升 8皮升左右的滴量)的情况下，浆体的吐出量的控制 变得更容易，所以是优选的。
图1A是本发明的第一实施方式涉及的荧光体层形成装置的概略 立体图，图1B是包含在图1A所示的吐出部中的头部的概略立体图。图2A 图2D是用于说明本发明的第二实施方式涉及的荧光体 层形成方法的剖视图。图3A 图3C是用于说明本发明的第三实施方式涉及的荧光体 层形成方法的剖视图。图4A 图4D是表示发光装置的以往制造工序的剖视图。图5A 图5C是表示发光装置的以往制造工序的剖视图。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明的实施方式。 [第一实施方式]首先，参照
本发明的第一实施方式涉及的荧光体层形成装置。参照的图1A是第一实施方式涉及的荧光体层形成装置的概略 立体图。此外，参照的图1B是包含在图1A所示的吐出部中的头部 的概略立体图。如图1A所示，第一实施方式涉及的荧光体层形成装置1包括 吐出部12，将含有荧光体的浆体21 (参照图1B)作为液滴吐出，使 其分别覆盖安装在基板IO上的多个发光元件11;测量部13，测量覆 盖各个发光元件11而形成的由浆体21构成的荧光体层30 (参照图 2B)的厚度；吐出量控制部14，根据由测量部13测量的各个荧光体 层30的厚度，控制对各个荧光体层30的浆体21的再吐出量；加热 台14，载置基板10;浆体箱16，填充有浆体21;负压泵17，为了 防止在吐出工序以外浆体21从吐出部12泄漏而使浆体箱16内成为 负压；X轴方向控制部18,在图1A中的X轴方向控制吐出部12的 位置；Y轴方向控制部19，在图1A中的Y轴方向控制加热台15的 位置；Z轴方向控制部20,在图1A中的Z轴方向控制吐出部12的 位置。测量部13包括识别测量部位的识别照相机部13a和激光测长 部13b。此外，Z轴方向控制部20根据由测量部13测量的各个荧光 体层30的厚度，控制浆体21的再吐出时的各个荧光体层30的表面 与吐出部12之间的间隔。另外，作为X轴方向控制部18、 Y轴方向 控制部19及Z轴方向控制部20，可以使用例如包括马达、安装在该 马达上的滚珠丝杠和驱动上述马达的马达驱动部的结构。此外，Z轴 方向控制部20对应于上述"间隔控制部"。在吐出部12内，如图1B所示地配置有头部22,该头部22包括 多个压电元件23。在通过头部22吐出浆体21时，通过使电流流过 压电元件23，使压电元件23的形状如图1B的虚线所示那样变形。 此时，由于通过压电元件23的变形产生压力差，所以从吐出口24作
为液滴吐出浆体21。另外，为了容易进行浆体21的吐出量的控制， 从吐出口 24吐出的由浆体21构成的液滴的直径除以发光元件11的 最小宽度W (参照图1A)的值，优选为0.4以下。
根据具有上述结构的荧光体层形成装置1,由于包括测量部13 和吐出量控制部14，所以形成的荧光体层30的厚度发生不均的情况 下，通过对应于各个荧光体层30的厚度再吐出浆体21,能够一边修 正上述不均、 一边形成荧光体层30。由此，即使不进行研磨也能够 使形成的荧光体层30的厚度均匀化，所以能够縮短发光装置的制造 时间。
接着，参照
本发明的第二实施方式涉及的荧光体层形成 方法。参照的图2A 图2D是用于说明第二实施方式涉及的荧光体 层形成方法的剖视图。另外，第二实施方式涉及的荧光体层形成方法 是使用了上述的第一实施方式涉及的荧光体层形成装置1的荧光体 层形成方法。此夕卜，在图2A 图2D中，对于与图1A、图1B相同的结构要素赋予相同的附图标记而省略其说明。
首先，如图2A所示，利用激光测长部13b测量各个发光元件11距离基板的高度。此时，虽然没有图示，但只要在通过X轴方向控 制部18 (参照图1A)及Y轴方向控制部19 (参照图1A)使识别照 相机部13a (参照图1A)移动到测量部位后，利用激光测长部13b 进行测量就可以。
接着，如图2B所示，通过头部22将浆体21作为液滴吐出到各 个发光元件11上。由此，能够覆盖各个发光元件11地形成由浆体 21构成的荧光体层30。另外，为了使浆体21中含有的溶媒蒸发，优 选利用加热台15 (参照图1A)将基板10的温度维持在例如60 80-c的范围。
在进行1次或多次该图2B所示的工序后，如图2C所示地利用
激光测长部13b测量各个荧光体层30距离基板10的高度。此时，测 量部13根据在图2A的工序中测量的发光元件11的高度和在图2C 的工序中测量的荧光体层30的高度，计算荧光体层30的厚度T (参 照图2C)。另外，本发明的荧光体层30的厚度T的测量方法并不限 于此，例如也可以利用仅透过荧光体层30的激光来直接测量荧光体 层30的厚度T。此外，厚度T的计算也可以由测量部13以外的部位 (例如吐出量控制部14等)进行。然后，通过吐出量控制部14 (参照图1A),根据由测量部13测 量的各个荧光体层30的厚度T计算对各个荧光体层30的浆体21的 再吐出量，根据该再吐出量，如图2D所示地从头部22再吐出浆体 21。通过进行1次或多次该图2C 图2D的工序，能够得到厚度均匀 的荧光体层30。根据本方法，即使如以往方法那样不进行研磨也能 够使形成的荧光体层30的厚度均匀，所以能够縮短发光装置的制造 时间。另外，在图2D的工序中，通过控制从头部22再吐出的浆体 21的吐出压力，或者利用Z轴方向控制部20 (参照图1A)并根据荧 光体层30的厚度控制各个荧光体层30的表面与吐出部12之间的间 隔，荧光体层30的厚度均匀化变得更容易。[第三实施方式]接着，参照
本发明的第三实施方式涉及的荧光体层形成 方法。参照的图3A 图3C是用于说明第三实施方式涉及的荧光体 层形成方法的剖视图。在第三实施方式涉及的荧光体层形成方法中， 关于控制各个荧光体层30间的厚度不均的方法与上述的第二实施方 式涉及的荧光体层形成方法相同，所以在以下的说明中仅说明与有关 第二实施方式的荧光体层形成方法不同的部分。另外，在图3A 图 3C中，对于与图2A 图2D相同的结构要素赋予相同的附图标记， 并省略其说明。
首先，如图3A所示，将浆体21作为液滴吐出到各个发光元件 ll上而形成荧光体层30。接着，如图3B所示，利用激光测长部13b测量荧光体层30距离 基板10的高度。此时，在荧光体层30的表面的多个部位测量距离基 板10的高度。例如，只要测量荧光体层30的边缘部30a的高度和荧 光体层30的主面的中央部30b的高度就可以。接着，利用吐出量控制部14 (参照图1A)并根据上述测量值计 算对荧光体层30的规定位置的浆体21的再吐出量，根据该再吐出量， 如图3C所示那样将浆体21再吐出到荧光体层30上。此时，例如将 荧光体层30的边缘部30a的高度上限值预先输入到吐出量控制部14 中，通过吐出量控制部14控制对于荧光体层30的边缘部30a的浆体 21再吐出量以使其不超过该上限值就可以。由此，如图3C所示，能 够使从荧光体层30的边缘部30a到发光元件11表面的最短距离L,、 和从荧光体层30表面的另一部位到发光元件11表面的最短距离L2 成为相同程度，所以能够消除发光颜色的颜色不均。本发明的荧光体层形成装置及荧光体层形成方法，对于要求縮短 制造时间的发光装置的制造方法是有实用性的。
权利要求
1、一种荧光体层形成装置，吐出含有荧光体的浆体来分别覆盖安装在基板上的多个发光元件，其特征在于，包括吐出部，将上述浆体作为液滴吐出到各个上述发光元件上；测量部，测量覆盖各个上述发光元件形成的由上述浆体构成的荧光体层的厚度；吐出量控制部，根据由上述测量部测量的各个上述荧光体层的厚度，控制对各个上述荧光体层的上述浆体的再吐出量。
2、 如权利要求1所述的荧光体层形成装置，其特征在于，还包 括间隔控制部，该间隔控制部根据由上述测量部测量的各个上述荧光 体层的厚度，控制再吐出上述浆体时的各个上述荧光体层的表面与上 述吐出部的间隔。
3、 如权利要求1所述的荧光体层形成装置，其特征在于，上述 吐出量控制部控制对于上述荧光体层的规定位置的上述浆体的再吐 出量。
4、 如权利要求3所述的荧光体层形成装置，其特征在于，上述 规定位置是上述荧光体层的边缘部。
5、 如权利要求1所述的荧光体层形成装置，其特征在于，吐出 的上述液滴的直径除以上述发光元件的最小宽度后的值为0.4以下。
6、 一种荧光体层形成方法，吐出含有荧光体的浆体来分别覆盖 安装在基板上的多个发光元件，其特征在于，该荧光体层形成方法包 括将上述浆体作为液滴吐出到各个上述发光元件上的工序； 对覆盖各个上述发光元件形成的由上述浆体构成的荧光体层的 厚度进行测量的工序；一边根据在上述测量的工序中测量的各个上述荧光体层的厚度 来控制对于各个上述荧光体层的上述浆体的再吐出量， 一边将上述浆 体再吐出到上述荧光体层上的工序。
7、 如权利要求6所述的荧光体层形成方法，其特征在于，在上 述再吐出的工序中， 一边控制对于上述荧光体层的规定位置的上述浆 体的再吐出量， 一边再吐出上述浆体。
8、 如权利要求7所述的荧光体层形成方法，其特征在于，上述 规定位置是上述荧光体层的边缘部。
9、 如权利要求6所述的荧光体层形成方法，其特征在于，吐出 的上述液滴的直径除以上述发光元件的最小宽度后的值为0.4以下。
全文摘要
一种荧光体层形成装置(1)，吐出含有荧光体的浆体(21)来分别覆盖安装在基板(10)上的多个发光元件(11)，其包括吐出部(12)，将浆体(21)作为液滴吐出到各个发光元件(11)上；测量部(13)，测量覆盖各个发光元件(11)形成的由浆体(21)构成的荧光体层的厚度；吐出量控制部(14)，根据由测量部(13)测量的各个荧光体层的厚度，控制对各个荧光体层的浆体(21)的再吐出量。由此，提供了能够缩短制造时间的荧光体层形成装置。
文档编号H05B33/10GK101120425SQ20068000470
公开日2008年2月6日 申请日期2006年5月11日 优先权日2005年5月12日
发明者上野康晴, 仕田智, 内藤浩幸, 森川诚, 谷本宪保 申请人:松下电器产业株式会社