專利名稱：熒光體層厚度的確定方法和發(fā)光設(shè)備的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熒光體層厚度的確定方法和發(fā)光設(shè)備的制造方法.更具 體地說，本發(fā)明涉及一種用于確定設(shè)有熒光體層的裝置的熒光體層厚度 的方法，以及用于制造發(fā)光設(shè)備的方法，所述方法通過以熒光體層閨繞 發(fā)光二極管芯片的外圍實(shí)現(xiàn)了發(fā)射具有特定顏色的光.
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(在下文中有時稱為LED)用于發(fā)光二極管顯示設(shè)備和 液晶顯示設(shè)備的背光光源等.近年來，已經(jīng)制造出了沉淀型白色LED, 其中，在藍(lán)色LED的外圍沉淀通過吸收藍(lán)光而發(fā)射黃色光的黃色熒光體 顆粒。
如圖1所示，此類沉淀型白色LED 6具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，將由 透明樹脂材料形成的上表面具有用于形成上方開口的凹陷部分長方體封 裝體2固定到襯底l上，并將藍(lán)色LED芯片3放置到封裝體2的凹陷部分底面的中央。
采用填充裝置(例如，氣動分配器"air dispenser")將密封材料定 量注入到所述凹陷部分內(nèi)，并使之熱固化，以形成密封層，所述密封材 料通過將黃色熒光體顆粒與諸如環(huán)氧樹脂和硅樹脂的透明熱固性樹脂混 合而成。這一密封層由熒光體層4和熒光體層4上的透明樹脂層5構(gòu)成， 通過沉淀黃色熒光體顆粒形成熒光體層4，并使之完全覆蓋藍(lán)色LED芯 片3。在沉淀型白色LED中，色度的確定極大程度上取決于熒光體層4 的厚度。
這里，盡管在圖中未示出，但是在沉淀型白色LED中，使電極附著 至藍(lán)色LED芯片的底面和頂面，其中，將正電極和負(fù)電Mt置在所述封 裝體的右側(cè)面和左側(cè)面上。將底面電極通過插在貫穿襯底的孔內(nèi)的線路 連接至所述電極，將所述頂面電極通過在芯片的頂面延伸的線路布線連 接至襯底。此外，有人提出了另一種沉淀型白色LED,其中，將通過兩 條線路連線的正電極和負(fù)電M置在芯片的上表面上.
有一種公知的發(fā)光設(shè)備是另外一種沉淀型白色LED,其中，例如， 將具有互不相同發(fā)光顏色的多種熒光體顆粒和透明熱固性樹脂的混合物 倒入放在封裝體凹陷部分的底面上的LED芯片中，從而使所述樹脂熱固 化，并使熒光體顆粒沉淀于其上(參考JP-A No. 200&100730).
在利用諸如氣動分配器的填充裝置注入密封材料的過程中，隨著注 射器內(nèi)密封材料的量的減少，施加到注射器內(nèi)的密封材料上的壓力逐漸 降低。因此，相繼注入到多個封裝體內(nèi)的密封材料的注入量逐漸降低. 因此，注入密封材料的每個封裝體的熒光體層的厚度存在差異，并且傾 向于制造出脫離基準(zhǔn)色度的發(fā)光設(shè)備.此外，在定量注入密封材料的填 充裝置中，黃色熒光體顆粒會發(fā)生沉淀。因此，盡管已經(jīng)將樹脂量和熒 光體顆粒量之間的混合比率設(shè)置到了恒定值，但是對于注入了密封材料 的每一封裝體而言，熒光體顆粒的量逐漸變化.因此，每一發(fā)光設(shè)備的
熒光體層的厚度存在差異，從而制造出脫離基準(zhǔn)色度的發(fā)光設(shè)備.
這里，相繼制造的多個白色LED被認(rèn)為具有各自的帶有預(yù)期厚度的熒光層，并且不執(zhí)行用于測量熒光體層的實(shí)際厚度以確認(rèn)是否保持了預(yù)期厚度的任何檢查過程，

發(fā)明內(nèi)容
構(gòu)思本發(fā)明的目的在于解決這些問趙，本發(fā)明的目的在于提供一種 發(fā)光設(shè)備的熒光體層厚度確定方法，該方法能夠抑制具有沉淀在LED元 件外圍上的熒光體層的發(fā)光設(shè)備的色度差異(偏差)，并由此提高成品 率，此外本發(fā)明的目的還在于提供一種發(fā)光設(shè)備的制造方法.
根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供了一種具有熒光體層的裝置的熒光體層 厚度確定方法，所述熒光體層通過在透明樹脂內(nèi)分散熒光體顆粒形成， 所述方法包括的步猓有向所述熒光體層施加激光，從而基于所述激光 從所述熒光體顆粒激發(fā)的熒光發(fā)光強(qiáng)度或發(fā)光區(qū)域面積確定熒光體層厚 度。
此外，根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)光設(shè)備的制造方法， 包括步驟將發(fā)光二極管芯片放在封裝體的凹陷部分的底面上；向所述 凹陷部分內(nèi)注入密封材料，所述密封材料是通過將熒光體顆粒與透明樹 脂混合而制備的；以及通過使所述透明樹脂固化形成密封層，其中，所 述熒光體顆粒處于沉淀狀態(tài)，從而完全褒蓋所述發(fā)光二極管芯片，其中 采用所述熒光體層厚度確定方法，測量具有基準(zhǔn)色度的基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備和 任選發(fā)光設(shè)備的每個熒光體層的發(fā)光區(qū)域面積或發(fā)光強(qiáng)度，計算有待檢 查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度相對于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積或
發(fā)光強(qiáng)度的變化童；并且將所述變化量返回至所述注入步驟，以調(diào)整注 入條件，進(jìn)而調(diào)整要向所述封裝體注入的密封材料的注入量，從而調(diào)整 所述熒光體層的厚度，由此將所述發(fā)光設(shè)備的色度設(shè)置為基準(zhǔn)色度.
根據(jù)本發(fā)明的熒光體層厚度確定方法，能夠容易地對任選裝置中的 熒光體層的厚度進(jìn)行無損確定。
此外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的制造方法，有可能抑制所制造的發(fā) 光設(shè)備的色度差異，并由此提高成品率.


圖1是普通沉淀型白色LED的截面困；
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備制造方法的方框
圖3是說明根據(jù)一個實(shí)施例的半導(dǎo)體線性激光器的安裝方法的圖
示；
圖4是說明根據(jù)一個實(shí)施例進(jìn)入到黃色熒光體層內(nèi)的激光的圖示； 圖5是說明黃色熒光體層比圖4中黃色熒光體層厚的狀態(tài)的圖示； 圖6A和6B是說明根據(jù)一個實(shí)施例，由黃色熒光體層的厚度引起的
熒光寬度差異的圖示；
圖7A和7B是說明根據(jù)一個實(shí)施例，由黃色熒光體層的厚度引起的
熒光長度差異的困示；
圖8是說明根據(jù)一個實(shí)施例的熒光體區(qū)域測量方法的圖示；以及 圖9是說明根據(jù)一個實(shí)施例，通過本測量方法得到的黃色熒光體層
厚度的測量結(jié)果與色度之間關(guān)系的圖示.
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種用于確定具有熒光體層的裝置的熒光體層厚度的方 法，所述熒光體層通過在透明樹脂內(nèi)^L熒光體顆粒形成，所述方法包括的步驟有向熒光體層上施加激光，從而基于所述激光從熒光體顆粒 激發(fā)的熒光發(fā)光強(qiáng)度或者發(fā)光區(qū)域面積而確定所述熒光體層的厚度.
所述確定是指一個判斷過程，通過該過程判斷所測的熒光體層厚度 與某一基準(zhǔn)相比是更厚還是更薄.
更具體而言，在本發(fā)明中，在對具有熒光體層的裝置的熒光體層厚 度進(jìn)行定量估算的過程中，首先，按照上述說明，向采用實(shí)際制造場所 內(nèi)的制造裝置制造的基準(zhǔn)裝置的基準(zhǔn)熒光體層沿斜向(diagonally)施加 激光，以生成從所述熒光體激發(fā)的熒光(漫射光)，并測量從垂直于熒光 體層表面的方向觀察的熒光的發(fā)光區(qū)域面積(發(fā)光面積)或者所述熒光 的發(fā)光強(qiáng)度。
就用于本發(fā)明熒光體層厚度確定方法的裝置而言，例如，優(yōu)選采用 這樣一種沉淀型發(fā)光設(shè)備，其具有帶有凹陷部分的封裝體、放置在所述 封裝體凹陷部分底面上的發(fā)光二極管芯片、和通過向所述凹陷部分內(nèi)注 入將要在其內(nèi)固化的密封材料形成的密封層，所述密封材料通過在透明 樹脂內(nèi)混合熒光體顆粒形成，其中，所述密封層設(shè)有覆蓋所述發(fā)光二極 管芯片的熒光體層和位于所述熒光體層上的透明樹脂層.
這種沉淀型發(fā)光設(shè)備具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，允許熒光體顆粒吸收 一部分來自發(fā)光二極管芯片的某一波長的發(fā)射光，以發(fā)射具有特定色度 的光，可以根據(jù)需要選擇發(fā)光二極管芯片和熒光體顆粒，以獲得預(yù)期色 度。因此，盡管發(fā)光二極管芯片和熒光體顆粒不受特殊限制，但是優(yōu)選 將熒光體顆粒的初級粒子尺寸設(shè)置為處于10到13nm的范圍內(nèi)，這里， 優(yōu)選采用熱固性樹脂或光致固化樹脂，所述樹脂能夠?qū)⑺恋淼臒晒怏w 顆粒設(shè)置成具有固定厚度的層，并且具有良好的生產(chǎn)率.
下述說明將以這種發(fā)光設(shè)備為例討論熒光體層厚度確定方法。
在所述用于確定發(fā)光設(shè)備的熒光體層厚度的方法中，首先，如上所 述，沿斜向向具有基準(zhǔn)色度(設(shè)計色度)的基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的熒光體層施 加激光，以生成熒光，其中，所述具有基準(zhǔn)色度(設(shè)計色度)的基準(zhǔn)發(fā) 光設(shè)備是采用與實(shí)際制造場所內(nèi)使用的相同填充裝置制造的.進(jìn)而測量 從垂直于密封層上部的透明樹脂層表面方向觀察的熒光發(fā)光面積或發(fā)光 強(qiáng)度，這時，基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備是指熒光體層具有用于發(fā)射帶有基準(zhǔn)色度光 的基準(zhǔn)厚度(設(shè)計厚度)的設(shè)備.這里，可以采用已知的色度測量裝置執(zhí)行基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的色度測量過程.
優(yōu)選采用半導(dǎo)體激光器作為用來向所述熒光體層施加激光的激光 源.在這種情況下，激光具有線性形狀，并在必要的情況下采用聚光透
鏡等形成平行光線.此外，在激光的射束直徑4L蓋了至少寬于熒光體層 寬度的范圍(沿與激光的光釋放方向相垂直方向的激光寬度)，優(yōu)選覆蓋 了寬于同一方向內(nèi)封裝體寬度范閨的情況下，可以采用靜止不動的激光
源施加激光；但是，在射束直徑小于上述范圍的情況下，通過平行移動 或擺動激光源來改變激光的釋放方向，從而掃描在其平面上觀察的熒光 的發(fā)光面.
在采用激光照射的過程中，穿過熒光體層的激光傳輸距離根據(jù)熒光 體層的厚度而變化.換言之，與具有較薄厚度的熒光體層相比，在熒光 體層厚度較厚的情況下，由于激光穿過熒光體層所經(jīng)過的距離長，因而 熒光的發(fā)光面積變得更大，并且由于激光漫射的提高，發(fā)光強(qiáng)度變得更 小。通過這種方式，由于熒光的發(fā)光面積和發(fā)光強(qiáng)度是僅取決于熒光體 層厚度的參數(shù)，因而能夠采用發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度替代熒光體層的厚 度，而不必直接測量發(fā)光設(shè)備的熒光體層的厚度；或者可以對發(fā)光面積 和發(fā)光強(qiáng)度二者進(jìn)行測量。這里，如上所述，發(fā)光設(shè)備的色度也取決于 熒光體層的厚度.
就發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度的測量方法而言，例如，采用具有直接放置 在所述發(fā)光設(shè)備上方的圖像拍攝設(shè)備(例如，單色圖像拍攝CCD攝像機(jī)) 的圖像處理裝置拍攝熒光體圖像，并對所得的圖像進(jìn)行圖像處理，由此 計算發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度.在下文中將詳細(xì)描述這種方法。
從采用與上文所述的相同制造場所中的相同填充裝置制造的多個發(fā) 光設(shè)備中任意選擇發(fā)光設(shè)備(下文稱為有待檢查的發(fā)光設(shè)備)，類似地， 沿斜向向該有待檢查的發(fā)光設(shè)備的熒光體層施加激光，從而在其上生成 熒光，并測量與位于所述密封層上部的透明樹脂層的表面垂直方向觀察 的熒光發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度.
此外，通過將有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度與基準(zhǔn)發(fā) 光設(shè)備的發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度相比較，有可能判斷有待檢查的發(fā)光設(shè)備 的熒光體層厚度厚于還是薄于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的熒光體層厚度.
也就是說，在有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積大于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積的情況下，判斷有待檢查的發(fā)光設(shè)備的熒光體層的厚度大于基 準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的熒光體層的厚度.但是，在有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面 積小于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積的情況下，就判斷有待檢查的發(fā)光設(shè)備 的熒光體層的厚度小于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的熒光體層的厚度.或者，在有待 檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光強(qiáng)度高于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的發(fā)光強(qiáng)度的情況下，判 斷有待檢查的發(fā)光設(shè)備的熒光體層的厚度小于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的熒光體層 的厚度.但是，在有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光強(qiáng)度低于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的 發(fā)光強(qiáng)度的情況下，判斷有待檢查的發(fā)光設(shè)備的熒光體層的厚度大于基 準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的熒光體層的厚度。這一判斷對應(yīng)于有關(guān)有待檢查的發(fā)光設(shè) 備的色度是否被設(shè)定為基準(zhǔn)色度的判斷.
通過上述判斷，能夠計算對應(yīng)于有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積或 發(fā)光強(qiáng)度與基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度之間差值的變化量(= 基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的值-有待檢查的發(fā)光設(shè)備的值)，即，與基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的 熒光體層的厚度相比較，有待檢查的發(fā)光設(shè)備的熒光體層厚度的薄或厚 的相關(guān)變化量，并且能夠?qū)⑦@一變化量用于將在下文中予以說明的發(fā)光 設(shè)備的制造方法.
本發(fā)明發(fā)光設(shè)備的制造方法包括的步稞有將發(fā)光二極管芯片放在 封裝體的凹陷部分的底面上；向所述凹陷部分內(nèi)注入密封材料，所述密 封材料是通過將熒光體顆粒與透明樹脂混合而形成的；以及通過使所述 透明樹脂固化形成密封層，其中，所述熒光體顆粒處于沉淀狀態(tài)，從而 完全覆蓋所述發(fā)光二極管芯片，其特征在于，采用所述熒光體層的厚度 確定方法，測量具有基準(zhǔn)色度的基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備和任意選擇發(fā)光設(shè)備的每 個熒光體層中發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度；計算有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面 積或發(fā)光強(qiáng)度相對于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度的變化量；并 且將所述變化量返回至所述注入步驟，以調(diào)整注入條件，進(jìn)而調(diào)整要向 所述封裝體注入的密封材料的注入量，從而調(diào)整所述熒光體層的厚度， 由此將所述發(fā)光設(shè)備的色度設(shè)置為基準(zhǔn)色度.
一般而言，在制造具有上述構(gòu)造的發(fā)光設(shè)備時，采用諸如氣動分配 器的填充裝置向所述封裝體內(nèi)依次注入密封材料.在這種情況下，隨著 注射器內(nèi)密封材料的減少，注射器內(nèi)施加到密封材料上的壓力逐漸降 低.因此，注入到封裝體內(nèi)的密封材料的注入量逐漸降低.因而，對于每一封裝體產(chǎn)生了熒光體層的厚度差異，從而導(dǎo)致色度的差異。
在本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的制造方法中，通過將上述變化量反饋至上述 注入過程，能夠調(diào)整注入到封裝體內(nèi)的密封材料的注入量，從而使之保 持預(yù)定量.結(jié)果，能夠限制如此制造的發(fā)光設(shè)備的熒光體層內(nèi)的厚度差 異和色度差異.更具體而言，通過下述方式調(diào)整注入量.
在有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積中變化量是正(+)值的情況下， 由于這一狀態(tài)表明熒光體層的厚度過厚，因此根據(jù)所述變化量調(diào)整并降低所述密封材料的注入量；相反，在所述變化量為負(fù)(-)值的情況下， 由于這一狀態(tài)表明熒光體層的厚度過薄，因此根據(jù)所述變化量調(diào)整并增 大所述密封材料的注入量.或者，在有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光強(qiáng)度中 變化量是正(+ )值的情況下，由于這一狀態(tài)表明熒光體層的厚度過薄， 因此根據(jù)所述變化量調(diào)整并增大所述密封材料的注入量；相反，在所述 變化量為負(fù)(-)值的情況下，由于這一狀態(tài)表明熒光體層的厚度過厚， 因此根據(jù)所述變化量調(diào)整并降低所述密封材料的注入量.
例如，在采用氣動分配器時，可以通過控制其釋放壓力執(zhí)行對密封 材料的注入量的調(diào)整.在這種情況下，在調(diào)整之前采用所制造的多個樣 本初步確定發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度的變化量、氣動分配器的釋放壓力和注 入量之間的關(guān)系.結(jié)果，能夠根據(jù)所述變化量控制釋放壓力和注入量。
此外，如上所述，由于熒光體細(xì)粒在填充裝置內(nèi)的密封材料中發(fā)生 沉淀，因此嚴(yán)格來講，如此注入的密封材料中的透明樹脂和熒光體細(xì)粒 的混合比(熒光體顆粒的密度)根據(jù)各封裝體而sMBt不同，這一點(diǎn)也將 引起熒光體層的厚度差異和色度差異.
因此，在本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的制造方法中，使注入到封裝體內(nèi)的密 封材料中的熒光體顆粒的密度保持預(yù)定密度.
更具體而言，通過對(例如)分配器的注射器內(nèi)的密封材料執(zhí)行攪 拌處理、循環(huán)處理或者這兩種處理，使熒光體顆粒的密度分布保持均勻， 從而使注入到每一封裝體內(nèi)的密封材料中熒光體顆粒的密度保持預(yù)定密 度.可以通過在填充裝置的注射器內(nèi)安裝受到驅(qū)動的攪拌葉片，或者安 裝用于使從注射器的下部釋放的需要返回的密封材料循環(huán)至其上部的循 環(huán)裝置執(zhí)行這一處理。在本發(fā)明中，不限于氣動分配器，可以采用任何 填充裝置，只要能夠通過壓力定量擠出密封材料即可.
通過這種方式，在注入過程中，使注入到每一封裝體內(nèi)的密封材料 的注入量保持預(yù)定童，并使所述填充裝置內(nèi)部的(尤其是釋放出口附近) 密封材料內(nèi)的熒光體顆粒的密度分布保持均勻，由此能夠使注入到每一
封裝體內(nèi)的密封材料中的熒光體顆粒的密度保持預(yù)定密度；因而，能夠 限制如此制造的每個發(fā)光設(shè)備的熒光體層的厚度差異和色度差異。
這里，可以推薦另一種方法，其中，任意選擇所制造的發(fā)光設(shè)備， 并測量所選設(shè)備的色度，將所選設(shè)備的色度與基準(zhǔn)色度比較，并根據(jù)色 度變化量調(diào)整密封材料的注入量.但是，所述色度測量是在樹脂固化之后執(zhí)行的測量，因此無法實(shí)現(xiàn)對其流程內(nèi)(in-line)反饋操作.
此外，還可以推薦另一種方法，其中，將所述發(fā)光設(shè)備切成幾塊， 從而采用光學(xué)顯微鏡等測量熒光體層的厚度；但是，難以區(qū)分熒光體層 和透明樹脂層之間的邊界，結(jié)果傾向于導(dǎo)致在確定熒光體層的厚度值時 產(chǎn)生錯誤，并且發(fā)光設(shè)備的切塊也不得不廢棄.
本發(fā)明使得下述操作成為可能在所注入的密封材料處于未固化狀 態(tài)的情況下，在其流程內(nèi)操作中測量熒光體層的發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度， 從而將所測的值反饋給注入過程，還可以使所要注入的密封材料(熒光 體的量)穩(wěn)定化.
在下述說明中將參考附圖討論本發(fā)明的實(shí)施例
例如，列舉了具有圖1所示結(jié)構(gòu)的發(fā)光設(shè)備作為與本實(shí)施例相關(guān)的 發(fā)光設(shè)備。由于上文已經(jīng)描述了這一發(fā)光設(shè)備的結(jié)構(gòu)，因此將省略對其 的詳細(xì)說明.
圖2是示出了根據(jù)本實(shí)施例的熒光體層厚度測量系統(tǒng)的示意圖。在 這一測量系統(tǒng)中，設(shè)置了半導(dǎo)體線性激光器7，其用于向沉淀型白色LED 6的熒光體層施加激光，從而使所述激光按照預(yù)定的入射角從上方沿斜向 進(jìn)入所述熒光體層。例如，可以采用TakenakaOptonicCo丄td制造的微 線性激光器作為這一從激光釋放單元施加線性激光的半導(dǎo)體線性激光器
通過固定裝置(未示出)以預(yù)定角度固定這一半導(dǎo)體線性激光器7, 半導(dǎo)體線性激光器7被設(shè)置為在寬于發(fā)光設(shè)備的透明樹脂層寬度的范圍 內(nèi)施加激光(參考圖3)。這里，透明樹脂層的寬度方向是基本垂直于激 光釋放方向的方向.
此外，沿垂直于白色LED6的方向在該白色LED6上方，設(shè)置安裝 了具有均勻同軸向下照明功能的固定放大率透鏡8和光源9的單色圖像 拍攝CCD攝像機(jī)IO，以拍攝熒光平面上的圖像，其中，受到激光激發(fā)的熒光體層內(nèi)的黃色熒光體細(xì)粒使得所述熒光平面發(fā)光.例如，這里，可 以采用面素?zé)糇鳛楣庠?.
這里，將來自所述單色困像拍攝CCD攝像機(jī)10的信號通過用于攝像機(jī)的電源盒11輸入到處理裝置內(nèi).通過設(shè)有圖象長(board)和中央 處理單元(CPU)的個人計算機(jī)12以及用于顯示最終結(jié)果和控制信息等 的顯示器13配置這一處理裝置.
將所述單色圖像拍攝CCD 10拍攝的困像信息作為二進(jìn)制化信息取 出，并對其進(jìn)行圖像處理，例如用于去除隔離的黑色像素和白色像素的 膨脹和收縮處理，以及對其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，例如，標(biāo)準(zhǔn)化處理和平滑處 理。因此，最終，能夠從所述二進(jìn)制化數(shù)據(jù)找到熒光體層的熒光發(fā)光面 積和發(fā)光強(qiáng)度。
下述說明將討論一種發(fā)光設(shè)備的熒光體層的發(fā)光面積的測量方法， 該方法將上述厚度測量系統(tǒng)應(yīng)用到了熒光體層上.
首先，如圖3所示，從以預(yù)定角度附著至固定裝置(未示出)上的 半導(dǎo)體線性激光器7，向白色LED 6施加激光14.這時，如上所述，一 些白色LED6具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，在藍(lán)色LED芯片3的上表面上設(shè) 置了一條或兩條線路.在設(shè)置一條線路的情況下，從沒有線路的方向施 加激光。此外，在設(shè)置兩條線路的情況下，從具有兩條線路中的任意一 條的方向施加激光；但是，由于在所有的樣本上都存在線路，因此得到 的條件也是一樣的，并且由于能夠通過圖像處理刪除線路的面積，因而 不會帶來影響。
將半導(dǎo)體線性激光器7釋放的激光14施加到發(fā)光設(shè)備的封裝體2的 上端面上，并通過透明樹脂層5對其進(jìn)行折射和透射，使之進(jìn)入熒光體 層4。施加到封裝體2上端面上的激光14受到反射并被確立(confirm) 為反射光線15a和15b，熒光體細(xì)粒受到進(jìn)入熒光體層4的激光14的激 發(fā)而發(fā)光，從而確立了穿過透明樹脂層5的熒光16,這里，激光14受到 封裝體2的凹陷部分底面的反射，并被釋放至熒光體層4和透明樹脂層5 的外部。
在這種情況下，通過個人計算機(jī)12對單色困像拍攝CCD攝像機(jī)10 拍攝到的熒光16進(jìn)行困像處理.此后，將所述熒光顯示在顯示器13上， 就像在沿垂直于透明樹脂層表面的方向觀察時所述熒光以平面狀態(tài)發(fā)射 光一樣，這時，優(yōu)選的，以不與藍(lán)色LED芯片3接觸的方式施加激光14， 從而在以垂直于透明樹脂層表面的方向觀察時，使熒光16的發(fā)光面積位 于藍(lán)色LED芯片3的附近，而不是正好位于藍(lán)色LED芯片3之上.也 就是說，從確定位于藍(lán)色LED芯片3附近、對發(fā)光設(shè)備的色度具有極大 影響的熒光體層4的厚度的角度來講，優(yōu)選采用上述激光照射位置.
就相對于熒光體層4的入射角6 (參考困4)而言，可以采用任何預(yù)
期角度，只要該角度能夠確立處于平面狀態(tài)的發(fā)光面積即可.在使入射 角6變小的情況下，由于激光14通過熒光體層4的距離更長，因而提高
了分辨率；但是，在使入射角e變得過小的情況下，會產(chǎn)生由封裝體的 底面反射的激光14與藍(lán)色LED芯片3接觸的問題。此外，在4jt^射角 6過大的情況下，會產(chǎn)生半導(dǎo)體線性激光器7與CCD攝象機(jī)10接觸， 從而無法獲得測量的問題，出于這些原因，優(yōu)選將入射角6設(shè)置為小于 等于55。，并使之大于某一角度(例如，大約35° )，在該某一角度下， 受到封裝體底面反射的激光14能夠與藍(lán)色LED芯片3接觸.由于采用 反射光線15a和15b以確定在測量熒光16時采用的基準(zhǔn)空間，因而在入 射角6處于這一角度范圍內(nèi)時，反射光線15a和15b以及熒光16能夠得 到確立，這里，入射角6是假設(shè)將透明樹脂層5的折射率設(shè)為1.5左右時 確定的值.
此外，將激光14的波長設(shè)置為激發(fā)熒光體細(xì)粒，并且將其設(shè)置在 CCD攝^^10的靈敏度范圍內(nèi)，例如，處于從400到650nm的范圍內(nèi)， 這里，在激光14中，優(yōu)選使進(jìn)入焚光體層4的部分射束直徑較小，這是 因?yàn)樯涫睆皆叫?，發(fā)光面積輪廓的清晰度就越高，這樣能夠提高測量 精確度；相反，將射束直徑上限適當(dāng)設(shè)置為25Mm.優(yōu)選的，不宜采用 超過25nm的射束直徑，因?yàn)檫@樣的水平將使發(fā)光面積的輪廓模糊，從 而引起發(fā)光面積測量精確度的降低.
圖4是沿圖3中封裝體的較長邊方向得到的截面圖(沿X方向的截 面).施加至白色LED的激光14受到透明樹脂層5的折射，之后進(jìn)入熒 光體層4，然后受到封裝體底面的反射，因此允許所述激光穿過熒光體層
4和透明樹脂層，并被釋放至外部.在熒光體層4內(nèi)，與激光14接觸的 熒光體細(xì)粒受到了激發(fā)，從而生成了熒光16a和16b.這時，假設(shè)熒光體 層4的厚度為Tl，已經(jīng)進(jìn)入熒光體層4的激光14的進(jìn)入距離為Al.
這里，在如困5所示的熒光體層104的厚度T2厚于困4所示的熒光 體層4的厚度T1的情況下，由于與困4所示的狀態(tài)相比，激光14在更 加接近半導(dǎo)體線性激光器7的位置進(jìn)入熒光體層104，因此傳輸?shù)綗晒怏w 層104內(nèi)的激光14的進(jìn)入距離A2比進(jìn)入距離Al長，從而在進(jìn)入距離 A2的這一區(qū)域內(nèi)生成了熒光116a和116b.
圖6A和6B是示出了通過單色閨像拍攝CCD攝像機(jī)10從上方獲得 的圖4和圖5所示的激光照射狀態(tài)的概念圖.就圖4而言，如圖6A所示， 在熒光體層4上確立了熒光16a和16b以及受到封裝體2的上端面反射 的激光14的反射光線15a和15b.就困5而言，如圖6B所示，在熒光體 層104上確立了熒光116a和116b以及受到封裝體2的上端面反射的激光 14的反射光線115a和115b,
如圖6A和6B所示，在通過熒光體層的厚度差異改變激光14的進(jìn)入 距離時，就薄熒光體層4而言的熒光16a和16b沿X方向的寬度Wl (圖 6A)和就厚熒光體層104而言的熒光116A和116B的寬度W2 (圖6B ) 變得互不相同，后一寬度W2變得寬于前一寬度Wl.這里，在圖6B中， 附圖標(biāo)記105表示透明樹脂層，
圖7A和7B是示出了圖4和圖5所示激光照射狀態(tài)的概念圖，該概 念圖通過單色圖像拍攝CCD攝像機(jī)10從上方獲得，并對應(yīng)于沿圖3所 示封裝體的短邊方向(Y方向)的截面.
如圖7A和7B所示，封裝體2的沿Y方向的截面具有在凹陷部分的 兩側(cè)帶有斜面(tapered face)的杯狀.出于這一原因，如圖7A和？B所 示，當(dāng)熒光體層的厚度改變時，就薄熒光體層4而言的熒光16a和16b 的長度L1 (圍7A)與就厚熒光體層104而言的熒光U6a和U6b的長度 L2 (圖7B)變得互不相同，后一長度L2變得長于前一長度Ll.
如上所述，在熒光體層4較薄時，熒光的寬度和長度都變得比厚層 的寬度和長度小。寬度和長度的值隨著熒光體層4變厚而增大.因此， 能夠基于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的熒光體層和有待檢查的發(fā)光設(shè)備的熒光體層中 熒光的寬度和長度計算發(fā)光面積(熒光體面積)和變化量.
這里，可以不將封裝體2的沿Y方向的截面形狀準(zhǔn)備成上述傾斜形 狀，而是準(zhǔn)備成豎直形狀.
參考圖2和圖8,下述的說明將討論一種發(fā)光面積的測量方法.
將單色困像拍攝CCD攝像機(jī)10拍攝的沉淀型白色LED 6的圖像顯 示在具有511 x479像素的顯示器13上.首先，將單色困像拍攝CCD攝 像機(jī)10拍攝的反射光線15a和15b的二進(jìn)制化數(shù)據(jù)進(jìn)行組合的膨脹和收 縮困像處理，從而找到兩個重心19a和19b (沿X方向的中央位置)，并 計算對應(yīng)于重心19a和19b連線的中央位置的中心坐標(biāo)(x，y)20.這里，圖 像處理中的膨脹是指這樣一種處理，其中，在即使一個l (白色)位于某 一像素附近(位于4或8附近)時，也將對應(yīng)的像素設(shè)為1;與此相對照 的是，收縮是指這樣一種處理，其中，即使一個O(黑色)位于某一像素 附近，也將對應(yīng)的像素設(shè)置為O.當(dāng)在膨脹處理之后執(zhí)行收縮處理時，通 過膨脹使對應(yīng)圖像變厚，再通過收縮使之變薄，其結(jié)果是，盡管幾乎未 作變化，但是通過膨脹處理消除了黑色的隔離像素部分.與此相對照的 是，當(dāng)收縮處理之后執(zhí)行膨脹處理時，通過收縮處理消除了白色的隔離 像素部分。
接下來，讀取沿X軸方向(Xn，y) (n=0，l，..,511)中的中心坐標(biāo)(x，y)加 的二進(jìn)制化數(shù)據(jù)，并對如此讀取的二進(jìn)制化數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和平滑 處理，從而獲得圖8所示的波形21。這里，所要讀取的二進(jìn)制化數(shù)據(jù)不 是僅位于中心坐標(biāo)(x，y)20的一條線上的《象素數(shù)據(jù)，而是中心坐標(biāo)(x，y)的上方和下方的幾個像素數(shù)據(jù)的平均值，并且將對應(yīng)數(shù)據(jù)的平均值存儲到 中心坐標(biāo)(x，y)內(nèi)，此后，相對于波形21的峰值的坐標(biāo)(Xn，yn)來讀取Y軸 方向(x，yn) (n=0，l，...479)的二進(jìn)制化數(shù)據(jù)，并采用與在X軸中相同的方 式對如此讀取的二進(jìn)制化數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和平滑處理，由此獲得圖8 的左側(cè)所示的波形23.這里，將圖6A和6B中界定的熒光的寬度作為波 形21的半值寬度24計算.此外，將圖7A和7B中界定的熒光長度作為 波形23的半值寬度25計算；因此，由半值寬度24和25二者的乘積得 到了發(fā)光面積.
實(shí)例
就每個沉淀型白色LED樣本17而言，采用本發(fā)明中的上述方法檢
驗(yàn)沉淀型白色LED樣本17的色度和與黃色熒光體層厚度相關(guān)的發(fā)光面 積之間的關(guān)系，結(jié)果如圖9中的曲線圖所示.對相應(yīng)樣本和測量條件等 的說明如下
白色LED:基于YAG (釔鋁石館石)的熒光體具有處于10到13 Mm范圍內(nèi)的平均初級粒子尺寸，在施加20mA電流的同時測量其發(fā)光 色度.
半導(dǎo)體線性激光器由Takenaka Optonic Co., Ltd制造的微線性激 光器。
激光器輸出值施加3.36V的電壓. 激光照射角度55°
攝像機(jī):由Toshiba Teli Corporation制造的CCD單色攝像機(jī)(光 譜靈敏度接近500nm)，關(guān)閉其AGC (自動增益控制)功能，從而顯 著確立入射光的變化量。
具有均勻同軸向下照明功能的固定放大透鏡4倍
色度測量裝置由Teknologue Co.， LTd制造的LED測試儀(手動 裝置)，其上附著了由Otsuka Electronics Co., Ltd制造的高速LED光學(xué) 特性監(jiān)視器LE-3400,
如圖9所示，在具有高色度的那些樣本中，發(fā)光面積(單位像素 的數(shù)量)變大，在那些具有低色度的樣本中，發(fā)光面積變??；因而，確 立了色度與黃色熒光體層的厚度高度相關(guān)的聯(lián)系。換言之，根據(jù)本發(fā)明， 能夠確立目標(biāo)色度所需的黃色熒光體層的厚度.因此，有可能使所沉淀 的黃色熒光體層的厚度總是保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi).
具體而言，優(yōu)選將根據(jù)本發(fā)明的對發(fā)光設(shè)備的熒光體層進(jìn)行厚度測 量的方法應(yīng)用于沉淀型發(fā)光設(shè)備，其中在LED芯片的外圍設(shè)置含有熒光 體細(xì)粒的熒光體層.這里，發(fā)光二極管芯片的種類和熒光體細(xì)粒的種類 的組合不受特殊限制，就熒光體顆粒而言，可以采用任何顆粒，只要其 能夠吸收一部分來自發(fā)光二極管芯片的特定波長的光，并發(fā)射具有不同 波長的光即可。目前，主要將沉淀型白色LED用作沉淀型發(fā)光裝置.在 沉淀型白色LED中，例如，將藍(lán)色LED芯片和通過吸收藍(lán)光發(fā)射黃色光的黃色熒光體細(xì)粒相互結(jié)合，以發(fā)射白色光，優(yōu)選將本發(fā)明用于確定 此類沉淀型白色LED的黃色熒光體層的厚度。
權(quán)利要求
1.一種具有熒光體層的裝置的熒光體層厚度確定方法，所述熒光體層通過在透明樹脂中分散熒光體顆粒形成，所述方法包括步驟向所述熒光體層施加激光，從而基于所述激光從所述熒光體顆粒激發(fā)的熒光的發(fā)光強(qiáng)度或發(fā)光區(qū)域面積確定熒光體層的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光體層厚度確定方法，其中，所述裝置 是一種發(fā)光設(shè)備，其包括具有凹陷部分的封裝體、放置在所述封裝體的 凹陷部分底面上的發(fā)光二極管芯片和通過向所述凹陷部分內(nèi)注入有待固 化的密封材料而形成的密封層，所述密封材料是通過將熒光體顆粒與透 明樹脂混合而制備的，所述密封層設(shè)有有待施加激光的熒光體層和位于 所述熒光體層上的透明樹脂層，所述熒光體層覆蓋所述發(fā)光二極管芯 片，
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光體層厚度確定方法，其中，通過將任 意選擇的熒光體層的發(fā)光區(qū)域的面積或發(fā)光強(qiáng)度與基準(zhǔn)熒光體層的iL光 區(qū)域的面積或發(fā)光強(qiáng)度相比較，執(zhí)行熒光體層的厚度的確定.
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光體層厚度確定方法，其中，所述發(fā)光 區(qū)域的面積或發(fā)光強(qiáng)度對應(yīng)于通過從上方沿斜向向所述熒光體層的表面 施加激光而獲得的、并且沿垂直于所述熒光體層的表面方向觀察的熒光 發(fā)光區(qū)域的面積或熒光發(fā)光強(qiáng)度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光體層厚度確定方法，其中，通過具有 圖像拍攝設(shè)備的圖像處理設(shè)備測量所述發(fā)光區(qū)域的面積或發(fā)光強(qiáng)度，將 所述激光波長設(shè)置為所述閨像拍攝設(shè)備的靈敏波長。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熒光體層厚度確定方法，其中，所述激光 具有進(jìn)入熒光體層的、射束直徑小于等于2S/nm的激光部分，將所述激 光施加在沿幾乎與所述激光的照射方向正交的方向?qū)捰谒龇庋b體寬度 的范圍內(nèi)，
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熒光體層厚度確定方法，其中，將所述激 光相對于所述透明樹脂層表面的入射角8設(shè)置為處于0<6^55°的范閨 內(nèi).
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熒光體層厚度確定方法，其中，向所述熒 光體層施加激光，但不將其施加到所述發(fā)光二極管芯片上，并且在沿垂 直于所述透明樹脂層的表面的方向觀察時，所述發(fā)光區(qū)域位于除了正好 位于所述發(fā)光二極管芯片上方的位置以外的區(qū)域，并且處于所述發(fā)光二 極管芯片附近.
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熒光體層厚度確定方法，其中，所述發(fā)光 二極管芯片為發(fā)射藍(lán)光的二極管芯片，所述熒光體顆粒為黃色熒光體顆 粒。
10. —種發(fā)光設(shè)備的制造方法，包括步猓 將發(fā)光二極管芯片放在封裝體的凹陷部分的底面上； 向所述凹陷部分內(nèi)注入密封材料，所述密封材料是通過將熒光體顆粒與透明樹脂混合而制備的；以及通過使所述透明樹脂固化形成密封層，其中，所述熒光體顆粒處于 沉淀狀態(tài)，從而完全覆蓋所述發(fā)光二極管芯片，其中采用根據(jù)權(quán)利要求2所述的熒光體層厚度確定方法，測重具有基準(zhǔn) 色度的基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備和任選發(fā)光設(shè)備的每個熒光體層的發(fā)光區(qū)域面積或 發(fā)光強(qiáng)度，計算有待檢查的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度相對于基準(zhǔn)發(fā)光設(shè)備的發(fā)光面積或發(fā)光強(qiáng)度的變化量；并且將所述變化量返回至所述注入步驟，以調(diào)整注入條件，進(jìn)而調(diào)整要 向所述封裝體注入的密封材料的注入量，從而調(diào)整所述熒光體層的厚 度，由此將所述發(fā)光設(shè)備的色度設(shè)置為基準(zhǔn)色度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光設(shè)備的制造方法，其中，在所述注入步驟中，使要向所述封裝體內(nèi)注入的密封材料中熒光體顆粒的密度保 持預(yù)定密度.
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光設(shè)備的制造方法，其中，通過采用 分配器向封裝體內(nèi)注入密封材料執(zhí)行注入步驟，所述注入條件包括所述 分配器的釋放壓力，
13. 根據(jù)權(quán)利要求U所述的發(fā)光設(shè)備的制造方法，其中，在所述變化量小于預(yù)定值的情況下，通過提高所述釋放壓力將所述密封材料的注入量調(diào)整為增大；相反，在所述變化量大于所述預(yù)定值的情況下，通過降低所述釋放壓力將所述密封材料的注入量調(diào)整為減小，
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光設(shè)備的制造方法，其中，通過至少 對所述分配器內(nèi)的密封材料執(zhí)行攪拌處理或循環(huán)處理，使所述分配器內(nèi) 的熒光體顆粒的密度分布保持均勻，由此使將被注入到封裝體內(nèi)的密封 材料中的熒光體顆粒密度保持預(yù)定密度.
全文摘要
一種具有熒光體層的裝置的熒光體層厚度確定方法，所述熒光體層通過在透明樹脂中分散熒光體顆粒形成，所述方法包括步驟向所述熒光體層施加激光，從而基于所述激光從所述熒光體顆粒激發(fā)的熒光的發(fā)光強(qiáng)度或發(fā)光區(qū)域面積確定熒光體層的厚度。
文檔編號H01L21/56GK101202322SQ20071019899
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者小野高志 申請人:夏普株式會社