(57)【要約】【課題】封止部材が劣化し難く、配光角度の広い発光装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、前記基板上に載置される発光素子と、前記発光素子を被覆する封止部材と、を含み、前記封止部材が、（Ａ）軟化点が６００℃以下の低融点ガラスからなる母材と、（Ｂ）蛍光体と、（Ｃ）気泡と、（Ｄ）界面活性剤又は界面活性剤残留物と、を含む、発光装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に載置される発光素子と、前記発光素子を被覆する封止部材と、を含み、
前記封止部材が、（Ａ）軟化点が６００℃以下の低融点ガラスからなる母材と、（Ｂ）蛍光体と、（Ｃ）気泡と、（Ｄ）界面活性剤又は界面活性剤残留物と、を含む、発光装置。
【請求項２】
前記封止部材が、さらに（Ｅ）無機充填材を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記封止部材中の前記蛍光体及び前記無機充填材の合計量が、前記封止部材の全体量１００質量部に対して、２０質量部以上６０質量部以下の範囲内である、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記封止部材中の前記界面活性剤の量が、前記蛍光体及び前記無機充填材の合計量１００質量％に対して、０．０１質量％以上１５質量％以下の範囲内である、請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記低融点ガラスが、リン酸系低融点ガラスである、請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記界面活性剤がアニオン界面活性剤であり、
前記アニオン界面活性剤が硫酸エステル型界面活性剤又はスルホン酸塩型界面活性剤である、請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記無機充填材が、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、炭酸カルシウム及び二酸化ジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項２から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記封止部材が、凸レンズ形状を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
軟化点が６００℃以下となる低融点ガラス原料と、蛍光体と、界面活性剤と、必要に応じて無機充填材と、を含む封止部材用の原料組成物を準備することと、
基板上に載置された発光素子を前記原料組成物で覆うことと、
前記原料組成物を１５０℃以上３００℃以下の範囲内で熱処理してなる、気泡を含有した封止部材を得ることと、を含む、発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記熱処理する時間が、５秒以上１時間以内である、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記原料組成物中の前記界面活性剤の量が、前記蛍光体及び前記無機充填材の合計量１００質量％に対して、０．０１質量％以上１５質量％以下の範囲内である、請求項９又は１０に記載の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、発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light  Emitting  Diode、以下「ＬＥＤ」ともいう。）やレーザーダイオード（Laser  Diode、以下「ＬＤ」ともいう。）のような発光素子を用いた発光装置は、各種の光源として利用されている。ＬＥＤやＬＤを用いた発光装置は、車載用や室内照明用の発光装置、液晶表示装置のバックライト光源、イルミネーション、プロジェクター用の光源装置などの広範囲の分野で利用されている。
【０００３】
このような発光装置は、発光素子を水分や埃等から保護するために、発光素子を被覆する封止部材が用いられている。例えば特許文献１には、封止部材となる母材に樹脂が用いられている。特許文献１には、封止部材の断熱性を向上させて、封止部材中に含まれる蛍光体の温度上昇を抑制するために、封止部材に気泡を混入させることが開示されている。例えば特許文献２には、ＬＥＤチップから離間させて、封止部材としても機能する波長変換部材を配置させた発光装置が開示されている。特許文献２には、波長変換部材の母材として主に樹脂を用い、蛍光体と共に光拡散要素として気泡を波長変換部材に含ませてもよいことが記載されている。
【０００４】
発光装置の封止部材には、有機材料である樹脂を用いたもののみならず、無機材料であるガラスを用いた封止部材も用いられている。例えば特許文献３には、ゾルゲル法により蛍光体と所定の大きさの気泡を含むガラス体を作製し、このガラス体をＬＥＤチップに配置することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４３０５７号公報
【特許文献２】特開２０１４−３９００６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８０５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１又は２に開示されている樹脂を母材として用いた封止部材は、発光素子から発せられる光及び熱によって封止部材を構成する樹脂が黄色に変色して劣化しやすい。特許文献３に開示されているガラス体を用いた場合は、発光素子に板状のガラス体を配置しているため得られる光の配光角度を広くし難い。
【０００７】
そこで本発明の一態様は、封止部材が劣化し難く、配光角度の広い発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様は、基板と、前記基板上に載置される発光素子と、前記発光素子を被覆する封止部材と、を含み、
前記封止部材が、（Ａ）軟化点が６００℃以下の低融点ガラスからなる母材と、（Ｂ）蛍光体と、（Ｃ）気泡と、（Ｄ）界面活性剤又は界面活性剤残留物と、を含む発光装置である。
【０００９】
本発明の第二の態様は、軟化点が６００℃以下となる低融点ガラス原料と、蛍光体と、界面活性剤と、必要に応じて無機充填材と、を含む封止部材用の原料組成物を準備することと、
基板上に載置された発光素子を前記原料組成物で覆うことと、
前記原料組成物を１５０℃以上３００℃以下の範囲内で熱処理してなる、気泡を含有した封止部材を得ることと、を含む発光装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、封止部材が劣化し難く、配光角度の広い発光装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、実施例１１の発光装置及び比較例２の発光装置の発光特性（相対発光強度）を示す図である。
【図３】図３は、実施例１１の発光装置及び比較例２の発光装置の発光特性（相関色温度）を示す図である。
【図４】図４は、比較例２の発光装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態に係る発光装置及びその製造方法を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は、以下の発光装置及びその製造方法に限定されない。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、ＪＩＳ  Ｚ８１１０に従う。また、組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【００１３】
本発明の実施形態に係る発光装置の一例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の発光装置１００を示す概略断面図である。
【００１４】
発光装置
発光装置１００は、基板１と、基板１上に形成された配線２と、この配線２上に接続用に形成されたバンプ３とを備え、このバンプ３に発光素子４がフリップチップボンディングで実装されている。発光素子４は、封止部材９によって被覆されている。封止部材９は、凸レンズ形状を有する。凸レンズ形状の封止部材９では、発光素子４から発せられた光を、封止部材９に含有された蛍光体６で波長変換し、無機充填材７及び気泡８が光の散乱を行う。封止部材９が凸レンズ形状であるため、発光素子４から発せられた光が封止部材９の表面に達するまでの光路長がどの方向においても同じであり、すなわち全方向へ均一な光を発することができる。凸レンズ形状は、半球ドーム型とも称する。凸レンズ形状の封止部材９は、凸レンズ形状の頂点が光軸Ｌ上に配置されるように形成されることが好ましい。
【００１５】
基板を構成する母材としては、例えばシリコン、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、銅、銅−タングステン合金等が挙げられる。配線は、銀、金、銅、白金及びこれらの合金からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むものであることが好ましい。また、バンプ等の突起電極の形成に用いる導電性組成物には、銀、金、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム及びこれらの合金からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００１６】
発光素子
発光素子４は、発光装置１００の励起光源として用いられる。発光装置において、発光素子４の実装形態は、正負一対の電極が同一面側に設けられた発光素子の場合は、各電極がワイヤで基板の導電部材と接続されるフェイスアップ実装でもよく、各電極が導電性接着剤等で基板に形成された回線等の導電部材と、発光素子に形成された接続用の突起電極、例えばバンプによって接続されるフェイスダウン（フリップチップ）実装でもよい。また、発光素子４は、正負一対の電極が２つの面に別々に設けられたものを用いてもよい。また、図１においては、封止部材９中に一つの発光素子４を配置した形態を示したが、一つの封止部材中に複数の発光素子を配置してもよい。
【００１７】
発光素子４は、封止部材に含まれる蛍光体を励起することのできる発光ピーク波長を有するものを用いることが好ましい。発光素子の発光ピーク波長は、好ましくは３２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内であり、より好ましくは３５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内であり、さらに好ましく４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは４２０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の範囲内であり、特に好ましくは４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の範囲内である。発光素子の発光スペクトルの半値幅は、例えば３０ｎｍ以下でもよく、２５ｎｍ以下でもよく、２０ｎｍ以下でもよい。半値幅は、発光スペクトルにおける最大の発光ピークの半値全幅（Full  Width  at  Half  Maximum:ＦＷＨＭ）をいい、各発光スペクトルにおける最大の発光ピークの最大値の５０％の値を示す発光ピークの波長幅をいう。発光素子は、例えば、窒化物系半導体（ＩｎｘＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いた半導体発光素子であることが好ましい。発光素子として、半導体発光素子を用いることによって、高効率で入力に対するリニアリティが高く機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。
【００１８】
封止部材
封止部材９は、（Ａ）軟化点が６００℃以下である低融点ガラスからなる母材５と、（Ｂ）蛍光体６、７と、（Ｃ）気泡８と、（Ｄ）界面活性剤又は界面活性剤残留物と、を含む。
【００１９】
（Ａ）低融点ガラス
封止部材は、軟化点が６００℃以下の低融点ガラスを母材とし、母材が無機材料のガラスで形成されるため、母材が有機材料である樹脂から形成された封止部材と比較して、熱及び光による劣化を抑制できる。また、封止部材の母材が、ガラス化後の軟化点が６００℃以下の低融点ガラスであると、その原料は３００℃以下の比較的低い温度の熱処理によってガラス化させ、その後硬化させることができるため、発光素子にダメージを与えることなく、封止部材を形成できる。封止部材は、軟化点が６００℃以下の低融点ガラスを母材とするものが好ましく、５００℃以下の低融点ガラスを母材とするものがさらに好ましい。また、封止部材は、軟化点が１２０℃以上の低融点ガラスを母材とするものが好ましく、１５０℃以上の低融点ガラスを母材とするものがさらに好ましい。軟化点が１２０℃以上の低融点ガラスであると、駆動時の封止部材９の変形等を防ぐ事ができる。
【００２０】
封止部材に用いる（Ａ）低融点ガラスは、６００℃以下の低温で軟化、変形、流動するガラスをいう。低融点ガラスとしては、例えば鉛系ガラス、リン酸系ガラス、テルライド系ガラス、バナデート系ガラス、フッ化物系ガラス、カルゴナイドガラスが挙げられる。(Ａ)低融点ガラスは、リン酸系低融点ガラスであることが好ましい。リン酸系低融点ガラスは、母材を構成した後も無色透明であり、光の透過性が高いため、発光装置の発光効率を高くすることができる。低融点ガラスの光透過率は、発光素子からの光の波長において１ｍｍ厚みの板材とした場合に、７０％以上が好ましく、８０％以上がさらに好ましい。（Ａ）低融点ガラスは、２０℃から３０℃程度の室温でガラスの原料が液状のものを用いることが好ましい。原料が液状である低融点ガラスを用いることによって、低融点ガラス以外の他の（Ｂ）蛍光体、（Ｄ）界面活性剤又は界面活性剤残留物、必要に応じて（Ｅ）無機充填材を含む液状の原料組成物を、ディスペンサーを用いた滴下手段により、所望の位置及び範囲に塗布することができ、取り扱い易く、生産性を向上することができる。
【００２１】
（Ｂ）蛍光体
封止部材に含まれる（Ｂ）蛍光体は、発光素子からの光を吸収し、異なる波長の光を放出する。（Ｂ）蛍光体によって、発光素子から照射された光と、発光素子によって励起され蛍光体で波長変換された光と、の混色することにより所望の色調にすることができる。所望の色調の混色光を得るために、（Ｂ）蛍光体は、一種類の蛍光体を単独で用いてもよく、複数の種類の蛍光体を組み合わせて用いてもよい。（Ｂ）蛍光体としては、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ又は（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される組成を有するシリコンナイトライド蛍光体等が挙げられる。これらの希土類アルミン酸塩蛍光体、シリコンナイトライド蛍光体は、耐熱性を有しており、低融点ガラスを用いる製造工程においても劣化し難い材料である。蛍光体の平均粒径は、特に限定されないが、例えば５．０μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であり、１０μｍ以上３５μｍ以下の範囲内であり、１５μｍ以上３０μｍ以下の範囲内であってもよい。蛍光体の平均粒径は、例えばレーザー回折散乱式粒度分布測定法やフィッシャーサブシーブサイザー（Fisher  sub-sieve  sizer、以下「ＦＳＳＳ」ともいう。）法により測定することができる。レーザー回折散乱式粒度分布測定法によって測定する場合は、体積基準の粒度分布における小径側からの体積累積頻度が５０％に達する粒径（メジアン径）を平均粒径とすることができる。
【００２２】
（Ｂ）蛍光体は、後述する（Ｅ）無機充填材と共に、封止部材を構成する液状の原料組成物の粘度及び表面張力を調整する。（Ｂ）蛍光体及び（Ｅ）無機充填材によって、粘度及び表面張力が調整された液状の原料組成物は、例えばディスペンサーを用いた滴下手段により、所望の形状の封止部材を形成することができる。（Ｂ）蛍光体及び（Ｅ）無機充填材によって、液状の原料組成物の粘度及び表面張力を調整することにより、好ましくは凸レンズ形状の封止部材を形成することができる。
【００２３】
封止部材中の（Ｂ）蛍光体及び（Ｅ）無機充填材の合計量は、封止部材の全体量１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上６０質量部以下の範囲内であり、より好ましくは２５質量部以上５８質量部以下の範囲内であり、さらに好ましくは３０質量部以上５５質量部以下の範囲内である。封止部材中に（Ｅ）無機充填材を含まない場合には、封止部材中の（Ｂ）蛍光体の量は、封止部材の全体量１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上６０質量部以下の範囲内であり、より好ましくは２５質量部以上５８質量部以下の範囲内であり、さらに好ましくは３０質量部以上５５質量部以下の範囲内である。封止部材中の（Ｂ）蛍光体の量、又は、（Ｂ）蛍光体及び（Ｅ）無機充填材の合計量が、封止部材の全体量１００質量部に対して、２０質量部以上６０質量部以下の範囲内であれば、発光装置から所望の色調の光を得ることができ、所望の形状の封止部材を形成することができる。
【００２４】
（Ｃ）気泡
封止部材に含まれる（Ｃ）気泡は、光を散乱させる効果を有する。封止部材に（Ｃ）気泡が含まれることによって、発光装置から発せられる光の色調を均一にし、広い配光角度を得ることができる。封止部材に含まれる（Ｃ）気泡の好適な大きさは、封止部材が被覆する発光素子の大きさによって変化する。封止部材に含まれる（Ｃ）気泡の大きさは、光散乱効果を発揮させるために、発光素子の最も広い面の面積よりも気泡の断面の面積が小さくなる直径であることが好ましい。例えば、発光素子が□３５０μｍのものである場合、封止部材に含まれる（Ｃ）気泡は、気泡の断面の直径が３９５μｍ以下であることが好ましい。発光素子の大きさが□３５０μｍである場合、発光素子の面積は１２２．５×１０３μｍ２となり、気泡の断面の直径が３９５μｍであれば、気泡の断面の面積は１２２．４８×１０３μｍ２となり、（Ｃ）気泡の断面の面積が発光素子の面積よりも小さくなる。封止部材に含まれる（Ｃ）気泡の大きさは、封止部材が被覆する発光素子の大きさによって変化する。
【００２５】
（Ｄ）界面活性剤又は界面活性剤残留物
封止部材に含まれる（Ｄ）界面活性剤は、光の散乱効果を発揮するサイズの気泡を封止部材に含有させることができる。（Ｄ）界面活性剤は、起泡作用を有するため、熱処理時に液状の原料組成物から発生するガス起因の気泡が偏在して巨大化する事を防ぎ、比較的小さな気泡を安定した状態で封止部材に含有させることができる。気泡は、原料組成物から発生するガスが液状の原料組成物の薄い液膜で包まれたものである。界面活性剤によって、気泡の破壊が抑制されるのは、空気を包む液膜が薄くなった場合に、内側の液膜側に配列された界面活性剤と外側の液膜側に配列された界面活性剤同士の静電反発によって、それ以上液膜が薄くなるのを阻止するである。封止部材中には、（Ｄ）界面活性剤、又は反応、あるいは分解した界面活性剤の残留物が残存する。
【００２６】
封止部材に含まれる（Ｄ）界面活性剤の量は、（Ｂ）蛍光体及び後述する（Ｅ）無機充填材の合計量１００質量％に対して、好ましくは０．０１質量％以上１５質量％以下の範囲内であり、より好ましくは、０．０２質量％以上１２質量％以下の範囲内であり、さらに好ましくは０．０３質量％以上１０質量％以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは０．０４質量％以上８質量％以下の範囲内である。界面活性剤を、液状の原料組成物中の固形物である（Ｂ）蛍光体及び（Ｅ）無機充填材の合計量に対して、０．０１質量％以上の界面活性剤を含むことによって、比較的小さな粒径の気泡を封止部材に含有させることができる。界面活性剤の起泡作用は、一定量以上は横ばい状態となるため、界面活性剤の含有量は、（Ｂ）蛍光体及び（Ｅ）無機充填材の合計量１００質量％に対して、１５質量％以下であることが好ましい。本明細書において、（Ｂ）蛍光体及び（Ｅ）無機充填材の合計量を固形物量という場合がある。また、封止部材中の（Ｄ）界面活性剤の含有量を固形物量に対する界面活性剤量という場合がある。
【００２７】
（Ｄ）界面活性剤は、アニオン界面活性剤であることが好ましく、アニオン界面活性剤の中でも、硫酸エステル型界面活性剤又はスルホン酸塩型界面活性剤であることが好ましい。（Ｄ）界面活性剤がアニオン界面活性剤であるとより効果的に起泡作用を発揮させることができる。また、界面活性剤は、液状界面活性剤であることが好ましい。界面活性剤が液状であれば、液状である低融点ガラスの原料を含む原料組成物に、液状の界面活性剤を略均一に分散させて、より効果的に起泡作用を発揮させることができる。（Ｄ）界面活性剤は、液状のアニオン界面活性剤の中でも、硫酸エステル型界面活性剤又はスルホン酸塩型界面活性剤であることが好ましい。硫酸エステル型界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩、硫酸アルキル塩等が挙げられる。スルホン酸塩型界面活性剤としては、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられる。
【００２８】
（Ｅ）無機充填材
封止部材は、さらに（Ｅ）無機充填材を含むことが好ましい。封止部材は（Ｅ）無機充填材を含むことによって、（Ｂ）蛍光体とともに、封止部材を構成する液状の原料組成物の粘度及び表面張力を調整することができ、例えばディスペンサーを用いた滴下手段により、所望の形状の封止部材を形成することができる。また、（Ｅ）無機充填材は、熱処理時に液状の原料組成物に大きな気泡が発生した場合に、大きな気泡を割る作用があり、比較的粒径が小さく、光の分散効果の高い気泡を封止部材に含有させることができる。
【００２９】
封止部材中の（Ｅ）無機充填材の量は、前述のとおり（Ｂ）蛍光体及び（Ｅ）無機充填材の合計量が、封止部材の全体量１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上６０質量部以下の範囲内であり、より好ましくは２５質量部以上５５質量部以下の範囲内である。封止部材に（Ｅ）無機充填材が含まれる場合に、（Ｂ）蛍光体と（Ｅ）無機充填材の質量比は、目的とする色調よって変化する。（Ｂ）蛍光体と（Ｅ）無機充填材の質量比（（Ｂ）蛍光体：（Ｅ）無機充填材）は、好ましくは５：９５以上９９：１以下の範囲内であり、より好ましくは１０：９０以上９５：５以下の範囲内であり、さらに好ましくは１２：８８以上９０：１０以下の範囲内である。
【００３０】
（Ｅ）無機充填材は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、炭酸カルシウム及び二酸化ジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。（Ｅ）無機充填材は、封止部材の母材となる（Ａ）低融点ガラスの光の透過性を妨げないものであることが好ましく、光の吸収が少ないものであることが好ましい。（Ｅ）無機充填材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
（Ｅ）無機充填材の好適な平均粒径の範囲は、（Ａ）低融点ガラスの粘度や、（Ｂ）蛍光体の種類や量によって変化する。（Ｅ）無機充填材の平均粒径は、好ましくは１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であり、より好ましくは２μｍ以上９０μｍ以下の範囲内であり、さらに好ましくは５μｍ以上６０μｍ以下の範囲内である。無機充填材の平均粒径は、例えばレーザー回折散乱式粒度分布測定法によって測定することができ、体積基準の粒度分布における小径側からの体積累積頻度が５０％に達する粒径（メジアン径）とすることができる。また、無機充填材の平均粒径は、カタログに記載された平均粒径を無機充填材の平均粒径として用いることができる。
【００３２】
発光装置の製造方法
本発明の第二の実施形態に係る発光装置の製造方法は、軟化点が６００℃以下となる低融点ガラス原料と、蛍光体と、界面活性剤と、必要に応じて無機充填材と、を含む封止部材用の原料組成物を準備することと、基板上に載置された発光素子を前記原料組成物で覆うことと、前記原料組成物を１５０℃以上３００℃以下の範囲内で熱処理してなる、気泡を含有した封止部材を得ることとを含む。
【００３３】
原料組成物
原料組成物は、軟化点が６００℃以下となる低融点ガラス原料と、蛍光体と、界面活性剤と必要に応じて無機充填材とを含む。
【００３４】
低融点ガラス原料は、前述の封止部材に含まれる低融点ガラス原料と同様のものを用いることができるが、リン酸系低融点ガラスを構成する原料であることが好ましい。低融点ガラス原料は、常温において液状であることが好ましい。原料組成物中の低融点ガラス原料の含有量は、原料組成物の全体量１００質量部に対して、好ましくは８質量部以上７９．８質量部以下の範囲内であり、より好ましくは１０質量部以上７９質量部以下の範囲内であり、さらに好ましくは３５質量部以上７８質量部以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは３５質量部以上７５質量部以下の範囲内である。
【００３５】
蛍光体と無機充填材は、前述の封止部材に含まれる蛍光体と無機充填材と、同様のものを用いることができる。原料組成物中の蛍光体及び無機充填材の合計量は、封止部材に含まれる蛍光体及び無機充填材の合計量と同様の範囲で含まれることが好ましい。原料組成物中の蛍光体及び無機充填材の合計量は、全体量１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上６０質量部以下の範囲内であり、より好ましくは２５質量部以上５８質量部以下の範囲内であり、さらに好ましくは３０質量部以上５５質量部以下の範囲内である。
【００３６】
界面活性剤は、前述の封止部材に含まれる界面活性剤と同様のものを用いることができる。原料組成物中の界面活性剤の量は、封止部材と同様に、原料組成物に含まれる蛍光体及び無機充填材の合計量１００質量％に対して好ましくは０．０１質量％以上１５質量％以下の範囲内であり、より好ましくは、０．０２質量％以上１２質量％以下の範囲内であり、さらに好ましくは０．０３質量％以上１０質量％以下の範囲内であり、よりさらに好ましくは０．０４質量％以上８質量％以下の範囲内である。原料組成物に含まれる界面活性剤は、その一部が熱処理中に反応し、界面活性剤残留物となって、封止部材中に含まれる。
【００３７】
発光素子の被覆
得られた原料組成物で、基板上に配置された発光素子を被覆する。発光素子４は、基板１上に形成された配線２に、例えば接続用のバンプ３によって、フリップチップ実装されたものを用いることができる。原料組成物で発光素子を被覆する手段としては、ディスペンサーを用いた滴下手段を用いることが好ましい。ディスペンサーに入れた原料組成物を、好ましくは凸レンズ形状になるように発光素子上に滴下（ポッティング）して、原料組成物で発光素子を被覆する。
【００３８】
熱処理
次いで、発光素子４と、この発光素子４を被覆した原料組成物を１５０℃以上３００℃以下の範囲内の温度で熱処理する。熱処理によって低融点ガラス原料を硬化させて、（Ａ）低融点ガラスからなる母材と、（Ｂ）蛍光体と、熱処理時に生成された（Ｃ）気泡と、（Ｄ）界面活性剤又は界面活性剤残留物と、必要に応じて（Ｅ）無機充填材を含む封止部材を形成する。
【００３９】
熱処理する温度は、１５０℃以上３００℃以下の範囲内であり、好ましくは１８０℃以上２８０℃以下の範囲内であり、より好ましくは２００℃以上２５０℃以下の範囲内である。熱処理する時間は、好ましくは５秒以上１時間以内、より好ましくは５秒以上５０分以内、さらに好ましくは５秒以上４５分以内である。熱処理する時間は、熱処理する温度によって変えることが好ましい。熱処理する温度が１５０℃以上２００℃未満の範囲内である場合は、５秒以上１時間以内、好ましくは１分以上５０分以内、より好ましくは２分以上４５分以内である。熱処理する温度が２００℃以上３００℃以下の範囲内である場合は、５秒以上１時間以下、好ましくは５秒以上４５分以内、より好ましくは５秒以上３０分以内である。熱処理する温度が１５０℃以上３００℃以下の範囲内であり、熱処理する時間が前記範囲内の時間であると、熱処理によるダメージを発光素子に与えることなく、ガラス化後の軟化点が６００℃以下の低融点ガラスを硬化させて、封止部材を形成できる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
実施例１
図１を参照に実施例１の発光装置の製造方法を説明する。
母材として窒化アルミニウムを用いた基板１と、この基板１上に表面が金である配線２とを準備する。配線２の上に、接続用の金を含むバンプ３を形成し、発光素子４をフリップチップボンディングで実装する。発光素子４は、発光ピーク波長が４５０ｎｍである窒化物半導体を用いる。
【００４２】
実施例及び比較例において、以下の原料を用いる。
（Ａ）リン酸系低融点ガラス原料。
（Ｂ−１）Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）：日亜化学工業株式会社製、ＦＳＳＳ法により測定した平均粒径が２２．０μｍ。
（Ｂ−２）（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される組成を有するシリコンナイトライド蛍光体（ＳＣＡＳＮ蛍光体）：日亜化学工業株式会社製、ＦＳＳＳ法により測定した平均粒径が１２．５μｍ。
（Ｄ）界面活性剤：日油株式会社、製品名：パーソフトＳＫ、アルキル硫酸エステル−ナトリウム塩、２５℃で液状。
（Ｅ）二酸化ケイ素粒子（無機充填材）：株式会社トクヤマ製、製品名：エクセリカ（登録商標）。
【００４３】
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体３．００ｇと、界面活性剤０．０６ｇと、二酸化ケイ素粒子３．００ｇと、を秤量する。これら原料を自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製、商品名：あわとり練太郎（登録商標）ＡＲ−５００）を用いて１分間撹拌し、原料組成物を製造する。得られた原料組成物はエアーディスペンサーを用いて、基板１に実装された発光素子４を被覆するように滴下(ポッティング)し、２６０℃に加熱したホットプレート上で１分間熱処理して、凸レンズ形状の封止部材９を形成し、発光装置１００が得られる。凸レンズ形状の封止部材９は、凸レンズ形状の封止部材９の頂点が光軸Ｌ上に配置されるように形成する。
【００４４】
実施例２
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体３．００ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００４５】
実施例３
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体２．００ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００４６】
実施例４
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体１．８０ｇと、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される組成を有するシリコンナイトライド蛍光体０．０６ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００４７】
実施例５
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体２．００ｇと、二酸化ケイ素粒子３．００ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００４８】
実施例６
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体１．００ｇと、二酸化ケイ素粒子３．００ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００４９】
実施例７
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体２．００ｇと、二酸化ケイ素粒子２．００ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００５０】
実施例８
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体１．００ｇと、二酸化ケイ素粒子５．００ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。この原料組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、発光装置を得た。
【００５１】
実施例９
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体１．６０ｇと、シリコンナイトライド蛍光体０．０２ｇと、二酸化ケイ素粒子４．４０ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００５２】
実施例１０
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体１．２０ｇと、シリコンナイトライド蛍光体０．０６ｇと、二酸化ケイ素粒子４．８０ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００５３】
実施例１１
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体０．８０ｇと、シリコンナイトライド蛍光体０．０４ｇと、二酸化ケイ素粒子５．２０ｇと、界面活性剤０．４０ｇと、を用いること以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００５４】
比較例１
リン酸系低融点ガラス原料５．００ｇと、希土類アルミン酸塩蛍光体３．００ｇと、二酸化ケイ素粒子３．００ｇと、を用い、界面活性剤を用いないこと以外は、実施例１と同様にして、原料組成物及び発光装置を製造する。
【００５５】
表１は、各実施例及び比較例の各原料の配合量（ｇ）、気泡ムラの有無を示す。
固形物量（蛍光体及び無機充填材の配合量）は、原料組成物の全体量を１００質量部とした場合の、蛍光体及び無機充填材の配合量（質量部）を固形物量とする。また、蛍光体及び無機充填材の合計量（固形分量）１００質量％とし、これに対する界面活性剤の量（質量％）を、固形物量に対する界面活性剤量とする。封止部材中の各成分の配合割合は、原料組成物中の配合割合とほぼ等しい。
【００５６】
気泡ムラは、発光素子から光を発した状態で、発光装置の凸レンズ形状の上部から目視で封止部材を観察し、気泡の大きさにムラがある場合には、気泡ムラ有りとし、目視で観察してほぼ均一の気泡が確認できる場合には、気泡ムラ無しとする。
【００５７】
【表１】
2020096022.tif 000003
【００５８】
上記結果から、実施例１から１１の発光装置において、蛍光体及び無機充填材の量が多くなると、気泡ムラがなくなり、封止部材中にほぼ均一な大きさの気泡が含まれる。実施例１の発光装置と、比較例１の発光装置は、封止部材に含まれる蛍光体及び無機充填材の合計量が同じであるが、実施例１の発光装置の封止部材中には、ほぼ均一な大きさの気泡が含まれているのに対して、比較例１の発光装置は封止部材中に界面活性剤又は界面活性剤残留物を含まないため、気泡ムラができている。
【００５９】
比較例２
図４を参照に比較例２の発光装置の製造方法を説明する。
母材として窒化アルミニウムを用いた基板１０１と、この基板１０１上に表面が金である配線１０２とを準備した。配線１０２の上に、接続用の金を含むバンプ１０３を形成し、次いで、発光ピーク波長が４５０ｎｍである窒化物半導体を発光素子１０４として用い、フリップチップボンディングで実装した。
【００６０】
発光素子１０４の上面にシリコーン樹脂を塗布した。ガラス板からなる透光体１０６に、蛍光体を含有した樹脂組成物を硬化させてなる蛍光体層１０７を形成し、発光素子１０４の上面に載置可能な大きさに切り出した。蛍光体層１０７がシリコーン樹脂に接触するように透光体１０６を発光素子１０４のシリコーン樹脂上に載置し、シリコーン樹脂を硬化させて接着層１０５を形成した。基板１０１とバンプ１０３と発光素子１０４の間に、酸化チタンとシリコーン樹脂を含むアンダーフィル材を充填し、アンダーフィル層１０８を形成した。さらに基板１０１上のアンダーフィル層１０８、発光素子１０４、接着層１０５、蛍光体層１０７及び透光体１０６以外の部分に、酸化チタンとシリコーン樹脂とを含むオーバーコート用樹脂組成物を、透光体１０６の上面と同じ高さとなるように塗布し、硬化させてオーバーコート層１０９を形成した。透明シリコーン樹脂組成物を圧縮成形して硬化させ、凸状レンズ１１０を形成して、発光装置２００を得た。凸状レンズ１１０は、凸状レンズ１１０の頂点が光軸Ｌ上に配置されるように形成した。
【００６１】
実施例１１の発光装置と、比較例２の発光装置について、以下の測定を行った。結果を表２に示す。
【００６２】
色度：ｘ、ｙ
積分球を使用した全光束測定装置を用いて実施例１１の発光装置及び比較例２の発光装置の発光スペクトルデータを測定し、この発光スペクトルデータからＣＩＥ(国際照明委員会：Commission  international  de  l’eclarirage)１９３１に規定されるｘｙ色座標上の色度ｘ、色度ｙを求めた。
【００６３】
１／２（半値）配光角度
実施例１１の発光装置及び比較例２の発光装置において、光軸Ｌを含む平面における光軸Ｌを０°とし、光軸Ｌからそれぞれプラスマイナス９０°の範囲を指向角度（°）とし、各指向角度（°）における、各発光装置から発せられた光の発光強度を、ＣＩＥが推奨している「平均ＬＥＤ光度」測定であるＣｏｎｄｉｔｉｏｎＢの条件を用いて測定した。各指向角度における発光強度は、最も大きい発光強度となる配光角度０°の発光強度を１と規定し、この規定値に対する相対発光強度として表した。図２は、実施例１１の発光装置及び比較例２の発光装置の配光特性（相対発光強度）を示し、各発光装置の各指向角度（°）における相対発光強度をプロットしたグラフである。１／２配光角度は、最大の発光強度の５０％の値を示す発光強度となる２つの角度の絶対値の和をいう。表２に、実施例１１及び比較例２の発光装置の１／２配光角度を記載した。１／２配光角度は、半値配光角度ともいう。
【００６４】
相関色温度
実施例１１の発光装置及び比較例２の発光装置において、光軸Ｌを含む平面における光軸Ｌを０°とし、光軸Ｌからそれぞれプラスマイナス９０°の範囲の指向角度（°）とし、各指向角度(°)における、各発光装置の発光色の相関色温度（Ｔｃｐ；Ｋ）を、マルチチャンネル分光器と積分球を組み合わせた光計測システムを用い、ＪＩＳ  Ｚ８７２５に準拠して測定した。図３は、実施例１１の発光装置の配光特性（相関色温度）を示し、各発光装置の各指向角度（°）における相関色温度をプロットしたグラフである。相関色温度差は、各発光装置の発光色において、最も大きい相関色温度と、最も小さい相関色温度の差をいう。表２に、実施例１１及び比較例２の発光装置の色温度差を記載した。
【００６５】
【表２】
2020096022.tif 000004
【００６６】
表２に示すように、実施例１１の発光装置と、比較例２の発光装置とでは、色度ｘ、色度ｙの数値がほぼ同程度であり、所望の混色光が得られていた。実施例１１の発光装置は、１／２配光角度の数値が、比較例２の発光装置の１／２の配光角度の数値よりも大きい。図２に示すように、実施例１１の発光装置は、比較例２の発光装置よりも、配光角度が広がり、広い角度で光を供給できることが確認できた。また、実施例１１の発光装置の相関色温度差は、図３からも分かるように、比較例２の発光装置の相関色温度差よりも小さく、実施例１１の発光装置の発光色の色調は、比較例２の発光装置の発光色の色調よりもより均一であることが確認できた。実施例１１の発光装置は、封止部材に樹脂を使用しておらず、比較例２の発光装置よりも、光や熱に対する劣化を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の一態様に係る発光装置は、ＬＥＤやＬＤの発光素子と組み合わせて、車載用及び一般照明用の照明装置、液晶表示装置のバックライト、イルミネーション、プロジェクターの光源に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１：基板、２：配線、３：バンプ、４：発光素子、５：母材、６：蛍光体、７：無機充填材、８：気泡、９：封止部材、１００：発光装置、１０１：基板、１０２：配線、１０３：バンプ、１０４：発光素子、１０５：接着層、１０６：透光体、１０７：蛍光体層、１０８：アンダーフィル層、１０９：オーバーコート層、１１０：凸状レンズ、２００：発光装置
【図１】
2020096022.tif 000005
【図２】
2020096022.tif 000006
【図３】
2020096022.tif 000007
【図４】
2020096022.tif 000008