(57)【要約】【課題】    蛍光体による波長変換を利用しつつ高輝度化（すなわち高出力化）された半導体発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】    第１の波長の光を放出する半導体発光素子と、前記第１の波長の光を吸収し波長変換して前記第１の波長と異なる第２の波長の光を放出する第１の蛍光体と、を備え、前記第１の蛍光体は、（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）２ＳｉＯ４（ただし、ＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ、Ｍｇの中から選ばれるアルカリ土類金属元素であり、ｙは０よりも大きく１以下である）を主成分とし、前記第１の蛍光体の粒径は、１０マイクロメータ以上であることを特徴とする半導体発光装置を提供する。【選択図】    図１
2006114637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の光を放出する半導体発光素子と、
前記第１の波長の光を吸収し波長変換して前記第１の波長と異なる第２の波長の光を放出する第１の蛍光体と、
を備え、
前記第１の蛍光体は、（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）２ＳｉＯ４（ただし、ＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ、Ｍｇの中から選ばれるアルカリ土類金属元素であり、ｙは０よりも大きく１以下である）を主成分とし、
前記第１の蛍光体の粒径は、１０マイクロメータ以上で５０マイクロメータ以下であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１の蛍光体は、前記主成分のほかに、アルカリ土類金属燐酸塩、アルカリ土類金属アルミニウム酸塩、アルカリ土類金属硼酸塩、アルカリ土類金属ゲルマニウム酸塩の中から選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１の蛍光体の粒径は、１５マイクロメータ以上で５０マイクロメータ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記半導体発光素子を封止し、前記第１の蛍光体が分散された樹脂をさらに備え、
前記蛍光体の表面に透光性の微粉末が付着されなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記微粉末は、シリカ、アルミナ、アルカリ土類の水酸化物及びアルカリ土類の酸化物よりなる群から選択されたいずれかからなり、
前記微粉末の平均粒径は、０．０１マイクロメータ以上で０．５マイクロメータ以下であることを特徴とする請求項４記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記第１の波長の光を吸収し波長変換して前記第１及び第２の波長と異なる第３の波長の光を放出する第２の蛍光体と、
前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体とを結合するバインダ樹脂と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記バインダ樹脂は、シリコーン樹脂またはアクリル樹脂であることを特徴とする請求項６記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ:light emitting diode）などを用いた半導体発光装置に関し、特に、半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせた白色光源用途などの半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光装置は、照明やディスプレー装置などの各種光源に幅広く用いられるようになりつつある。  特に、ＧａＮ系材料を用いた青色発光素子や紫外線素子の実現により、白色発光装置の用途も飛躍的に拡大している。なかでも、液晶ディスプレー用バックライト、大型を含む各種ディスプレーそして照明用ランプなどは今後さらなる拡大が予想される。
【０００３】
このような半導体発光装置は、短波長の光を放出する半導体発光素子と、この発光を波長変換する蛍光体との組合せにより実現できる。すなわち、一種類あるいは互いに異なる波長の光を放出する複数種類の蛍光体を混合することにより、所定のスペクトルの発光が得られる。  
例えば、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体の組み合わせ例では、青色光を吸収した黄色蛍光体は黄色を発光する。もともとのＬＥＤからの青色発光と、蛍光体で波長変換された黄色発光とにより、白色光が合成される。  
また、紫外線を発光するＬＥＤチップを用い、紫外線を吸収して、青色光と、緑色光と、赤色光とに、それぞれ波長変換する３種類の蛍光体の配合比を適切に選ぶことにより、希望する発光色が実現できる。白色発光を実現する場合には、それに相当する最適な蛍光体配合比が存在する。一方、紫外線を青色発光蛍光体と黄色発光蛍光体とに照射して、放射された青色光と黄色光とを混合することによっても白色光が実現できる（例えば、特許文献１）。
【０００４】
青色蛍光体の一例としては、ハロ燐酸塩蛍光体（（Ｍｅ１−ｘＥｕｘ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２、ここでＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，から選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属）がある。また、黄色蛍光体の一例としては、珪酸塩蛍光体（（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）２ＳｉＯ４、ここでＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素）がある。
【０００５】
半導体発光装置に対しては、近年、高輝度化への期待がますます大きくなっている。例えば、液晶表示装置においては、大型化・高精細化が進み、これに対応するためには、高輝度（すなわち高出力）の半導体発光装置を用いたバックライトが必要である。また、従来の白熱灯や蛍光灯に代わり、照明器具やランプ、ライトなどへの半導体発光装置の応用も進みつつある。このためには、ＬＥＤチップの高輝度化（高出力化）とともに、蛍光体の高輝度化が不可欠である。
【０００６】
しかしながら、半導体発光装置に用いられてきた蛍光体は、変換効率がすでに７０乃至８０％と高く、おのずと改善に限度がある。つまり、波長変換機能を有する蛍光体の輝度をさらに改善するには、蛍光体の変換効率の改善以外の技術対策が必要である。  
またさらに、白色発光において重要な位置を占める黄色蛍光体として従来用いられてきた珪酸塩は、その構造上、水分に対して不安定であり、信頼性の改善が必要である。
【特許文献１】特開２００３−１１０１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、蛍光体による波長変換を利用しつつ高輝度化（すなわち高出力化）された半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
第１の波長の光を放出する半導体発光素子と、
前記第１の波長の光を吸収し波長変換して前記第１の波長と異なる第２の波長の光を放出する第１の蛍光体と、
を備え、
前記第１の蛍光体は、（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）２ＳｉＯ４（ただし、ＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ、Ｍｇの中から選ばれるアルカリ土類金属元素であり、ｙは０よりも大きく１以下である）を主成分とし、
前記第１の蛍光体の粒径は、１０マイクロメータ以上であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高輝度かつ高信頼性を有する蛍光体波長変換による半導体発光装置を提供でき、産業上のメリットは多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の具体例にかかる半導体発光装置を模式的に表す断面図である。本具体例は、実装基板上に高密度実装を行うのに適した表面実装型（ＳＭＤ：Surface Mount Device）の半導体発光装置である。半導体発光素子（ＬＥＤチップ）１００は、第１のリード５１０の上に、接着剤５３０などで接着されている。ＬＥＤチップ１００の上面に設けられた第１の電極は、ボンディングワイヤ５４０により第１のリード５１０に接続されている。また、ＬＥＤチップ１００の上面に設けられた第２の電極は、ボンディングワイヤで第２のリード５１２に接続されている。リード５１０及び５１２は、予めリードフレーム上に連結された状態で、熱可塑性樹脂５２０などを用いて射出成型などにより埋め込まれている。熱可塑性樹脂５２０に光を反射する材料を混合すれば、リード５１０及び５１２の埋め込み後に、光反射性の傾斜面５２１を形成できる。
【００１２】
ＬＥＤチップ１００には、例えばＧａＮ系の材料が用いられる。ＧａＮ系発光素子からは、その組成に応じて、例えば３３０ナノメータから５４０ナノメータ程度の波長帯の紫外光、青色光および緑色光などが放射される。そして、本具体例においては、ＬＥＤチップ１００は、波長４６０ナノメータ程度の青色光を放出する。  
ＬＥＤチップ１００は、透明樹脂３００に封止されている。そして、透明樹脂３００の中には、黄色蛍光体２２が分散して配置されている。ＬＥＤチップ１００から放射された青色光２０１は、これら黄色蛍光体２２に吸収されて、波長変換が行われ、波長５８０ナノメータ程度の黄色光２０２が放出される。ＬＥＤチップ１００からの青色光２０１と、波長変換された黄色光２０２とが合成されて、所望の白色光が得られる。なお、図１には、簡便のために黄色蛍光体２２の粒子数を少なく表したが、実際には多数の蛍光体粒子が分散配置され、均一な白色光が得られる。
【００１３】
次に、本具体例における黄色蛍光体について、詳細に説明する。  
本実施形態においては、黄色蛍光体として、珪酸塩から構成される（（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）２ＳｉＯ４，ここで、ＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素）を主成分とするものをを用いる。主成分以外に含まれるものとしては、アルカリ土類金属燐酸塩、アルカリ土類金属アルミニウム酸塩、アルカリ土類金属硼酸塩、アルカリ土類金属ゲルマニウム酸塩から選ばれる少なくとも一つを含むものである。以下、この蛍光体の特徴点について、その製造方法を参照しつつ説明する。  
蛍光体の材料としては、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）：炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）：二酸化珪素（ＳｉＯ２）：三酸化二ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）：塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）をほぼ５２：４：１３：２．５：１の重量比にて混合する。
【００１４】
次に、この混合物を所定の雰囲気中（大気、不活性ガス、真空、還元雰囲気など）で焼成する。この焼成は、数回に分けて行っても良い。焼成温度や焼成時間は、単一結晶相またはほぼ単一結晶相の蛍光体を形成しうる温度や時間、例えば、摂氏９００度〜１３００度で、１〜１０時間とする。
【００１５】
ついで、蛍光体を粉砕し、ビーズによるウェットミリングによりさらに細かく粉砕後、メッシュを通すことにより粒径の範囲で分級する。このようにして得られた蛍光体の粒は、ほぼ単一の結晶相からなり、それぞれの粒は、単結晶体あるいは比較的少ない数の結晶粒からなる多結晶体である。
ここで、本願明細書における「粒径」は、分級の際に用いたメッシュの目開きにより定義する。たとえば、「粒径が１０マイクロメータ以上の蛍光体」とは、目開きが１０マイクロメータのメッシュを用いて分級した結果、メッシュの上に残った蛍光体をいうものとする。同様に、例えば、「粒径が５０マイクロメータ以下の蛍光体」とは、目開きが５０マイクロメータのメッシュを用いて分級した結果、メッシュを通過した蛍光体をいうものとする。
【００１６】
図２は、メッシュにより分級した蛍光体の粒径の分布を例示するグラフ図である。  
本具体例は、メッシュを用いて粒径が２０マイクロメータ〜７５マイクロメータの範囲に選別した蛍光体の粒径の分布を表す。すなわち、目開きが７５マイクロメータのメッシュにより分級してメッシュを通過した蛍光体について、目開きが２０マイクロメータのメッシュを用いて分級し、メッシュの上に残った蛍光体を採用した。
【００１７】
図２から、粒径が２０マイクロメータ以下の蛍光体も体積率で最大で５パーセント近く混入していることが分かる。従って、本願明細書で、たとえば、「粒径が１０マイクロメータ以上の蛍光体」という場合、この程度の誤差は含むものとする。  
また一方、図２から、粒径が７５マイクロメータ以上の蛍光体も体積率で最大で２パーセント余り混入していることが分かる。従って、本願明細書で、たとえば、「粒径が７５マイクロメータ以下の蛍光体」という場合、この程度の誤差は含むものとする。
【００１８】
本願発明者は、目開きが５マイクロメータ（μｍ）、１０マイクロメータ、１５マイクロメータ、２０マイクロメータおよび５０マイクロメータのナイロン製のメッシュを用いて、蛍光体を分級した。そして、蛍光体の粒径と明るさとの関係、化学的な安定性を考え、例えば、粒径が５マイクロメータ以下、５〜１０マイクロメータ以下、１０〜１５マイクロメータ、１５〜２０マイクロメータ、２０〜５０マイクロメータ、５０マイクロメータ以上、の各範囲にある蛍光体粒子を分級した。
【００１９】
図３は、分級した黄色蛍光体の発光強度を表すグラフ図である。すなわち、同図は、分級した黄色蛍光体を粉状のままで皿詰め状態にし、青色の光（中心波長が４６０ナノメータのＬＥＤ光）を照射した時に得られるスペクトルを表す。  
それぞれの蛍光体からは、波長４６０ナノメータと波長約５８０ナノメータを中心とする強度ピークが得られている。波長４６０ナノメータのピークは、蛍光体により反射された青色光である。波長約５８０ナノメータのピークは、蛍光体により波長変換された黄色光である。  
図３から、粒径が５マイクロメータ以下、５〜１０マイクロメータ、１０〜１５マイクロメータ、１５〜２０マイクロメータ、２０〜５０マイクロメータ、と大きくなるに従って、青色反射光が減少し、黄色発光の強度が強くなることが分かる。
【００２０】
黄色蛍光体の粒径を５マイクロメータ以上とした場合（５〜１０マイクロメータ）と比べて、粒径を１０マイクロメータ以上（１０〜１５マイクロメータ）とすると発光強度はおよそ１０パーセント増加する。また、粒径を１５マイクロメータ以上（１５〜２０マイクロメータ）とすると、発光強度はおよそ１９パーセント増加する。またさらに、粒径を２０マイクロメータ以上（２０〜５０マイクロメータ）とした場合には、発光強度はおよそ２７パーセントも増加する。つまり、珪酸塩から構成される黄色蛍光体において、粒径を１０マイクロメータ以上とすることが望ましく、粒径を１５マイクロメータ以上とすることがさらに望ましく、粒径を２０マイクロメータ以上とするとがなおさらに望ましいといえる。量産レベルを考えた場合には、粒径に対し、安定した発光強度が得られる条件で行う必要があるので、１５マイクロメータ以上が望ましい。なお、蛍光体の粒径の分布を制御するためには、例えばその製造工程において、フラックス量や焼成温度、ミリングなどの条件を調節すればよい。
【００２１】
蛍光体の粒径を大きくすると発光強度が増加する理由としては、光散乱損失が小さくなることや、蛍光体粒子の表面の破砕層や変性層が占める比率を少なくすることが挙げられる。  
図４は、上述の方法により形成された蛍光体粒子の断面構造を例示する模式図である。実際には、蛍光体粒子は完全な球形となっているわけではないが、種々の形状を球で近似的に表し、近似的な半径を求めることができる。上述した方法により蛍光体を形成すると、例えば、ミリングにより粉砕する工程などにおいて、蛍光体の粒子の表面に破砕層が形成される。また一方、蛍光体粒子の表面には、形成後に雰囲気中の湿度やガスなどの作用による変性層が形成されることも考えられる。これら破砕層や変性層においては、蛍光体の波長変換作用が低下する。つまり、蛍光体粒子は、波長変換作用を有する活性領域４１の表面が、不活性領域４２により覆われた構造を有するものと考えられる。そして、不活性領域４２は、蛍光体粒子のサイズにあまり依存せずに、所定の厚みを有するものであると考えられる。
【００２２】
つまり、図４（ａ）に表したように、蛍光体粒子の粒径が小さい場合、不活性領域４２が占める体積率が大きく、蛍光体の発光強度が低下する。これに対して、図４（ｂ）に表したように、蛍光体粒子の粒径が大きくなると、不活性領域４２が占める体積率が低下し、蛍光体の発光強度が増大する。つまり、蛍光体の粒径を大きくすることにより、非発光層となる不活性領域４２の占める体積率を相対的に低下させ、発光強度を増加できる。
蛍光体の粒径が大きくなりすぎると、色むらが発生し、均一な白色光が得られない。また、液状透明樹脂と混合する工程において、ディスペンサーの目ずまりなどが起こりやすい。以上を考慮すると、粒径に上限は５０マイクロメータとなる。
上記の具体例において、動作電流２０ｍＡにおいて、５００ミリカンデラ以上が容易にえられる。
【００２３】
また、珪酸塩は耐水性に弱いという問題があるが、粒径を大きくすることにより、変性層の占める割合を小さくでき、湿気や水分による変性層の影響を抑制して信頼性を高くできる。
【００２４】
以上説明したように、珪酸塩系の黄色蛍光体を用いた場合、粒径を１０マイクロメータ以上、さらに１５マイクロメータ以上、なおさらに望ましくは粒径を２０マイクロメータ以上とすると、発光強度を大きく増加させることができる。
量産レベルを考えた場合には、粒径に対して、安定した発光強度が得られる条件で行う必要があるので、１５マイクロメータ以上が好ましい。
【００２５】
次に、本発明の第２の具体例について説明する。
【００２６】
図５は、本発明の第２の具体例にかかる半導体発光装置の断面構造を例示する模式図である。同図については、図１乃至図４に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２７】
本具体例においては、黄色蛍光体の表面に微粉末を付着させた微粉末付き蛍光体２３０が透明樹脂３００に分散されている。すなわち、黄色蛍光体の粒径を大きくした場合、蛍光体の粒子の重量も増加する。蛍光体の重量が増加すると、硬化前の液体状の透明樹脂３００に蛍光体を分散させた状態において、蛍光体が重力の作用により沈降が加速される。
【００２８】
すなわち、一般に、粒径や比重の異なる蛍光体は熱硬化前の液状樹脂中での沈降速度が異なる。具体的には、蛍光体粒の沈降速度はストークスの公式で近似され、（粒径の２乗）×（比重）に比例する。従って、粒径が大きくなると沈降速度も増加する。すると、透明樹脂３００中での分散状態が製造工程中の時間などにより影響を受けやすくなる。その結果として、色度のばらつきなどが生じ、発光特性が製造ロットにより変動することもあり得る。
【００２９】
これに対して、本具体例においては、蛍光体に微粉末を付着させることにより、透明樹脂中での沈降を抑制する。  
図６は、微粉末付き蛍光体２３０を表す模式図である。すなわち、黄色蛍光体２２の表面に、透光性の微粉末２１０が付着されている。透光性の微粉末２１０としては、例えば、シリカやアルミナおよびアルカリ土類の水酸化物あるいは酸化物などの、可視光線及び紫外光に対して透過性の良い材料を用いることができる。ここで「アルカリ土類」とは、バリウム、ストロンチウム、カルシウムおよびマグネシウムの少なくともいずれかをいう。シリカやアルミナおよびアルカリ土類の水酸化物あるいは酸化物を表面改質することにより、硬化前の液状樹脂に対して親媒性を高めることが出来る。表面改質の方法としては、例えば官能基を付着させる方法を挙げることができる。この結果、沈降速度を抑制できる。微粉末の粒径は、０．０１マイクロメータから０．５マイクロメータの範囲が望ましい。
【００３０】
図７は、微粉末付き蛍光体２３０を形成する工程を表すフローチャートである。  
まず、可視光や紫外光に対して透過性の良いシリカやアルミナおよびアルカリ土類の水酸化物あるいは酸化物などの透光性微粉末２１０を水あるいは有機溶剤（例えばアルコール）などの中に投入し、超音波印加などによりよく分散させる（ステップＳ１１）。  
次に、攪拌しながら蛍光体２３を徐々に添加し（ステップＳ１２）、一定時間攪拌を継続する。攪拌により、微粉末は蛍光体の表面に付着させる（ステップＳ１３）。この結果、出来た蛍光体スラリーを乾燥（例えば、１００乃至１５０℃）することにより微粉末付き蛍光体２３０が得られる（ステップＳ１４）。  
アルカリ土類の水酸化物あるいは酸化物の微粉末を付着させる場合には、蛍光体粒子の表面を水あるいは弱酸にてエッチングし、溶出したアルカリ土類イオンを加水分解する手法で行うこともできる。  
このようにして形成された微粉末付き蛍光体２３０は、必要に応じて他の蛍光体と共に液状透明樹脂３００（例えば、シリコーンやエポキシ）と混合されて、ＬＥＤチップ上に滴下された後、加熱硬化によりＬＥＤチップ１００を封止できる。
【００３１】
以上説明したように、本具体例によれば、粒径が大きく沈降しやすい蛍光体に対して、微粉末を付着させることにより、蛍光体の沈降を抑制し、半導体発光装置の色度などの発光特性が安定し均一な特性が得られる。
【００３２】
次に、本発明の第３の具体例について説明する。  
図８は、本発明の第３の具体例にかかる半導体発光装置を模式的に表す断面図である。同図についても、図１乃至図７に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。  
本具体例においては、透明樹脂３００に結合蛍光体２２０が分散されている。結合蛍光体２２０は、バインダ樹脂により結合された青色蛍光体及び黄色蛍光体により構成される。所望の白色を得るには、これら青色蛍光体と黄色蛍光体とを所定の配合比で結合させることが望ましい。これに対して、本具体例においては、これら蛍光体をバインダ樹脂により所定の配合比で結合させて結合蛍光体２２０を形成する。この結合蛍光体２２０は、硬化前の液状の透明樹脂３００に混合され、分散されて、熱硬化によりＬＥＤチップ１００を封止する。
【００３３】
ＬＥＤチップ１００から放射された波長３８０ｎｍ付近の紫外光２０３は、結合蛍光体２２０に含まれる青色蛍光体に吸収され、波長変換されて青色光２３４として放出される。一方、紫外光２０３は、結合蛍光体２２０に含まれる黄色蛍光体にも吸収され、波長変換されて黄色光２０２として放出される。これら青色光２３４と黄色光２０２の合成により所望の白色光が得られる。
【００３４】
ここで、青色蛍光体としては、ハロ燐酸塩蛍光体（（Ｍｅ１−ｘＥｕｘ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２，ここでＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素）を用いることができる。  
また、黄色蛍光体２２としては、前述したように、例えば珪酸塩蛍光体（（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）２ＳｉＯ４，ＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素）などを主成分とするものを用いることができる。主成分以外に含まれるものとしては、アルカリ土類金属燐酸塩、アルカリ土類金属アルミニウム酸塩、アルカリ土類金属硼酸塩、アルカリ土類金属ゲルマニウム酸塩から選ばれる少なくとも一つがある。  
さらに、演色性を高めるために赤色発光蛍光体、たとえばユーロピウムとサマリウムで付活した酸硫化ランタン（Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ）などを加えてもよい。
【００３５】
青色蛍光体の製造方法の一例について説明すると以下の如くである。すなわちまず、原料として、燐酸水素ストロンチウム（ＳｒＨＰＯ４），炭酸ストロンチウム（ＳｒＣｏ３）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ２），塩化カルシウム（ＣａＣｌ２），塩化バリウム（ＢａＣｌ２），三酸化二ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）を所望の組成となるように混合し、弱還元雰囲気中で、摂氏１０００度〜１２００度で焼成する。焼成後粉砕し、メッシュを通す。こうして、粒径５マイクロメータ〜１０マイクロメータに分布した青色蛍光体が得られる。
【００３６】
ところで、前述したように、粒径や比重の異なる蛍光体は、熱硬化前の液状樹脂中での沈降速度が異なる。蛍光体粒の沈降速度はストークスの公式で近似され、（粒径の２乗）×（比重）に比例する。青色蛍光体の一例としては、粒径が５マイクロメータ〜１０マイクロメータで、比重が約４．２である。また、黄色蛍光体の一例としては、粒径が２０マイクロメータ〜５０マイクロメータで、比重が約４．６である。この場合、黄色蛍光体のほうが、青色蛍光体より沈降速度が大きいので、液状の透明樹脂中では下側に分布しやすい。この状態で液状透明樹脂が加熱硬化されると、ＬＥＤチップ１００の近傍には黄色蛍光体が多く分散配置されるので、紫外光も多く吸収される。この結果、黄色が強調された色調となり、工程で生じる特性ばらつきも大きくなる。
【００３７】
この問題を解決するには、青色蛍光体と黄色蛍光体とを結合させて結合蛍光体２２０を形成するとよい。  
図９は、結合蛍光体２２０を表す模式図である。  
青色蛍光体２１と黄色蛍光体２２は、バインダ樹脂２５を介して結合させ、結合蛍光体２２０を形成している。この結合により、沈降速度の大きい黄色蛍光体２２が単独で沈降することを抑制できて、透明樹脂３００中のどの領域においても、蛍光体の配合比をほぼ所定値に保つことができる。この結果として、黄色の強調が防止でき、さらに色度のばらつきなどの少ない均一な特性が得られる。
【００３８】
次に、結合蛍光体２２０の製造方法について説明する。  
図１０は、結合蛍光体２２０の製造方法を表すフローチャートである。  
まず、所定の比率の少なくとも２種類の蛍光体を液体中に分散させる（ステップＳ２１）。液体としては、例えば、水やアルコールのような有機溶剤を選ぶ。  
次に、バインダ剤を添加する（ステップＳ２２）。バインダ剤としては、例えば、アクリル系樹脂やシリコーン系樹脂を用いることができる。バインダ濃度は、例えば、０．０１から０．５パーセントとすることができる。また、蛍光体の分散とバインダ添加の工程順序は、逆でも良い。
【００３９】
さらに、攪拌（例えば１時間）させて蛍光体を凝集する（ステップＳ２３）。この工程により、分散した蛍光体粒子同士が凝集して、バインダ樹脂の皮膜により結合が促進される。    
その後、ろ過乾燥を行い（ステップＳ２４）、さらにフルイ（例えば、２００メッシュ）などにかけて分別する（ステップＳ２５）。
【００４０】
以上説明したように、青色蛍光体と黄色蛍光体とを結合させた結合蛍光体により白色光を得ることができる。さらに、赤色蛍光体を含めた３種類の蛍光体によるＲＧＢによる白色光も可能である。ここで、必ずしもすべての蛍光体が結合されている必要はない。すなわち、単独の蛍光体などが存在していても、色度の「ばらつき」などが許容される範囲内であればよい。
【００４１】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
【００４２】
例えば、ＬＥＤチップとして用いることができるものは、ＩｎＧａＡｌＰ系やＧａＮ系に限定されず、その他、ＧａＡｌＡｓ系、ＩｎＰ系をはじめとする各種のIII−Ｖ族化合物半導体や、その他、II−VI族化合物半導体あるいはそれ以外の各種も半導体を用いたものであってもよい。
【００４３】
また、半導体発光素子から放射される光についても、同様に、紫外光ばかりでなく、可視光でも良い。また、蛍光体の種類や配合比についても、適切に選択することにより、任意の発光色が得られる。例えば、蛍光体は、青、緑、赤の３種類に限定されることはなく、２種類でも、４種類以上でも、同様の効果が得られる。
【００４４】
その他、半導体発光装置を構成する半導体発光素子、リード、埋め込み樹脂、蛍光体、微粉末、封止樹脂などの各要素の形状、サイズ、材質、配置関係などに関して当業者が各種の設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を有する限りにおいて本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の具体例にかかる半導体発光装置を模式的に表す断面図である。
【図２】メッシュにより分級した蛍光体の粒径の分布を例示するグラフ図である。
【図３】分級した黄色蛍光体の発光強度を表すグラフ図である。
【図４】蛍光体粒子の断面構造を例示する模式図である。
【図５】本発明の第２の具体例にかかる半導体発光装置の断面構造を例示する模式図である。
【図６】微粉末付き蛍光体２３０を表す模式図である。
【図７】微粉末付き蛍光体２３０を形成する工程を表すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の具体例にかかる半導体発光装置を模式的に表す断面図である。
【図９】結合蛍光体２２０を表す模式図である。
【図１０】結合蛍光体２２０の製造方法を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
２１    青色蛍光体
２２    黄色蛍光体  
２５    バインダ樹脂
４１    活性領域
４２    不活性領域
１００  半導体発光素子（ＬＥＤチップ）
２０１  ＬＥＤチップからの青色光
２０２  蛍光体で波長変換された黄色光
２０３  ＬＥＤチップからの紫外光
２１０  透光性微粉末
２２０  結合蛍光体
２３０  微粉末付き蛍光体
２３４  蛍光体で波長変換された青色光
３００  透明樹脂
５１０、５１２  リード
５２０  熱可塑性樹脂
５２１  光反射面
５３０  接着剤
５４０  ボンディングワイヤ
【図１】
2006114637.tif 000003
【図２】
2006114637.tif 000004
【図３】
2006114637.tif 000005
【図４】
2006114637.tif 000006
【図５】
2006114637.tif 000007
【図６】
2006114637.tif 000008
【図７】
2006114637.tif 000009
【図８】
2006114637.tif 000010
【図９】
2006114637.tif 000011
【図１０】
2006114637.tif 000012