(57)【要約】【課題】封止剤の温度変化に対する粘度変化が十分に抑えられていることにより良好な透光性樹脂が形成された発光装置を提供することを課題とする。【解決手段】発光装置１０は、発光素子１２と、発光素子１２を封止する透光性樹脂１４と、を備える。透光性樹脂１４には、発光素子１２の発光により蛍光を発する蛍光体１６および蛍光体１６の沈降を防止する沈降防止材１８が含有されている。沈降防止材１８は、ポリジメチルシロキサン基を有する有機ケイ素系化合物で表面処理されている酸化ケイ素の粒子であり、透光性樹脂１４を１００重量部とした場合における酸化ケイ素の粒子の含有量が０.５重量部以上３重量部未満の範囲にされている。【選択図】図１
2015070156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、前記発光素子を封止する透光性樹脂と、を備え、前記透光性樹脂には、前記発光素子の発光により少なくとも蛍光を発する蛍光体および前記蛍光体の沈降を防止する沈降防止材が含有されている発光装置において、
前記沈降防止材は、ポリジメチルシロキサン基を有する有機ケイ素系化合物で表面処理されている酸化ケイ素の粒子であり、前記透光性樹脂を１００重量部とした場合における前記酸化ケイ素の粒子の含有量が０.５重量部以上３重量部未満の範囲であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体の含有量が５重量部以上１８０重量部以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体は複数の種類で構成され、蛍光色として赤色を発する種類を含むことを特徴とする請求項１または２記載の発光装置。
【請求項４】
前記透光性樹脂と前記沈降防止材とがいずれも無極性であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の発光装置。
【請求項５】
前記透光性樹脂と前記沈降防止材とがいずれも極性であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子と、発光素子の発光により蛍光を発する蛍光体および蛍光体の沈降を防止する沈降防止材を含有する透光性樹脂と、を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光体を含有する透光性の封止樹脂で発光素子を封止した発光装置が知られている。このような発光装置では、蛍光体を配合した封止剤で発光素子を封止する際、加熱によって封止剤を硬化させて透光性の封止樹脂としている。
【０００３】
ところで、封止剤を加熱すると封止剤の粘度が低下し、蛍光体の沈降が起こり易い。蛍光体が沈降すると、発光色のばらつきが生じ、特に照明用途では好ましくない事態が生じてしまう。
【０００４】
このため、加熱したときの封止剤の粘度低下を抑えるために沈降防止材を封止剤に含有させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１では、光半導体用の封止剤が沈降防止材として酸化ケイ素の粒子を含有する。このように封止剤が酸化ケイ素の粒子を含有することで、封止剤を固化してなる透光性樹脂の透明性、耐熱性、耐光性を損なうことなく封止剤の粘度特性を所定範囲にすることを意図している。
【０００６】
具体的には、封止剤に含まれるシリコーン樹脂の構造、酸化ケイ素の粒子の比表面積や表面状態等を考慮して、適宜、酸化ケイ素の粒子の配合量を調整することで、粘度特性を所定範囲にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００８／１５３１２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１では、封止剤が高温になったときの粘度低下の防止が十分であるとは言えない。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、封止剤の温度変化に対する粘度変化が十分に抑えられていることにより良好な透光性樹脂が形成された発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、封止剤の温度変化に対する粘度変化を更に抑えることを鋭意検討した。そして、酸化ケイ素の粒子の含有量が増大すると封止剤の粘度が増大することに着目した。図２は、封止剤として用いた熱硬化性エポキシ樹脂を硬化してなる透光性樹脂の温度と粘度との関係を示すグラフ図である。封止剤に含有される酸化ケイ素の粒子の含有量を３重量部（図２の実線）とした場合には、含有量を０重量部（図２の一点鎖線）とした場合に比べ、封止剤の粘度が上昇している。
【００１１】
そして、本発明者は、鋭意検討の結果、酸化ケイ素の粒子の含有量が３重量部未満の場合に、温度変化に対する封止剤の粘度の変化を十分に抑えることが可能であることを見い出し、更に検討を重ね、本発明を完成するに至った。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、発光素子と、前記発光素子を封止する透光性樹脂と、を備え、前記透光性樹脂には、前記発光素子の発光により少なくとも蛍光を発する蛍光体および前記蛍光体の沈降を防止する沈降防止材が含有されている発光装置において、前記沈降防止材は、ポリジメチルシロキサン基を有する有機ケイ素系化合物で表面処理されている酸化ケイ素の粒子であり、前記透光性樹脂を１００重量部とした場合における前記酸化ケイ素の粒子の含有量が０.５重量部以上３重量部未満の範囲であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、封止剤の温度変化に対する粘度変化が十分に抑えられていることにより良好な透光性樹脂が形成された発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の発光装置の構成を示す模式的な側面断面図である。
【図２】透光性樹脂の温度と粘度との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、すでに説明したものと同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を適宜省略している。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態という）の発光装置の構成を示す模式的な側面断面図である。
【００１７】
本実施形態の発光装置１０は、発光素子１２と、発光素子１２を封止する透光性樹脂１４と、を備えている。透光性樹脂１４には、発光素子１２の発光により蛍光を発する蛍光体１６および蛍光体１６の沈降を防止する沈降防止材１８が含有されている。本実施形態では、熱硬化性エポキシ樹脂に蛍光体１６および沈降防止材１８を含有させたものを封止剤として用い、これを固化することで透光性樹脂１４としている。
【００１８】
また、本実施形態では、沈降防止材１８は、ポリジメチルシロキサン基を有する有機ケイ素系化合物で表面処理されている酸化ケイ素の粒子である。そして、透光性樹脂１４を１００重量部とした場合における沈降防止材１８（酸化ケイ素の粒子）の含有量を、０.５重量部以上３重量部未満の範囲としている。
【００１９】
３重量部以上であると温度変化に対する封止剤の粘度が不安定であり、また、０．５重量部未満であると封止剤の粘度が所望粘度よりも小さくなり過ぎる。そしてこの含有量は、２重量部以上３重量部未満であることが蛍光体の沈降防止の観点で好ましく、０．５重量部以上２重量部未満であることが樹脂の低粘度化による作業性改善の観点で好ましい。沈降防止材１８の平均粒径（ｄ５０）は１０〜２０ｎｍであることが好ましい。
【００２０】
また、蛍光体の平均粒径（ｄ５０）は１０〜２０μｍの範囲であることが好ましい。２０μｍよりも大きいと沈降防止材１８（酸化ケイ素の粒子）自体が沈降してしまい、また、１０μｍ未満であると封止剤の粘度が所望の粘度にまで到達せず、何れの場合であっても蛍光体の沈降防止能力が低下するからである。
【００２１】
発光素子１２は、例えば波長が３２０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲の光を出射するが、出射する光の波長は特に限定されない。発光素子１２には、ＬＥＤやレーザダイオードなどの半導体発光素子が採用可能である。
【００２２】
図１に示したように、発光素子１２は、凹部２０ｄを有するパッケージ２０の凹部底面に配置されている。凹部２０ｄは底部から上部にかけて広がる形状にされており、この凹部２０ｄに透光性樹脂１４が充填されている。
【００２３】
パッケージ２０は、基板２４上に実装されている。図示を省略した電気配線が基板２４に配置されており、この電気配線に発光素子１２が電気的に接続されている。例えば発光素子１２がＬＥＤの場合、発光素子１２の正電極と負電極との間に電圧を印加することにより発光素子１２に駆動電流が流れ、発光素子１２は光を出射する。なお、発光素子１２をパッケージ２０の凹部２０ｄの底面に配置することにより、出力光Ｌの指向性が向上する。
【００２４】
本実施形態の発光装置１０では、蛍光体１６の含有量が５重量部以上６０重量部以下の範囲にされている。蛍光体１６は複数の種類で構成され、蛍光色として赤色を発する種類の蛍光体を含んでいる。また、本実施形態では透光性樹脂１４と沈降防止材１８とが無極性である。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態では、透光性樹脂１４を１００重量部とした場合における酸化ケイ素の粒子の含有量が０.５重量部以上３重量部未満の範囲である。従って、
封止剤の温度変化に対する粘度変化が十分に抑えられているので、発光装置１０の透光性樹脂１４は、蛍光体１６が透光性樹脂１４の厚さ方向に均一に分散された良好な透光性樹脂１４となっている。
【００２６】
また、蛍光体１６の含有量が５重量部以上１８０重量部以下の範囲にされている。これにより、封止剤を固化して透光性樹脂１４を形成する際に、蛍光体１６の沈降を防止しつつ、温度変化に対する透光性樹脂１４の粘度の不安定性を更に十分に抑えることができる。
【００２７】
特に、発光装置１０として照明用のＬＥＤを製造する場合には、複数種類の蛍光体を封止剤に入れて硬化させることで透光性樹脂１４とすることが多い。ここで、赤色の蛍光色を発光する蛍光体（以下、赤色用蛍光体という）は、黄色等の他の蛍光色を発光する蛍光体（以下、他色用蛍光体という）に比べ、粒子径が小さいため、他色用蛍光体よりも沈降しづらい。従って、赤色用蛍光体と他色用蛍光体とを組み合わせて封止剤に含有させても、赤色用蛍光体は封止剤の上層部に留まり他色用蛍光体は沈降することで２層の蛍光体層が形成され易いという従来からの不都合を本実施形態では解消させることができ、複数種類の蛍光体を封止剤に含有させても透光性樹脂１４の厚さ方向に良好に分散させることができる。
【００２８】
また、本実施形態では透光性樹脂１４と沈降防止材１８とが何れも無極性である。従って、透光性樹脂１４と沈降防止材１８の一方が極性で他方が無極性であると極性同士や無極性同士で凝集し合って良好に分散され難くなる、という事態が効果的に回避されている。なお、透光性樹脂１４と沈降防止材１８とが何れも極性であっても同様の効果を得ることができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲はそれらに限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかる発光装置は、透光性樹脂を１００重量部とした場合における酸化ケイ素の粒子の含有量が０.５重量部以上３重量部未満の範囲であるので、封止剤の温度変化に対する粘度変化が十分に抑えられていることにより良好な透光性樹脂が形成された発光装置として用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  発光装置
１２  発光素子
１４  透光性樹脂
１６  蛍光体
１８  沈降防止材
【図１】
2015070156.tif 000003
【図２】
2015070156.tif 000004