(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、
前記実装基板上に実装されたＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子により励起される蛍光体、および平均粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であるナノフィラーを含有し、前記ＬＥＤ素子を封止する透光性の封止樹脂と、を有し、
前記封止樹脂は、
前記ＬＥＤ素子の上面および側面ならびに前記ＬＥＤ素子の斜め上方を覆うように前記蛍光体が沈降して形成され、前記ＬＥＤ素子の形状に沿うように盛り上がった前記蛍光体の沈降層と、
前記沈降層の上側に配置され、下方に向かうほど前記蛍光体をより高い濃度で含有する分散層と、
前記分散層の上側に配置され、前記蛍光体を前記分散層よりも低い濃度で含有する樹脂層と、
を有する、ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記封止樹脂は、平均粒径が１μｍ〜１００μｍの範囲内であるフィラーをさらに含有する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記実装基板は、周辺部よりも高さが一段高いマウント部を有し、
前記ＬＥＤ素子は、前記マウント部の上面に実装されている、請求項１又は２に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上にＬＥＤ（発光ダイオード）素子が実装され、蛍光体を含有する透光性の樹脂によりそのＬＥＤ素子が封止された発光装置（ＬＥＤパッケージ）が知られている。こうした発光装置では、ＬＥＤ素子からの光と、ＬＥＤ素子からの光により蛍光体を励起させて得られる光とを混合させることにより、用途に応じて白色光などが得られる。【０００３】
特許文献１には、発光素子と、その発光素子を配置する凹部を有するパッケージと、蛍光体とフィラーが含有された樹脂とを備える発光装置が記載されている。この発光装置では、比重の大小関係が（蛍光体）＞（フィラー）＞（樹脂）であり、凹部の底面側および発光素子の上面を覆う蛍光体堆積層の上にフィラー堆積層が配置され、凹部の底面側に配置された蛍光体堆積層は発光素子の発光層の高さよりも低く、凹部の底面側に配置された蛍光体堆積層の上に配置されたフィラー堆積層が発光層の側面を被覆している。【０００４】
特許文献２には、基体と、基体の上面にマウント部を介して実装された発光素子と、発光素子を封止する封止樹脂とを含む発光装置であって、封止樹脂は、マウント部上で発光素子を覆う蛍光体含有第１層と、マウント部の周りの基体上面に形成された蛍光体含有第２層と、マウント部の周りの蛍光体含有第２層上に形成されたフィラー含有層とを有する発光装置が記載されている。【０００５】
また、特許文献３には、蛍光体粒子を分散して含有するガラスからなる光変換部材であって、蛍光体粒子の表面に５０％粒径が５０ｎｍ以下のナノフィラーが吸着されており、ガラス中にさらに５０％粒径Ｄ５０が５〜３０μｍである耐熱フィラーを分散して含有する光変換部材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−０２６４０４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／０２９６９５号
【特許文献３】特開２０１５−０４６５７９号公報
【発明の概要】
【０００７】
封止樹脂内の蛍光体はＬＥＤ素子からの光によって励起されることで発熱するため、封止樹脂内に蛍光体を分散させると、発光時に封止樹脂の温度が上昇し、封止樹脂の寿命およびＬＥＤ素子の発光効率の低下につながる。このため、製造時に封止樹脂内で蛍光体を自然沈降させてから封止樹脂を硬化させることで、蛍光体をＬＥＤ素子の実装基板に近い側に配置して、蛍光体からの熱を実装基板側に放出し易くすることが望ましい。しかしながら、封止樹脂内で蛍光体を完全に沈降させると、実装基板の上面およびＬＥＤ素子の上面には蛍光体が堆積するが、ＬＥＤ素子の側面および角部（斜め上方）には蛍光体層が形成されにくい。この場合、ＬＥＤ素子の斜め上方への出射光に対する蛍光体による波長変換が不十分になるため、その方向ではＬＥＤ素子の発光波長に対応する色が強くなり、発光装置の発光面に色ムラが生じる（すなわち、出射光の色度に角度指向性が生じる）。
【０００８】
封止樹脂の過熱と発光面の色ムラの両方を防止するためには、封止樹脂内で蛍光体が分散した状態と沈降した状態との中間である「半沈降状態」を実現できるとよい。蛍光体の沈降状態は、発光装置の製造時に、封止樹脂を未硬化の状態に保ったまま例えば数時間放置することで得られるため、原理的には、沈降途中に封止樹脂を硬化させれば半沈降状態になると考えられる。しかしながら、沈降時間を短くして半沈降状態を実現しようとすると、製品ごとのバラつきが大きくなり、安定した生産ができないため、こうした方法をとることは、現実的には難しい。
【０００９】
そこで、本発明は、歩留まりを低下させることなく製造でき、ＬＥＤ素子からの光を波長変換する蛍光体が発した熱が実装基板を通じて放出され易く、かつ出射光の色度の角度指向性が生じにくい発光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
実装基板と、実装基板上に実装されたＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子により励起される蛍光体、および平均粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であるナノフィラーを含有し、ＬＥＤ素子を封止する透光性の封止樹脂とを有し、封止樹脂は、ＬＥＤ素子の上面および側面ならびにＬＥＤ素子の斜め上方を覆うように蛍光体が沈降して形成され、ＬＥＤ素子の形状に沿うように盛り上がった蛍光体の沈降層を有することを特徴とする発光装置が提供される。
【００１１】
上記の発光装置では、封止樹脂は、平均粒径が１μｍ〜１００μｍの範囲内であるフィラーをさらに含有することが好ましい。
【００１２】
上記の発光装置では、封止樹脂は、沈降層の上側に配置され、下方に向かうほど蛍光体をより高い濃度で含有する分散層と、分散層の上側に配置され、蛍光体を分散層よりも低い濃度で含有する樹脂層とをさらに有することが好ましい。
【００１３】
上記の発光装置では、実装基板は、周辺部よりも高さが一段高いマウント部を有し、ＬＥＤ素子は、マウント部の上面に実装されていることが好ましい。
【００１４】
上記の発光装置は、歩留まりを低下させることなく製造でき、ＬＥＤ素子からの光を波長変換する蛍光体が発した熱が実装基板を通じて放出され易く、かつ出射光の色度の角度指向性が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、発光装置１の断面図および上面図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、比較例の発光装置１’と発光装置１の断面写真である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、発光装置１，１’の蛍光体層を説明するための模式図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、発光装置２の断面図および上面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、発光装置２，２’の蛍光体層を説明するための模式図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、発光装置３，３’の蛍光体層を説明するための模式図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、発光装置１の封止樹脂３０内の一部を示す拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、発光装置について説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。
【００１７】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、それぞれ発光装置１の断面図および上面図である。発光装置１は、発光素子としてＬＥＤ素子を含み、蛍光体による波長変換を利用して白色光などを出射する発光装置（ＬＥＤパッケージ）であり、例えば各種の照明用のＬＥＤ光源として利用される。発光装置１は、主要な構成要素として、実装基板１０、ＬＥＤ素子２０および封止樹脂３０を有する。なお、ＬＥＤ素子２０の個数は１個に限らず、発光装置は、実装基板１０上に複数のＬＥＤ素子２０が実装されたものであってもよい。
【００１８】
実装基板１０は、ＬＥＤ素子２０を外部電源に接続するための図示しない２つの接続電極を有し、上面にＬＥＤ素子２０が実装される基板である。例えば、実装基板１０は、セラミック基板であってもよいし、耐熱性および放熱性に優れたアルミニウムまたは銅などの金属基板と、ＬＥＤ素子２０の配線パターンおよび接続電極が形成された絶縁性の回路基板とを貼り合わせたものであってもよい。あるいは、実装基板１０は、ＬＥＤ素子２０が実装され封止樹脂３０が充填される凹部を有し、ＬＥＤ素子２０を外部電源に接続するための２つのリード電極が設けられたＬＥＤパッケージの基体であってもよい。
【００１９】
ＬＥＤ素子２０は、例えば、紫外域から青色領域にわたる波長の光を出射する窒化ガリウム系化合物半導体などで構成された素子である。以下では、ＬＥＤ素子２０は、発光波長帯域が４５０〜４６０ｎｍ程度の青色光を発光する青色ＬＥＤ素子であるとして説明するが、ＬＥＤ素子２０は、他の波長の光を出射する素子であってもよい。ＬＥＤ素子２０は実装基板１０の上面にダイボンディングによって実装され、ＬＥＤ素子２０の正負の電極は、２本のボンディングワイヤ２１（以下、単にワイヤ２１という）により、実装基板１０上の接続電極に電気的に接続されている。発光装置が複数のＬＥＤ素子２０を有する場合には、ＬＥＤ素子２０同士もワイヤ２１によって電気的に接続される。なお、ＬＥＤ素子２０の実装方法は、ワイヤボンディングに限らず、フリップチップであってもよい。
【００２０】
封止樹脂３０は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などの透光性の樹脂であり、ＬＥＤ素子２０およびワイヤ２１を一体的に封止する。また、封止樹脂３０は、ＬＥＤ素子２０により励起される蛍光体、フィラーおよびナノフィラーを含有する。発光装置１は、封止樹脂３０の流れ出しを防止するダム材である樹脂製の枠体を有してもよく、その場合、その枠体で囲まれた内側領域に封止樹脂３０を充填してＬＥＤ素子２０およびワイヤ２１を封止してもよい。
【００２１】
封止樹脂３０が含有する蛍光体は、１種類でも複数種類でもよい。ＬＥＤ素子２０が青色ＬＥＤである場合には、封止樹脂３０は、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）などの黄色蛍光体、およびＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋などの赤色蛍光体を含有する。この場合、発光装置１は、ＬＥＤ素子２０からの青色光と、それによって黄色蛍光体および赤色蛍光体を励起させて得られる黄色光および赤色光とを混合させることで得られる白色光を出射する。封止樹脂３０が含有する蛍光体粒子の平均粒径は、例えば、数十μｍ程度である。
【００２２】
封止樹脂３０が含有するフィラーは、平均粒径が１μｍ〜１００μｍの範囲内であるミクロンサイズの粒子状の無機材料である。フィラーとしては、例えば、二酸化ケイ素（シリカ）、アルミナ、チタニア、ジルコニアまたはマグネシアなどを使用してもよい。フィラーは、封止樹脂３０内で光を拡散させて、ＬＥＤ素子２０および封止樹脂３０で構成される発光装置１の発光領域全体を一様に発光させる散乱材として機能する。
【００２３】
封止樹脂３０が含有するナノフィラーは、平均粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であるナノサイズの粒子状の無機材料である。フィラーとナノフィラーは、粒径が３桁程度異なるが、同じ物質であってもよい。ナノフィラーとしては、例えば、二酸化ケイ素（シリカ）、アルミナ、チタニア、ジルコニアまたはマグネシアなどを使用してもよい。なお、ナノフィラーは、耐熱性を有し、蛍光体粒子に吸着し易いものであることが好ましい。後述するように、ナノフィラーは、蛍光体粒子の沈降を抑制して、蛍光体粒子の半沈降状態を実現する。
【００２４】
発光装置１の製造時には、まず、ＬＥＤ素子２０が実装基板１０の上面にダイボンディングにより固定され、ＬＥＤ素子２０の正負の電極が実装基板１０上の接続電極にワイヤボンディングにより接続される。続いて、ＬＥＤ素子２０の周囲に、上記の蛍光体、フィラーおよびナノフィラーを含有する透光性の封止樹脂３０が充填されて、ＬＥＤ素子２０およびワイヤ２１が封止される。そして、封止樹脂３０を未硬化の状態に保ったまま、例えば数時間かけて封止樹脂３０内の蛍光体とフィラーを実装基板１０およびＬＥＤ素子２０の上面に自然沈降させ、数時間経過後に、例えば加熱により封止樹脂３０を硬化させる。これにより、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示す発光装置１が完成する。
【００２５】
図２（Ａ）は比較例の発光装置１’の断面写真であり、図２（Ｂ）は発光装置１の断面写真である。発光装置１’は、封止樹脂以外の点では上記の発光装置１と同じ構成を有する。発光装置１’の封止樹脂３０’は、黄色蛍光体および赤色蛍光体ならびに二酸化ケイ素のフィラーを含有し、ナノフィラーを含有しないシリコーン樹脂である。一方、発光装置１の封止樹脂３０は、黄色蛍光体および赤色蛍光体ならびに二酸化ケイ素のフィラーおよびナノフィラーを含有するシリコーン樹脂である。黄色蛍光体、赤色蛍光体およびフィラーの平均粒径は数μｍ〜数十μｍ程度であり、ナノフィラーの平均粒径は数ｎｍ〜数十ｎｍ程度である。また、封止樹脂３０におけるナノフィラーの濃度は、０．５ｗｔ％程度である。
【００２６】
図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、発光装置１，１’の蛍光体層を説明するための模式図である。詳細には、図３（Ａ）は、発光装置１’の製造時に、ＬＥＤ素子２０が封止樹脂３０’で封止された直後の断面を示し、図３（Ｂ）は、封止樹脂３０’内の蛍光体が沈降し、完成品となった発光装置１’の断面を示す。同様に、図３（Ｃ）は、発光装置１の製造時に、ＬＥＤ素子２０が封止樹脂３０で封止された直後の断面を示し、図３（Ｄ）は、封止樹脂３０内の蛍光体が沈降し、完成品となった発光装置１の断面を示す。発光装置１，１’は、封止直後は同じ状態であるが、蛍光体の沈降状態が互いに異なる。
【００２７】
図２（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、発光装置１’では、封止樹脂３０’内の黄色蛍光体、赤色蛍光体およびフィラーの粒子は、実装基板１０の上面およびＬＥＤ素子２０の上面に沈降している。より詳細には、発光装置１’では、実装基板１０の上面およびＬＥＤ素子２０の上面に、黄色蛍光体および赤色蛍光体の沈降層３１’が形成され、その上は、蛍光体粒子を実質的に含有しない樹脂層３３’になっている。沈降層３１’は、主に黄色蛍光体を含む層と、主に赤色蛍光体を含む層とに分かれている。発光装置１’では、図３（Ｂ）に破線３４で示したＬＥＤ素子２０の上面の角部（斜め上方）には、蛍光体の沈降層が形成されていない。
【００２８】
一方、図２（Ｂ）および図３（Ｄ）に示すように、発光装置１では、封止樹脂３０内の黄色蛍光体および赤色蛍光体は、一様に分散した状態と完全に沈降した状態との中間である半沈降状態になっている。より詳細には、発光装置１の封止樹脂３０は、黄色蛍光体、赤色蛍光体およびフィラーの沈降層３１と、沈降層３１の上側に配置され、下方に向かうほどこれらの蛍光体をより高い濃度で含有する分散層３２と、分散層３２の上側に配置され、蛍光体粒子を実質的に含有しない樹脂層３３とを有する。樹脂層３３内にも蛍光体粒子は多少存在し得るが、樹脂層３３の蛍光体の濃度は、分散層３２（の上端）の蛍光体の濃度よりも低い。
【００２９】
なお、沈降層３１と分散層３２の境界、および分散層３２と樹脂層３３の境界は、実際には明確に規定されないこともあるが、図３（Ｄ）では便宜的に破線で示している。また、図示した例とは異なり、封止樹脂３０の上端まで蛍光体粒子が存在し、封止樹脂３０は沈降層３１と分散層３２だけで構成されていてもよいが、封止樹脂３０の上端における蛍光体の濃度は０に近いことが好ましい。
【００３０】
発光装置１では、ＬＥＤ素子２０の上面および側面ならびにＬＥＤ素子２０の斜め上方を覆うように蛍光体が沈降し、図３（Ｄ）に破線３４で示したＬＥＤ素子２０の上面の角部にも蛍光体の沈降層３１が形成されている。沈降層３１は、図１（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子２０の前後左右のどの方向にも図３（Ｄ）に示したものと同様に広がり、ＬＥＤ素子２０の４方の側面、上面、および斜め上方（上面の４方の周囲）を等方的に覆っている。発光装置１の沈降層３１は、発光装置１’の沈降層３１’とは異なり、ＬＥＤ素子２０の形状に沿うように盛り上がった一続きの層になっている。
【００３１】
封止樹脂３０としてシリコーン樹脂を、フィラーおよびナノフィラーとして二酸化ケイ素を使用する場合には、封止樹脂３０内のナノフィラーの濃度が０．４〜０．５ｗｔ％程度であれば、封止樹脂３０を未硬化に保ったまま十分長い時間が経過すると、図２（Ｂ）および図３（Ｄ）に示した半沈降状態が得られる。この半沈降状態では、一部の蛍光体粒子が封止樹脂中に分散したままであり、時間が経過しても完全な沈降状態にはならない。
【００３２】
一方、封止樹脂３０内がナノフィラーを含有しても、その濃度が０．２ｗｔ％以下であると、図２（Ａ）および図３（Ｂ）に示した発光装置１’と同じ沈降状態になる。また、封止樹脂３０内のナノフィラーの濃度が０．５ｗｔ％を超えると、十分長い時間が経過しても蛍光体は十分に沈降せず、図３（Ｃ）に示したものに近い分散状態が維持される。封止樹脂３０内のナノフィラーの濃度が高いほど、蛍光体は沈降しにくくなる。
【００３３】
蛍光体が封止樹脂３０内に分散したままであると、上記の通り、発光時に封止樹脂３０の温度が上がり過ぎるおそれがある。封止樹脂３０としてシリコーン樹脂を、フィラーおよびナノフィラーとして二酸化ケイ素を使用する場合には、封止樹脂３０の耐熱温度との関係から、使用可能なナノフィラーの量の上限は、０．５ｗｔ％程度になる。この上限値は、封止樹脂およびナノフィラーの材質によって決まる値である。
【００３４】
なお、蛍光体を沈降しにくくする目的で封止樹脂３０として高粘度の樹脂を使用しても、粘度に応じて沈降時間が長くなるだけであり、最終的には、図２（Ａ）および図３（Ｂ）に示した沈降状態になる。図２（Ｂ）および図３（Ｄ）に示した半沈降状態を得るためには、粒径がナノサイズであるナノフィラーを封止樹脂３０に含有させる必要がある。
【００３５】
発光装置１のように、蛍光体、フィラーおよびナノフィラーを含有する封止樹脂３０を用いると、蛍光体はある程度沈降するが、完全沈降にはならず、ＬＥＤ素子２０の角部にも蛍光体層を形成することができる。封止樹脂３０に蛍光体とミクロンサイズのフィラーを含有させるだけでは蛍光体は完全沈降してしまうが、さらにナノフィラーを一定量追加することで、蛍光体を「ふんわりと」沈殿させることが可能になる。ナノフィラーを一定量含有すれば、蛍光体の種類や濃度を変えても、また、フィラーの種類や濃度を変えても、図２（Ｂ）および図３（Ｄ）に示した半沈降状態は維持される。なお、上記の通り、フィラーは主に散乱材として機能するものであるため、蛍光体粒子の半沈降状態を実現するためには、封止樹脂３０は必ずしもフィラーを含有しなくてもよい。
【００３６】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、発光装置１の封止樹脂３０内の一部を示す拡大写真である。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）の写真は、それぞれ、２千倍、３千倍、２万倍の倍率で撮影されたものであり、各写真の下端に示す白色の線の長さが、それぞれ、１０μｍ、１μｍ、１μｍに相当する。図７（Ｂ）は図７（Ａ）の一部を、図７（Ｃ）は図７（Ｂ）の一部を、それぞれ拡大したものに相当する。
【００３７】
図７（Ａ）における符号５１〜５３は、それぞれ、赤色蛍光体、黄色蛍光体およびフィラーの粒子であり、図７（Ａ）では、封止樹脂３０内に混入しているミクロンサイズの粒子が見られる。一方、ナノフィラーについては、蛍光体やフィラーよりも粒径が３桁程度小さいため、図７（Ａ）では粒子そのものは見えないが、多数の粒子が集まって凝集体を形成しており、図７（Ａ）に符号５４で示す縞模様がその凝集体に相当する。ナノフィラーの濃度がある程度高ければ、その凝集体によって、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）に拡大して示すように、封止樹脂３０内で網目のように入り組んだ層構造（網目構造）が形成される。このため、比重が軽い蛍光体粒子は、その網目構造によって封止樹脂３０内に保持されるので、時間が経過しても下方に沈降しにくくなると考えられる。
【００３８】
発光装置１では、蛍光体が完全沈降せず、ＬＥＤ素子２０の角部も含めて一定の厚みの蛍光体層が形成されるので、ＬＥＤ素子２０の斜め上方への出射光も、他の方向への出射光と同様に封止樹脂３０内の蛍光体によって波長変換される。したがって、発光装置１では、出射光の色度に角度指向性が生じにくくなるので、発光面の色ムラが生じにくい。また、発光装置１では、半沈降状態が実現され、蛍光体粒子が実装基板１０に近い側に配置されているため、蛍光体からの熱は実装基板１０側に放出され易く、封止樹脂３０の過熱も生じにくい。また、封止樹脂３０内のナノフィラーの濃度を同じにすれば最終的には同じ半沈降状態が得られるため、発光装置１では、ナノフィラーを用いずに沈降途中で封止樹脂を硬化させる場合と比べて、製品ごとの色度のバラつきは小さくなり、歩留まりも向上する。
【００３９】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、それぞれ、発光装置２の断面図および上面図である。発光装置２は、実装基板以外の点では上記の発光装置１と同じ構成を有する。発光装置２の実装基板１０’は、周辺部１２よりも高さが一段高いマウント部１１を有し、ＬＥＤ素子２０はマウント部１１の上面に実装されている。言い換えると、発光装置２では、実装基板１０’上でＬＥＤ素子２０が実装されるマウント部１１の周辺部１２は、マウント部１１よりも一段低い凹部になっている。周辺部１２に対するマウント部１１の高さは、ＬＥＤ素子２０の高さと同程度であることが好ましい。なお、マウント部１１は、実装基板１０’と一体で構成されていてもよいし、実装基板１０’とは別体のものが実装基板１０’に取り付けられていてもよい。また、発光装置２でも、ＬＥＤ素子２０の個数は１個に限らず、複数であってもよい。
【００４０】
図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、発光装置２，２’の蛍光体層を説明するための模式図である。発光装置２’は、封止樹脂以外の点では上記の発光装置２と同じ構成を有する。発光装置２’の封止樹脂４０’は、発光装置１’の封止樹脂３０’と同様に、黄色蛍光体、赤色蛍光体およびフィラーを含有するが、ナノフィラーを含有しない。一方、発光装置２の封止樹脂４０は、黄色蛍光体、赤色蛍光体、フィラーおよびナノフィラーを含有する。図５（Ａ）は、発光装置２’の製造時に、ＬＥＤ素子２０が封止樹脂４０’で封止された直後の断面を示し、図５（Ｂ）は、封止樹脂４０’内の蛍光体が沈降し、完成品となった発光装置２’の断面を示す。同様に、図５（Ｃ）は、発光装置２の製造時に、ＬＥＤ素子２０が封止樹脂４０で封止された直後の断面を示し、図５（Ｄ）は、封止樹脂４０内の蛍光体が沈降し、完成品となった発光装置２の断面を示す。
【００４１】
図５（Ｂ）に示すように、発光装置２’では、実装基板１０’のマウント部１１および周辺部１２の上面、ならびにＬＥＤ素子２０の上面に、黄色蛍光体および赤色蛍光体の沈降層４１’が形成されている。沈降層４１’は、主に黄色蛍光体を含む層と、主に赤色蛍光体を含む層とに分かれている。沈降層４１’の上は、蛍光体粒子を実質的に含有しない樹脂層４３’になっている。発光装置２’では、図５（Ｂ）に破線４４で示したＬＥＤ素子２０の上面の角部（斜め上方）には、蛍光体の沈降層が形成されていない。
【００４２】
一方、図５（Ｄ）に示すように、発光装置２の封止樹脂４０は、発光装置１の沈降層３１、分散層３２および樹脂層３３と同様の沈降層４１、分散層４２および樹脂層４３を有する。発光装置２でも、ＬＥＤ素子２０の上面および側面ならびにＬＥＤ素子２０の斜め上方を覆うように蛍光体が沈降し、図５（Ｄ）に破線４４で示したＬＥＤ素子２０の上面の角部にも、蛍光体の沈降層４１が形成されている。沈降層４１も、ＬＥＤ素子２０の４方の側面、上面、および斜め上方（上面の４方の周囲）を等方的に覆っている。
【００４３】
発光装置２でも、封止樹脂４０がナノフィラーを含有することで、蛍光体が完全沈降せず、ＬＥＤ素子２０の角部も含めて一定の厚みの蛍光体層が形成されるため、出射光の色度に角度指向性が生じにくくなり、発光面の色ムラが生じにくい。また、発光装置２でも、発光装置１と同様に、蛍光体からの熱は実装基板１０’側に放出され易く、ナノフィラーを用いずに沈降途中で封止樹脂を硬化させて半沈降状態を実現する場合と比べて、製品の歩留まりも向上する。
【００４４】
発光装置１では、図３（Ｄ）に示したように、ＬＥＤ素子２０の側方が沈降層３１に埋まっているので、ＬＥＤ素子２０から側方に出射された光は、上方への出射光と比べて、蛍光体層をより長く通過する。一方、発光装置２では、ＬＥＤ素子２０が実装されるマウント部１１と比べて周辺部１２が低い位置にあるため、周辺部１２に沈降した蛍光体は、発光装置１の場合よりも、ＬＥＤ素子２０に対して低い位置にある。これにより、発光装置２では、ＬＥＤ素子２０の側方、斜め上方および上方における沈降層４１の厚さがほぼ均一になるため、光の出射方向によらず、ほぼ均一に波長変換が行われる。したがって、発光装置２では、発光装置１と比べてさらに発光面の色ムラが生じにくい。また、発光装置２では、特に複数のＬＥＤ素子２０を有する場合に、ＬＥＤ素子２０同士の間に無駄な蛍光体層ができないため、発光装置１と比べて光の取出し効率も高くなる。
【００４５】
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、発光装置３，３’の蛍光体層を説明するための模式図である。発光装置３，３’は、それぞれ、封止樹脂７０，７０’が含有する蛍光体が黄色蛍光体の１種類のみである点を除いて、上記の発光装置１，１’と同じ構成を有する。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、それぞれ、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）と同じ状態を示す図である。発光装置３の封止樹脂７０は、黄色蛍光体、フィラーおよびナノフィラーを含有し、発光装置３’の封止樹脂７０’は、黄色蛍光体およびフィラーを含有する。
【００４６】
図６（Ｂ）に示す封止樹脂７０’内の沈降層７１’および樹脂層７３’は、沈降層７１’が蛍光体の種類ごとの複数層に分かれていない点を除いて、図３（Ｂ）の沈降層３１’および樹脂層３３’と同様のものである。ナノフィラーがない封止樹脂７０’内では、蛍光体粒子が完全に沈降するため、破線７４で示したＬＥＤ素子２０の上面の角部（ＬＥＤ素子２０の発光層２２の側方）には沈降層７１’がなく、発光層２２は樹脂層７３’内で露出している。
【００４７】
図６（Ｄ）に示す封止樹脂７０内の沈降層７１、分散層７２および樹脂層７３は、図３（Ｄ）の沈降層３１、分散層３２および樹脂層３３と同様のものである。ナノフィラーがある封止樹脂７０内では、破線７４で示したＬＥＤ素子２０の上面の角部にも蛍光体粒子の沈降層７１が形成され、半沈降状態が実現されている。封止樹脂７０内では、ＬＥＤ素子２０の発光層２２の側方が沈降層７１で覆われており、半沈降状態は、ＬＥＤ素子の発光層が蛍光体粒子の沈降層で覆われた状態であるとも言える。
【００４８】
ＬＥＤ素子２０が青色ＬＥＤである場合には、青色光との組合せで白色光を出射できるように、発光装置の封止樹脂は、蛍光体として黄色蛍光体のみを含有してもよい。この場合、黄色蛍光体として粒径（メジアン径Ｄ５０）が１〜３０μｍかつ比重が２〜１０ｇ／ｃｍ３のものを使用し、封止樹脂７０（シリコーン樹脂）に対するナノフィラーの濃度を０．２〜１．５ｗｔ％の範囲内とすることが好ましい。なお、黄色蛍光体は、ナノフィラーの濃度が０．２ｗｔ％以下であると完全沈降し、ナノフィラーの濃度が１．５ｗｔ％を超えると封止樹脂７０内に分散したままとなる。封止樹脂７０が０．２〜１．５ｗｔ％のナノフィラーを含有すれば、半沈降状態が実現されるので、図６（Ｄ）に示す発光装置３でも、発光装置の発光面の色ムラや封止樹脂７０の過熱が生じにくくなる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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