(57)【要約】【課題】紫外線または青色を発光するＬＥＤチップの放射光で蛍光体を励起し、より長い波長の可視光線に変換して外部に取り出す構成の可視光線発光装置において、取り出す可視光線の強度をより強くする。得られる可視光線の強度分布をより均一にする。【解決手段】透光性のガラス基板１の一方の面に、軟化点がガラス基板１軟化点より低いガラスからなる低融点ガラス層を３を形成する。低融点ガラス層３の上に蛍光体層を形成する。低融点ガラス層３を再度焼成して、蛍光体層を低融点ガラス層３の表層に沈降させる。ＬＥＤチップ５を低融点ガラス層３上に固着する。ＬＥＤチップ５からの紫外線が蛍光体固定材である低融点ガラス層３で減衰することがないので、蛍光体４の発光強度が向上する。蛍光体固定材である低融点ガラス層３の厚さが均一であるので、得られる可視光線の面内強度分布が均一になる。【選択図】      図１
2005072129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線または青色を発光するＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが放射する紫外線または青色光の進行経路中に設けられた透光性のガラスと、透光性ガラスの内部に含まれる蛍光体とを少なくとも含んでなり、前記ＬＥＤチップが放射する紫外線または青色光で蛍光体を励起し、より波長の長い可視光線に変換して外部に取り出す構成の可視光線発光装置において、
前記蛍光体は前記透光性ガラスのＬＥＤチップ側の表面から内部へ沈降させたものであることを特徴とする可視光線発光装置。
【請求項２】
透光性の板状部材と、
前記板状部材の一方の面上に形成されたガラス層であって、軟化点が前記板状部材の融点または軟化点より低いガラスからなるガラス層と、
前記ガラス層の内部の、前記板状部材とは反対側の面の表層に沈降させた蛍光体と、
紫外線または青色を発光するＬＥＤチップであって、前記ガラス層の板状部材とは反対側の面の上に光放射側の面をガラス層側に向けて固着したＬＥＤチップとを少なくとも含んでなり、
前記ＬＥＤチップが発光した紫外線または青色の光を前記ガラス層の表層の蛍光体でより波長の長い可視光線に変換して前記透光性の板状部材を通して外部に取り出す構成の可視光線発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体は、赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体及び青色発光蛍光体の少なくとも２種類以上の蛍光体が、取り出すべき可視光線の色に応じた分量比で混合した形で沈降していることを特徴とする、請求項２に記載の可視光線発光装置。
【請求項４】
前記蛍光体は、赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体及び青色発光蛍光体の少なくとも２種類以上の蛍光体が、ＬＥＤチップの光放射面を取り出すべき可視光線の色に応じた面積比で分割した形で沈降していることを特徴とする、請求項２に記載の可視光線発光装置。
【請求項５】
前記ガラス層が発泡ガラスからなることを特徴とする、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の可視光線発光装置。
【請求項６】
前記ガラス層の中に紫外線吸収性を有する材料の粒子及びカラーフィルター効果を有する材料の粒子の少なくとも一つを分散させたことを特徴とする、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の可視光線発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体が放射すべき可視光線が白色光であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の可視光線発光装置。
【請求項８】
紫外線または青色を発光するＬＥＤチップを含む複数個の発光源を一平面をなすように並べ、各々の発光源を選択的に発光させることによって情報を表示する構成の表示装置であって、
透光性の板状部材と、
前記板状部材の一方の面上に密接して設けられた、軟化点が前記板状部材の融点または軟化点より低いガラスからなるガラス層と、
紫外線または青色を発光する複数個のＬＥＤチップで、前記ガラス層の板状部材とは反対側の面上に、光放射側の面をガラス層側に向けて並べて固着されたＬＥＤチップと、
前記ガラス層の、各々のＬＥＤチップに対応する領域の表層に層状に沈降させた蛍光体と、
各々のＬＥＤチップを選択的に点滅させる手段とを少なくとも含んでなる表示装置。
【請求項９】
透光性の板状部材の一方の面に、軟化点が前記板状部材の融点または軟化点より低いガラスからなるガラス層を形成する過程と、
前記ガラス層の内部の前記板状部材とは反対の側の面の表層に、蛍光体を層状に沈降させる過程と、
紫外線または青色発光のＬＥＤチップを形成する過程と、
前記板状部材の上のガラス層の蛍光体側の面上に、前記ＬＥＤチップを光放射側の面をガラス層側に向けて固着する過程とを少なくとも含む、請求項３に記載の可視光線発光装置の製造方法
【請求項１０】
透光性のガラス基板の一方の面に、軟化点が前記ガラス基板の軟化点より低いガラスの粉末を含むガラスペーストを塗布し、焼成して低融点ガラスの層を形成する過程と、
前記低融点ガラスの層の上に蛍光体ペーストを塗布して蛍光体の層を形成する過程と、
前記低融点ガラスの層及び蛍光体の層を設けたガラス基板を低融点ガラスの層が軟化する温度で焼成して、前記蛍光体を低融点ガラスの層の表層に沈降させる過程と、
紫外線または青色を発光するＬＥＤを、光放射側の面を前記ガラス基板の側に向けて、前記低融点ガラスの層の蛍光体が沈降している面の上に固着させる過程とを少なくとも含む可視光線発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記ガラス基板の一方の面へのガラスペーストの塗布及び、前記低融点ガラスの層の上への蛍光体ペーストの塗布にスクリーン印刷を用いることを特徴とする、請求項１０に記載の可視光線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、可視光線発光装置とその製造方法及び表示装置に関し、特に、紫外線または青色光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）と蛍光体とを用い、ＬＥＤからの紫外線または青色光を蛍光体でより波長の長い可視光線に変換して取り出す構造の可視光線発光装置とその製造方法及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用あるいは照明用の可視光線源の一つに、近紫外線あるいは青色のような可視光下端近辺の波長の光を放射するダイオード（以後、ＵＶ−ＬＥＤと記す）と蛍光体とを組み合わせた発光装置がある。この種の発光装置は、ＵＶ−ＬＥＤに例えば近紫外線を発光させ、その紫外線で蛍光体を励起してＵＶ−ＬＥＤからの紫外線をより波長の長い可視光線に変換し、蛍光体が発した可視光線を外部に取り出すという作用原理に基づくのであるが、特許文献１に、そのような発光装置とこれを用いた照明器具の例が開示されている。
【０００３】
上記特許文献１記載の照明器具は、平板構造（便宜上、フラット形と呼ぶ）の発光装置を複数個マトリクス状に並べたような構造で、図４に示すように、表面を絶縁処理した金属基板１１の上に複数個のＵＶ−ＬＥＤチップ５を縦・横に並べてマウントし、それらのＵＶ−ＬＥＤチップを透明な樹脂層１２で覆い、更にその透明樹脂層の上に紫外線をカットする平板状の透光部材１３を配置した構造になっている。そして、上述のＵＶ−ＬＥＤチップを覆う透明樹脂層１２の中に、蛍光体４の粒子を分散させて含ませてある。ＵＶ−ＬＥＤチップ５から発した紫外線は、透明樹脂層１２の中に分散している蛍光体４によって可視光線に変換され、透明樹脂層上の透光部材１３を通して外部に放射される。紫外線は、透光部材１３によって遮断される。この照明器具においては、一つ一つのＬＥＤチップ５と、その上の透明樹脂層１２と、その中に含まれている蛍光体４と、可視光線取出し面としての透光部材１３とで一つの発光装置を構成している。
【０００４】
ところで、上述した特許文献１に記載の発光装置では、蛍光体の固定（蛍光体４とＵＶ−ＬＥＤチップ５との位置関係の保持）に樹脂を用いていることが原因で、発光装置としての寿命はＵＶ−ＬＥＤチップや蛍光体ではなく、蛍光体固定材である透明樹脂層１２の劣化で決まり、ＵＶ−ＬＥＤチップや蛍光体の寿命から想定されるより遙かに早い時期に寿命になってしまうことが、十分考えられる。一般に有機の樹脂は、紫外線のような波長が短くエネルギーの高い光に弱いこと、すなわち、樹脂を構成する炭素、水素、窒素などの元素間の結合が紫外線によって切断されて強度が低下したり褪色したりするなど物理的、化学的性質が変質、劣化しやすいことはよく知られているところであるが、上に述べた発光装置のような、蛍光体の固定に樹脂を用いている構造の場合は、蛍光体固定材の樹脂がＵＶ−ＬＥＤチップ５からの紫外線に直接曝されるからである。蛍光体の固定にはエポキシ樹脂が多く用いられ、他にもアクリル樹脂やポリイミド樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂などいろいろな樹脂を用いることができるが、いずれにしろ樹脂を用いる限り、ＵＶ−ＬＥＤチップからの紫外線による蛍光体固定用樹脂の劣化が原因の、発光装置の早期特性劣化は避けられない。
【０００５】
そのような蛍光体固定用樹脂の紫外線による劣化が原因の発光装置の短寿命化を防ぐ手段の一つが、特許文献２に開示されている。すなわち、蛍光体の固定に、有機樹脂に替えて無機物質のガラスを用いる方法である。特許文献２の図１を再掲して示す図５を参照して、絶縁性基板１５に窪みが設けられていて、その窪みの底にＬＥＤチップ５がマウントされている。
【０００６】
窪みの中にはコーティング材１６が充填されていて、ＬＥＤチップ５を覆っている。このコーティング材１６の中に、蛍光体４の粒子を散在させて含ませてある。コーティング材１６と基板１５とは更にエポキシ樹脂からなる被覆体１７で覆われ、封止されている。ＬＥＤチップ５は窒化ガリウム系化合物半導体からなり、約４４０〜４７０ｎｍの青色光を発光する。そして、そのＬＥＤチップ５から放射された青色光はコーティング材１６を通過した後、被覆体１７を通して外部に放射されるのであるが、コーティング材１６を通るとき、その中に散在している蛍光体４によって可視光線に変換される。
【０００７】
ここで、コーティング材１６は、有機金属化合物の一種である金属アルコキシドからゾル−ゲル法によって形成されたポリメタロキサン又は、セラミック前駆体ポリマーから得られたセラミックで、例えばシリカガラスのような透明な非晶質金属酸化物である。コーティング材１６の形成方法については特許文献２に記載されているので詳述は避けるが、出発材料は液状である。この液状出発材料を空気中または酸素雰囲気中で加熱すると、成分の分解または酸素の吸収により、金属酸化物のメタロキサン（ｍｅｔａｌｏｘａｎｅ）結合を主体とする透明なガラス質の物質になる。そこで、液状の出発材料に予め蛍光体の粉末を混合、分散させておいて、ＬＥＤチップ５を基板１５の窪みの底にマウントしたあと、上記予め用意しておいた蛍光体粉末混合済みの液状出発材料を基板１５の窪みに流し込んで乾燥させ、焼成する。これによって、蛍光体を分散させたガラスからなるコーティング材１６を、ＬＥＤチップ５の周りに形成できる。得られたコーティング材１６はガラス化した透明な非晶質金属酸化物であるので、有機樹脂とは違って波長の短い高エネルギー光に曝露されても変質することはない。
【０００８】
特許文献２に記載の発光装置は、断面がカップ形の基板の窪みの底にＬＥＤチップをマウントした構造（便宜上、カップ形と呼ぶ）になっていて、前述したフラット形のものとは幾何学的な構造の点では異なっているが、そこに用いられている、対紫外線耐性向上のために有機樹脂に替えてガラスを使う技術は、フラット形の発光装置にも適用できるであろう。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２９９６９４号公報（段落［００１８］〜[００１９]、図１〜図２）
【特許文献２】特開２００３−１１０１５０号公報（段落［００４］、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明との関連性の観点から、例えば特許文献１及び特許文献２に記載された従来の発光装置の特徴は、いずれの発光装置においても、予め蛍光体を蛍光体固定材（特許文献１の場合は透明樹脂層１２、特許文献２にあっては非晶質金属酸化物からなるガラス又はセラミックのコーティング材１６）の液状出発材料中に分散させている点と、先ずＬＥＤチップを基台（特許文献１の場合は金属基板１１、特許文献２にお絶縁性基板１５）にマウントしておいてから、蛍光体を混入した蛍光体固定材でモールドしたり又はこれを充填したりすること、つまり、ＬＥＤチップを後から蛍光体固定材で覆っている点である。
【００１１】
上述のような特徴をもつ従来の発光装置の場合、改善すべき事項として次のようなことが挙げられる。先ず、得られる可視光線の強度が使用している蛍光体の量の割に低いことである。すなわち、従来の発光装置においては、蛍光体粉末の粒子は蛍光体固定材である樹脂やガラスの中に分散していて、ＬＥＤチップの発光面に近い粒子から遠いものまでいろいろある。これに対して、ＬＥＤチップから放射された紫外線あるいは青色光は、蛍光体固定材である樹脂やガラス中を進行して行くうちに吸収されて減衰し、強度が弱まってゆく。そこで、ＬＥＤチップに近い蛍光体粒子は減衰の少ないほぼ本来の強度の紫外線または青色光で励起されるのに対し、ＬＥＤチップから離れた遠い蛍光体粒子の場合は励起光の強度が低下していて、従って発光強度が低下するからである。紫外線あるいは青色光のような波長の短い光は長波長の光に比べ伝播媒体中での減衰が大きく、強度は蛍光体固定材の厚さ方向に急速に小さくなって行くので、この問題は重要である。
【００１２】
また、図４（ａ）に示す表示装置のように、基板１１の上に複数のＬＥＤチップ５をマトリクス状に並べて固定して表示装置を構成した場合は、或るチップとその隣のチップとの間の蛍光体４は、実効的に可視光線の発光には寄与しないことになる。つまり、蛍光体をむだ遣いしていることになる。このことは、図５に示すカップ形発光装置についても、同じことが言える。
【００１３】
次に、蛍光体固定材にガラスを用いる技術をフラット形発光装置に適用した場合は、蛍光体固定材であるガラス層の厚さが不均一になって、得られる可視光線の強度分布が不均一になるという問題がある。フラット形発光装置において、蛍光体固定材の樹脂を特許文献２に記載のガラスに変えることを考えると、特許文献２に記載のガラスの出発材料はトランスファモールド工法で成形することはできないので、ＬＥＤチップ５をマウントした金属基板１１の上に、ガラスの液状出発材料の層を形成することになる。その形成には、液状出発材料をディスペンサを用いて金属基板上に滴下する方法やスピンコートする方法或いは、ディップする方法やスプレーする方法などいくつかの方法があるであろうが、どのような方法であれ、最終的にガラス化した層は、基板上のＬＥＤチップの有無を反映して凹凸の多いものになる。一つ一つのＬＥＤチップで見れば、ガラス層はＬＥＤチップの中央で厚く周囲では薄い凸レンズ状の形になり、得られる可視光線の強度は放射面内で位置によって違うことになる。
【００１４】
従って、本発明は、紫外線または青色を発光するＬＥＤチップと、そのＬＥＤチップが放射する紫外線または青色光によって励起されて可視光線を発光する蛍光体と、内部に蛍光体を含んでＬＥＤチップと蛍光体との位置関係を固定している蛍光体固定材とを少なくとも含んでなる可視光線発光装置であって、蛍光体固定材に無機のガラスを用いて安定した発光を長時間持続できるようにした可視光線発光装置において、取り出す可視光線の強度をより強くすることを目的とする。
【００１５】
本発明は、また、得られる可視光線の強度分布をより均一にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の可視光線発光装置は、紫外線または青色を発光するＬＥＤチップと、ＬＥＤチップが放射する紫外線または青色光の進行経路中に設けられた透光性のガラスと、透光性ガラスの内部に含まれる蛍光体とを少なくとも含んでなり、ＬＥＤチップが放射する紫外線または青色光で蛍光体を励起し、より長い波長の可視光線に変換して外部に取り出す構成の可視光線発光装置において、前記蛍光体を前記透光性ガラスのＬＥＤチップ側の表面から内部へ沈降させた構造であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の表示装置は、紫外線または青色を発光するＬＥＤチップを含む複数個の発光源を一平面をなすように並べ、各々の発光源を選択的に発光させることによって情報を表示する構成の表示装置であって、透光性の板状部材と、その板状部材の一方の面上に密接して設けられた、軟化点が板状部材の融点または軟化点より低いガラスからなるガラス層と、紫外線または青色を発光する複数個のＬＥＤチップで、ガラス層の板状部材とは反対側の面上に、光放射側の面をガラス層側に向けて並べて固着されたＬＥＤチップと、ガラス層の、各々のＬＥＤチップに対応する領域の表層に層状に沈降させた蛍光体と、各々のＬＥＤチップを選択的に点滅させる手段とを少なくとも含んでなる表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、紫外線または青色を発光するＬＥＤチップと、ＬＥＤチップの放射光の進行経路中にある透明ガラスと、そのガラス中に含まれる蛍光体とを少なくとも含んでなり、ＬＥＤチップが放射する紫外線または青色光で蛍光体を励起し、より長い波長の可視光線に変換して外部に取り出す構成の可視光線発光装置において、取り出す可視光線の強度をより強くすることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、得られる可視光線の放射面内での強度分布をより均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について、実施例に基づき、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例１に係る表示装置の斜視図を示す図１（ａ）を参照して、本実施例に係る表示装置は、可視光透過性をもつガラス基板１上に複数の発光装置２をマトリクス状に固定して、表示すべき情報に基づいて個々の発光装置を図示しない駆動回路で選択的にオン、オフする構造になっている。
【００２２】
一つの発光装置の断面図を示す図１（ｂ）を参照して、ガラス基板１の上に、蛍光体固定材である低融点ガラスの層３が設けられている。この低融点ガラス層３のガラス基板１とは反対側の面の表層に、蛍光体４の粒子が沈降している。低融点ガラス層３の厚さは蛍光体が隠れる程度以上あればよく、一番薄い場合であれば、蛍光体４の粒径よりやや大きい程度である。蛍光体４は、従来の発光装置とは違って、予め低融点ガラス層３の出発材料の中に分散させておいたものではない。後述する方法で、ガラス基板１の上に先に低融点ガラス層３だけを形成しておいて、その低融点ガラス層３に後から沈降させたものである。また、蛍光体４は、低融点ガラス層３のうちのＬＥＤチップ５に対応する領域にだけ沈降させてあって、それ以外の、チップとチップとの間に相当する部分には蛍光体は存在しない。
【００２３】
蛍光体４を沈降させた低融点ガラス層３の上に、ＬＥＤチップ５が固定されている。後述するように、ＬＥＤチップ５と蛍光体固定材である低融点ガラス層３とは、先に形成されている低融点ガラス層３の上に後からＬＥＤチップ５が固定される関係にある。従来の可視光線発光装置とは異なる点の一つである。従来の発光装置では、ＬＥＤチップを蛍光体固定材である有機樹脂やガラスで後から覆っている。
【００２４】
ＬＥＤチップ５は、チップの周縁部から低融点ガラス層３にかけて充填された、例えばエポキシ樹脂のような樹脂６で低融点ガラス層３に固定され、封止されている。
【００２５】
本実施例における可視光線の発光原理は従来の発光装置におけると同じであり、ＬＥＤチップ５が紫外線または青色光を発光し、その紫外線または青色光が低融点ガラス層３の表層に沈降している蛍光体４を励起して、蛍光体に可視光線を発光させる。この実施例の場合は、蛍光体４に赤、緑、青色発光の三種類の蛍光体粉末を混合したものを用いて、三波長域発光形で白色光を得ている。赤色発光蛍光体には例えばＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、緑色発光蛍光体にはＺｎＳ：Ｃｕ、青色発光蛍光体にはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕなど、従来公知の蛍光体を用いることができる。勿論、三波長域発光形ではなく、ＬＥＤチップの発光色と補色関係にある色を発光する蛍光体を用いてもよい。また、白色光に限らず、適当な発色の蛍光体を用いて他の色の可視光線を発光させるようにしてもよい。
【００２６】
本実施例に係る表示装置は、以下のようにして製造する。本実施例に係る表示装置の製造過程における断面図を工程順に示す図２を参照して、先ず、可視光透過性をもつガラス基板１を用意する（図２（ａ））。そして、そのガラス基板の一方の面全体に、低融点ガラス層３を形成する（図２（ｂ））。低融点ガラス層３の形成は、ガラスペーストをスクリーン印刷する従来公知の方法で形成する。すなわち、低融点ガラスの粉末と、バインダーと、有機溶剤とを混練し適当な粘度に調整して低融点ガラスペーストを得る。そして、その低融点ガラスのペーストをガラス基板１の片面にスクリーン印刷して低融点ガラスペーストの層を形成する。その後、乾燥し、焼成して有機溶剤とバインダーとを除去して、低融点ガラス層３を得る。低融点ガラスにはＳｉＯ２  −Ｂ２  Ｏ３  −ＰｂＯ系のものが比較的軟化点が低くて好適であるが、これに限らず、例えばＳｉＯ２  −ＰｂＯ系のような他のガラスであってもよい。更には、ガラス基板１が軟化しない範囲内で軟化点がもっと高いものであってもよい。但し、蛍光体の種類によっては、高温の焼成で能力が低下するものもあるので、その観点から言えば、焼成温度は低い方がよい。低融点ガラス層３の厚さは、焼成後で、蛍光体の層が隠れる程度以上あればよい。最も薄い場合は蛍光体粉末の粒径程度であり、蛍光体の種類にもよるが、１〜１０μｍ程度である。ガラスペーストのスクリーン印刷で、ガラス基板１のような平滑な面にこの程度の厚さのガラス層を均一に形成することは、特に困難なことではない。尚、低融点ガラス層３は、ＬＥＤチップに相当する領域にだけ形成するようにしてもよい。
【００２７】
次に、上述の低融点ガラス層３の表面に蛍光体層７を形成する（図２（ｃ））。蛍光体層７の形成は、低融点ガラス層を形成したときと同様に、蛍光体ペーストのスクリーン印刷により行う。すなわち、赤色発光蛍光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕと、緑色発光蛍光体ＺｎＳ：Ｃｕと、青色発光蛍光体ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕの三種類の蛍光体粉末を混合した蛍光体粉末と、バインダーと、有機溶剤とを混練してペースト化し、その蛍光体ペーストを低融点ガラス層３の上にスクリーン印刷して蛍光体ペーストの層を形成する。次いで乾燥し、焼成して有機溶剤及び有機バインダー成分を除去して、蛍光体層７を形成する。この蛍光体層７は、ＬＥＤチップを搭載する領域にだけ形成する。このように必要な箇所だけに蛍光体層７を形成することは、蛍光体ペーストのスクリーン印刷の際に、マスクスクリーンに適当なパターンを形成しておくことで実現できる。勿論、低融点ガラス層３の全面にわたって蛍光体層７を形成しても構わない。このようにすればマスクスクリーンが簡単になったり、スクリーン印刷の際の位置合せの精度は緩くてよいなど、製造が容易になる。蛍光体粉末の使用量の点を考慮する場合は、ＬＥＤチップ５に相当する箇所だけに塗布する。
【００２８】
次に、これまでの工程で低融点ガラス層３と蛍光体層７とを形成したガラス基板１（図２（ｃ））を、再度、低融点ガラスの軟化温度で焼成する。この焼成により、蛍光体層７が低融点ガラス層３の表層に沈降し、蛍光体４がガラス基板１に固定される（図２（ｄ））。
【００２９】
その後、ＬＥＤチップ５を低融点ガラス層３の上に搭載する。そのために、ＬＥＤチップ５を低融点ガラス層３の蛍光体４が沈降している箇所に位置合せし、光放射面を低融点ガラス層側に向けて載置する。そして、チップ５の周縁部から低融点ガラス層３にかけてエポキシ樹脂６を充填し、チップを固定すると同時に封止して、本実施例に係る表示装置を完成する（図２（ｅ））。
【００３０】
本発明の発光装置において、蛍光体固定材である低融点ガラス層３の厚さは沈降した蛍光体４の粒子が隠れる程度でよいが、実際の製造工程では、厚さの制御精度などの工程能力を考慮してもっと厚くしても構わない。その場合でも、沈降した蛍光体粒子は、低融点ガラス層３のＬＥＤチップ側の表面のごく浅い部分に層をなして偏在する。結局、本発明の発光装置においては、蛍光体粒子がＬＥＤチップ５の光放射面上に非常に高い密度で密集しているのと同じことになる。従って、極論すれば、ＬＥＤチップ５が放射する紫外線或いは青色光は、蛍光体固定材に吸収され減衰することなく、すべての蛍光体粒子に元々の強度のままで到達することになり、その分、蛍光体４が放射する可視光線の強度も強くなる。
【００３１】
本発明に係る発光装置において、例えば三波長域発光形の白色光発光装置のように、異なる発光色の蛍光体粉末を混合ものを蛍光体４に用いるときは、得られる可視光線は従来の発光装置に比べ色の純度が向上する。本発明の発光装置においては、蛍光体４は蛍光体固定材の中で非常に狭い空間に高密度で密集しているので、各蛍光体の混合比は計算値に近いものが得られるのに対し、従来の発光装置においては、異なる発光色の複数種の蛍光体粒子が広い空間の中に分散していて、しかもその分布の仕方をコントロールできないので、各蛍光体の混合比が場所によって必ずしも一定しない可能性があるからである。
【００３２】
本発明に係る発光装置においては、隣り合うＬＥＤチップ５どうしの間には蛍光体４を沈降させない。従って、蛍光体粉末の使用量は、従来の発光装置に比べ少なくてすむ。このようにできるのは、製造過程において、LEDチップ５を後から蛍光体固定材で覆うのではなく、先に蛍光体を固定しておくからである。
【００３３】
本発明に係る発光装置において、低融点ガラス層３の下地であるガラス基板１の表面は平坦であるので、蛍光体固定材である低融点ガラス層３の厚さの均一性は良好である。これに対し、従来の発光装置においては、蛍光体固定材の下地には既にＬＥＤチップがマウントされていて、蛍光体固定材はそのＬＥＤチップの有無を反映して凹凸が多いものになる。従って、従来の発光装置においては、ＬＥＤチップ上の蛍光体固定材は凸レンズ状になり、外部に取り出される可視光線の強度は面内で不均一であるのに比べ、本発明の発光装置における可視光線の強度の面内均一性は良好である。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明の第２の実施例（実施例２）に係る発光装置について説明する。本実施例に係る発光装置の断面図を示す図３を参照して、本実施例に係る発光装置は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三種類の蛍光体粉末を用いて白色光を発光させている点は実施例１と同じであるが、それらが混合粉末ではなく、塗り分けられている点が異なっている。Ｒ、Ｇ、Ｂの三種類の蛍光体は、図示するように、ＬＥＤチップ５の光放射面に当たる部分に紙面左側からＲ、Ｇ、Ｂの順で帯状に沈降している。このようにすることは、低融点ガラス層３上に蛍光体ペーストの層をスクリーン印刷で形成するとき（図２（ｃ））、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ごとに専用のマスクスクリーンを用いて蛍光体ペーストを塗り分けた後、一度に低融点ガラス３を再焼成することによって実現できる。各色の蛍光体はＬＥＤチップからの励起光によってそれぞれ赤、緑、青の各色に発光し、外部には白色光が放射される。
【００３５】
一般に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光体の発光効率はそれぞれ異なる。そこで、本実施例や実施例１に係る可視光線発光装置のように三波長域発光形で白色光を得る場合、各色の蛍光体の分量は異なることになるのであるが、本実施例のように塗り分けると、各蛍光体の分量比を面積比で制御できるので、三色の混合粉末を用いた実施例１に係る発光装置に比べ、発光装置２間の発光色のばらつきを小さくすることができる。
【００３６】
ところで、これまでの実施例１、実施例２においては、蛍光体固定材である低融点ガラス層３には蛍光体４だけを含ませた例について述べたが、蛍光体以外の物質を含ませてもよい。例えば、酸化セリウム（ＣｅＯ２）のような紫外線吸収性をもつ材料を混入させて、必要が無ければ紫外線をカットした可視光線を得ることができる。或いは、赤色の色純度を改善する場合は、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）のようなカラーフィルター効果を持つ材料を混合することで、可視光の色純度を改善することができる。これらの紫外線吸収材やカラーフィルタ材は、予め低融点ガラスペースト中に混合させておくことで、低融点ガラス層３中に含ませることができる。
【００３７】
更には、低融点ガラスのガラス材料に発泡ガラスを使用すれば、低融点ガラス層３の内部で蛍光体４からの発光色を散乱させ拡散させることができるので、指向性の調整が可能になる。低融点ガラス層３を発泡ガラスにすることは、例えば低融点ガラスに昇華形のフラックス成分を混合して使用するような、従来公知の方法を利用することによって実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の発光装置は表示装置に限らず、照明用に用いることもできる。例えば、平板構造のものを液晶表示装置のバックライトに用いれば、その薄型構造の特長を生かして、液晶表示装置の薄型化に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１に係る表示装置の構成を示す斜視図及び、発光装置の断面図である。
【図２】実施例１に係る発光装置の断面を製造工程順に示す図である。
【図３】実施例２に係る発光装置の断面図である。
【図４】蛍光体の固定に有機樹脂を用いた従来の発光装置の一例の構造を示す斜視図及び断面図である。
【図５】蛍光体の固定にガラスを用いた従来の発光装置の一例の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    ガラス基板
２    発光装置
３    低融点ガラス層
４    蛍光体
５    ＬＥＤチップ
６    エポキシ樹脂
７    蛍光体層
１１    金属基板
１２    透明樹脂層
１３    透光部材
１５    絶縁性基板
１６    コーティング材
１７    被覆体
【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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