(57)【要約】【課題】鉛を含まず、低いガラス転移点を有し、被覆工程において結晶化しにくく、封止材と発光素子との密着性を向上させる封止用組成物、蛍光体複合材料、発光装置及びそれらの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明によると、酸化物基準のモル％表示で、５％以上９０％以下のＴｅＯ２と、０．１％以上４０％以下のＡｌ２Ｏ３と、０％以上４０％以下のＲｎ２Ｏ（但し、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる一種以上）と、を含有し、酸化物基準のモル％で表されたＡｌ２Ｏ３／ＴｅＯ２の比の値が０．０１以上である封止用組成物が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準のモル％表示で、
５％以上９０％以下のＴｅＯ２と、
０．１％以上４０％以下のＡｌ２Ｏ３と、
０％以上４０％以下のＲｎ２Ｏ（但し、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる一種以上）と、を含有し、
酸化物基準のモル％で表されたＡｌ２Ｏ３／ＴｅＯ２の比の値が０．０１以上であることを特徴とする封止用組成物。
【請求項２】
酸化物基準のモル％表示で、
０％以上８０％以下のＢ２Ｏ３と、
０％以上４０％以下のＲＯ（但し、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる一種以上）と、
０％以上２０％以下のＳｉＯ２と、
０％以上４０％以下のＺｎＯと、をさらに含有することを特徴とする請求項１に記載の封止用組成物。
【請求項３】
酸化物基準のモル％表示で、
０％以上３０％以下のＰ２Ｏ５と、
０％以上２０％以下のＧｅＯ２と、
０％以上４０％以下のＢｉ２Ｏ３と、
０％以上４０％以下のＷＯ３と、
０％以上１５％以下のＳｎＯと、
０％以上１５％以下のＴｉＯ２と、
０％以上１５％以下のＺｒＯ２と、
０％以上１５％以下のＮｂ２Ｏ５と、
０％以上１５％以下のＭｏＯ３と、
０％以上１５％以下のＧａ２Ｏ３と、
０％以上３０％以下のＬｎ２Ｏ３（但し、ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる一種以上）と、及び／または、
酸化物基準のモルに対する外割りのモル％で、０％以上４０％以下のＦと、をさらに含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の封止用組成物。
【請求項４】
レーザー回折式粒度分布測定による粒径１００μｍ以上の粒子が、相対粒子量で１％以下のガラス粉末であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の封止用組成物。
【請求項５】
波長５８８ｎｍでの屈折率が１．６以上であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の封止用組成物。
【請求項６】
波長４００ｎｍでの内部透過率が７０％以上であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の封止用組成物。
【請求項７】
３０℃以上３００℃以下における平均線熱膨張係数が２００×１０−７／℃以下であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一に記載の封止用組成物。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一に記載の封止用組成物と、
蛍光体と、を有することを特徴とする蛍光体複合材料。
【請求項９】
前記封止用組成物と前記蛍光体との混合割合が、質量比で９９．９９９：０．００１〜７０：３０の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の蛍光体複合材料。
【請求項１０】
実装部材上に発光素子と、前記発光素子に接続する配線部と、を備え、
請求項１乃至６の何れか一に記載の封止用組成物により、前記実装部材及び／又は前記発光素子を封止する封止部と、を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
実装部材上に発光素子と、前記発光素子に接続する配線部と、を備え、
請求項８または９に記載の蛍光体複合材料により、前記実装部材及び／又は前記発光素子を封止する封止部と、を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
実装部材上に実装された発光素子が前記封止用組成物により封止された発光装置であって、回路パターンはＺｒＯ２が添加された金によって形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記封止部と前記発光素子との間に、応力緩衝部をさらに備えることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記封止部と前記発光素子との間に、前記封止部と屈折率が異なるガラス層をさらに備えることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一に記載の発光装置。
【請求項１５】
実装部材上に発光素子と、前記発光素子に接続する配線部と、が配置された発光装置を準備し、
前記発光素子と、前記発光素子に隣接する前記実装部材上の周辺部とに、請求項１乃至６の何れか一に記載の封止用組成物を配置し、
前記封止用組成物を加熱して、前記実装部材及び／又は前記発光素子を封止することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１６】
実装部材上に発光素子と、前記発光素子に接続する配線部と、が配置された発光装置を準備し、前記発光素子と、前記発光素子に隣接する前記実装部材上の周辺部とに、請求項８または９に記載の蛍光体複合材料を配置し、前記蛍光体複合材料を加熱して、前記実装部材及び／又は前記発光素子を封止することを特徴とする発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は封止用組成物、特に発光素子を被覆または封止する封止用組成物及びその製造方法に関する。また、本発明はその封止用組成物を用いた蛍光体複合材料、発光装置及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂もしくはフッ素樹脂などの樹脂を用いる従来の発光素子を被覆または封止する部材は発光素子からの熱や光、および／または環境中の湿気による劣化を受けやすく、寿命が短いという問題がある。樹脂を用いた従来の部材は、特に近紫外光（４００ｎｍ程度）よりも短波長の光による劣化が著しく、長時間の使用による変色のため、色再現性などにおいての信頼性が低かった。
【０００３】
また、発光素子がサファイアやＧａＮ等の無機材料を用いて形成されるのに対して、従来の発光素子を被覆する部材は樹脂であるため、それぞれの熱膨張係数が異なる。このため、発光素子の封止時や、発光時の発光素子の熱膨張率の差により、封止材にクラックが入り、素子の劣化や光の取り出し効率の低下の原因となっていた。
【０００４】
さらに、例えばサファイアを発光素子の基板を用いた場合、サファイアの屈折率が１．８５程度あるのに対して、封止材に樹脂を用いた場合の屈折率は１．４０〜１．５５程度と低く、光の取り出し効率が低下する原因となっていた。
【０００５】
そこで、発光素子を被覆または封止する部材として無機材料であるガラスを利用することが検討されている。例えば、特許文献１には、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＺｎＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＰｂＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５−ＺｎＯ系ガラスでの開示がされている。しかし、鉛を含有するガラスは環境への負荷が大きく、また環境対策のために高いコストを必要とする。
【０００６】
一方、特許文献２には、鉛を含有しないＴｅ−Ｂ−Ｚｎ系ガラスの開示がされている。しかし、特許文献２は、６００℃前後でガラスを溶融して蛍光体を分散させた封止部材を作製し、５００℃で発光素子の封止を行う。このような高温条件では蛍光体や素子を劣化させるとともに、ガラスが結晶化するリスクがある。また、特許文献２は、封止材としてガラス板を製造して、発光素子上で軟化させて封止するため、封止材と発光素子との密着性が十分得られないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１０３７５
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２００８−０９６７９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の問題を解決するものであって、鉛を含まず、低いガラス転移点を有し、被覆工程において結晶化しにくく、封止材と発光素子との密着性を向上させる封止用組成物、蛍光体複合材料、発光装置及びそれらの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によると、酸化物基準のモル％表示で、５％以上９０％以下のＴｅＯ２と、０．１％以上４０％以下のＡｌ２Ｏ３と、０％以上４０％以下のＲｎ２Ｏ（但し、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる一種以上）と、を含有し、酸化物基準のモル％で表されたＡｌ２Ｏ３／ＴｅＯ２の比の値が０．０１以上である封止用組成物が提供される。
【００１０】
前記封止用組成物は、酸化物基準のモル％表示で、０％以上８０％以下のＢ２Ｏ３と、０％以上４０％以下のＲＯ（但し、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる一種以上）と、０％以上２０％以下のＳｉＯ２と、０％以上４０％以下のＺｎＯと、をさらに含有してもよい。
【００１１】
前記封止用組成物は、酸化物基準のモル％表示で、０％以上３０％以下のＰ２Ｏ５と、０％以上２０％以下のＧｅＯ２と、０％以上４０％以下のＢｉ２Ｏ３と、０％以上４０％以下のＷＯ３と、０％以上１５％以下のＳｎＯと、０％以上１５％以下のＴｉＯ２と、０％以上１５％以下のＺｒＯ２と、０％以上１５％以下のＮｂ２Ｏ５と、０％以上１５％以下のＭｏＯ３と、０％以上１５％以下のＧａ２Ｏ３と、０％以上３０％以下のＬｎ２Ｏ３（但し、ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる一種以上）と、及び／または、酸化物基準のモルに対する外割りのモル％で、０％以上４０％以下のＦと、をさらに含有してもよい。
【００１２】
前記封止用組成物は、レーザー回折式粒度分布測定による粒径１００μｍ以上の粒子が、相対粒子量で１％以下のガラス粉末であってもよい。
【００１３】
前記封止用組成物は、波長５８８ｎｍでの屈折率が１．６以上であってもよい。
【００１４】
前記封止用組成物は、波長４００ｎｍでの内部透過率が７０％以上であってもよい。
【００１５】
前記封止用組成物は、３０℃以上３００℃以下における平均線熱膨張係数が２００×１０−７／℃以下であってもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態によると、前記何れかに記載の封止用組成物と、蛍光体と、を有する蛍光体複合材料が提供される。
【００１７】
前記蛍光体複合材料は、前記封止用組成物と前記蛍光体との混合割合が、質量比で９９．９９９：０．００１〜７０：３０の範囲であってもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態によると、実装部材上に発光素子と、前記発光素子に接続する配線部と、を備え、前記何れかに記載の封止用組成物により、前記実装部材及び／又は前記発光素子を封止する封止部と、を備える発光装置が提供される。
【００１９】
本発明の一実施形態によると、実装部材上に発光素子と、前記発光素子に接続する配線部と、を備え、前記何れかに記載の蛍光体複合材料により、前記実装部材及び／又は前記発光素子を封止する封止部と、を備えることを特徴とする発光装置が提供される。
【００２０】
前記発光装置は、実装部材上に実装された発光素子が前記封止用組成物により封止された発光装置であって、回路パターンはＺｒＯ２が添加された金によって形成されてもよい。
【００２１】
前記発光装置は、前記封止部と前記発光素子との間に、応力緩衝部をさらに備えてもよい。
【００２２】
前記発光装置は、前記封止部と前記発光素子との間に、前記封止部と屈折率が異なるガラス層をさらに備えてもよい。
【００２３】
本発明の一実施形態によると、実装部材上に発光素子と、前記発光素子に接続する配線部と、が配置された発光装置を準備し、前記発光素子と、前記発光素子に隣接する前記実装部材上の周辺部とに、前記何れかに記載の封止用組成物を配置し、前記封止用組成物を加熱して、前記実装部材及び／又は前記発光素子を封止する発光装置の製造方法が提供される。
【００２４】
本発明の一実施形態によると、実装部材上に発光素子と、前記発光素子に接続する配線部と、が配置された発光装置を準備し、前記発光素子と、前記発光素子に隣接する前記実装部材上の周辺部とに、前記何れかに記載の蛍光体複合材料を配置し、前記蛍光体複合材料を加熱して、前記実装部材及び／又は前記発光素子を封止する発光装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、鉛を含まず、低いガラス転移点を有し、被覆工程において結晶化しにくく、封止材と発光素子との密着性を向上させる封止用組成物、蛍光体複合材料、発光装置及びそれらの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置１００の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光装置２００の模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光装置３００の模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る発光装置４００の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
上述の問題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、テルル（Ｔｅ）とアルミニウム（Ａｌ）を所定の比で含有する封止用組成物を用いることで、上述した問題を解決しうることを見出した。
【００２８】
以下に本発明の封止用組成物、蛍光体複合材料、発光装置及びそれらの製造方法について、添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明の封止用組成物、蛍光体複合材料、発光装置及びそれらの製造方法は、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態及び後述する実施例で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２９】
（封止用組成物）
本発明に係る封止用組成物は、酸化物基準のモル％表示で、５％以上９０％以下のＴｅＯ２と、０．１％以上４０％以下のＡｌ２Ｏ３と、０％以上４０％以下のＲｎ２Ｏ（但し、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる一種以上）と、を含有し、酸化物基準のモル％で表されたＡｌ２Ｏ３／ＴｅＯ２の比の値が０．０１以上である。ここで、本願明細書中においては、モル％で表される組成は全て酸化物基準でのモル％で表すものとする。「酸化物基準」とは、本発明の封止用組成物の原料として使用される酸化物、硝酸塩などが溶融時に全て分解されて酸化物へ変化すると仮定した場合に、生成した酸化物の総和を１００モル％として、封止用組成物に含有される各成分を表記した組成である。なお、本発明に係る封止用組成物には、ガラス、ガラスと結晶との混合物のどちらも含まれる。
【００３０】
本発明に係る封止用組成物においては、ＴｅＯ２はガラス形成酸化物の役割を果たし、ガラスの安定性の向上に大きく寄与する成分である。ＴｅＯ２は、特に４５０℃以下の低いガラス転移点（Ｔｇ）を実現し、且つ５８８ｎｍの波長で１．６以上の高屈折率を可能にする成分である。本発明に係る封止用組成物においては、ＴｅＯ２の含有量の下限は５％以上が好ましく、より好ましくは１５％以上であり、４０％以上が最も好ましい。ＴｅＯ２の含有量が５％よりも少ないと、低いＴｇと高い屈折率を実現するのは困難となる。また、ＴｅＯ２の含有量の上限は９０％以下が好ましく、より好ましくは７０％以下であり、６５％以下が最も好ましい。ＴｅＯ２の含有量が９０％を超えると、ガラスの安定性が損なわれ、ガラス化しにくくなるとともに、４００ｎｍの波長の光の透過率が低下する。本発明に係る封止用組成物において、ＴｅＯ２の含有量は他の成分とのバランスを考慮すると、５０％以上６０％以下が適当である。  
【００３１】
本発明に係る封止用組成物において、Ａｌ２Ｏ３はガラス安定性の向上と、４００ｎｍの波長の光の透過率の向上に効果をもたらす成分である。本発明に係る封止用組成物において、Ａｌ２Ｏ３は、特に熱処理におけるガラスの安定性を維持するのに不可欠である。本発明に係る封止用組成物においては、Ａｌ２Ｏ３の含有量の下限は０．１％以上が好ましく、より好ましくは０．５％以上であり、１％以上が最も好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が０．１％よりも少ないと、ガラスの安定性が低下し、被覆作業などの際に結晶化しやすくなるとともに化学的耐久性が著しく悪化し、封止用組成物に添加する蛍光体との反応性が高くなるため好ましくない。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量の上限は４０％以下が好ましく、より好ましくは３０％以下であり、２２％以下が最も好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が４０％を超えると、Ｔｇが高くなると共に結晶化しやすくなり好ましくない。
【００３２】
一般に、発光素子を被覆する作業では、封止用組成物の結晶化や、ガラスと蛍光体との反応が原因で変色や透過率の低下が生じる。特に、粉体の封止用組成物を用いて被覆作業を行うと、封止用組成物が結晶化し、不透明な状態となることがある。本発明に係る封止用組成物においては、粉体でも蛍光体と反応せず、安定なガラスを維持するために、酸化物基準のモル％で表されたＡｌ２Ｏ３／ＴｅＯ２比は０．０１以上が好ましく、より好ましくは０．０２以上であり、さらに好ましくは０．１以上であり、０．１５以上が最も好ましい。また、酸化物基準のモル％で表されたＡｌ２Ｏ３／ＴｅＯ２比は１．５以下が好ましく、より好ましくは１．０以下であり、０．７以下が最も好ましい。酸化物基準のモル％で表されたＡｌ２Ｏ３／ＴｅＯ２比が１．５を超えると、Ｔｇが高くなると共に結晶化しやすくなり好ましくない。
【００３３】
また、本発明に係る封止用組成物はアルカリ金属を含有する。本発明に係る封止用組成物において、Ｒｎ２Ｏ（但し、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる一種以上）は、ガラス溶解の際にバッチの発泡性を抑え、ガラスの溶融性と安定性を向上させ、Ｔｇを低くし、４００ｎｍの波長の光の透過率を向上させる効果が大きい有用な成分である。Ｒｎ２Ｏを含有しなくても本発明に係る封止用組成物を得ることもできるが、Ｒｎ２Ｏを０．１％以上含有することが好ましい。一方、本発明に係る封止用組成物において、Ｒｎ２Ｏの上限は４０％以下が好ましく、より好ましくは３８％以下であり、２０％以下が最も好ましい。Ｒｎ２Ｏの含有量が４０％を超えると、ガラスの化学耐久性が低下するため好ましくない。
【００３４】
以上説明した組成で製造される本発明に係る封止用組成物は、鉛を含まず、低いガラス転移点を有し、被覆工程において結晶化しにくく、封止材と発光素子との密着性を向上させることが可能である。また、本発明に係る封止用組成物は、発光素子を封止する際に、融点以下の温度での熱処理により黒色化または茶変色しない。
【００３５】
本発明の一実施形態において、封止用組成物は、酸化物基準のモル％表示で、０％以上８０％以下のＢ２Ｏ３と、０％以上４０％以下のＲＯ（但し、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる一種以上）と、０％以上２０％以下のＳｉＯ２と、０％以上４０％以下のＺｎＯと、をさらに含有してもよい。
【００３６】
本実施形態に係る封止用組成物において、Ｂ２Ｏ３はガラスの形成酸化物であり、ガラス安定性の向上と、４００ｎｍの波長の光の透過率の向上に効果をもたらす成分である。Ｂ２Ｏ３を含有しなくても本実施形態に係る封止用組成物を得ることもできるが、熱処理におけるガラス化を促進し、結晶化を抑制するためには、Ｂ２Ｏ３を１％以上含有することが好ましく、より好ましくは３％以上であり、５％以上が最も好ましい。Ｂ２Ｏ３を含有することにより、本実施形態に係る封止用組成物は、蛍光体との反応性を抑制し、高輝度な発光素子や発光装置を実現することができる。また、本実施形態に係る封止用組成物において、Ｂ２Ｏ３の含有量の上限は８０％以下が好ましく、より好ましくは６０％以下であり、３０％以下が最も好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が８０％を超えると、４５０℃以下のＴｇを実現するのが困難となり好ましくない。本実施形態に係る封止用組成物において、Ｂ２Ｏ３の含有量は他の成分とのバランスを考慮すると、５％以上２０％以下が適当である。
【００３７】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＲＯ（但し、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる一種以上）は、ガラスの溶融性と安定性を向上させ、Ｔｇを低くし、４００ｎｍの波長の光の透過率をと化学的耐久性を向上させる任意の添加成分である。本実施形態に係る封止用組成物において、ＲＯの含有量の上限は４０％以下が好ましく、より好ましくは２０％以下であり、８％以下が最も好ましい。これら成分の１種又は２種以上の合計量が多すぎるとガラスの安定性が低下し、結晶化しやすくなるため好ましくない。
【００３８】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＳｉＯ２はガラス骨格を形成する成分であり、化学的耐久性を向上させる一方、４００ｎｍの波長の光の透過率を低下させるため任意成分である。ＳｉＯ２の含有量の上限は２０％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下であり、６％以下が最も好ましい。ＳｉＯ２の含有量が２０％を超えると、ガラスが分相し、失透するとともに粘性が高くなるため好ましくない。
【００３９】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＺｎＯはガラスの溶融性と安定性を向上させ、Ｔｇを低くし、化学的耐久性を向上させる任意の添加成分である。ＺｎＯの含有量の上限は４０％以下が好ましく、より好ましくは３０％であり、さらに好ましくは２０％未満であり、またさらに好ましくは１５％未満であり、８％以下が最も好ましい。ＺｎＯの含有量が４０％を超えると、ガラス安定性が低下するとともに、失透するため好ましくない。
【００４０】
本発明の一実施形態において、封止用組成物は、酸化物基準のモル％表示で、０％以上３０％以下のＰ２Ｏ５と、０％以上２０％以下のＧｅＯ２と、０％以上４０％以下のＢｉ２Ｏ３と、０％以上４０％以下のＷＯ３と、０％以上１５％以下のＳｎＯと、０％以上１５％以下のＴｉＯ２と、０％以上１５％以下のＺｒＯ２と、０％以上１５％以下のＮｂ２Ｏ５と、０％以上１５％以下のＭｏＯ３と、０％以上１５％以下のＧａ２Ｏ３と、０％以上３０％以下のＬｎ２Ｏ３（但し、ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる一種以上）と、及び／または、酸化物基準のモルに対する外割りのモル％で、０％以上４０％以下のＦと、をさらに含有してもよい。
【００４１】
本実施形態に係る封止用組成物において、Ｐ２Ｏ５はガラス骨格を形成する成分であり、ガラスの安定化を向上させる一方、４００ｎｍの波長の光の透過率を低下させるため任意成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量の上限は３０％以下が好ましく、より好ましくは２０％以下であり、１５％以下が最も好ましい。Ｐ２Ｏ５の含有量が３０％を超えると、ガラスが分相し、失透するため好ましくない。
【００４２】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＧｅＯ２はガラス骨格を形成する成分であり、耐水性および耐酸性等の化学的耐久性を向上させる一方、４００ｎｍの波長の光の透過率を低下させるため任意成分である。ＧｅＯ２の含有量の上限は２０％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下であり、６％以下が最も好ましい。ＧｅＯ２の含有量が２０％を超えると、ガラスが分相し、失透するとともに粘性が高くなるため好ましくない。  
【００４３】
本実施形態に係る封止用組成物において、Ｂｉ２Ｏ３はＴｅＯ２との親和性が高く、ガラス形成酸化物の役割を果たし、ガラスの安定性を向上させ、Ｔｇを低くし、高屈折率化に有効な任意の添加成分である。Ｂｉ２Ｏ３の含有量の上限は４０％以下が好ましく、より好ましくは１５％以下であり、５％以下が最も好ましい。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が４０％を超えると、ガラスの安定性が低下してガラス化しにくくなるとともに、化学的耐久性も低下し、４００ｎｍの波長の光の透過率を低下させるため好ましくない。
【００４４】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＷＯ３はＴｅＯ２との親和性が高く、ガラス形成酸化物の役割を果たし、ガラスの安定性の向上、を向上させ、Ｔｇを低くし、高屈折率化に有効な任意の添加成分である。ＷＯ３の含有量の上限は４０％以下が好ましく、より好ましくは１５％以下であり、８％以下が最も好ましい。ＷＯ３の含有量が４０％を超えると、ガラスの安定性が低下し、ガラス化しにくくなるとともに化学的耐久性も低下し、４００ｎｍの波長の光の透過率を低下させるため好ましくない。
【００４５】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＳｎＯは封止用組成物の溶融性および軟化特性を向上させ、Ｔｇを低くし、高屈折率化及び化学的耐久性の向上に有効である一方、４００ｎｍの波長の光の透過率を低下させるため任意成分である。ＳｎＯの含有量の上限は１５％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下であり、５％以下が最も好ましい。ＳｎＯの含有量が１５％を超えると、ガラスの安定性が低下するため好ましくない。
【００４６】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＴｉＯ２は化学的耐久性の向上及び高屈折率化に有効な任意の添加成分である。ＴｉＯ２の含有量の上限は１５％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下であり、５％以下が最も好ましい。ＴｉＯ２の含有量が１５％を超えると、ガラスの溶融性と安定性も低下すると共にＴｇも大幅に上昇するため好ましくない。
【００４７】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＺｒＯ２は化学的耐久性の向上及び高屈折率化に有効な任意の添加成分である。ＺｒＯ２の含有量の上限は１５％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下であり、５％以下が最も好ましい。ＺｒＯ２の含有量が１５％を超えると、ガラスの溶融性と安定性も低下すると共にＴｇも大幅に上昇するため好ましくない。
【００４８】
本実施形態に係る封止用組成物において、Ｎｂ２Ｏ５は化学的耐久性の向上及び高屈折率化に有効な任意の添加成分である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量の上限は１５％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下であり、５％以下が最も好ましい。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が１５％を超えると、ガラスの溶融性と安定性も低下すると共にＴｇも大幅に上昇するため好ましくない。
【００４９】
本実施形態に係る封止用組成物において、ＭｏＯ３は封止用組成物の溶融性及び軟化特性を向上させ、Ｔｇを低くし、高屈折率化に有効な任意の添加成分である。ＭｏＯ３の含有量の上限は１５％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下であり、５％以下が最も好ましい。ＭｏＯ３の含有量が１５％を超えると、ガラスの溶融性と安定性も低下すると共にＴｇも大幅に上昇するため好ましくない。
【００５０】
本実施形態に係る封止用組成物において、Ｇａ２Ｏ３はガラス安定性の向上、化学的耐久性の向上及び４００ｎｍの波長の光の透過率の向上に有効な任意の添加成分である。Ｇａ２Ｏ３の含有量の上限は１５％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下であり、５％以下が最も好ましい。Ｇａ２Ｏ３の含有量が１５％を超えると、ガラスの安定性が低下するため好ましくない。
【００５１】
本実施形態に係る封止用組成物において、Ｌｎ２Ｏ３（但し、Ｌｎ＝Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる一種以上）は化学的耐久性の向上及び高屈折率化に有効な任意の添加成分である。化学的耐久性の向上及び高屈折率化の効果を充分に得たい場合は、Ｌｎ２Ｏ３の含有量の下限は０．１％以上が好ましく、より好ましくは０．２％以上であり、０．３％以上が最も好ましい。また、Ｌｎ２Ｏ３の含有量の上限は３０％以下が好ましく、より好ましくは２０％以下であり、１０％以下が最も好ましい。Ｌｎ２Ｏ３の成分の１種又は２種以上の合計の含有量が３０％を超えると、ガラスの溶融性と安定性が低下するのみならず、Ｔｇも上昇するため好ましくない。
【００５２】
本実施形態に係る封止用組成物において、Ｆはガラスの溶融性と安定性を向上させ、Ｔｇを低くし、４００ｎｍの波長の光の透過率の向上と化学的耐久性の向上にも有効な任意の添加成分である。Ｆの含有量の上限は、酸化物基準のモルに対する外割りのモル％で４０％以下が好ましく、より好ましくは２５％以下であり、１５％以下が最も好ましい。Ｆの含有量が酸化物基準のモルに対する外割りのモル％で４０％を超えると、ガラスの安定性が低下し、結晶化しやすくなるため好ましくない。ここで、本明細書においてＦ成分の含有量を示す「酸化物基準の質量に対する外割りモル％」とは、ガラスを構成するカチオン成分全てが電荷の釣り合うだけの酸素と結合した酸化物でできていると仮定し、それら酸化物でできたガラス全体の物質量を１００％として、Ｆ成分の物質量をモル％で表した値をいう。  
【００５３】
（封止用組成物の特性）
本実施形態に係る封止用組成物は、レーザー回折式粒度分布測定による粒径１００μｍ以上の粒子が、相対粒子量で１％以下のガラス粉末であることが好ましい。レーザー回折式粒度分布測定による粒径が１００μｍ以上の粒子が、相対粒子量で１％を超えると、発光素子を被覆又は封止する際の加熱により、封止部に空気が混入し、要求される屈折率や光透過性を発揮することができない。また、蛍光体複合材料においてはガラスと蛍光体のムラが大きくなり、均一な色の再現性が困難となる。
【００５４】
上述した組成を有する本実施形態に係る封止用組成物は、Ｔｇの上限は４５０℃以下であることが好ましく、より好ましくは４００℃以下であり、最も好ましくは３８０℃以下である。このような低いＴｇを有することにより、本実施形態に係る封止用組成物は、発光素子を封止するときに、加圧する必要もないため、発光素子へのダメージを抑制することができる。
【００５５】
本実施形態に係る封止用組成物は、波長５８８ｎｍでの屈折率が１．６以上であることが好ましく、より好ましくは１．６５以上であり、さらに好ましくは１．７以上である。封止用組成物が、このような高い屈折率有することにより、発光素子からの光を効率よく取り出すことができるため、高輝度な発光素子及び／又は発光装置を得ることができる。
【００５６】
本実施形態に係る封止用組成物において、波長４００ｎｍでの内部透過率は７０％以上が好ましく、より好ましくは７８％以上であり、８５％以上が最も好ましい。封止用組成物が、このような波長４００ｎｍでの高い内部透過率を有することにより、優れた色再現性を実現することが可能となり、また、近紫外光を発する発光素子を用いることが可能となるため、高輝度且つ高信頼性を備える発光素子及び／又は発光装置を得ることができる。
【００５７】
本実施形態に係る封止用組成物は、３０℃以上３００℃以下における平均線熱膨張係数が２００×１０−７／℃以下が好ましく、より好ましくは１９０×１０−７／℃以下であり、さらに好ましくは１８５×１０−７／℃以下である。発光素子に用いられるサファイアやＧａＮなどは、熱膨張係数がそれぞれ７５×１０−７／℃、５６×１０−７／℃（ａ軸）程度であるため、これらの熱膨張係数に近い熱膨張係数を封止用組成物が備えることにより、熱歪みによるクラックや破損を防止することができる。封止用組成物の熱膨張係数が２００×１０−７／℃を超えると、封止用組成物と発光素子などに用いられる材料との熱膨張係数の差が大きいため、熱歪みによるクラックや破損の原因となる。
【００５８】
以上説明したように、本発明に係る封止用組成物は、鉛を含まず、低いガラス転移点を有し、被覆工程において結晶化しにくく、封止材と発光素子との密着性を向上させることが可能である。また、本発明に係る封止用組成物は、発光素子を封止する際に、融点以下の温度での熱処理により黒色化または茶変色しない。
【００５９】
（封止用組成物の製造方法）
本発明の一実施形態に係る封止用組成物を製造するために、上述した酸化物基準のモル％表示で、５％以上９０％以下のＴｅＯ２と、０．１％以上４０％以下のＡｌ２Ｏ３と、０％以上４０％以下のＲｎ２Ｏ（但し、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓから選ばれる一種以上）と、を含有し、酸化物基準のモル％で表されたＡｌ２Ｏ３／ＴｅＯ２の比の値が０．０１以上となるように、二酸化テルル、酸化アルミニウム及び硼酸と、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酸化ルビジウム、塩化セシウムから選ばれる一種以上を基本原料として、ガラス原料バッチを調製する。また、必要に応じて上述した他の成分を添加するために、上述した酸化物基準のモル％表示の範囲となるように、珪砂、第二リン酸アンモニウム、メタリン酸アルミニウム、第一リン酸ソーダ、リン酸二水素カリウム、酸化亜鉛、メタリン酸亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、炭酸バリウム、硝酸バリウム、メタリン酸バリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化タングステン、酸化錫、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化ニオブ、亜砒酸、五酸化アンチモンなどのガラス原料をガラス原料バッチに添加する。
【００６０】
ガラス原料バッチはアルミナるつぼ、石英るつぼ、金るつぼ、又は白金坩堝へ充填し、電気炉により加熱溶融し、溶融したガラスを板状に成型し徐冷する。得られたガラスをレーザー回折式粒度分布測定による粒径１００μｍ以上の粒子が、相対粒子量で１％以下となるように粉砕することにより、本発明の実施形態に係る封止用組成物を製造することができる。また、その他の製造方法としては、溶融したガラスを水冷キャストした後、粉砕して製造する方法、溶融したガラスを回転する金属等の円盤へ滴下し、遠心力により融液を飛ばして数十〜封百μｍの粉末を製造する方法、溶融したガラスにジェット噴射された水を吹き付けることにより数十〜封百μｍの粉末を製造する方法などがある。
【００６１】
（蛍光体複合材料）
本発明の一実施形態において、上述した封止用組成物を用いた蛍光体複合材料を製造することができる。本実施形態に係る蛍光体複合材料は、上述した封止用組成物と、蛍光体と、を有する。本実施形態に係る蛍光体複合材料は、封止用組成物と蛍光体との混合割合が、質量比で９９．９９９：０．００１〜７０：３０の範囲であることが好ましい。蛍光体複合材料に使用する蛍光体は、可視光域から近赤外光域に発光ピークを有するものであれば、特に限定されるものではない。このような蛍光体としては、酸化物、窒化物、酸窒化物、塩化物、酸塩化物、硫化物、酸硫化物、ハロゲン化物、カルコゲン化物、アルミン酸塩、ハロリン酸塩化物、ＹＡＧ系化合物などが挙げられる。
【００６２】
本実施形態に係る蛍光体複合材料は、２５０〜１０００ｎｍの波長の光を３８０〜２０００ｎｍの波長に変換することができる。ここで、「変換」とは外部からの光を一種又は二種以上の蛍光体が吸収し、蛍光及び／又は燐光を発することを指し、その特性は、蛍光分光分析装置などを用いで確認することができる。
【００６３】
（蛍光体複合材料の製造方法）
上述したレーザー回折式粒度分布測定による粒径１００μｍ以上の粒子が、相対粒子量で１％以下となるように粉砕した封止用組成物と、蛍光体の粉体とを、上述した混合比で混合することにより、本実施形態に係る蛍光体複合材料を製造することができる。
【００６４】
以上説明したように、本発明に係る蛍光体複合材料は、鉛を含まず、低いガラス転移点を有し、被覆工程において結晶化しにくく、封止材と発光素子との密着性を向上させることが可能である。また、本発明に係る蛍光体複合材料は、発光素子を封止する際に、融点以下の温度での熱処理により黒色化または茶変色しない。
【００６５】
（発光装置）
本実施形態に係る発光装置は、上述した封止用組成物又は蛍光体複合材料を用いて製造することができる。図１は、本実施形態に係るワイヤーボンディング型の発光装置１００の模式図である。発光装置１００は、実装部材６０上に発光素子１０と、発光素子１０に接続する配線部５１及び５３と、を備え、上述した封止用組成物により、実装部材６０及び／又は発光素子１０を封止する封止部９０と、を備える。また、発光装置１００は、封止用組成物に替えて上述した蛍光体複合材料により、実装部材６０及び／又は発光素子１０を封止する封止部９０と、を備えてもよい。本実施形態においては、限定されるものではないが、封止部９０は半球状の構造であることが好ましい。封止部９０が半球状の構造をとることにより、発光素子１０から放出される光の取り出し効率が向上する。
【００６６】
発光素子１０は、例えば、基板１１の上面に第１の半導体層１３、発光層１５、第２の半導体層１７及び透明電極層１９が順次積層された構成を備え、第１の半導体層１３には第１の電極層３１が配設され、透明電極層１９には第２の電極層３３が配設される。また、発光素子１０は、これに限定されるものではなく、第１の半導体層１３と発光層１５との間、第２の半導体層１７と発光層１５との間にバッファー層や別の半導体層を更に備える構成でもよい。発光素子１０や実装部材６０を構成するそれぞれの部材には公知の材料を用いることができる。
【００６７】
また、第１の電極層３１は実装部材６０の第１の電極４１にボンディングワイヤ５１を介して接続され、第２の電極層３３は実装部材６０の第２の電極４３にボンディングワイヤ５３を介して接続される。第１の電極４１と第２の電極４３及び／又はボンディングワイヤ５１とボンディングワイヤ５３を含む回路パターンはＺｒＯ２が添加された金によって形成されことが好ましい。本実施形態に係る発光装置１００においては、回路パターンにＺｒＯ２が添加された金を用いると、封止部９０との接着性が向上するため好ましい。
【００６８】
図２には、他の実施形態としてフリップチップ型の発光装置２００の模式図を示す。発光装置２００は、実装部材６０上に発光素子２０と、発光素子２０に接続する配線部２６１及び２６３と、を備え、上述した封止用組成物により、実装部材６０及び／又は発光素子２０を封止する封止部９０と、を備える。また、発光装置２００は、封止用組成物に替えて上述した蛍光体複合材料により、実装部材６０及び／又は発光素子１０を封止する封止部９０と、を備えてもよい。本実施形態においては、限定されるものではないが、封止部９０は半球状の構造であることが好ましい。封止部９０が半球状の構造をとることにより、発光素子２０から放出される光の取り出し効率が向上する。
【００６９】
発光素子２０は、例えば、基板２１１の下面に第１の半導体層２１３、発光層２１５、第２の半導体層２１７が順次積層された構成を備え、第１の半導体層２１３には第１の電極層２３１が配設され、第２の半導体層２１７の下面には反射率の高い第２の電極層２３３が配設される。また、発光素子２０は、これに限定されるものではなく、第１の半導体層２１３と発光層２１５との間、第２の半導体層２１７と発光層２１５との間にバッファー層や別の半導体層を更に備える構成でもよい。発光素子２０や実装部材６０を構成するそれぞれの部材には公知の材料を用いることができる。
【００７０】
また、第１の電極層２３１は実装部材６０の第１の電極２４１にバンプ２６１を介して接続され、第２の電極層２３３は実装部材６０の第２の電極２４３にバンプ２６３を介して接続される。第１の電極２４１と第２の電極２４３及び／又はバンプ２６１とバンプ２６３を含む回路パターンはＺｒＯ２が添加された金によって形成されことが好ましい。本実施形態に係る発光装置２００においては、回路パターンにＺｒＯ２が添加された金を用いると、封止部９０との接着性が向上するため好ましい。
【００７１】
また、他の実施形態として、図３に発光装置３００の模式図を示す。発光装置３００は、封止部９０と発光素子１０との間に、応力緩衝部３９５をさらに備える。本実施形態において、応力緩衝部３９５は、有機材料又は封止部９０よりも熱膨張係数が小さい封止組成物及び／又は蛍光体複合材料により形成することが好ましい。本実施形態に係る応力緩衝部３９５に適用可能な有機材料としては、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、アクリレート、ハイパーブランチポリマー等が挙げられる。発光装置３００は、封止部９０と発光素子１０との間に応力緩衝部３９５を備えることにより、発光素子１０から封止部９０が剥がれるのを防止することができる。
【００７２】
また、変形例として、応力緩衝部３９５に替えて、封止部９０と発光素子１０との間に、封止部９０よりも屈折率が大きなガラス層を備えてもよい。これは、発光素子１０よりも封止部９０の屈折率が小さい時により効果的である。発光素子１０の材料の屈折率よりも封止部９０の屈折率が小さい場合、発光素子１０と封止部９０との界面で一部の光が全反射して、発光素子１０内部に閉じ込められる光がある。すなわち、屈折率において発光素子１０＞緩衝部＞封止部９０又は発光素子１０＜緩衝部となるようなガラス層を備えることにより、発光素子１０の材料の屈折率と、封止部９０の屈折率と差を緩衝して、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００７３】
同様に、応力緩衝部３９５をフリップチップ型の発光装置に適用することもできる。図４は発光装置４００の模式図である。発光装置４００は、封止部９０と発光素子２０との間に、応力緩衝部３９５をさらに備える。応力緩衝部３９５については上述したため、詳細な説明は省略する。また、変形例として、応力緩衝部３９５に替えて、封止部９０と発光素子２０との間に、封止部９０よりも屈折率が大きなガラス層を備えてもよい。ガラス層についても上述したため、詳細な説明は省略する。
【００７４】
（発光装置の製造方法）
上述した発光装置の製造方法について、以下に説明する。発光装置１００は、実装部材６０上に発光素子１０と、発光素子１０に接続する第１の電極４１と第２の電極４３及び／又はボンディングワイヤ５１とボンディングワイヤ５３を含む配線部と、が配置された発光装置を準備し、発光素子１０と、発光素子１０に隣接する実装部材６０上の周辺部とに、上述した封止用組成物を配置し、封止用組成物を加熱して、実装部材６０及び／又は発光素子１０を封止する。
【００７５】
本実施形態においては、封止工程は、封止用組成物を配置した発光装置を、電気炉などを用いて５００℃以下にて熱処理することで、製造することが可能であるが、これに限定されるものではない。例えば、赤外線やレーザー照射等で封止用組成物を加熱することにより、封止部９０の形成を行うことができる。さらに、減圧下及び／又は真空中、還元雰囲気状態、酸素雰囲気状態などで製造してもよい。
【００７６】
本実施形態においては、半球状の封止部９０を形成するために、半球状の型に封止用組成物を充填して実装部材６０及び／又は発光素子１０に密着させて加熱することが好ましい。このとき、従来の製造方法においては、封止用材料のＴｇが高いため、加圧を必要とした。一方、Ｔｇが低い本発明に係る封止用組成物を用いる場合は、加圧する必要はない。これにより、封止時の発光装置へのダメージを抑制することができる。
【００７７】
上述した製造方法を用いて、蛍光体複合材料により封止部９０を形成することも可能である。蛍光体複合材料は高温での封止ではダメージを受けるため、封止時の温度は５００℃以下にすることが好ましく、より好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４５０℃以下であり、４３０℃以下が最も好ましい。
【００７８】
以上説明したように、本発明によると、鉛を含まず、低いガラス転移点を有し、被覆工程において結晶化しにくく、封止材と発光素子との密着性を向上させる封止用組成物、蛍光体複合材料、発光装置及びそれらの製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００７９】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８０】
［ガラスの作製］
ガラスが酸化物基準のモル％で表わされた表１〜３に示す組成比となるように、珪砂、硼酸、第二リン酸アンモニウム、酸化アルミニウム、メタリン酸アルミニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、第一リン酸ソーダ、炭酸カリウム、リン酸二水素カリウム、酸化亜鉛、メタリン酸亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、炭酸バリウム、硝酸バリウム、メタリン酸バリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、二酸化テルル、酸化ビスマス、酸化タングステン、酸化錫、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化ニオブ、亜砒酸、五酸化アンチモン等のガラス原料バッチを調製した。ガラス原料バッチはアルミナるつぼ、石英るつぼ、金るつぼ、又は白金坩堝へ充填し、電気炉により７５０℃〜１４００℃の温度で３０分〜４時間加熱溶融した。溶融したガラスを板状に成型し徐冷した。
【００８１】
［ガラスの測定］
作製したガラスについて、ガラス転移点（Ｔｇ）、屈折率、３０℃〜３００℃における平均線熱膨張係数、透過率の測定を行った。その結果を表１〜３に示す。
【００８２】
（ガラス転移点（Ｔｇ））
作製したガラスについてＪＯＧＩＳ（日本光学硝子工業会規格）８−２００３に則り、熱膨張曲線の低温側と高温側の２つの直線部分を外挿して得られる交点から求めた。測定したガラス転移点（Ｔｇ）の値を表１〜３に示す。
【００８３】
（屈折率）
波長５８８ｎｍでの屈折率［ｎｄ］については、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒとして得られたガラスについて測定した。測定した屈折率の値を表１〜３に示す。
【００８４】
（熱膨張係数（α））
作製したガラスについてＪＯＧＩＳ（日本光学硝子工業会規格）１６−２００３「光学ガラスの常温付近の平均線膨張係数の測定方法」に則り、温度範囲を３０℃から３００℃の範囲に換えて平均線膨張係数を測定した。測定した平均線膨張係数（α）の値を表１〜３に示す。
【００８５】
（内部透過率）
作製したガラスについてＪＯＧＩＳ（日本光学硝子工業会規格）１７−１９８２「光学ガラスの内部透過率の測定方法」に則り、２００〜７００ｎｍでの内部透過率を測定した。４００ｎｍでの内部透過率の値を表１〜３に示す。
【００８６】
［軟化試験］
作製したガラスをアルミナ製のスタンプミル等で粉砕し、ふるいにて７５〜２５μｍに分級することでガラス粉体を作製した。得られたガラス粉体は、電気炉にて３５０〜４８０℃で１時間保持後、自然放冷した。冷却後のガラスが軟化流動し無色透明な状態になっているものを○、軟化流動したが部分的に変色又は失透が確認できたものを△、軟化流動しなかったものを×とした。
【００８７】
［蛍光体との反応性］
次に、作製したガラス粉体と蛍光体の粉体を混合し、蛍光体複合材料を作製した。使用する蛍光体は、可視光域に発光ピークを有するものであれば、特に限定されるものではないが、本実施例ではＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅを主成分とする蛍光体を使用した。本実施例では、ガラスと蛍光体を混合する重量比を９９．９５：０．０５となるようにした。
【００８８】
得られた蛍光体複合材料を３５０〜４８０℃で１時間熱処理することで、蛍光体複合部材を作製した。
【００８９】
ガラスと蛍光体の反応の評価については、熱処理して得られた試料（蛍光体複合部材）の着色の有無を観察することで行った。各試料を目視で観察し、試料が蛍光体粉末の色と同じものを「○」とし、試料が蛍光体粉末と異なる色に着色したものを「×」とした。尚、試料が蛍光体粉末と異なる色に着色するということは、焼成する際の熱によりガラスと蛍光体が反応し、蛍光体が劣化していることを示す。
【００９０】
【表１】
2013139343.tif 000003
【００９１】
【表２】
2013139343.tif 000004
【００９２】
【表３】
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【００９３】
【表４】
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【００９４】
【表５】
2013139343.tif 000007
【００９５】
【表６】
2013139343.tif 000008
【００９６】
【表７】
2013139343.tif 000009
【００９７】
【表８】
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【００９８】
【表９】
2013139343.tif 000011
【００９９】
【表１０】
2013139343.tif 000012
【０１００】
表１〜１０に示すとおり、本発明の実施例の封止用組成物は２４２〜４０３℃のガラス転移点（Ｔｇ）であった。通常、発光素子などは５００℃よりも高温になると素子が破損してしまうため、５００℃以下での被覆が好まれる。本発明のガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が４５０℃以下と比較的低温であるため、５００℃以下での熱処理等により、被覆を行うことが可能であり、発光素子の被覆に適していると言える。
【０１０１】
本発明の実施例の封止用組成物は、波長５８８ｎｍでの屈折率（ｎｄ）が１．６１〜１．８６である。本発明のガラスは、屈折率が１．６０よりも大きいため、光の取り出し効率の向上が期待でき、発光素子の封止材として適していると言える。
【０１０２】
本発明の実施例の封止用組成物は、３０〜３００℃の温度範囲において、１２３〜１８８×１０−７／℃の熱膨張係数（α）を有している。そのため、被覆作業時におけるクラックの軽減が期待でき、発光素子の封止材として適していると言える。
【０１０３】
本発明の実施例の封止用組成物は、４００ｎｍの波長において、８６〜１００％の内部透過率を有している。そのため、近紫外光でも劣化せず、高輝度で色再現性の良い発光素子の封止材に適しているといえる。
【０１０４】
表１〜１０に示すとおり、本発明の実施例の封止用組成物は、蛍光体と混合し３５０〜４５０℃で熱処理を行っても変色や結晶化せず、無色透明なガラスに軟化した。本発明の封止用組成物は、粉砕後のガラスにおいても、封止作業時に変色や失透せずに軟化する特徴を有している。一方、比較例に示すとおり、比較例では４５０℃の熱処理によって変色や失透又は軟化せずにそのまま残っていた。比較例のガラスは、粉体又はペースト状の被覆材として扱うことができないが、本発明のガラスは粉体やペースト状として扱うことができる。ガラスを粉体やペースト状にすることで、蛍光体との混合がしやすくなり、被覆体の形状を問わず、被覆の作業が行いやすい形態にすることが可能となる。そのため、本発明のガラスは発光素子の封止材に適しているといえる。
【０１０５】
表１〜１０に示すとおり、本発明の実施例の封止用組成物は、蛍光体と混合し３５０〜４５０℃で熱処理を行っても変色せず、蛍光体粉末と同じ色を保っていた。一方、比較例に示すとおり、比較例では熱処理によって変色し、蛍光体粉末とは異なる色に変色した。比較例のガラスは、被覆作業によって蛍光体と反応し蛍光体が劣化してしまうが、本発明の封止用組成物は蛍光体複合部材を作製後も変色せず、２５０〜６００ｎｍの波長の光を可視光に変換する機能を有する。
【０１０６】
次に、実施例２１の封止用組成物を用いてＬＥＤの封止試験を行った。試験では封止用組成物の他にＣｅ：ＹＡＧ蛍光体粉末をそれぞれ０．５重量％及び１０重量％混合した蛍光体複合材料を用意した。また、ＬＥＤはアルミナに金配線が施された基板に金バンプにてフリップチップ型に接合されたものを用いた。封止用組成物及び蛍光体複合材料は発光素子の周囲に半球状になるように盛った後、電気炉にて４８０℃、２０分熱処理を行うことで軟化させた。
【０１０７】
作製したガラス封止ＬＥＤの劣化状態を電流-電圧測定にて評価した。試験では２０ｍＡの電流を流すのに必要な電圧をＶｆ値とし、Ｖｆ値の変化を観察することで行った。封止前３．６ＶであったＶｆ値が封止後も３．６〜３．７Ｖと大きな変化がなかった。このことから、本発明の封止用組成物及び蛍光体複合材料はＬＥＤ素子を劣化させることなく封止することに適していると言える。
【０１０８】
以上、説明したように本発明に係る封止用組成物は、低いガラス転移点（Ｔｇ）を有し、かつ粉体やペースト状の形態で発光素子を低温で被覆することができる。また、高い屈折率により発光素子からの光の取り出し効率を向上させることができ、熱膨張係数が発光素子の素材と近いため被覆後も膨張係数の差によるクラックなどが入りにくく、クラックによる光の散乱などの心配がなく、高輝度・高効率で信頼性の高い発光部材の作製が可能である。さらに、鉛を含有しないため環境対策等にコストを要しない利点がある。また、本発明にかかる蛍光体複合材料は、上記効果に加えて、熱処理後も変色することなく、２５０〜１０００ｎｍの波長の光を３８０〜２０００ｎｍに変換する機能を有するため、従来の封止材に比べ、耐熱性・耐紫外性に優れ、長寿命でかつ高効率での光の取り出し効果を有する発光部材を得られる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０：発光素子、１１：基板、１３：第１の半導体層、１５：発光層、１７：第２の半導体層、１９：透明電極層、２０：発光素子、３１：第１の電極層、３３：第２の電極層、４１：第１の電極、４３：第２の電極、５１：ボンディングワイヤ、５３：ボンディングワイヤ、６０：実装部材、９０：封止部、１００：発光装置、２００：発光装置、２１１：基板、２１３：第１の半導体層、２１５：発光層、２１７：第２の半導体層、２３１：第１の電極層、２３３：第２の電極層、２４１：第１の電極、２４３：第２の電極、２６１：配線部（バンプ）、２６３：配線部（バンプ）、３００：発光装置、３９５：応力緩衝部、４００：発光装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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