JP2013258339A

JP2013258339A - 発光装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2013258339A
Application number: JP2012134290A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Taguchi; 禄人田口
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-26

Abstract

【課題】発光素子上に波長変換部を設けた発光素子において、出射される光の輝度を向上させることを目的とする。
【解決手段】所定波長の光を発光面から出射する発光素子と、前記発光面から出射された光により励起されて、当該光とは異なる波長の蛍光を出射する波長変換部と、を備えた発光装置であって、前記波長変換部は、蛍光体、粘土鉱物、及び無機微粒子を含む透光性セラミックを含んで構成され、前記発光素子の発光面の６０％以上９５％以下の領域を覆っていることを特徴とする発光装置である。
【選択図】図１

Description

この発明は、発光装置において発光素子を封止するための技術に関する。

近年、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の青色ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：発光ダイオード）チップの近傍にＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体等の蛍光体を配置された白色発光装置を得る技術が広く用いられている。このような白色発光装置では、青色ＬＥＤチップから出射される青色光と、蛍光体が青色光を受けて二次発光することにより出射される黄色光との混色により白色光を発光させている。また、青色ＬＥＤチップから出射される青色光と、各蛍光体が青色光を受けて二次発光することにより出射される赤色光及び緑色光との混色により白色光を発光させる技術も用いられている。

このような白色発光装置には様々な用途があり、例えば、蛍光灯や白熱電灯の代替品としての需要がある。また、自動車のヘッドライト等の非常に高い輝度が求められる照明装置へも使われつつある。

特開２００９−２８３４４１号公報特開２００９−２８３４４１号公報

このような発光装置では、蛍光体が分散された混合液を発光素子上に塗布し、これを乾燥させることで蛍光体を含む波長変換部を形成する。この波長変換部内の蛍光体が、発光素子である青色ＬＥＤから出射された青色光を受けて二次発光する。

例えば、特許文献１には、樹脂に蛍光体を分散し、不透水製の樹脂シートを発光素子上に張り付ける技術が開示されている。また、特許文献２には、蛍光体分散シートを発光素子の周りに落とし込んで張り付ける技術が開示されている。

しかしながら、上記した従来の構成の場合、この二次発光により発生した光や青色光として出射される光（即ち、ＬＥＤからの光）の一部が波長変換部に閉じ込められてしまい、波長変換部を設けない場合に比べて輝度が低下してしまう場合がある。

本発明は、発光素子上に波長変換部を設けた発光素子において、出射される光の輝度を向上させることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、所定波長の光を発光面から出射する発光素子と、前記発光面から出射された光により励起されて、当該光とは異なる波長の蛍光を出射する波長変換部と、を備えた発光装置であって、前記波長変換部は、蛍光体、粘土鉱物、及び無機微粒子を含む透光性セラミックを含んで構成され、前記発光素子の発光面の６０％以上９５％以下の領域を覆っていることを特徴とする発光装置である。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発光装置であって、前記波長変換部は、前記発光素子の発光面の７０％以上９３％以下の領域を覆っていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発光装置であって、前記波長変換部は、前記発光面の中心を覆い、その外縁を覆っていないことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発光装置であって、前記波長変換部は、前記発光面の中心に対応する部分の厚さが、前記発光面の前記外縁に近い部分の厚さよりも厚いことを特徴とする
また、請求項５に記載の発明は、所定波長の光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射された光により励起されて、当該光とは異なる波長の蛍光を出射する波長変換部と、を備えた発光装置の製造方法であって、前記発光素子の発光面の６０％以上９５％以下の領域が露出するように、当該発光面の一部をマスクする工程と、マスク上から、蛍光体、粘土鉱物、無機微粒子、及び溶媒を含む第１の混合液を塗布し、乾燥させることで、蛍光体層を形成する工程と、透光性のセラミック前駆体と溶媒とを含む第２の混合液を、前記蛍光体層上に塗布し、焼成することで、前記蛍光体層を含む波長変換部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法
また、請求項６に記載の発明は、所定波長の光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射された光により励起されて、当該光とは異なる波長の蛍光を出射する波長変換部と、を備えた発光装置の製造方法であって、蛍光体、粘土鉱物、無機微粒子、及び溶媒を含む第１の混合液を、前記発光素子の発光面の外縁が露出するように前記外縁以外に塗布し、乾燥させることで、蛍光体層を形成する工程と、透光性のセラミック前駆体を溶媒に分散させた第２の混合液を、前記蛍光体層上に塗布し、焼成することで、前記蛍光体層を含む波長変換部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法。

この発明は、発光素子上に波長変換部で覆われていない部分を設けている。このような構成とすることで、発光素子から出射される光の一部は、波長変換部に入射せずそのまま出射される。これにより、波長変換部内に閉じ込められる光（即ち、二次発光により発生した光や青色光として出射される発光素子からの光の一部）の割合が低減し、輝度を向上させることが可能となる。

本実施形態に係る発光装置の構成を示した概略的な断面図である。本実施形態に係る塗布装置の構成を示した概略図である。各実施例の評価結果を示した表である。本実施形態に係る発光装置の一態様を示した概略的な断面図である。

（発光装置の構成）
まず図１Ａを参照しながら、発光装置１００の構成について説明する。発光装置１００は、断面凹状のＬＥＤ基板１を有している。ＬＥＤ基板１の凹部（底部）にはメタル部２が設けられ、メタル部２上には直方体状のＬＥＤ素子３が配置されている。このＬＥＤ素子３は、所定波長の光を出射する発光素子の一例である。ＬＥＤ素子３のメタル部２に対向する面には、突起電極４が設けられており、メタル部２とＬＥＤ素子３とが突起電極４を介して接続されている（フリップチップ型）。なお、ここでは、一つのＬＥＤ基板１に対して一つのＬＥＤ素子３が設けられる構成を図示しているが、一つのＬＥＤ基板１の凹部に複数のＬＥＤ素子３を設けることとしてもよい。

本実施形態の発光装置１００では、ＬＥＤ素子３として青色ＬＥＤ素子が用いられている。青色ＬＥＤ素子は、例えば、サファイア基板上にｎ−ＧａＮ系クラッド層、ＩｎＧａＮ発光層、ｐ−ＧａＮ系クラッド層、及び透明電極を積層してなる。

ＬＥＤ基板１の凹部には、ＬＥＤ素子３の上面を封止するように波長変換部５が形成されている。波長変換部５は、透光性を有するセラミック層（以降、透明セラミック層と記す）として構成される透光性薄膜である。本実施形態では、ＬＥＤ素子３の上面の６０％以上９５％以下の領域を、この波長変換部５が覆っている。換言すると、ＬＥＤ素子３の上面の一部は、波長変換部５に覆われずに露出している。このように、ＬＥＤ素子３の上面の一部に波長変換部５を形成する場合には、例えば、マスクを用いるとよい。なお、この上面が「発光面」に相当する。

また、別の方法として、例えば、波長変換部５を形成するための混合液の粘度及び乾燥性を調整し、ＬＥＤ素子３上の所望の部分にこの混合液を滴下して乾燥させることで、ＬＥＤ素子３の上面の一部に波長変換部５を形成してもよい。このように滴下して生成された発光装置の一例を図４に示す。本実施形態に係る発光装置の一態様を示した概略的な断面図である。マスクを用いずに波長変換部５を形成した場合には、波長変換部５の形成に用いた混合液の粘土や乾燥性に応じて、図４に示すように、中心に比べて波長変換部５の外縁の厚さが薄く変形する場合がある。これは、乾燥時に塗布された混合液が、波長変換部５の外縁に相当する部分おいて収縮するためである。

波長変換部５は、蛍光体層と、透光性セラミック層とが、ＬＥＤ素子３上に、この順序で積層されて形成されている。蛍光体層には、蛍光体が含まれている。この蛍光体は、ＬＥＤ素子３の出射光中の所定の波長の光（励起光）により励起されて、励起光の波長とは異なる波長の蛍光を出射する。また、透光性セラミック層は、透光性セラミック材料を含み、バインダとして、蛍光体層をＬＥＤ素子３上につなぎとめ保護する。この波長変換部５の厚みは、好ましくは、５〜２００μｍであり、より好ましくは、１０〜２００μｍであり、更に好ましくは、１０〜１００μｍである。

蛍光体層は、蛍光体を含む第１の混合液を塗布して乾燥させることで形成される。また、透光性セラミック層は、蛍光体層上に透光性セラミック材料を含む第２の混合液を付与することで、第２の混合液が蛍光体層に浸透し、これを乾燥・熱処理することで形成される。以下に、第１の混合液及び第２の混合液の組成についてまとめる。

（第１の混合液）
まず、第１の混合液の組成についてまとめる。第１の混合液は、少なくとも、蛍光体と溶剤とを含んで構成される。ここで、「混合液」と記載しているが、後述するように蛍光体５０μｍ以下の粒径を有する焼結体であり、第１の混合液は、この焼結体を一様に分散させた液体であるといえる。したがって、以下の説明では、第１の混合液を「蛍光体分散液」と呼ぶ場合がある。溶剤としては、例えば、水や有機溶剤などが用いられる。また、第１の混合液には、無機微粒子や粘土鉱物を含有することがより好ましい。以下に、第１の混合液に含有されるこれらの詳細についてまとめる。

（蛍光体）
蛍光体は、ＬＥＤ素子３からの出射光の波長（励起波長）により励起されて、励起波長とは異なる波長の蛍光を出射するものである。本実施形態では、青色ＬＥＤ素子から出射される青色光（波長４２０ｎｍ〜４８５ｎｍ）により励起され、黄色光（波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍ）を出射するＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体を使用している。

このような、ＹＡＧ蛍光体を生成するには、先ず、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇａの酸化物、または高温で容易に酸化物となる化合物を使用し、これらを化学量論比で十分に混合して混合原料を得る。或いは、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶液からシュウ酸により共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して混合原料を得る。そして、得られた混合原料にフラックスとしてフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して加圧し、成形体を得る。得られた成形体を坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時間焼成して、蛍光体の発光特性を持つ焼結体を得る。

なお、本実施形態ではＹＡＧ蛍光体を使用しているが、蛍光体の種類はこれに限定されるものではなく、例えばＣｅを含まない非ガーネット系蛍光体等の他の蛍光体を使用することもできる。また、蛍光体の粒径が大きいほど発光効率（波長変換効率）は高くなる反面、有機金属化合物との界面に生じる隙間が大きくなって形成されたセラミック層の膜強度が低下する。従って、発光効率と有機金属化合物との界面に生じる隙間の大きさを考慮し、平均粒径が１μｍ以上５０μｍ以下のものを用いることが好ましい。蛍光体の平均粒径は、例えばコールターカウンター法やレーザー回折・散乱式粒径測定装置によって測定することができる。

（無機微粒子）
無機粒子は、蛍光体と粘土鉱物との界面に生じる隙間を埋める充填効果、加熱前の混合液の粘性を増加させる増粘効果を有する。本発明に用いられる無機粒子としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の酸化物微粒子等が挙げられる。なお、セラミック材料や溶媒との相溶性を考慮して、無機粒子の表面をシランカップリング剤やチタンカップリング剤で処理したものを適宜用いることもできる。また、比表面積の大きい、多孔質の無機粒子も適宜用いることもできる。

また、第１の混合液における無機粒子の含有量が０．５重量％未満になると、第１混合液中の蛍光体などの固形成分の割合が高くなり、それらの分散性が悪化して塗布時のハンドリングが悪化したり、均一な色度で塗布したりすることが困難になる。一方、無機粒子の含有量が７０重量％を超えると無機粒子による励起光の散乱が多く発生し、波長変換部の発光輝度が低下する。従って、第１混合液において無機粒子の含有量は０．５重量％以上７０重量％以下とすることが好ましく、０．５重量％以上６５重量％以下がより好ましく、１重量％以上６０重量％以下がさらに好ましい。

無機粒子には増粘効果があるが、波長変換部中での割合が高ければ混合液の粘度が高くなるわけではなく、混合液の粘度は溶媒、蛍光体など他の成分との比率で決まる。

無機粒子の粒径分布には特に制限はなく、広範囲に分布していてもよいし、比較的狭い範囲に分布していてもよい。なお、無機粒子の粒径としては、一次粒径の中心粒径が０．００１μｍ以上５０μｍ以下であり、蛍光体より小さいものが好ましく、加熱後の波長変換部７の厚さより小さいものを用いる。無機粒子の平均粒径は、例えばコールターカウンター法によって測定することができる。

上記に示した無機微粒子を混合液中に含有させることにより、無機微粒子のアンカー効果により、密着性を高めることが可能となる。

（粘土鉱物）
粘土鉱物としては、層状ケイ酸塩鉱物のほか、イモゴライトやアロフェン等が挙げられる。層状ケイ酸塩鉱物としては、雲母構造、カオリナイト構造、スメクタイト構造などの構造を有する膨潤性粘土鉱物が好ましく、膨潤性に富むスメクタイト構造を有する膨潤性粘土鉱物がより好ましい。層状ケイ酸塩鉱物微粒子は、蛍光体分散液（即ち、第１の混合液）中においてカードハウス構造として存在し、少量で蛍光体分散液の粘度を大幅に高めることができる。また、層状ケイ酸塩鉱物微粒子は平板状を呈するため、蛍光体層の膜強度を向上させることもできる。

このような層状ケイ酸塩鉱物としては、天然または合成の、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、ハイデライト、モンモリロナイト、ノントライト、ベントナイト等のスメクタイト属粘土鉱物や、Ｎａ型テトラシリシックフッ素雲母、Ｌｉ型テトラシリシックフッ素雲母、Ｎａ型フッ素テニオライト、Ｌｉ型フッ素テニオライト等の膨潤性雲母属粘土鉱物およびバーミキュラライトやカオリナイトまたはこれらの混合物が挙げられる。

第２の混合液における粘土鉱物の含有量が０．５重量％未満になると混合液中の蛍光体などの固形分成分の割合が多くなり、それらの分散性が悪化する。一方、粘土鉱物の含有量が２０重量％を超えると粘土鉱物による励起光の散乱が多く発生し、波長変換部の発光輝度が低下する。従って、０．５重量％以上２０重量%以下が好ましい。粘度鉱物は増粘効果があるが、波長変換部中の粘度鉱物の割合が増えれば粘度が増加するわけではなく、粘度は混合液中の溶媒、蛍光体などその他の成分との比率で決まってくる。

なお、溶媒との相溶性を考慮して、粘土鉱物の表面をアンモニウム塩等で修飾（表面処理）したものを適宜用いることもできる。

（溶媒）
第一の分散液に使用する溶媒として、水、または有機溶媒、または水と有機溶媒の両方を混合し、使用することができる。

（水）
粘土鉱物を分散させることにより、混合液の粘度が増加するため、蛍光体の沈降を抑制することができる。なお、水に不純物が含まれていると膨潤を阻害するおそれがあるため、添加する水は不純物を含まない純水を用いる必要がある。

（有機溶媒）
粘土鉱物や無機粒子を分散させることにより混合液の粘度が増加するため、蛍光体の沈降を抑制することができる。溶媒に水も使用する際は水との相溶性に優れたメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類などの有機溶媒の仕様が好ましい。水を使用しないのであれば、難溶性の有機溶媒を用いることもできる。エチレングリコールやプロピレングリコール、ブタンジオールなどの沸点の高い有機溶媒を使用することにより、混合液のポットライフやスプレー塗布時のスプレー先端ノズルのつまり防止などに優位性がある。

（第１の混合液の調製）
第１の混合液の調製手順としては、単に、蛍光体や無機粒子、粘度鉱物、溶媒を混合すればよい。第１の混合液の粘度は１０〜１０００ｃＰであり、好ましくは１２〜８００ｃＰであり、さらに好ましくは２０〜６００ｃＰである。

（第２の混合液）
次に、第２の混合液の組成についてまとめる。第２の混合液は、セラミック前駆体としての金属化合物を溶媒に分散させた溶液である。したがって、以下の説明では、第２の混合液を「セラミック前駆体含有液」と呼ぶ場合がある。セラミック前駆体としての金属化合物は、透光性のセラミックスを形成することができれば金属の種類に制限はない。第２の混合液は、少なくとも、透光性セラミック材料（透明樹脂材料）と溶剤とを含んで構成される。溶剤としては、例えば、有機溶剤などが用いられる。以下に、第２の混合液に含有されるこれらの詳細についてまとめる。

（透光性セラミック前駆体）
セラミック前駆体含有液（即ち、第２の混合液）に含まれる透光性セラミック前駆体は、例えば有機金属化合物である。有機金属化合物は、ゾル−ゲル反応によって透明セラミック（好ましくはガラスセラミック）となる。生成するセラミックは、前述の蛍光体粒子、無機粒子、粘土鉱物粒子を結着させて、波長変換部を構成する。

透光性セラミック前駆体である有機金属化合物の例には、金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、硝酸塩、金属酸化物などが含まれるが、加水分解と重合反応によりゲル化し易い金属アルコキシドが好ましい。透光性のガラスセラミックを形成可能であれば金属の種類に制限はない。形成されるガラスセラミックの安定性や製造の容易性の観点から、ケイ素を含有していることが好ましい。また、複数種の有機金属化合物を組み合わせてもよい。透光性セラミック前駆体である金属アルコキシドは、テトラエトキシシランのような単分子でもよいし、有機シロキサン化合物が鎖状または環状に連結したポリシロキサンでもよいが；ポリシロキサンによれば、セラミック前駆体含有液の粘性を高めることができる。

透光性セラミック前駆体であるポリシロキサンは、アルコキシシラン、もしくはそのオリゴマー（低分子量ポリシロキサンともいう）を重合して得られる。アルコキシシランは、例えば以下の一般式（Ｉ）で表される。
Ｓｉ（ＯＲ）_ｎＹ_４−ｎ（Ｉ）
一般式（Ｉ）中、ｎはアルコキシド（ＯＲ）の数を表し、２以上４以下の整数である。また、Ｒは、それぞれ独立にアルキル基またはフェニル基を表し、好ましくは炭素数１〜５のアルキル基、またはフェニル基を表す。

上記一般式（Ｉ）式中、Ｙは、水素原子またはアルキル基を表す。アルキル基は、炭素数が１〜１０００、好ましくは５００以下、より好ましくは１００以下、さらに好ましくは５０以下、特に好ましくは６以下の脂肪族基、脂環族基、芳香族基、脂環芳香族基である。これらは、連結基として、Ｏ、Ｎ、Ｓ等の原子または原子団を有してもよい。これらの中でも特にメチル基が好ましい。Ｙがメチル基である場合には、波長変換部の耐光性及び耐熱性が良好になる。

上記一般式（Ｉ）においてＹで表される１価の有機基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等のハロゲン原子；ビニル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、スチリル基、メルカプト基、エポキシ基、エポキシシクロヘキシル基、グリシドキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホン酸基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、アシル基、アルコキシ基、イミノ基、フェニル基等の有機官能基等が含まれる。

上記一般式（Ｉ）で表されるアルコキシシランは、例えば以下の４官能のシラン化合物、３官能のシラン化合物、２官能のシラン化合物等とすることができる。
４官能のシラン化合物の例には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラペンチルオキシシラン、テトラフェニルオキシシラン、トリメトキシモノエトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、トリエトキシモノメトキシシラン、トリメトキシモノプロポキシシラン、モノメトキシトリブトキシシラン、モノメトキシトリペンチルオキシシラン、モノメトキシトリフェニルオキシシラン、ジメトキシジプロポキシシラン、トリプロポキシモノメトキシシラン、トリメトキシモノブトキシシラン、ジメトキシジブトキシシラン、トリエトキシモノプロポキシシラン、ジエトキシジプロポキシシラン、トリブトキシモノプロポキシシラン、ジメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、ジエトキシモノメトキシモノブトキシシラン、ジエトキシモノプロポキシモノブトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシモノエトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシモノブトキシシラン、ジプロポキシモノエトキシモノブトキシシラン、ジブトキシモノメトキシモノエトキシシラン、ジブトキシモノエトキシモノプロポキシシラン、モノメトキシモノエトキシモノプロポキシモノブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン等が含まれる。これらの中でもテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい。

３官能のシラン化合物の例には、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、トリペンチルオキシシラン、トリフェニルオキシシラン、ジメトキシモノエトキシシラン、ジエトキシモノメトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシシラン、ジプロポキシモノエトキシシラン、ジペンチルオキシルモノメトキシシラン、ジペンチルオキシモノエトキシシラン、ジペンチルオキシモノプロポキシシラン、ジフェニルオキシルモノメトキシシラン、ジフェニルオキシモノエトキシシラン、ジフェニルオキシモノプロポキシシラン、メトキシエトキシプロポキシシラン、モノプロポキシジメトキシシラン、モノプロポキシジエトキシシラン、モノブトキシジメトキシシラン、モノペンチルオキシジエトキシシラン、モノフェニルオキシジエトキシシラン等のモノヒドロシラン化合物；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリペンチルオキシシラン、メチルモノメトキシジエトキシシラン、メチルモノメトキシジプロポキシシラン、メチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、メチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、メチルメトキシエトキシプロポキシシラン、メチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のモノメチルシラン化合物；エチルトリメトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリペンチルオキシシラン、エチルトリフェニルオキシシラン、エチルモノメトキシジエトキシシラン、エチルモノメトキシジプロポキシシラン、エチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、エチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、エチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のモノエチルシラン化合物；プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリペンチルオキシシラン、プロピルトリフェニルオキシシラン、プロピルモノメトキシジエトキシシラン、プロピルモノメトキシジプロポキシシラン、プロピルモノメトキシジペンチルオキシシラン、プロピルモノメトキシジフェニルオキシシラン、プロピルメトキシエトキシプロポキシシラン、プロピルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のモノプロピルシラン化合物；ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリプロポキシシラン、ブチルトリペンチルオキシシラン、ブチルトリフェニルオキシシラン、ブチルモノメトキシジエトキシシラン、ブチルモノメトキシジプロポキシシラン、ブチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、ブチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、ブチルメトキシエトキシプロポキシシラン、ブチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のモノブチルシラン化合物が含まれる。これらの中でも、メチルトリメトキシシランおよびメチルトリエトキシシランがより好ましく、メチルトリメトキシシランがさらに好ましい。

２官能のシラン化合物の具体例には、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジプロポキシシラン、ジペンチルオキシシラン、ジフェニルオキシシラン、メトキシエトキシシラン、メトキシプロポキシシラン、メトキシペンチルオキシシラン、メトキシフェニルオキシシラン、エトキシプロポキシシラン、エトキシペンチルオキシシラン、エトキシフェニルオキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルメトキシエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルメトキシプロポキシシラン、メチルメトキシペンチルオキシシラン、メチルメトキシフェニルオキシシラン、エチルジプロポキシシラン、エチルメトキシプロポキシシラン、エチルジペンチルオキシシラン、エチルジフェニルオキシシラン、プロピルジメトキシシラン、プロピルメトキシエトキシシラン、プロピルエトキシプロポキシシラン、プロピルジエトキシシラン、プロピルジペンチルオキシシラン、プロピルジフェニルオキシシラン、ブチルジメトキシシラン、ブチルメトキシエトキシシラン、ブチルジエトキシシラン、ブチルエトキシプロポキシシシラン、ブチルジプロポキシシラン、ブチルメチルジペンチルオキシシラン、ブチルメチルジフェニルオキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルメトキシエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジペンチルオキシシラン、ジメチルジフェニルオキシシラン、ジメチルエトキシプロポキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルメトキシプロポキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルエトキシプロポキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジペンチルオキシシラン、ジプロピルジフェニルオキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジブチルジプロポキシシラン、ジブチルメトキシペンチルオキシシラン、ジブチルメトキシフェニルオキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、メチルエチルジプロポキシシラン、メチルエチルジペンチルオキシシラン、メチルエチルジフェニルオキシシラン、メチルプロピルジメトキシシラン、メチルプロピルジエトキシシラン、メチルブチルジメトキシシラン、メチルブチルジエトキシシラン、メチルブチルジプロポキシシラン、メチルエチルエトキシプロポキシシラン、エチルプロピルジメトキシシラン、エチルプロピルメトキシエトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルメトキシエトキシシラン、プロピルブチルジメトキシシラン、プロピルブチルジエトキシシラン、ジブチルメトキシエトキシシラン、ジブチルメトキシプロポキシシラン、ジブチルエトキシプロポキシシラン等が含まれる。中でもジメトキシシラン、ジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシランが好ましい。

セラミック前駆体含有液に含まれる、透光性セラミック前駆体であるポリシロキサンは、質量平均分子量が１０００〜３０００であることが好ましく、１２００〜２７００であることがより好ましく、１５００〜２０００であることがさらに好ましい。ポリシロキサンの質量平均分子量が１０００未満であると、セラミック前駆体含有液の粘度が低過ぎる場合がある。一方、質量平均分子量が３０００を超えると、上記粘度が高くなり、セラミック前駆体含有液が蛍光体粒子どうしの隙間等に入り込めないことがある。質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定される値（ポリスチレン換算）である。

セラミック前駆体含有液におけるポリシロキサン濃度は、１〜４０質量％であることが好ましく、２〜３０質量％がより好ましい。

セラミック前駆体含有液に含まれる、透光性セラミック前駆体の他の例には、ポリシラザン（シラザンオリゴマーともいう）が含まれる。ポリシラザンは、一般式：（Ｒ_１Ｒ_２ＳｉＮＲ_３）_ｎで表される。式中、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は、それぞれ独立して水素原子またはアルキル基、アリール基、ビニル基、シクロアルキル基を表すが、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３のうち少なくとも１つは水素原子であり、好ましくはすべてが水素原子であり、ｎは１〜６０の整数を表す。ポリシラザンの分子形状はいかなる形状であってもよく、例えば、直鎖状または環状であってもよい。

セラミック前駆体含有液におけるポリシラザン濃度は高い方が好ましいが、ポリシラザン濃度が上昇すると、セラミック前駆体含有液の保存期間が短縮する。そのため、セラミック前駆体含有液におけるポリシラザンの濃度は、５〜５０質量％であることが好ましい。

（反応促進剤）
セラミック前駆体含有液（即ち、第２の混合液）には、透光性セラミック前駆体（特に、ポリシラザン）とともに、反応促進剤が含まれていてもよい。反応促進剤は、酸または塩基などでありうる。反応促進剤の具体例には、トリエチルアミン、ジエチルアミン、Ｎ,Ｎ-ジエチルエタノールアミン、Ｎ,Ｎ-ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミンなどの塩基や、塩酸、シュウ酸、フマル酸、スルホン酸、酢酸や、ニッケル、鉄、パラジウム、イリジウム、白金、チタン、アルミニウムを含む金属のカルボン酸塩などが含まれるが、これに限られない。特に好ましい反応促進剤は金属カルボン酸塩である。ポリシラザンとともに含まれる場合、好ましい含有量は、ポリシラザンを基準にして０．０１〜５ｍｏｌ％である。

（溶媒）
セラミック前駆体含有液（即ち、第２の混合液）には、溶媒が含まれてもよい。セラミック前駆体溶液に含まれる溶媒は、透光性セラミック前駆体を分散もしくは溶解可能なものであれば特に制限はない。例えば水との相溶性に優れた水性溶媒であってもよく、また、水との相溶性が低い非水性溶媒であってもよい。具体的には、蛍光体含有液に含まれる溶媒と同様でありうる。

セラミック前駆体含有液に含まれる透光性セラミック前駆体が、ポリシロキサンである場合、セラミック前駆体含有液には、溶媒として水が含まれることが好ましい。水が含まれると、十分にポリシロキサンが加水分解され、緻密な膜が形成される。水の含有量は、ポリシロキサン１００質量部に対して、１０〜１２０質量部が好ましく、より好ましくは８０〜１００質量部である。水の含有量が少な過ぎるとポリシロキサンが十分に加水分解されない。一方、水の量が過剰であると、セラミック前駆体含有液の保存安定性が低下する。

（塗布装置）
次に、第１の混合液及び第２の混合液の塗布に用いる塗布装置について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る塗布装置の構成を示した概略図である。この塗布装置は、ＬＥＤ基板１上に設置されたＬＥＤ素子３に、上述した第１の混合液及び第２の混合液を塗布するための塗布装置である。

図２に示すように、本実施形態に係る塗布装置２００は、移動台２６０と、上述した第１の混合液及び第２の混合液のそれぞれを噴霧可能なスプレー装置２４０とを含んで構成される。スプレー装置２４０は、移動台２６０の情報に配置されている。また、移動台２６０は、スプレー装置２４０に対して相対的に、上下、左右、前後に移動可能に構成されている。この移動台２６０に、ＬＥＤ素子３が設置されたＬＥＤ基板１が配置される。これにより、ＬＥＤ基板１を、スプレー装置２４０に対して相対的に、上下、左右、前後に移動させることが可能となる。

スプレー装置２４０はエアーが送り込まれるノズル２５０を有しており、ノズル２５０にはエアーを送り込むためのエアーコンプレッサー（図示を省略する）が接続されている。ノズル２５０の先端部の孔径は２０μｍ〜２ｍｍであり、好ましくは０．１〜１．５ｍｍである。ノズル２５０は、移動台２６０に対して、相対的に上下，左右，前後に移動可能となっている。

ノズル２５０としては、例えば、アネスト岩田社製スプレーガンＷ−１０１−１４２ＢＰＧが使用される。また、コンプレッサーとしては、例えば、アネスト岩田社製ＯＦＰ−０７１Ｃがそれぞれ使用される。

ノズル２５０は角度調整も可能であり、移動台２０（またはこれに設置されるＬＥＤ基板１）に対し傾斜させることができるようになっている。被噴射物（ＬＥＤ基板１）に対するノズル２５０の角度は、当該被噴射物から垂直方向を０°とした場合、０〜７０°の範囲であることが好ましい。

ノズル２５０には連結管２３０を介してタンク２１０が接続されている。タンク２１０には塗布物である混合液２２０（即ち、第１の混合液または第２の混合液）が貯留されている。タンク２１０には撹拌子が入っており、混合液２２０が常に撹拌されている。このような構成とすることで、例えば、混合液２２０としての第１の混合液を撹拌して、比重の大きい蛍光体の沈降を抑止し、蛍光体が第１の混合液中で分散した状態を保持することが可能となる。このタンク２１０としては、例えば、アネスト岩田社製ＰＣ−５１が使用される。

（第１の混合液の塗布）
次に、上述した塗布装置を用いて、ＬＥＤ基板１上に配置されたＬＥＤ素子３に第１の混合液を塗布する方法について説明する。まず、移動台２６０上に、被塗布物であるＬＥＤ基板１を配置する。このとき、移動台２６０上に複数のＬＥＤ基板１を配置し、１回の塗布工程で複数のＬＥＤ基板１に対して塗布物（即ち、第１の混合液）を塗布できるようにしてもよい。

移動台２６０上にＬＥＤ基板１を配置したら、移動台２６０及びノズル２５０を相対的に移動させることで、ＬＥＤ基板１とノズル２５０との間の位置関係を調整する。具体的には、例えば、ＬＥＤ基板１とノズル２５０の先端部とを対向配置する。ＬＥＤ基板１とノズル２５０との距離を離すほど塗布物を均一に塗布することが可能であるが、膜強度が低下する傾向もある。そのため、ＬＥＤ基板１とノズル２５０の先端部との距離は２〜３０ｃｍの範囲に保持することが望ましい。

次に、ＬＥＤ基板１とノズル２５０とを互いに相対移動させながら、ノズル２５０から第１の混合液を噴射することで、ＬＥＤ基板１上に設置されたＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布する（噴射・塗布工程）。

なお、ＬＥＤ基板１とノズル２５０との間の相対位置を変更可能であれば、移動台２６０及びノズル２５０のいずれ（または双方）を移動させてもよい。また、移動台２６０の移動方向と直交する方向にＬＥＤ基板１を複数配置し、ノズル２５０を移動台２６０の移動方向と直交する方向に移動させながら塗布する方法も好ましく用いられる。

また、ノズル２５０にエアーを送り込むことで、混合液２２０をノズル２５０の先端部からＬＥＤ基板１に向けて噴射する。ＬＥＤ基板１とノズル２５０との距離についてはエアーコンプレッサーの圧力を考慮して上記の範囲で調整する。なお、コンプレッサーの圧力は、例えば、ノズル２５０の入り口部（先端部）の圧力が０．１４ＭＰａとなるように調整する。

なお、ＬＥＤ素子３の発光面上において６０％以上９５％以下の領域が覆われるように波長変換部５を設けるためには、ステンシルまたはテープのマスク３００をＬＥＤ素子３上に乗せて混合液２２０を塗布し、後にマスクを除去する方法がある。

また、マスク３００を使わずに、波長変換部５に覆われていない箇所を設けることもできる。この場合には、混合液２２０の粘土や乾燥性を調整し、ＬＥＤ素子３の発光面上において６０％以上９５％以下の領域が覆われるように混合液２２０を塗布して、これを乾燥させればよい。このようにマスクを用いない場合には、塗布された第１の混合液が乾燥するまでの間に、波長変換部５で被覆する領域の外部に第１の混合液が流れ出さないように、第１の混合液の粘度及び乾燥性を調整する。また、マスクを用いない場合には、第１の混合液の乾燥性に応じて、第１の混合液が塗布された領域の外縁が乾燥時に収縮し、波長変換部５の外縁の厚さが中心よりも薄く形成される場合がある。そのため、この乾燥による収縮も考慮して、第１の混合液の粘度及び乾燥性を調整するとよい。また、この場合の塗布条件としては、例えば、マスク３００を使用する際の塗布条件に比べて、スプレー圧を下げる、距離を短くする、または混合液２２０の組成を変える方法があり、これらは適宜組み合わせてもよい。

以上の操作により、第１の混合液を、ＬＥＤ素子３の発光面上において６０％以上９５％以下の領域が覆われるよう（換言すると、ＬＥＤ素子３上に波長変換部５に覆われていない箇所を設けるように）塗布することができる。この塗布後の第１の混合液を加熱し乾燥させることで、波長変換部５中の蛍光体層を形成される。

（第２の混合液の塗布）
第２の混合液を塗布する場合には、第１の塗布液を塗布した場合と同様にして、塗布装置２００を用いて第１の混合液を塗布して作成した蛍光体層上に塗布する。この塗布後の第２の混合液を加熱し乾燥させることで、波長変換部５が形成される。

以上のように、第１の混合液中に粘土鉱物を含有することで、第１の混合液を塗布・乾燥させ形成した蛍光体層の強度が向上し、蛍光体層の剥離を防止することができ、ひいては製造後の発光装置１００において色度のバラツキの発生を抑制することができる。

なお、塗布装置２００に代えて、ディスペンサーやインクジェット装置を用いて第１の混合液及び第２の混合液を塗布（滴下または吐出）するようにしてもよい。

ディスペンサーを使用する場合には、塗布液の滴下量を制御可能であり、蛍光体などのノズル詰まりが発生しないようなノズルを用いることが好ましい。具体的な一例として、武蔵エンジニアリング社製の非接触ジェットディスペンサーや同社のディスペンサーを用いることができる。

インクジェット装置を使用する場合も、塗布液の吐出量を制御可能であり、蛍光体などのノズル詰まりが発生しないようなノズルを用いる。具体的な一例として、コニカミノルタＩＪ社製のインクジェット装置を用いることができる。

なお、上記では、第１の混合液と第２の混合液とに分けて塗布する場合（２液処方）について説明したが、蛍光体分散液にセラミック前駆体も混合させた混合液を塗布すること（１液処方）で波長変換部５を形成してもよい。この場合においても、上述した塗布装置２００及び塗布方法により、混合液を塗布すればよい。

なお、蛍光体、粘土鉱物、及び無機粒子の粒径は加熱後の波長変換部の厚さよりも小さいものを使用することが望ましい。

また、ＬＥＤ基板１の上面に接続用の電極が露出している場合には、その上から波長変換部やセラミック層をスプレーしてしまうと、通電しなくなる場合がある。そのため、このような場合には、ＬＥＤ基板１上にマスクをして必要箇所にのみ塗布することが望ましい。

なお、本発明ではＬＥＤ素子３の発光面上の一部（５％〜４０％）を波長変換部５で覆わない構成としている。そのため、発光装置から出射される光の色度を所望の値（例えば、０．３３）に調整する場合には、波長変換部５内での２次発光により出射される光の量を調整する必要がある。具体的には、波長変換部５の厚みを調整する、即ち、波長変換部５の被覆率が低い場合には、波長変換部５の厚みを厚くすることで、波長変換部５から出射される光のうち２次発光による光の量の割合を多くする。例えば、色度を０．３３に調整する場合には、ＬＥＤ素子３上の波長変換部５の被覆率が低い場合（例えば、６０％以下の場合）には、波長変換部５を厚く形成する必要がある。しかしながら、波長変換部５に閉じ込められて、波長変換部５の外部に出射しない光（即ち、二次発光により発生した光や青色光として出射されるＬＥＤ素子３からの光の一部）の量が増加して、その分だけ輝度が低下する。一方、被覆率が高すぎる場合（例えば、９５％以上の場合）には、青色光が効率良く取り出せず、輝度が低下する。

次に、本発明の実施例について説明する。ここでは、上面のサイズが１ｍｍ角のＬＥＤ素子３を使用し、条件を変えて波長変換部５を形成することで複数のサンプルを生成して、後述する、実施例１〜１１、比較例１、及び比較例２とした。

なお、各サンプルは、出射される光の色度が所望の値（ここでは、０．３３とした）となるように波長変換部５の厚みを調整する。具体的には、色空間をＸＹＺ座標系で表したＣＩＥ−ＸＹＺ表色系で、ある点と原点を結ぶ直線が平面ｘ＋ｙ＋ｚ＝１と交わる点で定義される。同一の黄色蛍光体と青色LEDチップを使用した場合、色度は発光波長である黄色と励起波長である青を結ぶ直線にのるため、色度はxの値で示し、ｙとｚは調略する。白色光の色度は（ｘ，ｙ）が（０．３３，０．３３）であり、色度がこの値に近いほど白色光に近くなる。ｘ座標の値が小さくなると青色がかった白色になり、ｘ座標の値が大きくなると黄色がかった白色になる。

そのうえで、サンプルごとに出射される光の輝度を、分光放射輝度計（ＣＳ−１０００Ａ、コニカミノルタセンシング社製）を用いて測定して、その測定結果を評価した。なお、輝度の評価方法としては、後述する比較例１を基準として、各実施例及び比較例の輝度を相対評価し、輝度が向上している場合は「○」、同じ場合は「△」、低下している場合は「×」とした。

次に、実施例１〜７、比較例１、及び比較例２のそれぞれについて、サンプルを作製するうえでの具体的な条件と、評価結果についてまとめる。これらの評価結果については、図３にまとめる。図３は、実施例１〜７、比較例１、及び比較例２の各条件と評価結果をまとめた表である。

なお、ＬＥＤ素子３上の波長変換部５による被覆率は、発光素子全体の顕微鏡写真を撮影し、その写真の中で発光素子の縦横をそれぞれ２０分割して計４００のマス目を作り、そのマス目において、波長変換部がないマス目をｘ個とし、全マス目中での割合ｘ/４００から求める。なお、マス目上に一部でも波長変換部５が存在するものはカウントしないこととしている。

（実施例１）
実施例１におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。まず、蛍光体（ＹＡＧ４０５Ｃ２０５、粒度分布Ｄ５０が２０．５μm、根本特殊化学社製）１ｇと、合成雲母（ＭＫ−１００、コープケミカル社製）０．０５ｇ、ＲＸ３００（1次粒子の平均粒径が７ｎｍシリル化処理無水シリカ、日本アエロジル社製）０．０５ｇ、プロピレングリコール１ｇ、ＩＰＡ０．５ｇとを混合して、第1の混合液を作成した。

本実施例では、ＬＥＤ素子３上に０．７２ｍｍ角の穴のあいたマスクをし、この第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度５５ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

蛍光体層を形成したら、ポリシロキサン分散液（ポリシロキサン１４質量％、ＩＰＡ８６質量％）からなる第２の混合液を、この蛍光体層の上からスプレー塗布する。このときの塗布条件は、スプレー圧０．１ＭＰａ、ステージロボットの移動速度１００ｍｍ／ｓとしている。蛍光体層上に第２の混合液を塗布したら、１５０℃で１時間焼成することで蛍光体層の蛍光体を固着させ、波長変換部５を形成する。この波長変換部５が形成された発光装置１００をサンプルとした。

本実施例において、波長変換部５によるＬＥＤ素子３上の被覆率は、図３に示すように６０％である。また、ＬＥＤ素子３の上面の外縁は、波長変換部５により被覆されておらず、この領域はＬＥＤ素子３が露出している。また、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心部と同じである。また、形成された波長変換部５には、一様に蛍光体が分布しており、蛍光体が存在しない空隙部は存在しない。

実施例１の輝度は、後述する比較例１を１００％とした場合に、１０１％であった。即ち、評価結果は「○」である。

（比較例１）
次に、比較例１におけるサンプルの具体的な作製条件について説明する。なお、前述したように、この比較例１が他の実施例を評価する際の基準となる。比較例１では、第１の混合液として、実施例１と同様のものを用いる。これを、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３の上面全体が被覆されるように、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度１００ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、５０℃で１時間乾燥させ蛍光体層を形成した。

蛍光体層を形成したら、実施例１と同様の組成の第２の混合液を、この蛍光体層の上からスプレー塗布する。このときの塗布条件は、スプレー圧０．１ＭＰａ、ステージロボットの移動速度１００ｍｍ／ｓとしている。蛍光体層上に第２の混合液を塗布したら、１５０℃で１時間焼成することで蛍光体層の蛍光体を固着させ、波長変換部５を形成する。この波長変換部５が形成された発光装置１００をサンプルとした。

（実施例２）
次に、実施例２におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例において使用する第１の混合液及び第２の混合液の組成は、実施例１と同様である。

本実施例では、ＬＥＤ素子３上に０．７５ｍｍ角の穴のあいたマスクをし、第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度６０ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

蛍光体層を形成したら、第２の混合液を、この蛍光体層の上からスプレー塗布する。このときの塗布条件は、スプレー圧０．１ＭＰａ、ステージロボットの移動速度１００ｍｍ／ｓとしている。蛍光体層上に第２の混合液を塗布したら、１５０℃で１時間焼成することで蛍光体層の蛍光体を固着させ、波長変換部５を形成する。この波長変換部５が形成された発光装置１００をサンプルとした。

本実施例において、波長変換部５によるＬＥＤ素子３上の被覆率は、図３に示すように６３％である。また、ＬＥＤ素子３の上面の外縁は、波長変換部５により被覆されておらず、この領域はＬＥＤ素子３が露出している。また、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心部と同じである。また、形成された波長変換部５には、一様に蛍光体が分布しており、蛍光体が存在しない空隙部は存在しない。

実施例２の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、１０１％であった。即ち、評価結果は「○」である。

（実施例３）
次に、実施例３におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例において使用する第１の混合液及び第２の混合液の組成は、実施例１と同様である。

本実施例では、ＬＥＤ素子３上に０．７８ｍｍ角の穴のあいたマスクをし、第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度６５ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

本実施例において、波長変換部５によるＬＥＤ素子３上の被覆率は、図３に示すように７０％である。また、ＬＥＤ素子３の上面の外縁は、波長変換部５により被覆されておらず、この領域はＬＥＤ素子３が露出している。また、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心部と同じである。また、形成された波長変換部５には、一様に蛍光体が分布しており、蛍光体が存在しない空隙部は存在しない。

実施例３の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、１０３％であった。即ち、評価結果は「○」である。

（実施例４）
次に、実施例４におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例において使用する第１の混合液及び第２の混合液の組成は、実施例１と同様である。

本実施例では、ＬＥＤ素子３上に０．８ｍｍ角の穴のあいたマスクをし、第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度７０ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

本実施例において、波長変換部５によるＬＥＤ素子３上の被覆率は、図３に示すように７５％である。また、ＬＥＤ素子３の上面の外縁は、波長変換部５により被覆されておらず、この領域はＬＥＤ素子３が露出している。また、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心部と同じである。また、形成された波長変換部５には、一様に蛍光体が分布しており、蛍光体が存在しない空隙部は存在しない。

実施例４の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、１０５％であった。即ち、評価結果は「○」である。

（実施例５）
次に、実施例５におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例において使用する第１の混合液及び第２の混合液の組成は、実施例１と同様である。

本実施例では、ＬＥＤ素子３上に０．９３ｍｍ角の穴のあいたマスクをし、第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度８０ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

本実施例において、波長変換部５によるＬＥＤ素子３上の被覆率は、図３に示すように８５％である。また、ＬＥＤ素子３の上面の外縁は、波長変換部５により被覆されておらず、この領域はＬＥＤ素子３が露出している。また、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心部と同じである。また、形成された波長変換部５には、一様に蛍光体が分布しており、蛍光体が存在しない空隙部は存在しない。

実施例５の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、１０４％であった。即ち、評価結果は「○」である。

（実施例６）
次に、実施例６におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例において使用する第１の混合液及び第２の混合液の組成は、実施例１と同様である。

本実施例では、ＬＥＤ素子３上に０．９６ｍｍ角の穴のあいたマスクをし、第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度８５ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

実施例６の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、１０２％であった。即ち、評価結果は「○」である。

（比較例２）
次に、比較例２におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例において使用する第１の混合液及び第２の混合液の組成は、実施例１と同様である。

本実施例では、ＬＥＤ素子３上に０．６５ｍｍ角の穴のあいたマスクをし、第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度５０ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

本実施例において、波長変換部５によるＬＥＤ素子３上の被覆率は、図３に示すように５０％である。また、ＬＥＤ素子３の上面の外縁は、波長変換部５により被覆されておらず、この領域はＬＥＤ素子３が露出している。また、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心部と同じである。また、形成された波長変換部５には、一様に蛍光体が分布しており、蛍光体が存在しない空隙部は存在しない。

比較例２の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、８６％であった。即ち、評価結果は「×」である。

実施例１〜８、及び比較例２を比較した場合、被覆率が７５％である実施例４が最も輝度が高い結果となった。また、被覆率が５０％である比較例２は、輝度が８６％となり、比較例１に比べて低下している。以上の結果から、ＬＥＤ素子３上における波長変換部５の被覆率が６０％以上９５％以下である場合に輝度が向上し、被覆率が７０％以上９３％以下である場合がより好ましい。

（実施例９）
次に、実施例９におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例において使用する第１の混合液及び第２の混合液の組成は、実施例１と同様である。

本実施例では、ＬＥＤ素子３上に０．１８ｍｍ角のテープを複数貼り付けることでマスクとし、第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度７０ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

本実施例において、波長変換部５によるＬＥＤ素子３上の被覆率は、図３に示すように７５％である。また、ＬＥＤ素子３の上面の外縁は、波長変換部５により被覆されている。また、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心部と同じである。また、形成された波長変換部５には、蛍光体が存在しない空隙部（テープによりマスクされた部分）が存在する。

実施例５の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、１０３％であった。即ち、評価結果は「○」である。

実施例９を実施例２と比較した場合、波長変換部５による被覆率はどちらも７５％であるが、その輝度は、本実施例が１０３％であるのに対して、実施例２が１０５％である。このことから、ＬＥＤ素子３上面の外縁に、波長変換部５で被覆されていない領域を設ける方が、効率良く輝度を向上させることが可能となることがわかる。

（実施例１０）
次に、実施例１０におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例では、蛍光体１ｇと、合成雲母０．０５ｇ、ＲＸ３００を０．０５ｇ、プロピレングリコール１．３ｇ、ＩＰＡ０．２ｇとを混合して、第1の混合液を作成した。なお、蛍光体、合成雲母、及びＲＸ３００については、実施例１と同様のものを使用している。また、第２の混合液は、実施例１と同様のものを使用する。

本実施例では、第１の混合液を、上述した塗布装置２００（図２参照）を用いて、ＬＥＤ素子３上にスプレー塗布した。なお、このときの塗布条件は、スプレー圧０．２ＭＰａ、ステージロボット（移動台２６０）の移動速度７０ｍｍ／ｓとしている。ＬＥＤ素子３上に第１の混合液を塗布したら、マスクを除去してから１５０℃で１５分間乾燥させ蛍光体層を形成した。

蛍光体層を形成したら、第２の混合液を、この蛍光体層の上からスプレー塗布する。このときの塗布条件は、スプレー圧０．１ＭＰａ、ステージロボットの移動速度１００ｍｍ／ｓとしている。蛍光体層上に第２の混合液を塗布したら、１５０℃で１時間焼成することで蛍光体層の蛍光体を固着させ、波長変換部５を形成する。この波長変換部５が形成された発光装置１００をサンプルとした。なお、本実施例では、第１の混合液及び第２の混合液の乾燥時に、これらの外縁部が収縮し、ＬＥＤ素子３の外縁が波長変換部５に覆われずに露出している。また、この収縮により、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心の厚さよりも薄く形成されている。

本実施例において、波長変換部５によるＬＥＤ素子３上の被覆率は、図３に示すように７５％である。また、ＬＥＤ素子３の上面の外縁は、波長変換部５により被覆されておらず、この領域はＬＥＤ素子３が露出している。また、波長変換部５の外縁の厚さは、波長変換部５の中心部よりも薄く形成されている。また、形成された波長変換部５には、一様に蛍光体が分布しており、蛍光体が存在しない空隙部は存在しない。

実施例１０の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、１０４％であった。即ち、評価結果は「○」である。

（実施例１１）
次に、実施例１１におけるサンプルの具体的な作製条件と、その評価結果について説明する。本実施例では、蛍光体粒子１ｇと合成スメクタイト（ルーセンタイトＳＷＮコープケミカル社製）０．０５ｇ、平均粒径１０μｍのシリル化シリカ（ＶＭ−２２７０、東レダウコーニング社製）０．０５ｇ、プロピレングリコール１ｇ、イソプロピルアルコール０．５ｇとを混合し、第１の混合液を作成した。なお、蛍光体については、実施例１と同様のものを使用している。また、第２の混合液は、実施例１と同様のものを使用する。

実施例１１の輝度は、比較例１を１００％とした場合に、１０６％であった。即ち、評価結果は「○」である。

以上のように、この発明に係る発光装置１００は、ＬＥＤ素子３上に波長変換部５で覆われていない部分を設けている。このような構成にすることで、ＬＥＤ素子３から出射される光の一部は、波長変換部５に入射せずそのまま出射される。これにより、波長変換部５内に閉じ込められる光（即ち、二次発光により発生した光や青色光として出射されるＬＥＤ素子３からの光の一部）の割合が低減し、輝度を向上させることが可能となる。

１ＬＥＤ基板
２メタル部
３ＬＥＤ素子
４突起電極
５波長変換部
１００発光装置

Claims

所定波長の光を発光面から出射する発光素子と、
前記発光面から出射された光により励起されて、当該光とは異なる波長の蛍光を出射する波長変換部と、
を備えた発光装置であって、
前記波長変換部は、蛍光体、粘土鉱物、及び無機微粒子を含む透光性セラミックを含んで構成され、前記発光素子の発光面の６０％以上９５％以下の領域を覆っていることを特徴とする発光装置。
前記波長変換部は、前記発光素子の発光面の７０％以上９３％以下の領域を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記波長変換部は、前記発光面の中心を覆い、その外縁を覆っていないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
前記波長変換部は、前記発光面の中心に対応する部分の厚さが、前記発光面の前記外縁に近い部分の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
所定波長の光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光により励起されて、当該光とは異なる波長の蛍光を出射する波長変換部と、
を備えた発光装置の製造方法であって、
前記発光素子の発光面の６０％以上９５％以下の領域が露出するように、当該発光面の一部をマスクする工程と、
マスク上から、蛍光体、粘土鉱物、無機微粒子、及び溶媒を含む第１の混合液を塗布し、乾燥させることで、蛍光体層を形成する工程と、
透光性のセラミック前駆体と溶媒とを含む第２の混合液を、前記蛍光体層上に塗布し、焼成することで、前記蛍光体層を含む波長変換部を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法。
所定波長の光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光により励起されて、当該光とは異なる波長の蛍光を出射する波長変換部と、
を備えた発光装置の製造方法であって、
蛍光体、粘土鉱物、無機微粒子、及び溶媒を含む第１の混合液を、前記発光素子の発光面の外縁が露出するように前記外縁以外に塗布し、乾燥させることで、蛍光体層を形成する工程と、
透光性のセラミック前駆体を溶媒に分散させた第２の混合液を、前記蛍光体層上に塗布し、焼成することで、前記蛍光体層を含む波長変換部を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法。