JP2016050208A - 蛍光体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率が高い蛍光体及びその製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る蛍光体の製造方法は、複数の原料を混合し、原料混合物を作製する工程と、前記原料混合物を焼成することにより焼成物を形成する工程と、前記焼成物に前記複数の原料に対して溶解度が相互に異なる溶解液を接触させる工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、蛍光体及びその製造方法に関する。

蛍光体は、各種の発光装置や波長変換装置に用いられる。例えば、近年、次世代の光源として、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）と蛍光体とを用いたＬＥＤランプは、ＰＣ周辺機器、ＯＡ機器、及び携帯機器などの各種表示装置や照明装置などに広く用いられ始めている。これらＬＥＤランプは、高効率化が望まれており、ＬＥＤランプの高効率化には、蛍光体の発光効率の向上が有効である。そのため、発光効率がより高い蛍光体に関する研究、開発が盛んに行われている。

特開２０１３―１２７０６１号公報 国際公開第２０１１／０２４２９６号

実施形態の目的は、発光効率が高い蛍光体及びその製造方法を提供することである。

実施形態に係る蛍光体は、表面の少なくとも一部に、発光光の波長以下の周期の凹凸が形成されている。

実施形態に係る蛍光体の製造方法は、複数の原料を混合し、原料混合物を作製する工程と、前記原料混合物を焼成することにより焼成物を形成する工程と、前記焼成物に前記複数の原料に対して溶解度が相互に異なる溶解液を接触させる工程と、を備える。

（ａ）は、第１の実施形態に係る蛍光体を例示する断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す部分Ａの拡大図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す四面体構造１０の分子構造を例示する模式図である。 第１の実施形態に係る蛍光体の製造方法を例示するフローチャート図である。 実施例４に係る蛍光体の表面を例示するＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）写真である。 （ａ）は、実施例４に係る蛍光体の表面の一部分を例示するＡＦＭ（Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡）像であり、（ｂ）は、横軸に蛍光体の表面に沿った位置をとり、縦軸に高さ方向の位置をとって、（ａ）に示す線Ｂにおける凹凸を例示するグラフ図であり、（ｃ）は、実施例４に係る蛍光体の表面の他の一部分を例示するＡＦＭ像であり、（ｄ）は、横軸に蛍光体の表面に沿った位置をとり、縦軸に高さ方向の位置をとって、（ｃ）に示す線Ｃにおける凹凸を例示するグラフ図である。 比較例１に係る蛍光体の表面を例示するＳＥＭ写真である。 （ａ）は、比較例１に係る蛍光体の表面の一部分を例示するＡＦＭ像であり、（ｂ）は、（ａ）に示す部分Ｄの表面を例示する拡大ＡＦＭ像であり、（ｃ）は、横軸に蛍光体の表面に沿った位置をとり、縦軸に高さ方向の位置をとって、（ｂ）に示す線Ｅにおける凹凸を例示するグラフ図である。 （ａ）は、比較例１に係る蛍光体の表面の他の一部分を例示するＡＦＭ像であり、（ｂ）は、横軸に蛍光体の表面に沿った位置をとり、縦軸に高さ方向の位置をとって、（ａ）に示す線Ｆにおける凹凸を例示するグラフ図である。 横軸にサンプルをとり、縦軸に蛍光体の発光効率をとって、フッ化水素酸処理が発光効率に及ぼす影響を例示するグラフ図である。 （ａ）は、比較例２に係る蛍光体を例示する断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す部分Ｇの拡大図である。 比較例２に係る蛍光体のフッ化水素酸処理前の表面を例示するＳＥＭ写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、比較例２に係る蛍光体のフッ化水素酸処理後の表面を例示するＳＥＭ写真である。 第２の実施形態に係る発光装置を例示する断面図である。 第３の実施形態に係る発光装置を例示する断面図である。 （ａ）は、第４の実施形態に係る発光装置を例示する斜視図であり、（ｂ）は、その断面図であり、（ｃ）は、そのリードフレーム及び透明樹脂体を例示する平面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係る蛍光体を例示する断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す部分Ａの一部拡大断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す四面体構造１０の分子構造を例示する模式図である。

以下、蛍光体１００の組成例について説明する。
蛍光体１００は、後述する所定の金属元素Ｍ、発光中心元素Ｒ、アルミニウム、ケイ素、酸素及び窒素を含む。蛍光体１００の組成は、例えば下記化学式１を満たす。下記化学式１において、係数ｘ、ｙ、ｚ、ｕ及びｗは、それぞれ下記の関係を満たす係数である。

０＜ｘ≦１
−０．１≦ｙ≦０．１５
−１≦ｚ≦１
−１＜ｕ−ｗ≦１

(化１)
（Ｍ_１−ＸＲ_Ｘ）_３−ｙＳｉ_１３−ｚＡｌ_３＋ｚＯ_２＋ｕＮ_２１−ｗ

金属元素Ｍは、ＩＡ族元素、ＩＩＡ族元素、アルミニウムを除くＩＩＩＡ族元素、ＩＩＩＢ族元素、希土類元素、及び、ケイ素を除くＩＶＡ族元素からなる群から選択された１種以上の金属元素である。

発光中心元素Ｒは、ユウロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、マンガン（Ｍｎ）、テルビウム（Ｔｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、サマリウム（Ｓｍ）、ツリウム（Ｔｍ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ヒ素（Ａｓ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、アンチモン（Ｓｂ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）、タリウム（Ｔｌ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）及び鉄（Ｆｅ）からなる群より選択された１種以上の元素である。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る蛍光体１００においては、粒状の蛍光体１００の表面に微細な凹凸αが少なくとも一部分に形成されている。表面の微細な凹凸αの周期は、蛍光体１００が発光する光の波長以下の周期である。
蛍光体１００は、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）を含む。蛍光体１００において、サイアロンは、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）により四面体構造１０を形成している。蛍光体１００は、複数の四面体構造１０が互いの頂点を共有したネットワーク構造の隙間にストロンチウム（Ｓｒ）などの金属元素Ｍ、及びセリウム（Ｃｅ）などの発光中心元素Ｒが配置されることで形成されている。
したがって、金属元素Ｍ及び発光中心元素Ｒの周りには、ケイ素と酸素が存在比１：２で存在しているＳｉＯ_２領域、アルミニウムと酸素が存在比２：３で存在しているＡｌ_２Ｏ_３領域、ケイ素と窒素が主成分であるＳｉＮ領域、及びアルミニウムと窒素が主成分であるＡｌＮ領域が混在している。
そして、フッ化水素酸への溶解度は、高いものから順に、ＳｉＯ_２領域、ＳｉＮ領域、Ａｌ_２Ｏ_３領域、ＡｌＮ領域となる。このことから、蛍光体１００の金属元素Ｍ及び発光中心元素Ｒの周りは、フッ化水素酸への溶解度がそれぞれで異なる領域で形成されていると推測される。

また、図１（ｃ）に示すように、四面体構造１０は、アルミニウム又はケイ素を中心とし、酸素又は窒素を四面体構造１０の各頂点とすることで形成されている。

次に、本実施形態に係る蛍光体の製造方法について説明する。
図２は、本実施形態に係る蛍光体の製造方法を例示するフローチャート図である。

先ず、図２のステップＳ１に示すように、出発原料を用意する。出発原料としては、例えば、Ｓｒ_３Ｎ_２、ＥｕＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ_２Ｏ_３及びＡｌＮを用意し、これらを混合する。より具体的には、上述の各原料をアルゴン（Ａｒ）を封入したバキュームグローブボックス中で秤量し、Ｓｒ_３Ｎ_２を２．５００ｇ、ＥｕＮを０．６４７ｇ、Ｓｉ_３Ｎ_４を５．９８７ｇ、Ａｌ_２Ｏ_３を０．７４８ｇ、ＡｌＮを０．７１０ｇとした後、めのう乳鉢内で乾式混合する。

次に、ステップＳ２に示すように、ステップＳ１で乾式混合した出発原料を非酸化雰囲気中で焼成し、中間焼成物を得る。具体的には、乾式混合した出発原料を窒化ホウ素製るつぼ内に投入し、７．５気圧の窒素（Ｎ_２）雰囲気中で、１８５０℃の温度で４時間焼成する。これにより、設計組成が（Ｓｒ_０．８７Ｅｕ_０．１３）_３Ｓｉ_１２．８Ａｌ_３．２Ｏ_２．２Ｎ_２０．８である中間焼成物を得る。

次に、ステップＳ３に示すように、ステップＳ２で作製した中間焼成物を還元雰囲気中で焼成する。具体的には、中間焼成物を蓋付き容器、例えば、蓋付きの窒化ホウ素製のるつぼ内に封入し、この蓋付き容器を、それよりも一回り大きく中蓋及び外蓋を備えた外套容器、例えば、窒化ホウ素製るつぼ内に格納した後、蓋をする。次に、中間焼成物が封入された外套容器を、例えば、１気圧のＮ_２／Ｈ_２雰囲気中で、１５００℃の温度で１２時間焼成する。これにより、焼成物として蛍光体１００が作製される。

次に、ステップＳ４に示すように、フッ化水素酸処理を行う。すなわち、蛍光体１００をフッ化水素酸（ＨＦ）に接触させる。具体的には、蛍光体１００を、濃度が例えば１〜５質量％のフッ化水素酸水溶液中に浸漬させ、撹拌しながら５〜３０分間程度保持する。これにより、蛍光体１００の表面に微細な凹凸αが形成される。

次に、ステップＳ５に示すように、蛍光体１００を乾燥させる。具体的には、蛍光体１００をフッ化水素酸水溶液中から取り出し、脱水した後、例えば２００℃の温度まで加熱する。これにより、蛍光体１００に付着した余分な水分が除去される。このようにして、本実施形態に係る蛍光体１００が製造される。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、蛍光体１００の表面に微細な凹凸αが形成されている。微細な凹凸αによって、蛍光体１００の表面の少なくとも一部に、微細な網目形状が形成される。この結果、モスアイ（Moth-Eye）効果により、光取り出し効率が向上する。
微細な凹凸αは、図２のステップＳ４に示す工程において、蛍光体１００をフッ化水素酸に接触させることで形成される。これは、蛍光体１００が含む複数の化合物のフッ化水素酸への溶解度がそれぞれ異なるため、蛍光体１００の表面がフッ化水素酸により不均一に溶解されるためであると推定される。
これにより、蛍光体１００の発光効率が向上する。

なお、本実施形態に係る蛍光体の製造方法としては、発光中心元素Ｒとしてユウロピウムを用いた場合を示したが、上述したようにセリウム（Ｃｅ）などの発光中心元素Ｒを用いてもよい。
また、本実施形態に係る蛍光体の製造方法は、蛍光体の複数の原料を混合し、原料混合物を作製する工程と、この原料混合物を焼成することにより焼成物を形成する工程と、この焼成物に複数の原料に対して溶解度が相互に異なる溶解液を接触させる工程とを備えていればよい。したがって、本実施形態に示したサイアロン蛍光体をフッ化水素酸を用いてウェット処理する例には限定されない。

（試験例）
以下、本実施形態の効果を、試験例を参照して説明する。

先ず、上述の第１の実施形態によって説明した方法により、６種類の蛍光体を製造した。このとき、１種類の蛍光体は、比較例１として、フッ化水素酸処理を行わずに製造した。また、４種類の蛍光体は、実施例１〜４として、フッ化水素酸処理の時間及びフッ化水素酸濃度を相互に異ならせて製造した。比較例１及び実施例１〜４におけるフッ化水素酸処理の条件を表１に示す。

次に、比較例１及び実施例４に係る蛍光体の表面をＳＥＭ及びＡＦＭなどの走査型プローブ顕微鏡によって観察した。
先ず、実施例４の観察結果を図３及び図４に示す。
図３は、実施例４に係る蛍光体の表面を例示するＳＥＭ写真である。
図４（ａ）は、実施例４に係る蛍光体の表面の一部分を例示するＡＦＭ像であり、（ｂ）は、横軸に蛍光体の表面に沿った位置をとり、縦軸に高さ方向の位置をとって、（ａ）に示す線Ｂにおける凹凸を例示するグラフ図であり、（ｃ）は、実施例４に係る蛍光体の表面の他の一部分を例示するＡＦＭ像であり、（ｄ）は、横軸に蛍光体の表面に沿った位置をとり、縦軸に高さ方向の位置をとって、（ｃ）に示す線Ｃにおける凹凸を例示するグラフ図である。

図３に示すように、実施例４に係る蛍光体の表面に凹凸αが形成されていた。また、実施例４に係る蛍光体表面の少なくとも一部分には、凹凸αによって網目状の形状が形成されていた。
更に、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例４に係る蛍光体の表面に形成された凹凸αは、数十ｎｍ程度の高さであった。
更にまた、図４（ａ）に示す領域（２５０ｎｍ^２）の平均面粗さは３１ｎｍであった。
更にまた、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すように、実施例４に係る蛍光体の別部分の表面にも複数の凹凸αが確認できた。図４（ｃ）に示す領域（２５０ｎｍ^２）の平均面粗さは、３５ｎｍであった。

次に、比較例１に係る蛍光体の観察結果を図５、図６及び図７に示す。
図５は、比較例１に係る蛍光体の表面を例示するＳＥＭ写真である。
図６（ａ）は、比較例１に係る蛍光体の表面の一部分を例示するＡＦＭ像であり、（ｂ）は、（ａ）に示す部分Ｄの表面を例示する拡大ＡＦＭ像であり、（ｃ）は、横軸に蛍光体の表面に沿った位置をとり、縦軸に高さ方向の位置をとって、（ｂ）に示す線Ｅにおける凹凸を例示するグラフ図である。

図５に示すように、比較例１に係る蛍光体の表面は、網目状の微細な凹凸形状が認められず、少なくとも支配的な形状では無かった。
図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、比較例１に係る蛍光体表面の凹凸は、１ｎｍ以下であり、ほぼ平坦な形状であった。
また、図６（ｂ）に示す領域（２５０ｎｍ^２）の平均面粗さは、０．０２ｎｍであり、観察した表面全体でも平坦な形状であることが確認された。
更に、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、比較例１に係る蛍光体表面の別部分を観察した場合も、表面の凹凸が１ｎｍ程度であり、ほぼ平坦な形状であった。
更にまた、図７（ａ）に示す領域（２５０ｎｍ^２）の平均面粗さは、０．１ｎｍであり、観察した表面全体でも平坦な形状であることが確認された。

次に、比較例１及び実施例２〜４について、蛍光体の発光効率を測定した。測定結果を図８に示す。
図８は、横軸にサンプルをとり、縦軸に蛍光体の発光効率をとって、フッ化水素酸処理が発光効率に及ぼす影響を例示するグラフ図である。
図８に示すように、フッ化水素酸処理を行った実施例２〜４に係る蛍光体の発光効率は、フッ化水素酸処理を行わなかった比較例１に係る蛍光体の発光効率よりも高かった。

次に、第１の実施形態の比較例２について説明する。
図９（ａ）は、比較例２に係る蛍光体を例示する断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す部分Ｇの拡大図である。

図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、比較例２に係る蛍光体２００の表面においては、第１の実施形態に係る蛍光体１００のような微細な凹凸αは認められず、少なくとも支配的な形状ではない。
蛍光体２００においては、ケイ素を中心とし、窒素を頂点とする四面体構造２０が形成されている。蛍光体２００は、複数の四面体構造２０がお互いに結合し、結合した複数の四面体構造２０の間にランタン２１及びセリウム２２が配置されることで形成されている。

蛍光体２００のフッ化水素酸処理前後における表面形状の観察をＳＥＭによって行った。
図１０は、比較例２に係る蛍光体のフッ化水素酸処理前の表面を例示するＳＥＭ写真である。
図１１（ａ）及び（ｂ）は比較例２に係る蛍光体のフッ化水素酸処理後の表面を例示するＳＥＭ写真である。

図１０、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、比較例２に係る蛍光体の表面に第１の実施形態に係る蛍光体１００のような微細な凹凸αは認められず、少なくとも支配的な形状ではない。また、この表面には、凹凸αと比較して、周期及び振幅が大きい凹凸が形成されていた。
フッ化水素酸処理後の蛍光体２００の表面は、大きな凹凸が消失し比較的平坦な表面になっていた。したがって、本比較例に係る蛍光体においては、フッ化水素酸処理を行っても微細な凹凸αは形成されなかった。

次に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る蛍光体を用いた発光装置の実施形態である。後述する第３及び第４の実施形態も同様である。
図１２は、本実施形態に係る発光装置を例示する断面図である。

図１２に示すように、発光装置１においては、パッケージ５０１が設けられており、パッケージ５０１の上面には、凹部５０２が形成されている。凹部５０２の形状は、例えばすり鉢状である。また、パッケージ５０１は、絶縁性の材料、例えば白色のセラミック又は白色の樹脂からなるパッケージ本体５０１ａに、負電極５０１ｂ及び正電極５０１ｃが埋め込まれて構成されている。負電極５０１ｂ及び正電極５０１ｃは、凹部５０２の底面５０３において露出している。

凹部５０２内には発光チップ５０５が設けられている。発光チップ５０５は、例えば、青色光を出射する発光素子であり、その形状は矩形の板状である。発光チップ５０５は、凹部５０２の底面５０３の中央部に搭載されており、発光チップ５０５の下面は、半田層５０６を介して、負電極５０１ｂに接続されている。また、発光チップ５０５の上面と正電極５０１ｃとは、ワイヤ５０７を介して接続されている。

凹部５０２内には、透明な樹脂からなる樹脂部材５０８が充填されている。樹脂部材５０８は例えば、シリコーン樹脂により形成されている。凹部５０２の深さは発光チップ５０５の厚さよりも大きく、樹脂部材５０８は発光チップ５０５及びワイヤ５０７を埋め込んでいる。また、樹脂部材５０８内には前述の第１の実施形態に係る蛍光体１００が混入されており、樹脂部材５０８の下部、すなわち、底面５０３並びに発光チップ５０５の上面及び側面に接する部分に、層状に堆積している。これにより、発光チップ５０５は、蛍光体１００の粒子からなる堆積層５０４により覆われている。なお、樹脂部材５０８は、発光チップ５０５が発する光と、蛍光体が発する光を透過させる。

本実施形態によれば、第１の実施形態に係る蛍光体１００を発光装置に用いることで、発光装置の発光効率を向上させることができる。

発光チップ５０５としては、ＬＥＤ、レーザーダイオード等を用いることができる。さらには、蛍光体１００を励起可能な波長の光を発光できる任意の発光チップを用いることができ、特に限定されるものではない。

次に、第３の実施形態について説明する。
図１３は本実施形態に係る発光装置を例示する断面図である。
図１３に示すように、本実施形態に係る発光装置２においては、半導体層６０１が設けられている。半導体層６０１は、例えばガリウム窒化物（ＧａＮ）を含む化合物半導体により形成され、下層側から順に、ｐ形クラッド層６０１ｐ、活性層６０１ａ及びｎ形クラッド層６０１ｎが積層されたＬＥＤ層である。厚さ方向から見て、半導体層６０１の形状は矩形であり、４つの角部においてはｐ形クラッド層６０１ｐ及び活性層６０１ａが除去され、半導体層６０１の下面にｎ形クラッド層６０１ｎが露出している。

半導体層６０１の下面上には、ｎ側電極６０２ｎ及びｐ側電極６０２ｐが設けられている。ｎ側電極６０２ｎは半導体層６０１のｎ形クラッド層６０１ｎに接続されており、ｐ側電極６０２ｐは半導体層６０１のｐ形クラッド層６０１ｐに接続されている。半導体層６０１、ｎ側電極６０２ｎ及びｐ側電極６０２ｐからなる構造体の下面及び側面を覆うように、封止部材６０３が設けられている。

ｎ側電極６０２ｎの下方には配線層６０４ｎが設けられており、その下にはｎ側ピラー６０５ｎが設けられている。ｎ側ピラー６０５ｎは配線層６０４ｎを介してｎ側電極６０２ｎに接続されている。ｐ側電極６０２ｐの下方には配線層６０４ｐが設けられており、その下にはｐ側ピラー６０５ｐが設けられている。ｐ側ピラー６０５ｐは配線層６０４ｐを介してｐ側電極６０２ｐに接続されている。そして、配線層６０４ｎ及び６０４ｐ、ｎ側ピラー６０５ｎ、ｐ側ピラー６０５ｐを覆うように、例えば黒色樹脂材料からなる封止部材６０６が設けられている。封止部材６０６の下面においては、ｎ側ピラー６０５ｎの下面及びｐ側ビラ−６０５ｐの下面が露出している。

半導体層６０１及びその側方に位置する封止部材６０３の上方には、蛍光層６０８が設けられている。この蛍光層６０８は、前述の第１の実施形態に係る蛍光体１００を、例えばシリコーン樹脂からなる透明樹脂部材６０７中に分散させることで形成することができる。蛍光体１００は、半導体層６０１から出射された光に励起されることで、発光する。

蛍光層６０８上には、樹脂部材６０９が設けられている。樹脂部材６０９は、透明又は半透明の樹脂材料により形成されており、特定の色の光を選択的に反射又は散乱し、他の色の光を透過させる層である。樹脂部材６０９の下面６０９ａは、蛍光体層６０８の上面６０８ａに接している。

本実施形態によれば、半導体層の大きさと同程度の大きさのパッケージを作製でき、微細な半導体発光装置を効率よく製造することができる。

次に、第４の実施形態について説明する。
図１４（ａ）は本実施形態に係る発光装置を例示する斜視図である。（ｂ）は、その断面図であり、（ｃ）はリードフレーム及び透明樹脂体を例示する平面図である。
図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る発光装置３においては、一対のリードフレーム７０１及び７０２が設けられている。リードフレーム７０１及び７０２の形状は平板状であり、同一平面上に配置されており、相互に離隔している。リードフレーム７０１及び７０２は同じ導電性材料からなり、例えば、銅板の上面及び下面に銀めっき層が形成されて構成されている。なお、リードフレーム７０１及び７０２の端面上には銀めっき層は形成されておらず、銅板が露出している。

以下、図１４（ａ）及び（ｂ）の説明については、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を導入する。リードフレーム７０１及び７０２の上面に対して平行な方向のうち、リードフレーム７０１からリードフレーム７０２に向かう方向を＋Ｘ方向とし、リードフレーム７０１及び７０２の上面に対して垂直な方向のうち、上方、すなわち、リードフレームから見て後述する発光チップ７０４が搭載されている方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向及び＋Ｚ方向の双方に対して直交する方向のうち一方を＋Ｙ方向とする。なお、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向の反対方向を、それぞれ、−Ｘ方向、−Ｙ方向及び−Ｚ方向とする。また、例えば、「＋Ｘ方向」及び「−Ｘ方向」を総称して、単に「Ｘ方向」ともいう。

リードフレーム７０１においては、Ｚ方向から見て矩形のベース部７０１ａが１つ設けられており、このベース部７０１ａから４本の吊ピン７０１ｂ、７０１ｃ、７０１ｄ、７０１ｅが延出している。吊ピン７０１ｂは、ベース部７０１ａの＋Ｙ方向に向いた端縁のＸ方向中央部から＋Ｙ方向に向けて延出している。吊ピン７０１ｃは、ベース部７０１ａの−Ｙ方向に向いた端縁のＸ方向中央部から−Ｙ方向に向けて延出している。Ｘ方向における吊ピン７０１ｂ及び７０１ｃの位置は相互に同一である。吊ピン７０１ｄ及び７０１ｅは、ベース部７０１ａの−Ｘ方向に向いた端縁の両端部から−Ｘ方向に向けて延出している。このように、吊ピン７０１ｂ〜７０１ｅは、ベース部７０１ａの相互に異なる３辺からそれぞれ延出している。

リードフレーム７０１の下面７０１ｆにおけるベース部７０１ａのＸ方向中央部には、凸部７０１ｇが形成されている。ベース部７０１ａにおける凸部７０１ｇが形成されていない部分、すなわち、＋Ｘ方向側の端部は、薄板部７０１ｔとなっている。薄板部７０１ｔの板厚は吊りピン７０１ｂ〜７０１ｅの板厚に等しい。このため、リードフレーム７０１の厚さは２水準の値をとり、ベース部７０１ａにおける凸部７０１ｇが形成されている部分は、相対的に厚い厚板部分となっている。一方、ベース部７０１ａの薄板部７０１ｔ及び吊ピン７０１ｂ〜７０１ｅは、相対的に薄い薄板部分となっている。

同様に、リードフレーム７０２の下面７０２ｆにおけるベース部７０２ａのＸ方向中央部には、凸部７０２ｇが形成されている。ベース部７０２ａにおける凸部７０２ｇが形成されていない部分、すなわち、Ｘ方向両端部は、薄板部７０２ｔとなっている。薄板部７０２ｔの板厚は吊りピン７０２ｂ〜７０２ｅの板厚に等しい。これにより、リードフレーム７０２の厚さも２水準の値をとり、ベース部７０２ａのＸ方向中央部は凸部７０２ｇが形成されているため相対的に厚く、厚板部分となっている。一方、ベース部７０２ａのＸ方向両端部及び吊ピン７０２ｂ〜７０２ｅは相対的に薄い薄板部分となっている。なお、図１４（ｃ）においては、リードフレーム７０１及び７０２における薄板部分、すなわち、各薄板部及び各吊りピンは、破線のハッチングを付して示している。

凸部７０１ｇ及び７０２ｇは、リードフレーム７０１及び７０２における相互に対向する端縁から離隔した領域に形成されており、これらの端縁を含む領域は、薄板部７０１ｔ及び７０２ｔとなっている。

リードフレーム７０１の上面７０１ｈのうち、ベース部７０１ａに相当する領域の一部には、ダイマウント材７０３が被着されている。

ダイマウント材７０３上には、発光チップ７０４が設けられている。発光チップ７０４は、例えば、サファイア基板上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等からなる半導体層が積層されたものであり、その形状は例えば直方体であり、その上面に端子７０４ａ及び７０４ｂが設けられている。発光チップ７０４は、端子７０４ａと端子７０４ｂとの間に電圧が供給されることによって、例えば青色の光を出射する。

発光チップ７０４の端子７０４ａはワイヤ７０５を介してリードフレーム７０１に接続されている。一方、端子７０４ｂはワイヤ７０６を介してリードフレーム７０２に接続されている。ワイヤ７０５及び７０６は金属、例えば、Ａｕ又はＡｌによって形成されている。

発光装置３には、透明樹脂体７０７が設けられている。透明樹脂体７０７は透明な樹脂、例えば、シリコーン樹脂によって形成されている。なお、「透明」には半透明も含まれる。透明樹脂体７０７の外形は直方体であり、リードフレーム７０１及び７０２、ダイマウント材７０３、発光チップ７０４、ワイヤ７０５及び７０６を覆っており、透明樹脂体７０７の外形が発光装置３の外形となっている。リードフレーム７０１の一部及びリードフレーム７０２の一部は、透明樹脂体７０７の下面及び側面において露出している。

透明樹脂体７０７の内部には、前述の第１の実施形態に係る蛍光体１００が分散されている。各蛍光体１００は粒状であり、発光チップ７０４から出射された光を吸収して、より波長が長い光を発光する。例えば、蛍光体１００は、発光チップ７０４から出射された青色の光の一部を吸収し、黄色の光を発光する。これにより、発光装置３からは、発光チップ７０４が出射し、蛍光体１００に吸収されなかった青色の光と、蛍光体１００から発光された黄色の光とが出射され、出射光は全体として白色となる。なお、図示の便宜上、図１４（ａ）においては、蛍光体１８を示していない。また、図１４（ｂ）においては、蛍光体１００を実際よりも大きく且つ少なく示している。

本実施形態に係る発光装置３は、例えば以下の方法により、製造することができる。先ず、両面に銀めっき層が形成された銅箔を用意する。次に、この銅箔をエッチングすることにより、リードフレーム７０１及び７０２を含む基本パターンがマトリクス状に配列されたパターンを形成する。次に、銅箔上にＬＥＤチップ７０４を基本パターン毎に搭載し、ＬＥＤチップ７０４とリードフレーム７０１及び７０２とを、ワイヤ７０５及び７０６によって接続する。次に、銅箔全体を透明樹脂で覆い、固化させて、内部に銅箔及びＬＥＤチップ７０４を含む透明樹脂板を形成する。次に、この透明樹脂板を基本パターン毎に切り分ける。これにより、例えば数千個の発光装置３を同時に製造することができる。

本実施形態によれば、多数のパッケージを一度に作製でき、発光装置の製造コストを減らすことができる。

以上説明した実施形態によれば、発光効率が高い蛍光体及びその製造方法を実現することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。

１、２、３：発光装置、α：凹凸、１０、２０：四面体構造、Ｍ：金属元素、Ｒ：発光中心元素、１００、２００：蛍光体、５０１：パッケージ、５０１ａ：パッケージ本体、５０１ｂ：負電極、５０１ｃ：正電極、５０２：凹部、５０３：底面、５０４：堆積層、５０５：発光チップ、５０６：半田層、５０７：ワイヤ、５０８：樹脂部材、６０１：半導体層、６０１ａ：活性層、６０１ｎ：ｎ形クラッド層、６０２ｐ：ｐ形クラッド層、６０２ｎ：ｎ側電極、６０２ｐ：ｐ側電極、６０３：封止部材、６０４ｎ、６０４ｐ：配線層、６０５ｎ：ｎ側ピラー、６０５ｐ：ｐ側ピラー、６０６：封止部材、６０７：樹脂部材、６０８：蛍光体層、６０８ａ：上面、６０９：樹脂部材、６０９ａ：下面、７０１：リードフレーム、７０１ａ：ベース部、７０１ｂ〜７０１ｅ：吊ピン、７０１ｆ：下面、７０１ｇ：凸部、７０１ｈ：上面、７０１ｔ：薄板部、７０２：リードフレーム、７０２ａ：ベース部、７０２ｂ〜７０２ｅ：吊ピン、７０２ｆ：下面、７０２ｇ：凸部、７０２ｔ：薄板部、７０３：ダイマウント材、７０４：発光チップ、７０４ａ、７０４ｂ：端子、７０５：ワイヤ、７０６：ワイヤ、７０７：透明樹脂体

Claims (6)

1. 表面の少なくとも一部に、発光光の波長以下の周期の凹凸が形成されている蛍光体。
2. 前記凹凸は網目状の形状である請求項１記載の蛍光体。
3. ケイ素窒化物、ケイ素酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物を含み、
   ユウロピウム、セリウム、マンガン、テルビウム、イッテルビウム、ジスプロシウム、サマリウム、ツリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、ホルミウム、エルビウム、クロム、錫、銅、亜鉛、ヒ素、銀、カドミウム、アンチモン、金、水銀、タリウム、鉛、ビスマス及び鉄からなる群より選択された１種以上の元素を有した請求項１または２に記載の蛍光体。
4. 前記凹凸の高さは２〜１０００ｎｍであり、
   走査型プローブ顕微鏡で前記表面のうち、面積が２５０ｎｍ^２の領域を測定したとき、算出平均面粗さが３０ｎｍ以上である請求項１〜３のいずれか１つに記載の蛍光体。
5. 複数の原料を混合し、原料混合物を作製する工程と、
   前記原料混合物を焼成することにより焼成物を形成する工程と、
   前記焼成物に前記複数の原料に対して溶解度が相互に異なる溶解液を接触させる工程と、
   を備えた蛍光体の製造方法。
6. 前記複数の原料は、ケイ素窒化物、ケイ素酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物と、
   ユウロピウム、セリウム、マンガン、テルビウム、イッテルビウム、ジスプロシウム、サマリウム、ツリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、ホルミウム、エルビウム、クロム、錫、銅、亜鉛、ヒ素、銀、カドミウム、アンチモン、金、水銀、タリウム、鉛、ビスマス及び鉄からなる群より選択された１種以上の元素であり、
   前記溶解液はフッ酸である請求項５記載の蛍光体の製造方法。