JP2017228657A - 蛍光体層付光半導体素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な明るさを維持しつつ、優れた接合信頼性および放熱性を有する蛍光体層付光半導体素子を提供すること。
【解決手段】
蛍光体層付光半導体素子１は、発光面２１および発光面２１に対して上下方向に間隔を隔てて対向配置される対向面２２を有する光半導体素子２と、発光面２１の上側に配置される白色膜５と、白色膜５の上側に配置される蛍光体層４とを備え、白色膜５の厚みが、２μｍ以上１５μｍ以下である。
【選択図】図１
【解決手段】
蛍光体層付光半導体素子１は、発光面２１および発光面２１に対して上下方向に間隔を隔てて対向配置される対向面２２を有する光半導体素子２と、発光面２１の上側に配置される白色膜５と、白色膜５の上側に配置される蛍光体層４とを備え、白色膜５の厚みが、２μｍ以上１５μｍ以下である。
【選択図】図１
Description
本発明は、蛍光体層付光半導体素子に関する。
従来、発光ダイオード素子および蛍光体層を備え、白色光を発光する白色発光装置などの発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の発光装置は、ダイオード基板と、そのダイオード基板にフリップチップ実装された発光ダイオード素子と、その発光ダイオード素子の上面に直接接触している蛍光体層と、その発光ダイオード素子の側面に直接接触している反射樹脂層とを備えている。
特許文献１の発光装置では、発光ダイオード素子から発光される光の取り出し効率を向上させている。
しかしながら、特許文献１の発光装置では、蛍光体層が、発光ダイオード素子に直接接触して配置しているため、蛍光体層と発光ダイオード素子との間の接着性が低く、接合信頼性に劣る不具合が生じる。
その一方、発光ダイオード素子と蛍光体層との間に接着剤（糊）を配置すると、蛍光体層に生じる熱が放熱しにくくなるため、放熱性が低下する不具合が生じる。一方、放熱性を向上させるために、接着剤に放熱性粒子を含有させると、接着剤が発光ダイオード素子からの光を接着剤が吸収または反射してしまい、発光装置から放出される白色光の明るさが低減する場合も生じる。
本発明の目的は、良好な明るさを維持しつつ、優れた接合信頼性および放熱性を有する蛍光体層付光半導体素子を提供することにある。
本発明［１］は、発光面および前記発光面に対して上下方向に間隔を隔てて対向配置される対向面を有する光半導体素子と、前記発光面の上側に配置される白色膜と、前記白色膜の上側に配置される蛍光体層とを備え、前記白色膜の厚みが、２μｍ以上１５μｍ以下である蛍光体層付光半導体素子を含んでいる。
本発明［２］は、前記白色膜の厚みが、２μｍ以上７μｍ以下である［１］に記載の蛍光体層付光半導体素子を含んでいる。
本発明［３］は、前記光半導体素子の周囲に配置される白色部をさらに備える［１］または［２］に記載の蛍光体層付光半導体素子を含んでいる。
本発明［４］は、前記白色膜は、白色粒子を含有する［１］〜［３］のいずれか一項に記載の蛍光体層付光半導体素子を含んでいる。
本発明［５］は、前記白色粒子の平均粒子径が、０．１μｍ以上２．０μｍ以下である［４］に記載の蛍光体層付光半導体素子を含んでいる。
本発明の蛍光体層付光半導体素子によれば、良好な明るさを維持しつつ、優れた接合信頼性および放熱性を有する。
＜第１実施形態＞
図１Ｂにおいて、紙面上下方向は、上下方向（第１方向、厚み方向）であり、紙面上側が上側（第１方向一方側、厚み方向一方側）、紙面下側が下側（第１方向他方側、厚み方向他方側）である。紙面左右方向は、左右方向（第１方向に直交する第２方向、上下方向に対する直交方向の一例）であり、紙面左側が左側（第２方向一方側）、紙面右側が右側（第２方向他方側）である。紙厚方向は、前後方向（第１方向および第２方向に直交する第３方向、上下方向に対する直交方向の一例）であり、紙面手前側が前側（第３方向一方側）、紙面奥側が後側（第３方向他方側）である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
図１Ｂにおいて、紙面上下方向は、上下方向（第１方向、厚み方向）であり、紙面上側が上側（第１方向一方側、厚み方向一方側）、紙面下側が下側（第１方向他方側、厚み方向他方側）である。紙面左右方向は、左右方向（第１方向に直交する第２方向、上下方向に対する直交方向の一例）であり、紙面左側が左側（第２方向一方側）、紙面右側が右側（第２方向他方側）である。紙厚方向は、前後方向（第１方向および第２方向に直交する第３方向、上下方向に対する直交方向の一例）であり、紙面手前側が前側（第３方向一方側）、紙面奥側が後側（第３方向他方側）である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
図１Ａ−図１Ｂを参照して、本発明の第１実施形態の蛍光体層付光半導体素子１（以下層付素子ともいう。）について説明する。
なお、層付素子１は、光半導体装置１６（発光装置；符号は、図２Ｇ参照。）ではなく、つまり、光半導体装置１６に備えられるダイオード基板１５（電極基板；符号は、図２Ｇ参照。）を含んでいない。具体的には、層付素子１は、光半導体素子２と、白色層３と、蛍光体層４とを備える。層付素子１は、好ましくは、光半導体素子２、白色層３および蛍光体層４からなる。つまり、層付素子１は、光半導体装置１６のダイオード基板１５に備えられる電極とまだ電気的に接続されないように、構成されている。また、層付素子１は、光半導体装置１６の一部品、すなわち、光半導体装置１６を作製するための部品であり、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
図１Ａ−図１Ｂに示すように、層付素子１は、光半導体素子２と、白色層３と、蛍光体層４とを備えている。
光半導体素子２は、例えば、電気エネルギーを光エネルギーに変換するＬＥＤ（発光ダイオード素子）またはＬＤ（半導体レーザー素子）である。好ましくは、光半導体素子２は、青色光を発光する青色ＬＥＤである。なお、光半導体素子２は、光半導体素子とは技術分野が異なるトランジスタなどの整流器（半導体素子）を含まない。
光半導体素子２は、左右方向および前後方向に沿う略平板形状を有している。また、光半導体素子２は、平面視略矩形状（好ましくは、平面視略正方形状）を有している。光半導体素子２は、発光面２１と、対向面２２と、側面２３とを備えている。
発光面２１は、光半導体素子２における上面である。発光面２１は、平坦な形状を有している。発光面２１の上には、白色膜５（後述）が設けられている。
対向面２２は、光半導体素子２における下面であって、電極２４が設けられている面である。対向面２２は、発光面２１に対して下側に間隔を隔てて対向配置されている。電極２４は、複数（２個）設けられており、対向面２２から下側に向かってわずかに突出する形状を有している。
側面２３は、発光面２１の周端縁と、対向面２２の周端縁とを連結している。
光半導体素子２の寸法は、適宜設定されており、具体的には、厚みＴ１（上下方向長さ）は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上、より好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。光半導体素子２の左右方向および／または前後方向における長さは、それぞれ、例えば、２００μｍ以上、好ましくは、５００μｍ以上であり、また、例えば、３０００μｍ以下、好ましくは、２０００μｍ以下である。
白色層３は、光半導体素子２の上側および側方に配置され、光半導体素子２から主として側方に放射される光を反射することができる白色の反射層である。具体的には、白色層３は、光半導体素子の発光面２１および側面２３と接触し、それらを被覆している。また、白色層３は、蛍光体層４の下側に配置されている。具体的には、白色層３は、蛍光体層４の下面と接触し、それを被覆している。
白色層３は、白色膜５、および、白色部としての白色側部６を一体的に備えている。
白色膜５は、光半導体素子２の発光面２１の上側に配置されている。具体的には、白色膜５は、その下面全面が、発光面２１全面の上面全面と接触し、その上面全面が、蛍光体層４の下面の一部（中央部）と接触するように、光半導体素子２と蛍光体層４との間に配置されている。
白色膜５は、左右方向および前後方向に沿う略平板形状を有し、平面視略矩形状（好ましくは、平面視略正方形状）を有している。白色膜５は、厚み方向に投影したときに、発光面２１と一致するように形成されている。
白色膜５の厚みＴ２は、２μｍ以上１５μｍ以下である。明るさ、放熱性などの観点から、好ましくは、４μｍ以上であり、また、好ましくは、７μｍ以下である。
光半導体素子２の厚みＴ１に対する、白色膜５の厚みＴ２の比（Ｔ２／Ｔ１）は、例えば、０．００１以上、好ましくは、０．００５以上であり、また、例えば、０．３００以下、好ましくは、０．２００以下である。
白色側部６は、白色膜５および光半導体素子２の側方（周囲、すなわち、左右方向外側および前後方向外側）に、配置されている。具体的には、白色側部６は、白色膜５の周端面全面、および、光半導体素子２の側面２３全面と接触するように、配置されている。
白色側部６は、平面視略矩形枠状を有している。白色側部６は、厚み方向に投影したときに、その内形が光半導体素子２の形状と一致し、その外形が蛍光体層４の形状と一致するように形成されている。
白色側部６の厚みは、光半導体素子２の厚みＴ１および白色膜５の厚みＴ２の合計と同一である。
白色層３は、１００μｍ厚みとして４５０ｎｍ波長の光で照射したときの反射率が、例えば、７０％以上、好ましくは、８０％以上、より好ましくは、９０％以上であり、また、例えば、１００％以下である。反射率を上記範囲内とすることにより、光の取り出し効率を良好にすることができる。反射率の測定方法は、紫外可視近赤外分光光度計を用いて、積分球における光路確認方法にて、４５０ｎｍ波長での反射率を測定することにより求めることができる。
白色層３は、例えば、白色粒子および樹脂を含有する白色樹脂組成物から形成（調製）されている。好ましくは、白色層３は、白色粒子と樹脂とからなる白色樹脂組成物から形成されている。
白色粒子としては、例えば、白色無機粒子、白色有機粒子が挙げられる。好ましくは、放熱性、耐久性の観点から、白色無機粒子が挙げられる。
白色無機粒子を構成する材料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの酸化物、例えば、鉛白（塩基性炭酸鉛）、炭酸カルシウムなどの炭酸塩、例えば、カオリンなどの粘土鉱物などが挙げられる。明るさ、放熱性の観点から、好ましくは、酸化物が挙げられ、より好ましくは、酸化チタンが挙げられる。
白色粒子の平均粒子径は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．２μｍ以上であり、また、例えば、２．０μｍ以下、好ましくは、０．５μｍ以下である。白色粒子の平均粒子径を上記範囲内とすることにより、反射性をより一層向上させることができる。
本発明において、粒子の平均粒子径は、Ｄ５０値として算出され、具体的には、レーザー回折式粒度分布計により測定される。
白色粒子の含有割合は、白色樹脂組成物に対して、例えば、３質量％以上、好ましくは、５質量％以上、より好ましくは、１０質量％以上であり、また、例えば、７０質量％以下、好ましくは、５０質量％以下、より好ましくは、４０質量％以下である。
樹脂は、白色樹脂組成物において白色粒子を均一に分散させるマトリクスであり、好ましくは、透明樹脂である。樹脂としては、例えば、硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。好ましくは、硬化性樹脂が挙げられる。
硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。
硬化性樹脂としては、２段反応硬化性樹脂、１段反応硬化性樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
２段反応硬化性樹脂は、２つの反応機構を有しており、第１段の反応で、Ａステージ状態からＢステージ化（半硬化）し、次いで、第２段の反応で、Ｂステージ状態からＣステージ化（完全硬化）することができる。つまり、２段反応硬化性樹脂は、適度の加熱条件によりＢステージ状態となることができる熱硬化性樹脂である。Ｂステージ状態（半硬化状態）は、熱硬化性樹脂が、液状であるＡステージ状態（未硬化状態）と、完全硬化したＣステージ状態（完全硬化状態）との間の状態であって、硬化およびゲル化がわずかに進行し、圧縮弾性率がＣステージ状態の圧縮弾性率よりも小さい半固体状態または固体状態である。
１段反応硬化性樹脂は、１つの反応機構を有しており、第１段の反応で、Ａステージ状態からＣステージ化することができる。このような１段反応硬化性樹脂は、第１段の反応の途中で、その反応が停止して、Ａステージ状態からＢステージ状態となることができ、その後のさらなる加熱によって、第１段の反応が再開されて、Ｂステージ状態からＣステージ化することができる熱硬化性樹脂を含む。つまり、１段反応硬化性樹脂は、Ｂステージ状態となることができる熱硬化性樹脂を含む。また、１段反応硬化性樹脂は、１段の反応の途中で停止するように制御できず、つまり、Ｂステージ状態となることができず、一度に、ＡステージからＣステージ化する熱硬化性樹脂も含む。
好ましくは、熱硬化性樹脂としては、Ｂステージ状態となることができる熱硬化性樹脂（２段反応硬化性樹脂および１段反応硬化性樹脂）が挙げられる。
Ｂステージ状態となることができる熱硬化性樹脂としては、好ましくは、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂が挙げられ、より好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられる。
また、Ｂステージ状態となることができるシリコーン樹脂としては、例えば、熱可塑性および熱硬化性を併有するシリコーン樹脂（熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂）、熱可塑性を有さず・熱硬化性を有するシリコーン樹脂（非熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂）が挙げられる。
熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂は、Ｂステージにおいて、加熱により、一旦可塑化（あるいは液状化）し、その後、さらなる加熱によって硬化（Ｃステージ化）する。具体的には、１段反応硬化型樹脂として、例えば、特開２０１６−３７５６２号公報などに記載されるフェニル系シリコーン樹脂組成物が挙げられ、２段反応硬化型樹脂として、例えば、特開２０１４−７２３５１号公報、特開２０１３−１８７２２７号公報に記載される第１〜第６の熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂組成物（例えば、両末端アミノ型シリコーン樹脂を含有する組成物、かご型オクタシルセスキオキサンを含有する組成物）などが挙げられる。
フェニル系シリコーン樹脂組成物は、シロキサン結合である主骨格にフェニル基を有している。フェニル系シリコーン樹脂組成物としては、好ましくは、付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物が挙げられる。具体的には、アルケニル基含有ポリシロキサンと、ヒドロシリル基含有ポリシロキサンと、ヒドロシリル化触媒とを含有し、アルケニル基含有ポリシロキサンおよびヒドロシリル基含有ポリシロキサンの少なくとも一方がフェニル基を有する付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物などが挙げられる。
フェニル系シリコーン樹脂組成物としては、上記公報に記載のフェニル系シリコーン樹脂組成物以外にも、ダウ・コーニング社の「ＯＥ−６６３０」などが挙げられる。
非熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂としては、２段反応硬化型樹脂として、例えば、特開２０１０−２６５４３６号公報、特開２０１３−１８７２２７号公報などに記載される第１〜第８の縮合・付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物が挙げられる。
所望厚みの白色膜５を均一に形成できる観点から、好ましくは、熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂が挙げられ、より好ましくは、フェニル系シリコーン樹脂組成物が挙げられる。
また、Ｂステージ状態をとらない熱硬化性シリコーン樹脂としては、例えば、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬシリーズ（旭化成ワッカーシリコーン社製、具体的には、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＬＲ７６６５）、ＫＥＲシリーズ（信越シリコーン社製）などのメチル系シリコーン樹脂組成物などが挙げられる。
樹脂は、単独で使用または２種以上を併用することができる。
樹脂の含有割合は、白色粒子（および後述する添加剤）の含有割合の残部であり、例えば、白色樹脂組成物に対して、例えば、３０質量％以上、好ましくは、５０質量％以上、より好ましくは、６０質量％以上であり、また、例えば、９７質量％以下、好ましくは、９５質量％以下、より好ましくは、９０質量％以下である。
白色樹脂組成物には、白色粒子以外の粒子を含有することができる。
このような粒子としては、例えば、光拡散性無機粒子が挙げられる。光拡散性無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、複合無機酸化物粒子（ガラス粒子など）が挙げられる。
複合無機酸化物粒子は、例えば、シリカ、あるいは、シリカおよび酸化ホウ素を主成分として含有し、また、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化バリウム、酸化アンチモンなどを副成分として含有する。複合無機酸化物粒子における主成分の含有割合は、複合無機酸化物粒子に対して、例えば、４０質量％以上、好ましくは、５０質量％以上であり、また、例えば、９０質量％以下、好ましくは、８０質量％以下である。副成分の含有割合は、上記した主成分の含有割合の残部である。
光拡散性無機粒子としては、放熱性、明るさの観点から、好ましくは、シリカ粒子が挙げられる。
光拡散性無機粒子の平均粒子径は、好ましくは、白色粒子の平均粒子径よりも大きく、具体的には、例えば、１．０μｍ以上、好ましくは、２．０μｍ以上であり、また、例えば、１０μｍ以下、好ましくは、５．０μｍ以下、より好ましくは、３．０μｍ以下である。
光拡散性無機粒子の含有割合は、例えば、白色樹脂組成物に対して、例えば、１質量％以上、好ましくは、５質量％以上、より好ましくは、１０質量％以上であり、また、例えば、７０質量％以下、好ましくは、５０質量％以下、より好ましくは、３０質量％以下である。
白色樹脂組成物が光拡散性無機粒子を含有することにより、樹脂の含有量を低減しつつ、放熱性を向上させることができる。なお、白色樹脂組成物に含有される粒子の総量が同一である場合においては、放熱性などの観点から、粒子は、白色粒子のみからなることが好ましい、すなわち、白色粒子以外の粒子を含有しないことが好ましい。
白色樹脂組成物には、公知の添加剤を適宜の割合で含有することもできる。
蛍光体層４は、蛍光体を含有する層であり、白色膜５の上側に配置されている。具体的には、蛍光体層４は、蛍光体層４の下面全面が白色層３（白色膜５および白色側部６）の上面全面と接触するように、白色層３の上面に配置されている。
蛍光体層４は、左右方向および前後方向に沿う略平板形状を有し、平面視略矩形状（好ましくは、平面視略正方形状）を有している。蛍光体層４は、上下方向に投影したときに、白色層３と一致するように形成されている。すなわち、蛍光体層４の周側面は、白色側部６の周側面と面一となっている。
蛍光体層４の厚みＴ３は、例えば、３０μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
蛍光体層４の厚みＴ３に対する、白色膜５の厚みＴ２の比（Ｔ２／Ｔ３）は、例えば、０．００４以上、好ましくは、０．０１以上であり、また、例えば、０．５以下、好ましくは、０．３以下である。
蛍光体層４は、例えば、シート状の蛍光体含有硬化樹脂からなるか、または、蛍光体セラミックプレートからなる。
蛍光体含有硬化樹脂は、例えば、蛍光体および硬化性樹脂を含有する蛍光体樹脂組成物の完全硬化物（Ｃステージ状態）である。
蛍光体は、光半導体素子２から発光される光を波長変換する。蛍光体としては、例えば、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体、青色光を赤色光に変換することのできる赤色蛍光体などが挙げられる。
黄色蛍光体としては、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４；Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（バリウムオルソシリケート（ＢＯＳ））などのシリケート蛍光体、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）、Ｔｂ３Ａｌ３Ｏ１２：Ｃｅ（ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）などのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮなどの酸窒化物蛍光体などが挙げられる。
赤色蛍光体としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ２：Ｅｕなどの窒化物蛍光体などが挙げられる。
蛍光体含有硬化樹脂に含有される蛍光体は、粒子であって、その形状としては、例えば、球状、板状、針状などが挙げられる。
蛍光体の最大長さの平均値（球状である場合には、平均粒子径）は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下である。
蛍光体は、単独で使用または２種以上を併用することができる。
蛍光体の含有割合は、蛍光体樹脂組成物に対して、例えば、１０質量％以上、好ましくは、２０質量％以上であり、また、例えば、８０質量％以下、好ましくは、７０質量％以下である。
硬化性樹脂は、蛍光体樹脂組成物において蛍光体を均一に分散させるマトリクスである。このような硬化性樹脂は、白色樹脂組成物で例示した硬化性樹脂と同様の硬化性樹脂が挙げられ、好ましくは、シリコーン樹脂が挙げられ、より好ましくは、熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂が挙げられ、さらに好ましくは、フェニル系シリコーン樹脂組成物が挙げられる。
硬化性樹脂の含有割合は、蛍光体（および添加剤）の含有割合の残部であり、蛍光体樹脂組成物に対して、例えば、２０質量％以上、好ましくは、３０質量％以上であり、また、例えば、９０質量％以下、好ましくは、８０質量％以下である。
蛍光体樹脂組成物には、無機粒子などの公知の添加剤を、適宜の割合で含有することもできる。
無機粒子としては、例えば、白色樹脂組成物にて上述した光拡散性無機粒子が挙げられ、好ましくは、シリカ粒子、ガラス粒子が挙げられ、より好ましくは、ガラス粒子が挙げられる。
無機粒子を含有する場合、その含有割合は、例えば、蛍光体樹脂組成物に対して、例えば、１質量％以上、好ましくは、５質量％以上、より好ましくは、１０質量％以上であり、また、例えば、７０質量％以下、好ましくは、５０質量％以下、より好ましくは、３０質量％以下である。
蛍光体セラミックプレートは、上記した蛍光体をセラミック材料とし、上記したセラミック材料を焼結することにより、得られる。または、上記した蛍光体の原材料を焼結し、焼結による化学反応によっても、得られる。
＜第１実施形態の製造方法＞
図２Ａ−図２Ｇを参照して、第１実施形態の層付素子１の製造方法を説明する。第１実施形態の層付素子１の製造方法は、例えば、蛍光体積層シート用意工程、仮固定シート用意工程、仮固定工程、対向配置工程、積層工程、Ｃステージ化工程、および、切断工程を備える。
図２Ａ−図２Ｇを参照して、第１実施形態の層付素子１の製造方法を説明する。第１実施形態の層付素子１の製造方法は、例えば、蛍光体積層シート用意工程、仮固定シート用意工程、仮固定工程、対向配置工程、積層工程、Ｃステージ化工程、および、切断工程を備える。
まず、図２Ａに示すように、蛍光体積層シート用意工程では、蛍光体積層シート１０を用意する。
蛍光体積層シート１０は、蛍光体層４と、蛍光体層４の上面に配置される白色層３とを備えている。蛍光体積層シート１０における白色層３は、Ｂステージ状態である。
蛍光体積層シート１０の作製は、例えば、まず、蛍光体層４を形成し、次いで、蛍光体層４の上面に白色層３を積層する。
蛍光体層４の形成は、例えば、蛍光体層４が蛍光体含有硬化樹脂からなる場合は、蛍光体および硬化性樹脂を含有する蛍光体樹脂組成物のワニスを調製し、続いて、蛍光体樹脂組成物のワニスを、剥離シートの上面に塗布する。次いで、蛍光体樹脂組成物をＣステージ化（完全硬化）する。具体的には、硬化性樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、蛍光体樹脂組成物を加熱する。
加熱温度は、例えば、１００℃以上、好ましくは、１２０℃以上であり、また、例えば、２００℃以下、好ましくは、１６０℃以下である。また、加熱時間は、例えば、５分以上、好ましくは、１０分以上であり、また、例えば、６０分以下、好ましくは、３０分以下である。
蛍光体層４が蛍光体セラミックプレートである場合は、例えば、蛍光体材料、バインダー樹脂および溶媒を含むスラリーを剥離シートの上面に塗布および乾燥させることにより、グリーンシートを形成し、続いて、グリーンシートを焼成する。スラリーの材料や焼成条件は、例えば、特開２０１５−２１６３５５号公報などを参照することができる。
得られる蛍光体層４の２５℃における引張弾性率Ｅは、例えば、１ＭＰａ以上、好ましくは、３ＭＰａ以上、より好ましくは、１０ＭＰａ以上であり、また、例えば、１５０ＭＰａ以下、好ましくは、１００ＭＰａ以下、より好ましくは、５０ＭＰａ以下である。引張弾性率Ｅを上記下限以上とすることにより、層付素子１の蛍光体層４の形状安定性を良好にすることができ、その結果、明るさを良好にすることができる。一方、引張弾性率Ｅを上記上限以下とすることにより、蛍光体層４に適度な可撓性を付与し、層付素子１を製造する際に、蛍光体層４にクラックの発生を抑制することができる。
上記引張弾性率Ｅは、蛍光体層４に対して、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定することにより求められる。
白色層３の積層は、まず、Ｂステージ状態となることができる白色樹脂組成物を調製する。具体的には、白色粒子、および、Ｂステージ状態となることができる熱硬化性樹脂を含有する白色樹脂組成物のワニスを調製する。好ましくは、白色粒子、および、熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂組成物を含有する白色樹脂組成物のワニスを調製する。
続いて、その白色樹脂組成物のワニスを蛍光体層４の上面に塗布する。その後、白色樹脂組成物をＢステージ化する。具体的には、白色樹脂組成物を加熱する。
塗布方法としては限定されず、例えば、アプリケータを用いる方法、ポッティング、キャストコート、スピンコート、ロールコートなどが挙げられる。
加熱温度は、白色樹脂組成物がＢステージ化されるが、Ｃステージ化されない範囲で、白色樹脂組成物の組成、および、白色樹脂組成物の溶融粘度に応じて適宜設定され、例えば、５０℃以上、好ましくは、６０℃以上であり、また、例えば、１２０℃以下、好ましくは、１００℃以下である。
加熱時間は、例えば、３分以上、好ましくは、５分以上であり、また、例えば、１２０分以下、好ましくは、６０分以下である。
これによって、Ｂステージ状態の白色層３が得られる。好ましくは、この白色層３は、熱可塑性および熱硬化性を併有する。
Ｂステージ状態の白色層３の６０℃における溶融粘度は、例えば、５Ｐａ・ｓ以上、好ましくは、１０Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは、１５Ｐａ・ｓ以上であり、また、例えば、８００Ｐａ・ｓ以下、好ましくは、６００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは、５５０Ｐａ・ｓ以下である。白色層３の溶融粘度を上記下限以上とすることにより、白色層３のハンドリング性を向上させることができる。また、白色層３の溶融粘度を上記上限以下とすることにより、白色層３の成形性が良好となる。また、層付素子１の白色膜５の厚さ調整を容易にし、所望の膜厚（２〜１５μｍ）を得ることができる。
溶融粘度は、Ｂステージの白色層３を６０℃に温度調節し、Ｅ型コーンを用いて測定することにより、求められる。回転数は、例えば、トルクが３０〜９０％の範囲となるように選択する。また、白色層３が６０℃に均一に加熱されて、測定される粘度が一定となった後の粘度、具体的には、測定開始３分経過後の値を採用する。
蛍光体積層シート１０における白色層３の厚みは、光半導体素子２の厚みと同一かそれよりもわずかに厚く、具体的には、０．１μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上、より好ましくは、５μｍ以上であり、また、例えば、８００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下、より好ましくは、２００μｍ以下である。
蛍光体積層シート１０において、蛍光体層４の厚みに対する、白色層３の厚みの比（白色層／蛍光体層）は、例えば、１以上、好ましくは、２以上であり、また、例えば、１０以下、好ましくは、８以下である。
一方、図２Ｂに示すように、仮固定シート用意工程では、仮固定シート１１をキャリア１２の上面に配置する。
仮固定シート１１は、例えば、両面に感圧接着性を備えるシートであり、例えば、配列テープや両面テープとして、公知または市販のものを用意できる。仮固定シート１１は、例えば、単一の感圧接着剤層から形成されている単層構造を有していてもよく、また、支持基材の両面に感圧接着剤層が積層されている複層構造を有していてもよい。感圧接着剤層は、例えば、処理（例えば、紫外線の照射や加熱など）によって感圧接着力が低減するような感圧接着剤から形成されている。
キャリア１２は、仮固定シート１１を下方から支持すための支持板であり、例えば、硬質材料からなる。硬質材料としては、例えば、ガラス、セラミック、ステンレスなどが挙げられる。
次いで、図２Ｃに示すように、仮固定工程では、複数の光半導体素子２を、仮固定シート１１の上に仮固定する。
具体的には、複数の光半導体素子２の電極２４を、仮固定シート４２の上面に感圧接着させる。このとき、複数の光半導体素子２を、仮固定シートの上に、左右方向および前後方向に互いに間隔を隔てて、整列配置させる。
これによって、キャリア１２と、キャリア１２の上側に配置される仮固定シート１１と、仮固定シート１１の上に整列配置される複数の光半導体素子２とを備える素子配置キャリア１３が得られる。
次いで、図２Ｄに示すように、対向配置工程では、素子配置キャリア１３および蛍光体積層シート１０を、上下方向に間隔を隔てて対向配置する。
具体的には、素子配置キャリア１３および蛍光体積層シート１０をプレス機３０にセットする。
プレス機３０は、熱源を備える熱プレス機であって、下板３１と、下板３１の上側に配置され、下板３１に対して下側に移動可能に構成される上板３２と、下板３１の上面に載置され、熱プレス時における上板３２および下板３１の間隔を調整するためのスペーサ３３とを備える。
そして、白色層３が上側となるように、下板３１の上面に蛍光体積層シート１０を配置する。一方、光半導体素子２が下側となるように、上板３２の下面に素子配置キャリア１３を固定する。
また、スペーサ３３は、熱プレス時に、光半導体素子２の発光面２１が、蛍光体層４の白色層側表面に達するように、すなわち、発光面２１が蛍光体層４と白色層３との界面付近に達するように、調整する。
次いで、図２Ｅに示すように、積層工程では、蛍光体積層シート１０を、素子配置キャリア１３に積層する。
具体的には、プレス機３０の熱源を作動させながら上板３２を下方に移動することにより、熱プレスを実施する。
このとき、スペーサ３３を適宜調整することにより、光半導体素子２を、白色層３に埋没させ、光半導体素子２の発光面２１を、蛍光体層４の白色層側表面（上面）付近に到達させる。これにより、白色層３が、熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂組成物を含有する場合、白色層３は、熱により容易に溶融するため、発光面２１と蛍光体層４の白色層側表面との僅かな隙間（界面）に均一にかつ薄く濡れ広がるように形成される。その後、熱硬化反応によって、所望厚み（２〜１５μｍ）の白色膜５が形成される。
熱プレスの圧力は、例えば、０．０１ＭＰａ以上、好ましくは、０．１ＭＰａ以上であり、また、例えば、１０ＭＰａ以下、好ましくは、５ＭＰａ以下である。
熱プレスの温度は、白色層３を溶融させる温度であればよく、例えば、４０℃以上、好ましくは、４５℃以上、より好ましくは、５０℃以上であり、また、例えば、１８０℃以下、好ましくは、１５０℃以下、より好ましくは、１００℃未満である。
加熱プレスの時間は、例えば、１秒以上、好ましくは、３秒以上であり、また、例えば、３０分以下、好ましくは、１０分以下である。
これによって、複数の光半導体素子２と、白色層３と、蛍光体層４とを備える層付素子集合体１４が、仮固定シート１１に仮固定された状態で、得られる。
次いで、Ｃステージ化工程では、Ｂステージ状態の白色層３をＣステージ化する。
具体的には、加熱工程を実施する。すなわち、層付素子集合体１４をプレス機３０から取り出し、オーブンなどによって、加熱する。
加熱温度は、例えば、１００℃以上、好ましくは、１２０℃以上、より好ましくは、１３０℃以上であり、また、例えば、２００℃以下、好ましくは、１６０℃以下、より好ましくは、１５０℃以下である。また、加熱時間は、例えば、１０分以上、好ましくは、３０分以上、より好ましくは、６０分以上であり、また、例えば、４８０分以下、好ましくは、３００分以下、より好ましくは、１８０分以下である。なお、加熱を、異なる温度で複数回実施することもできる。
次いで、図２Ｆに示すように、切断工程では、層付素子集合体１４を切断する。
具体的には、図２Ｆの破線が示すように、隣接する光半導体素子２の間における白色層３および蛍光体層４を、ダイシングなどによって切断する。これによって、層付素子集合体１４を個片化する。
これによって、１つの光半導体素子２と、白色層３と、蛍光体層４とを備える層付素子１が、仮固定シート１１に仮固定された状態で、得られる。
続いて、図２Ｆの仮想線が示すように、層付素子１を仮固定シート１１から引き剥がす。
続いて、必要に応じて、対向面２２を被覆する白色層３を、対向面２２（電極）が露出するように、グラインド加工する。
これによって、１つの光半導体素子２と、白色層３と、蛍光体層４とを備える層付素子１が、得られる。
なお、図２Ｇに示すように、層付素子１を、ダイオード基板１５などの電極基板にフリップチップ実装することにより、発光ダイオード装置などの光半導体装置１６が得られる（実装工程）。
ダイオード基板１５は、略平板形状を有し、具体的には、絶縁基板の上面に、導体層が回路パターンとして積層された積層板から形成されている。絶縁基板は、例えば、シリコン基板、セラミックス基板、プラスチック基板（例えば、ポリイミド樹脂基板）などからなる。導体層は、例えば、金、銅、銀、ニッケルなどの導体から形成されている。導体層は、単数の光半導体素子２と電気的に接続するための電極（図示せず）を備えている。ダイオード基板１５の厚みは、例えば、２５μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、２０００μｍ以下、好ましくは、１０００μｍ以下である。
＜作用効果＞
第１実施形態の層付素子１では、半導体素子２と、発光面２１に配置される白色膜５と、白色膜５の上面に配置される蛍光体層４とを備え、白色膜５の厚みが、２μｍ以上１５μｍ以下である。このため、光半導体素子２と蛍光体層４との密着性が良好であり、接合信頼性に優れる。また、蛍光体層４で生じる熱を、白色膜５を介して放熱できるため、放熱性に優れる。また、蛍光体層４の放熱性が優れることにより、長時間発光させた際に、蛍光体層４の温度負荷によるクラックの発生を抑制することができ、耐久信頼性にも優れる。さらに、白色膜５の厚みが薄いため、発光面２１から蛍光体層４に入る光の吸収および反射を低減でき、明るさの低下を抑制することができる。
第１実施形態の層付素子１では、半導体素子２と、発光面２１に配置される白色膜５と、白色膜５の上面に配置される蛍光体層４とを備え、白色膜５の厚みが、２μｍ以上１５μｍ以下である。このため、光半導体素子２と蛍光体層４との密着性が良好であり、接合信頼性に優れる。また、蛍光体層４で生じる熱を、白色膜５を介して放熱できるため、放熱性に優れる。また、蛍光体層４の放熱性が優れることにより、長時間発光させた際に、蛍光体層４の温度負荷によるクラックの発生を抑制することができ、耐久信頼性にも優れる。さらに、白色膜５の厚みが薄いため、発光面２１から蛍光体層４に入る光の吸収および反射を低減でき、明るさの低下を抑制することができる。
また、光半導体素子２の周囲に配置される白色側部６をさらに備えている。このため、光半導体素子２の側方から放射される光を反射することができ、明るさが良好である。また、放熱性にも優れる。
＜第１実施形態の変形例＞
第１実施形態の変形例において、第１実施形態と同じ部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第１実施形態の変形例において、第１実施形態と同じ部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図１Ａ−図２Ｂに示す第１実施形態では、蛍光体層４の上面は露出しているが、例えば、図３に示すように、蛍光体層４の上面に光拡散層４０などの機能層を配置することもできる。
光拡散層４０は、蛍光体層４から上側に向かって放出される光を左右方向および前後方向に拡散させる層である。光拡散層４０は、左右方向および前後方向に沿う略平板形状を有しており、平面視において、蛍光体層４と同一形状となるように形成されている。光拡散層４０は、例えば、白色樹脂組成物において上記した光拡散性無機粒子および樹脂を含有する光拡散性樹脂組成物から形成することができる。
＜第１実施形態の製造方法の変形例＞
図２Ａ−図２Ｇに示す第１実施形態の製造方法では、蛍光体積層シート１０を用いて層付素子１を製造しているが、例えば、図４Ａ−図５Ｈに示すように、蛍光体積層シート１０を形成せずに層付素子１を製造することができる。
図２Ａ−図２Ｇに示す第１実施形態の製造方法では、蛍光体積層シート１０を用いて層付素子１を製造しているが、例えば、図４Ａ−図５Ｈに示すように、蛍光体積層シート１０を形成せずに層付素子１を製造することができる。
図４Ａ−図５Ｈに示す実施形態では、仮固定シート用意工程、仮固定工程、白色樹脂組成物配置工程、白色層積層工程、厚み調整工程、蛍光体層積層工程、Ｃステージ化工程、および、切断工程を備える。
まず、図４Ａ−図４Ｂに示すように、仮固定シート用意工程および仮固定工程を実施する。仮固定シート用意工程および仮固定工程は、第１実施形態の製造方法と同様である。
次いで、図４Ｃに示すように、白色樹脂組成物配置工程では、素子配置キャリア１３および白色樹脂組成物３４を、上下方向に間隔を隔てて対向配置する。
具体的には、素子配置キャリア１３および白色樹脂組成物３４をプレス機３０にセットする。
まず、プレス機３０の下板３１の上面に、白色樹脂組成物３４を配置する。具体的には、平面視枠状のスペーサ３３を下板３１の上面に配置し、続いて、下板３１の上面およびスペーサ３３の内側表面に、上側が開放する箱形状を有する剥離シート３５を配置し、続いて、剥離シート３５内部にＡステージの白色樹脂組成物３４を充填する。
一方、光半導体素子２が下側となるように、上板３２の下面に、素子配置キャリア１３を固定する。
次いで、図４Ｄに示すように、白色層積層工程では、素子配置キャリア１３に白色層３を積層する。
具体的には、熱プレスを実施する。熱プレスの条件としては、第１実施形態と同様である。
これにより、光半導体素子２が白色樹脂組成物３４に埋没され、また、白色樹脂組成物３４がＢステージ化されて、Ｂステージ状態の白色層３が形成される。すなわち、光半導体素子２が白色層３によって被覆される。
これによって、図４Ｅに示すように、複数の光半導体素子２と、白色層（Ｂステージ）３とを備える白色層付素子の集合体１７が、仮固定シート１１に仮固定された状態で、得られる。
次いで、図４Ｆに示すように、厚み調整工程では、白色層３の厚みを調整する。
具体的には、白色層３の上側部分、すなわち、白色膜５の上部を厚み方向に除去する。
除去方法としては、例えば、（１）感圧接着シートを白色膜５の上面に貼着した後、引き剥がす方法、（２）溶媒を含浸した布を用いて、白色膜５の上面を拭き取る方法、（３）バス、ブラシ、ブラストなどの研磨部材を用いて、白色膜５の上面を研磨する方法などが挙げられる。
これによって、白色膜５の厚みが２μｍ以上１５μｍ以下となるように調整される。
次いで、図５Ｇに示すように、蛍光体層積層工程では、白色層付素子の集合体１７の白色層３に、蛍光体層４を積層する。
具体的には、熱プレスを実施する。熱プレスの条件としては、上記白色層積層工程と同様である。
これによって、複数の光半導体素子２と、白色層３（Ｂステージ）と、蛍光体層４とを備える層付素子集合体１４が、仮固定シート１１に仮固定された状態で、得られる。
次いで、Ｃステージ化工程、および、図５Ｈの破線が示す切断工程を実施する。Ｃステージ化工程および切断工程は、第１実施形態と同様である。
これによって、１つの光半導体素子２と、白色層３と、蛍光体層４とを備える層付素子１が、得られる。
本発明では、好ましくは、図２Ａ−図２Ｇに示す製造方法が挙げられる。図２Ａ−図２Ｇの製造方法では、熱プレスなどの積層工程や厚み調整工程などの工程数を低減でき、また、白色膜５の厚みを容易に調整することができる。
＜第２実施形態＞
図６を参照して、本発明の層付素子１の第２実施形態について説明する。
図６を参照して、本発明の層付素子１の第２実施形態について説明する。
第２実施形態において、第１実施形態と同じ部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図６に示すように、層付素子１は、光半導体素子２と、白色層３と、蛍光体層４とを備えている。
白色層３は、白色膜５および白色側部６を一体的に備えている。
白色膜５は、光半導体素子２の上側および側方に配置され、光半導体素子の上部を被覆している。白色膜５は、下側を開放する箱形状を有し、第１白色膜５ａおよび第２白色膜５ｂを一体的に備えている。
第１白色膜５ａは、光半導体素子２の上側に、配置されている。第１白色膜５ａは、その下面全面が発光面２１全面と接触し、その上面全面が蛍光体層４の下面の一部（中央部）と接触するように、光半導体素子２と、蛍光体層４との間に配置されている。第１白色膜５ａは、左右方向および前後方向に沿う略平板形状を有し、平面視略矩形状（好ましくは、平面視略正方形状）を有している。また、第１白色膜５ａは、厚み方向に投影したときに、発光面２１と一致するように形成されている。
第２白色膜５ｂは、光半導体素子２の側方に配置されている。具体的には、第２白色膜５ｂは、光半導体素子２の側面の上部と接触するように、光半導体素子２と、蛍光体層４との間に配置されている。第２白色膜５ｂは、平面視略矩形枠状を有しており、その上端が第１白色膜５ａの周端縁と連続している。
白色膜５の厚み（すなわち、第１白色膜５ａの上下方向長さ、および、第２白色膜５ｂの前後方向長さまたは左右方向長さ）は、２μｍ以上１５μｍ以下である。好ましくは、４μｍ以上であり、また、好ましくは、７μｍ以下である。
第２白色膜５ｂの厚み（前後方向長さまたは左右方向長さ）は、光半導体素子２の上下方向長さよりも短く、例えば、光半導体素子２の上下方向長さ１００％に対して、例えば、１０％以上、好ましくは、２０％以上であり、また、例えば、９５％以下、好ましくは、９０％以下である。具体的には、例えば、５μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１５０μｍ以下である。
白色側部６は、光半導体素子２の下部の側方に、配置されている。具体的には、白色側部６は、光半導体素子２の側面２３の下部と接触し、それを被覆している。また、白色側部６の上端は、第２白色膜５ｂの下端と連続している。
白色側部６は、平面視略矩形枠状を有している。白色側部６は、厚み方向に投影したときに、その内形が光半導体素子２の形状と一致し、その外形が蛍光体層４の形状と一致するように形成されている。
蛍光体層４は、白色層３の上側に配置されている。具体的には、蛍光体層４は、蛍光体層４の下面全面が、白色膜５および白色側部６の上面全面と接触するように、白色膜５および白色側部６の上面に配置されている。
また、蛍光体層４は、断面視において、下側を開放するコ字形状を有し、蛍光体上部７および蛍光体下部８を一体的に備えている。
蛍光体上部７は、白色層３の上側に配置されている。具体的には、蛍光体上部７は、その下面が、第１白色膜５ａの上面と接触し、蛍光体下部８の上面と連続するように、配置されている。蛍光体上部７は、左右方向および前後方向に沿う略平板形状を有し、平面視略矩形状（好ましくは、平面視略正方形状）を有している。蛍光体上部７は、厚み方向に投影したときに、発光面２１を含むように形成され、かつ、白色側部６の外形と一致するように形成されている。
蛍光体下部８は、光半導体素子２の側方に配置されている。具体的には、蛍光体下部８は、第２白色膜５ｂの周側面と接触し、それを被覆している。蛍光体下部８は、平面視略枠矩形状を有している。蛍光体下部８は、厚み方向に投影したときに、その内形が第２白色膜５ｂの外形と一致し、その外形が白色側部６の外形と一致するように形成されている。
第２実施形態の層付素子１は、例えば、図２Ａ−図２Ｇの製造工程を参照して製造することができる。
特に、図２Ａにおいて、白色層３の厚みが光半導体素子２の厚みよりも薄く、蛍光体層４がＢステージ状態である蛍光体積層シート１０を作製する。
次いで、このような蛍光体積層シート１０を用いて、図２Ｄ−図２Ｅに示すように、蛍光体積層シート１０を、素子配置キャリア１３に積層する。具体的には、プレス機３０の熱源を作動させながら上板３２を下方に移動することにより、熱プレスを実施する。これにより、白色層３の白色樹脂組成物３４が、光半導体素子２の上部（発光面２１および上部側面）に濡れ広がって、これらの面に白色膜５が形成（被覆）される。また、光半導体素子２の上部は、白色膜５を被覆したまま、蛍光体層４に埋没される。
次いで、Ｃステージ化工程および切断工程により、白色層３および蛍光体層４をＣステージ化し、個片化して、図６に示す層付素子１が得られる。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
（蛍光体樹脂組成物Ａの調製）
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物（Ｂステージ状態となることができる１段反応硬化性樹脂、熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂、付加反応硬化型）を調製した。
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物（Ｂステージ状態となることができる１段反応硬化性樹脂、熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂、付加反応硬化型）を調製した。
このフェニル系シリコーン樹脂組成物１００質量部に、黄色系蛍光体（「Ｙ−４６８」、根本特殊化学社製）４０質量部を混合して、蛍光体樹脂組成物Ａを調製した。
（蛍光体樹脂組成物Ｂの調製）
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物を調製した。このフェニル系シリコーン樹脂組成物１００質量部に、黄色系蛍光体（上記と同様）４０質量部およびガラス粒子５０質量部を混合して、蛍光体樹脂組成物Ｂを調製した。
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物を調製した。このフェニル系シリコーン樹脂組成物１００質量部に、黄色系蛍光体（上記と同様）４０質量部およびガラス粒子５０質量部を混合して、蛍光体樹脂組成物Ｂを調製した。
ガラス粒子としては、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３／ＣａＯ／ＭｇＯ＝６０／２０／１５／５（質量％）、平均粒子径２０μｍ、屈折率１．５５の無機粒子を使用した。
（蛍光体樹脂組成物Ｃの調製）
メチル系シリコーン樹脂組成物（「ＫＥＲ−２５００」、信越化学社製、付加反応硬化型）１００質量部に、黄色系蛍光体（上記と同様）４０質量部を混合して、蛍光体樹脂組成物Ｃを調製した。
メチル系シリコーン樹脂組成物（「ＫＥＲ−２５００」、信越化学社製、付加反応硬化型）１００質量部に、黄色系蛍光体（上記と同様）４０質量部を混合して、蛍光体樹脂組成物Ｃを調製した。
（白色樹脂組成物Ａの調製）
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物（Ｂステージ状態となることができる１段反応硬化性樹脂、熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂、付加反応硬化型）を調製した。
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物（Ｂステージ状態となることができる１段反応硬化性樹脂、熱可塑性・熱硬化性シリコーン樹脂、付加反応硬化型）を調製した。
フェニル系シリコーン樹脂組成物１００質量部に、酸化チタン（白色粒子、「Ｒ７０６Ｓ」、デュポン社製、平均粒子径０．３６μｍ）３０質量部を混合して、白色樹脂組成物Ａを調製した。
（白色樹脂組成物Ｂの調製）
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物（上記と同様）を調製した。
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物（上記と同様）を調製した。
フェニル系シリコーン樹脂組成物１００質量部に、酸化チタン（上記と同様）３０質量部およびシリカ（光拡散性無機粒子、「ＤＬ−７４００Ｓ」、日本電気硝子社製、平均粒子径２．０μｍ）１０質量部を混合して、白色樹脂組成物Ｂを調製した。
（白色樹脂組成物Ｃの調製）
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物（上記と同様）を調製した。
特開２０１６−３７５６２号公報の実施例に記載の調製例１に準拠して、フェニル系シリコーン樹脂組成物（上記と同様）を調製した。
フェニル系シリコーン樹脂組成物１００質量部に、酸化チタン（上記と同様）３０質量部およびシリカ（光拡散性無機粒子、「ＦＢ−３ＳＤＣ」、ＤＥＮＫＡ社製、平均粒子径３．４μｍ）１０質量部を混合して、白色樹脂組成物Ｃを調製した。
（実施例１）
まず、蛍光体樹脂組成物Ａを剥離シートの上に塗布し、１２０℃、１０分加熱することにより、Ｃステージ状態の蛍光体層（厚み１００μｍ）を形成した。蛍光体層の引張弾性率Ｅは、３７ＭＰａであった。次いで、蛍光体層の上面に、白色樹脂組成物Ａを塗布し、８０℃、１０分加熱することにより、Ｂステージ状態の白色層（厚み４００μｍ）を形成した。白色層の溶融粘度（６０℃）は、１３Ｐａ・ｓであった（表１参照）。これにより、蛍光体積層シートを得た（図２Ａ参照）。
まず、蛍光体樹脂組成物Ａを剥離シートの上に塗布し、１２０℃、１０分加熱することにより、Ｃステージ状態の蛍光体層（厚み１００μｍ）を形成した。蛍光体層の引張弾性率Ｅは、３７ＭＰａであった。次いで、蛍光体層の上面に、白色樹脂組成物Ａを塗布し、８０℃、１０分加熱することにより、Ｂステージ状態の白色層（厚み４００μｍ）を形成した。白色層の溶融粘度（６０℃）は、１３Ｐａ・ｓであった（表１参照）。これにより、蛍光体積層シートを得た（図２Ａ参照）。
次いで、ステンレスキャリアの上に、仮固定シート（日東電工社製、「リバアルファ」、両面タイプ）を配置した（図２Ｂ参照）。
次いで、電極が対向面に設けられた光半導体素子（１．０ｍｍ角、厚み１５０μｍ、商品名「ＥＤＩ−ＦＡ４５４５Ａ」、エピスター社製）を複数用意し、光半導体素子を仮固定シートの上に、１．６４ｍｍピッチで、前後方向に２０個、左右方向に２０個、整列配置した（図２Ｃ参照）。これにより、素子配置キャリアを得た。
次いで、プレス機に、蛍光体積層シートおよび素子配置キャリアをセットした（図２Ｄ参照）。具体的には、プレス機の下板の上面に、蛍光体積層シートを、白色層が上側となるように、配置し、プレス機の上板の下面に、素子配置キャリアを、光半導体素子が下側となるように固定した。また、プレス時に、発光面が、蛍光体層と白色層との界面の高さを位置付近となるように、スペーサを調整した。
次いで、９０℃、０．１ＭＰａ、１０分の条件で、熱プレスを実施した。これにより、層付素子集合体を得た（図２Ｅ参照）。
次いで、層付素子集合体を、１５０℃のオーブンに１２０分放置することにより、白色層をＣステージ化させた。
次いで、隣接する光半導体素子の間における白色層および蛍光体層を、ダイシングによって切断して、層付素子集合体を個片化した。続いて、個片化された層付素子を仮固定シートから引き剥がし、その後、対向面を被覆する白色層を、対向面が露出するように、グラインド加工した（図２Ｆ参照）。
これにより、層付素子を製造した。
（実施例２〜６）
白色樹脂組成物Ａの硬化条件を調整し、白色層の溶融粘度を表１に記載の溶融粘度にした以外は、実施例１と同様にして、層付素子を製造した。
白色樹脂組成物Ａの硬化条件を調整し、白色層の溶融粘度を表１に記載の溶融粘度にした以外は、実施例１と同様にして、層付素子を製造した。
（実施例７）
白色樹脂組成物Ａの代わりに白色樹脂組成物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして、層付素子を製造した。
白色樹脂組成物Ａの代わりに白色樹脂組成物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして、層付素子を製造した。
（実施例８）
白色樹脂組成物Ａの代わりに白色樹脂組成物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして、層付素子を製造した。
白色樹脂組成物Ａの代わりに白色樹脂組成物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして、層付素子を製造した。
（実施例９）
蛍光体樹脂組成物Ａの代わりに蛍光体樹脂組成物Ｂを用い、かつ、白色層の溶融粘度を表１に記載の溶融粘度にした以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層シートおよび層付素子を製造した。
蛍光体樹脂組成物Ａの代わりに蛍光体樹脂組成物Ｂを用い、かつ、白色層の溶融粘度を表１に記載の溶融粘度にした以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層シートおよび層付素子を製造した。
（実施例１０）
蛍光体樹脂組成物Ａの代わりに蛍光体樹脂組成物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層シートおよび層付素子を製造した。
蛍光体樹脂組成物Ａの代わりに蛍光体樹脂組成物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層シートおよび層付素子を製造した。
（比較例１）
白色樹脂組成物Ａおよび蛍光体樹脂組成物Ａを用いて、図４Ａ〜図５Ｈに示す工程で実施し、層付素子を製造した。なお、図４Ｆの厚み調整工程において、発光面の上面に形成された白色膜を完全に除去して、白色膜の厚みを０μｍとした。
白色樹脂組成物Ａおよび蛍光体樹脂組成物Ａを用いて、図４Ａ〜図５Ｈに示す工程で実施し、層付素子を製造した。なお、図４Ｆの厚み調整工程において、発光面の上面に形成された白色膜を完全に除去して、白色膜の厚みを０μｍとした。
（比較例２〜３）
白色樹脂組成物Ａの硬化条件を調整し、白色層の溶融粘度を表１に記載の溶融粘度にした以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層シートを製造した。
白色樹脂組成物Ａの硬化条件を調整し、白色層の溶融粘度を表１に記載の溶融粘度にした以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層シートを製造した。
（比較例４）
白色樹脂組成物として白色樹脂組成物Ａを用い、蛍光体樹脂組成物として蛍光体樹脂組成物Ａを用いて、図４Ａ〜図５Ｈに示す工程で実施し、層付素子を製造した。
白色樹脂組成物として白色樹脂組成物Ａを用い、蛍光体樹脂組成物として蛍光体樹脂組成物Ａを用いて、図４Ａ〜図５Ｈに示す工程で実施し、層付素子を製造した。
ただし、図４Ｂの仮固定工程後において、発光面に保護テープを貼着し、発光面表面に白色膜が形成されようにしたため、図４Ｅに示す厚み調整工程は省略した。また、図５Ｇの蛍光体層積層工程の前に、白色層付素子の集合体の上面に、厚み５μｍの接着剤層（信越化学社製、透明シリコーン樹脂、「ＫＥＲ−２５００」）を配置し、その接着剤層の上に蛍光体層を配置した。
すなわち、比較例４の層付素子は、白色膜の代わりに、接着剤層を介して、光半導体素子および白色層と、蛍光体層とを接着させた。
（厚みの測定）
白色膜および蛍光体層の厚みは、測定計（リニアゲージ）により測定した。
白色膜および蛍光体層の厚みは、測定計（リニアゲージ）により測定した。
（蛍光体層の引張弾性率Ｅの測定）
Ｃステージの蛍光体層からサンプルを採取して、このサンプルの弾性率を下記の条件で測定し、サンプルの２５℃の引張弾性率Ｅを求めた。
Ｃステージの蛍光体層からサンプルを採取して、このサンプルの弾性率を下記の条件で測定し、サンプルの２５℃の引張弾性率Ｅを求めた。
装置：引張試験機、「テンシロン」、島津製作所社製
チャック間距離：１０ｍｍ
引張速度：３００ｍｍ／分
（白色層の溶融粘度の測定）
Ｂステージの白色層を、６０℃に温度調節したＥ型粘度計に設置し、Ｅ型コーンを用いて測定した。回転数は、トルクが３０〜９０％となるように適宜調整した。なお、溶融粘度は、測定開始後３分後の粘度を記録した。
チャック間距離：１０ｍｍ
引張速度：３００ｍｍ／分
（白色層の溶融粘度の測定）
Ｂステージの白色層を、６０℃に温度調節したＥ型粘度計に設置し、Ｅ型コーンを用いて測定した。回転数は、トルクが３０〜９０％となるように適宜調整した。なお、溶融粘度は、測定開始後３分後の粘度を記録した。
（明るさの測定）
各実施例および各比較例の層付素子を、ダイオード基板にフリップチップ実装して、光半導体装置を得た。この光半導体装置に、３００ｍＡの電流を通電して、積分球により、明るさ（全光束）を測定した。
各実施例および各比較例の層付素子を、ダイオード基板にフリップチップ実装して、光半導体装置を得た。この光半導体装置に、３００ｍＡの電流を通電して、積分球により、明るさ（全光束）を測定した。
実施例１の光半導体装置の明るさ（ミリルーメン）を１００％として、各光半導体装置の明るさを求めた。結果を表１に示す。
（放熱性の測定）
各実施例および各比較例の層付素子を、ダイオード基板にフリップチップ実装して、光半導体装置を得た。この光半導体装置に、１０００ｍＡの電流を通電したときの蛍光体層表面の温度を、Ｋ熱電対を用いて測定した。結果を表１に示す。
各実施例および各比較例の層付素子を、ダイオード基板にフリップチップ実装して、光半導体装置を得た。この光半導体装置に、１０００ｍＡの電流を通電したときの蛍光体層表面の温度を、Ｋ熱電対を用いて測定した。結果を表１に示す。
（接合信頼性の測定）
各実施例および各比較例の層付素子の下部（白色層および光半導体素子）を台に固定し、蛍光体層の側面を面方向に押した。このときの蛍光体層と光半導体素子との接着性を下記のように評価した。結果を表１に示す。
各実施例および各比較例の層付素子の下部（白色層および光半導体素子）を台に固定し、蛍光体層の側面を面方向に押した。このときの蛍光体層と光半導体素子との接着性を下記のように評価した。結果を表１に示す。
蛍光体層が、光半導体素子に対して、面方向に容易にずれた場合を×と評価した。蛍光体層が、光半導体素子に対して、面方向にずれなかった場合を○と評価した。
（耐久信頼性の測定）
各実施例および各比較例の層付素子を、ダイオード基板にフリップチップ実装して、光半導体装置を得た。この光半導体装置に、１０００ｍＡの電流を５００時間通電して、下記のように評価した。結果を表１に示す。
各実施例および各比較例の層付素子を、ダイオード基板にフリップチップ実装して、光半導体装置を得た。この光半導体装置に、１０００ｍＡの電流を５００時間通電して、下記のように評価した。結果を表１に示す。
蛍光体層にクラックの発生が観測された場合を×と評価した。蛍光体層にクラックの発生が観測されなかった場合を○と評価した。
１ 層付素子
２ 光半導体素子
３ 白色層
４ 蛍光体層
５ 白色膜
６ 白色側部
２１ 発光面
２２ 対向面
２３ 側面
２ 光半導体素子
３ 白色層
４ 蛍光体層
５ 白色膜
６ 白色側部
２１ 発光面
２２ 対向面
２３ 側面
Claims (5)
- 発光面および前記発光面に対して上下方向に間隔を隔てて対向配置される対向面を有する光半導体素子と、
前記発光面の上側に配置される白色膜と、
前記白色膜の上側に配置される蛍光体層と
を備え、
前記白色膜の厚みが、２μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする、蛍光体層付光半導体素子。 - 前記白色膜の厚みが、２μｍ以上７μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体層付光半導体素子。
- 前記光半導体素子の周囲に配置される白色部をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の蛍光体層付光半導体素子。
- 前記白色膜は、白色粒子を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蛍光体層付光半導体素子。
- 前記白色粒子の平均粒子径が、０．１μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とする、請求項４に記載の蛍光体層付光半導体素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016123851A JP2017228657A (ja) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 蛍光体層付光半導体素子 |
| PCT/JP2017/019060 WO2017221607A1 (ja) | 2016-06-22 | 2017-05-22 | 蛍光体層付光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016123851A JP2017228657A (ja) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 蛍光体層付光半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017228657A true JP2017228657A (ja) | 2017-12-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016123851A Pending JP2017228657A (ja) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 蛍光体層付光半導体素子 |
Country Status (2)
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|---|---|
| JP (1) | JP2017228657A (ja) |
| WO (1) | WO2017221607A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021170610A (ja) * | 2020-04-17 | 2021-10-28 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置の製造方法及び発光モジュールの製造方法 |
| US12100790B2 (en) | 2021-07-30 | 2024-09-24 | Nichia Corporation | Method of manufacturing light emitting device |
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| JP5680472B2 (ja) * | 2011-04-22 | 2015-03-04 | シチズンホールディングス株式会社 | 半導体発光装置の製造方法 |
| JP2013077679A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Citizen Electronics Co Ltd | 半導体発光装置とその製造方法 |
-
2016
- 2016-06-22 JP JP2016123851A patent/JP2017228657A/ja active Pending
-
2017
- 2017-05-22 WO PCT/JP2017/019060 patent/WO2017221607A1/ja active Application Filing
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017221607A1 (ja) | 2017-12-28 |
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