JP2018191015A

JP2018191015A - 発光装置の製造方法

Info

Publication number: JP2018191015A
Application number: JP2018169303A
Authority: JP
Inventors: 忠昭池田; Tadaaki Ikeda; 拓也中林; Takuya Nakabayashi
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2018-11-29
Anticipated expiration: 2036-04-06
Also published as: JP6658829B2

Abstract

【課題】マンガン賦活フッ化物蛍光体の劣化を抑制した信頼性の高い発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】発光装置の製造方法は、母材と第１蛍光体とを含む第１シートと、母材と第２蛍光体とを含む第２シートと、母材を含む第３シートと、をこの順に熱圧着により貼り合わせて波長変換シート作製する工程と、波長変換シートを、超音波カッターを用いて小片に切断し、透光性部材を準備する工程と、発光素子上に、導光部材を塗布した後に、透光性部材を載せる工程と、発光素子、導光部材、および透光部材を埋め込む被覆部材を形成する工程と、研削により被覆部材を研削して透光性部材の上面を露出させる工程とを含む。【選択図】図１Ｂ

Description

本開示は、発光装置に関する。

例えば特許文献１には、マンガンで賦活された低屈折率フルオロ錯体蛍光体である第１
蛍光体を第１透明封止材で封止してなる第１発光組成物と、第１透明封止材よりも高い屈
折率を有する第２蛍光体を、第１透明封止材よりも高屈折率かつ第２蛍光体と同等以下の
屈折率を有する第２透明封止材で封止してなる第２発光組成物と、第１蛍光体および第２
蛍光体を励起するための光源である半導体発光素子と、を備える半導体発光装置が記載さ
れている。また、特許文献１には、第２蛍光体から放出される光が第１発光組成物を通し
て当該発光装置外に取り出されるように、第１発光組成物および第２発光組成物が配置さ
れることが記載されている。

特開２０１０−２５１６２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のように第１発光組成物を封止材の最外層とした場合
、耐環境性の比較的低いフルオロ錯体蛍光体が劣化しやすく、発光装置の信頼性が低下す
る虞がある。

そこで、本発明の一実施の形態は、マンガン賦活フッ化物蛍光体の劣化を抑制した信頼
性の高い発光装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態の発光装置は、青色発光する発光素子と、前記発光素子に接合さ
れた第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、を有する透光性部材と、を備え、
前記透光性部材が、透光性の母材と、前記母材中に含有され前記発光素子の光を吸収して
発光する波長変換物質と、を有し、前記波長変換物質が、前記母材中において前記第１主
面側に偏在しており、且つ、赤色発光する第２蛍光体と、前記第２蛍光体より前記第１主
面側に偏在した緑色乃至黄色発光する第１蛍光体と、を含み、前記第２蛍光体が、マンガ
ン賦活フッ化物蛍光体であることを特徴とする。

本発明の一実施の形態の発光装置によれば、マンガン賦活フッ化物蛍光体の劣化を抑制
した信頼性の高い発光装置が得られる。

本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略斜視図である。本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略断面図である。本発明の一実施の形態に係る波長変換シートの概略断面図である。本発明の一実施の形態に係る別の波長変換シートの概略断面図である。本発明の一実施例に係る発光装置と一比較例に係る発光装置のエージング試験における発光色度の変化を示すグラフである。本発明の一実施例に係る発光装置と一比較例に係る発光装置のリフローパス試験における発光色度ｘ値の変化を示すグラフである。本発明の一実施例に係る発光装置と一比較例に係る発光装置のリフローパス試験における発光色度ｙ値の変化を示すグラフである。

以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する
発光装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限
り、本発明を以下のものに限定しない。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、
説明を明確にするため、誇張していることがある。

なお、可視波長域は波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲とし、青色域は波長が
４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲、緑色域は波長が５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の
範囲、黄色域は波長が５７０ｎｍより長く５９０ｎｍ以下の範囲、赤色域は波長が６１０
ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲とする。

＜実施の形態１＞
図１Ａは、実施の形態１に係る発光装置１００の概略斜視図である。図１Ｂは、実施の
形態１に係る発光装置１００の概略断面図である。

なお、図１Ａ，１Ｂ中、発光装置１００における、横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向、
前後（奥行き）方向をＺ方向として示す。このＸ、Ｙ、Ｚ方向（軸）は其々、他の２方向
（軸）と垂直な方向（軸）である。より詳細には、右方向をＸ_＋方向、左方向をＸ₋方向
、上方向をＹ_＋方向、下方向をＹ₋方向、前方向をＺ_＋方向、後ろ方向をＺ₋方向として
いる。Ｙ₋方向が当該発光装置１００の実装方向である。Ｚ_＋方向が当該発光装置１００
の主発光方向である。なお、後述の図２Ａ，２ＢにおけるＸ、Ｙ、Ｚ方向（軸）は、図１
Ａ，１ＢにおけるＸ、Ｙ、Ｚ方向（軸）に対応している。以下、発光装置１００の各構成
要素における、Ｚ_＋方向に面する面を「前面」、Ｚ₋方向に面する面を「後面」とする。

図１Ａ，１Ｂに示すように、実施の形態１の発光装置１００は、発光素子１０と、透光
性部材２０と、を備えている。この発光装置１００は、導光部材６０、導電性接着部材７
０、及び配線基板８０を更に備えている。発光素子１０は、青色発光する。発光素子１０
は、配線基板８０上に導電性接着部材７０を介して接着されている。透光性部材２０は、
発光素子１０に接合された第１主面２０ａと、第１主面２０ａの反対側の第２主面２０ｂ
と、を有している。この発光素子１０と透光性部材２０の接合は導光部材６０を介してい
る。透光性部材２０は、透光性の母材３０と、母材３０中に含有された波長変換物質４０
と、を有している。波長変換物質４０は、発光素子１０の光を吸収して発光する。波長変
換物質４０は、母材３０中において第１主面２０ａ側に偏在している。波長変換物質４０
は、緑色乃至黄色発光する第１蛍光体４１と、赤色発光する第２蛍光体４２と、を含んで
いる。第１蛍光体４１は、第２蛍光体４２より第１主面２０ａ側に偏在している。第２蛍
光体４２は、マンガン賦活フッ化物蛍光体である。

以上のような構成を有する発光装置１００では、透光性部材２０中の母材３０に対する
波長変換物質４０の占有体積比が、外部環境に近い第２主面２０ｂ側よりも、装置内部側
に位置する第１主面２０ａ側において大きくなっている。そのような波長変換物質４０の
なかで、第１主面２０ａに近い側では、第１蛍光体４１の占有体積比率が第２蛍光体４２
のそれより高く、第２主面２０ｂに近い側では、第２蛍光体４２の占有体積比率が第１蛍
光体４１のそれより高くなっている。このように、マンガン賦活フッ化物蛍光体である第
２蛍光体４２が、透光性部材２０の厚さ方向すなわちＺ方向の中間領域に分布しやすくな
っている。したがって、第２蛍光体４２より第２主面２０ｂ側にある母材３０によって、
第２蛍光体４２が外部環境から保護されやすい。また、第２蛍光体４２より第１主面２０
ｂ側にある第１蛍光体４１によって、輝度飽和を起こしやすいマンガン賦活フッ化物蛍光
体である第２蛍光体４２への発光素子１０の光の過度の照射が抑えられることで、第２蛍
光体４２の劣化を抑えることができる。以上により、マンガン賦活フッ化物蛍光体の劣化
を抑制した信頼性の高い発光装置が得られる。

以下、発光装置１００の好ましい形態について詳述する。

図１Ａ，１Ｂに示すように、発光装置１００は、光反射性の被覆部材５０を更に備えて
いる。そして、被覆部材５０は、透光性部材２０の第１主面２０ａと第２主面２０ｂの間
の側面２０ｃを被覆していることが好ましい。これにより、透光性部材２０の外部環境へ
の露出が抑えられ、波長変換物質４０、特にマンガン賦活フッ化物蛍光体である第２蛍光
体４２の劣化を抑制することができる。また、透光性部材２０から側方への発光が抑えら
れることで、透光性部材２０内の光密度が増大し、波長変換物質４０の発光及び発熱が促
進され、波長変換物質４０、特にマンガン賦活フッ化物蛍光体である第２蛍光体４２の劣
化が促進されやすくなるため、本実施の形態の構成の技術的意義が高まる。また、同じ観
点から、被覆部材５０は、発光素子１０の側面も被覆していることが好ましい。なお、こ
の被覆部材５０は、母材５１中に白色顔料５５を含有して成っている。

図１Ｂに示すように、発光素子１０は、半導体積層体１３と、電気的絶縁性で且つ透光
性の基板１５と、を含んでいる。基板１５は、半導体積層体１３が設けられた第３主面１
５ａと、第３主面１５ａの反対側の第４主面１５ｂと、を有している。このような場合、
透光性部材の第１主面２０ａは、基板の第４主面１５ｂに接合されていることが好ましい
。これにより、発光素子１０が基板１５を有することで生産性が比較的高く、また、ワイ
ヤボンディングを必要としないフリップチップ型の発光構造体を構成しやすいため、透光
性部材２０への光結合効率及び光の取り出し効率を高めることができる。

図１Ｂに示すように、透光性部材２０は、母材３０と第１蛍光体４１からなる第１層２
０１、母材３０と第２蛍光体４２からなる第２層２０２、母材３０からなる第３層２０３
を、第１主面２０ａから第２主面２０ｂに向かってこの順に含んでいることが好ましい。
これにより、透光性部材の母材３０中における第１蛍光体４１と第２蛍光体４２の分布が
明確な層状に区分され、上記の母材３０、第１蛍光体４１、及び第２蛍光体４２の配置関
係による作用、効果が明確に得られやすい。なお、第１層２０１と第２層２０２、及び第
２層２０２と第３層２０３は其々、直接的に接していることが好ましいが、母材３０を間
に介していてもよい。

図１Ｂに示すように、母材３０は、第１母材３１と第２母材３２と第３母材３３を含み
、第１層２０１は第１母材３１と第１蛍光体４１からなり、第２層２０２は第２母材３２
と第２蛍光体４２からなり、第３層２０３は第３母材３３からなっていてもよい。このよ
うな場合、第２母材３２は、第１母材３１の屈折率と同じ屈折率の材料、又は第１母材３
１の屈折率より低い屈折率の材料で構成され、第３母材３３は、第１母材３１の屈折率よ
り低い場合の第２母材３２の屈折率と同じ屈折率の材料、又は第２母材３２の屈折率より
低い屈折率の材料で構成されていることが好ましい。これにより、発光装置１００の光の
取り出し効率を高めることができる。

このほか、各層の馴染みやすさの観点においては、母材３０の全部が同一の材料で構成
されていることも好ましい。

図２Ａは、実施の形態１に係る波長変換シート２００の概略断面図である。図２Ｂは、
実施の形態１に係る別の波長変換シート２２０の概略断面図である。実施の形態１の発光
装置１００に使用される透光性部材２０は、例えば、以下のような波長変換シートを小片
に切断することで得られる。

図２Ａ，２Ｂに示すように、実施の形態１の波長変換シート２００は、第１主面２０ａ
と、第１主面２０ａの反対側の第２主面２０ｂと、を有している。波長変換シート２００
は、透光性の母材３０と、母材３０中に含有された波長変換物質４０と、を有している。
波長変換物質４０は、青色光を吸収して発光する。波長変換物質４０は、母材３０中にお
いて第１主面２０ａ側に偏在している。波長変換物質４０は、緑色乃至黄色発光する第１
蛍光体４１と、赤色発光する第２蛍光体４２と、を含んでいる。第１蛍光体４１は、第２
蛍光体４２より第１主面２０ａ側に偏在している。第２蛍光体４２は、マンガン賦活フッ
化物蛍光体である。

特に、図２Ａに示す波長変換シート２００は、例えば、第１母材３１と第１蛍光体４１
からなる第１シート、第２母材３２と第２蛍光体４２からなる第２シート、及び第３母材
３３からなる第３シートをこの順に貼り合わせることで作製することができる。このよう
な波長変換シート２００及びそれを個片化して作製される透光性部材２０は、母材３０中
における第１蛍光体４１と第２蛍光体４２の分布が明確な層状に区分され、上記の母材３
０、第１蛍光体４１、及び第２蛍光体４２の配置関係による作用、効果が明確に得られや
すい。また、このような波長変換シート２００であれば、波長変換物質４０の濃度、分布
、層厚などを管理しやすく、均質な透光性部材２０を製造しやすい。

また、図２Ｂに示す波長変換シート２２０は、例えば、液状の母材３０中に波長変換物
質４０を配合し、その母材３０を硬化させる過程において、第１蛍光体４１を第１主面２
０ａ側に先に沈降させた後、第２蛍光体４２を第１蛍光体４１の上に沈降させることで作
製することができる。このとき、第１蛍光体４１及び／若しくは第２蛍光体４２を強制的
に沈降させるために、遠心分離法を用いてもよい。このような波長変換シート２２０及び
それを個片化して作製される透光性部材は、母材３０中における第１蛍光体４１と第２蛍
光体４２の分布に偏りの傾向がありながら、両蛍光体が混在する領域も有している。これ
により、上記の母材３０、第１蛍光体４１、及び第２蛍光体４２の配置関係による作用、
効果を得ながら、第１蛍光体４１及び第２蛍光体４２の其々発する光の混色が促進されや
すい構成が得られる。

以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置における各構成要素について説明する。

（発光装置１００）
発光装置は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ；ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉ
ｏｄｅ）である。上記実施の形態１の発光装置は、側面発光型（「サイドビュー型」とも
呼ばれる）であるが、上面発光型（「トップビュー型」とも呼ばれる）にすることも可能
である。側面発光型の発光装置は、実装方向と主発光方向が互いに垂直である。上面発光
型の発光装置は、実装方向と主発光方向が互いに平行である。発光装置の前面視形状すな
わち主発光方向から見た形状は、適宜選択できるが、矩形状が量産性において好ましい。
特に、発光装置が側面発光型である場合の前面視形状は、長手方向と短手方向を有する長
方形状が好ましい。一方、発光装置が上面発光型である場合の前面視形状は、正方形状が
好ましい。なお、発光素子及び透光性部材も、発光装置と同様の前面視形状とするのが良
い。また、発光装置は、配線基板を含まず、その代わりに、発光素子の正負電極又はその
正負電極に接合した突起電極を外部接続用の端子として有する、チップ・サイズ・パッケ
ージ（ＣＳＰ；ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）型であってもよい。この突起電極
は、バンプ若しくはピラーなどが挙げられる。

（発光素子１０）
発光素子は、少なくとも発光素子構造を構成する半導体積層体を備え、多くの場合に基
板をさらに備える。発光素子としては、例えばＬＥＤチップが挙げられる。発光素子の前
面視形状は、矩形、特に正方形状若しくは一方向（図１Ａ中ではＸ方向）に長い長方形状
であることが好ましい。発光素子若しくはその基板の側面は、前面に対して、垂直であっ
てもよいし、内側又は外側に傾斜していてもよい。発光素子は、同一面側に正負（ｐ，ｎ
）電極を有することが好ましい。発光素子がフリップチップ（フェイスダウン）実装型の
場合、発光面すなわち前面は正負電極形成面とは反対側の面である。発光素子は、正負電
極及び／若しくは絶縁膜を含んでもよい。正負電極は、金、銀、錫、白金、ロジウム、チ
タン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケル又はこれらの合金で構成する
ことができる。絶縁膜は、珪素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、アルミニウ
ムからなる群より選択される少なくとも一種の元素の酸化物又は窒化物で構成することが
できる。１つの発光装置に搭載される発光素子の個数は１つでも複数でもよい。複数の発
光素子は、直列又は並列に接続することができる。

（半導体積層体１３）
半導体層の積層体は、少なくともｎ型半導体層とｐ型半導体層を含み、また活性層をそ
の間に介することが好ましい。発光素子の発光ピーク波長は、半導体材料やその混晶比に
よって、紫外域から赤外域まで選択することができる。半導体材料としては、波長変換物
質を効率良く励起できる短波長の光を発光可能な材料である窒化物半導体を用いることが
好ましい。窒化物半導体は、主として一般式Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０
≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される。発光素子の発光ピーク波長は、発光効率、並びに波長変
換物質の励起及びその発光との混色関係などの観点において、青色域にあることが好まし
く、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の範囲がより好ましい。このほか、ＩｎＡｌＧａＡｓ
系半導体、ＩｎＡｌＧａＰ系半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、炭化珪素などを用いるこ
ともできる。

（基板１５）
発光素子の基板は、主として発光素子構造を構成する半導体の結晶を成長可能な結晶成
長用基板であるが、結晶成長用基板から分離した半導体積層体に接合させる接合用基板で
あってもよい。基板が透光性を有することで、フリップチップ実装を採用しやすく、また
光の取り出し効率を高めやすい。基板としては、サファイア、スピネル、窒化ガリウム、
窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫
化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、ダイヤモンドなどが挙げられる。なかでも、サファイ
アが好ましい。基板の厚さは、適宜選択できるが、基板の強度及び／若しくは発光装置の
厚さの観点において、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ
以上０．３ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、発光素子の基板はなくてもよい。

（透光性部材２０、波長変換シート２００，２２０）
透光性部材は、発光素子上に設けられ、発光素子から発せられる光を装置外部に透過さ
せる部材である。透光性部材は、少なくとも、母材と、その母材中に含有される波長変換
物質とにより構成され、波長変換部材として機能させることができる。また、透光性部材
は、波長変換物質と例えばアルミナなどの無機物との焼結体、又は波長変換物質の板状結
晶などを用いることもできる。

（透光性部材の母材３０）
透光性部材の母材は、発光素子から出射される光に対して透光性を有するものであれば
よい。なお、「透光性」とは、第１発光素子及び第２発光素子の発光ピーク波長における
光透過率が、好ましくは６０％以上であること、より好ましくは７０％以上であること、
よりいっそう好ましくは８０％以上であることを言う。透光性部材の母材は、シリコーン
樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれ
らの変性樹脂を用いて構成することができる。また、ガラスでもよい。なかでも、シリコ
ーン系樹脂、すなわちシリコーン樹脂又はその変性樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、好
ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチル
シリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。透光性部材の母材は、これら
の材料のうちの１種を単層で、若しくはこれらの材料のうちの２種以上を積層して構成す
ることができる。なお、本明細書における「変性樹脂」は、ハイブリッド樹脂を含むもの
とする。

透光性部材の母材は、上記樹脂若しくはガラス中に各種のフィラーを含有してもよい。
このフィラーとしては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛など
が挙げられる。フィラーは、これらのうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上
を組み合わせて用いることができる。特に、熱膨張係数の小さい酸化珪素が好ましい。ま
た、フィラーとして、ナノ粒子を用いることで、発光素子の青色光のレイリー散乱を含む
散乱を増大させ、波長変換物質の使用量を低減することもできる。なお、ナノ粒子とは、
粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子とする。また、本明細書における「粒径」は、例
えば、Ｄ_５０で定義される。

（波長変換物質４０）
波長変換物質は、発光素子から出射される一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光
とは異なる波長の二次光を発する。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光、
例えば白色光を発する発光装置とすることができる。波長変換物質は、以下に示す具体例
のうちの１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

（第１蛍光体４１）
第１蛍光体は、緑色光乃至黄色発光する。第１蛍光体の発光ピーク波長は、発光効率、
他の光源の光との混色関係などの観点から、５２０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲が好ま
しい。具体的には、緑色発光する蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネ
ット系蛍光体（例えばＹ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム
・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、テルビウム・ア
ルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＴｂ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）系蛍光
体、シリケート系蛍光体（例えば（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ）、クロロシリケート
系蛍光体（例えばＣａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例
えばＳｉ_６−ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２））、ＳＧＳ系蛍光体（例え
ばＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ）などが挙げられる。黄色発光の蛍光体としては、αサイアロン
系蛍光体（例えばＭ_ｚ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６（但し、０＜ｚ≦２であり、Ｍ
はＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド元素）などが挙げられる。こ
のほか、上記緑色発光する蛍光体の中には黄色発光する蛍光体もある。また例えば、イッ
トリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、Ｙの一部をＧｄで置換することで発光
ピーク波長を長波長側にシフトさせることができ、黄色発光が可能である。また、これら
の中には、橙色発光が可能な蛍光体もある。

（第２蛍光体４２）
第２蛍光体は、赤色発光する。第２蛍光体の発光ピーク波長は、発光効率、他の光源の
光との混色関係などの観点から、６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲が好ましい。具体
的には、赤色発光する蛍光体としては、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ又は
ＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）などが挙げられる。
このほか、マンガン賦活フッ化物系蛍光体（一般式（Ｉ）Ａ_２［Ｍ_１−ａＭｎ_ａＦ_６］で
表される蛍光体である（但し、上記一般式（Ｉ）中、Ａは、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ
及びＮＨ_４からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｍは、第４族元素及び第１４
族元素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ａは０＜ａ＜０．２を満た
す））が挙げられる。このマンガン賦活フッ化物系蛍光体の代表例としては、マンガン賦
活フッ化珪酸カリウムの蛍光体（例えばＫ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）がある。

（被覆部材５０）
被覆部材は、光反射性を有する。被覆部材は、前方への光取り出し効率の観点から、第
１発光素子及び第２発光素子の発光ピーク波長における光反射率が、７０％以上であるこ
とが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりいっ
そう好ましい。さらに、被覆部材は、白色であることが好ましい。よって、被覆部材は、
母材中に白色顔料を含有してなることが好ましい。また、被覆部材は、上記の透光性部材
と同様のフィラーを含有してもよい。被覆部材は、硬化前には液状の状態を経る。被覆部
材は、トランスファ成形、射出成形、圧縮成形、ポッティングなどにより形成することが
できる。

（被覆部材の母材５１）
被覆部材の母材は、樹脂を用いることができ、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの変性樹脂が挙げら
れる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、
好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニル−メチ
ルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、被覆部材の母材は、
上記の透光性部材の母材と同様のフィラーを含有してもよい。

（白色顔料５５）
白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マ
グネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、
チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコ
ニウムのうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることが
できる。白色顔料の形状は、適宜選択でき、破砕状若しくは不定形状でもよいが、流動性
の観点では球状が好ましい。また、白色顔料の粒径は、例えば０．１μｍ以上０．５μｍ
以下程度が挙げられる。被覆部材中の白色顔料の含有量は、適宜選択できるが、光反射性
及び流動状態における粘度などの観点において、例えば１０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下が
好ましく、３０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下がより好ましい。なお、「ｗｔ％」は、重量パ
ーセントであり、被覆部材の全重量に対する白色顔料の重量の比率を表す。

（導光部材６０）
導光部材は、発光素子と透光性部材を接着し、発光素子からの光を透光性部材に導光す
る部材である。導光部材の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、アクリル樹脂、並びにこれらの変性樹脂のうちの少なくとも１つを
用いることができる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び
耐光性に優れ、好ましい。具体的なシリコーン樹脂としては、ジメチルシリコーン樹脂、
フェニル−メチルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂が挙げられる。また、導光
部材の母材は、上記の透光性部材の母材と同様のフィラーを含有してもよい。また、導光
部材は、省略することができる。

（導電性接着部材７０）
導電性接着部材は、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田を用い
ることができる。また、導電性接着部材は、樹脂バインダの硬化物により結着された、銀
、金、銅、プラチナ、アルミニウム、パラジウムなどの金属粉末の焼結体であってもよい
。これらの導電性接着部材は、例えば、加熱前にはペースト状であって、加熱により溶融
し、その後冷却されることで固化する。このほか、導電性接着部材は、金、銀、銅などの
バンプなどを用いることもできる。

（配線基板８０）
配線基板は、少なくとも、基体と、その基体に保持される配線と、により構成される。
配線基板は、適宜、ソルダーレジスト、カバーレイなどの電気的絶縁性の保護膜を有して
いてもよい。配線基板は、発光装置の剛性の観点においてリジッド基板が好ましいが、可
撓性基板であってもよい。

（基体８１）
基体は、リジッド基板であれば、樹脂若しくは繊維強化樹脂、セラミックス、ガラス、
金属、紙などを用いて構成することができる。樹脂若しくは繊維強化樹脂としては、エポ
キシ、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）、ポリイミドなどが挙げられ
る。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、若しくはこれらの混合物などが挙げられる
。金属としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、若しくは
これらの合金などが挙げられる。基体は、可撓性基板であれば、ポリイミド、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマ
ーなどを用いて構成することができる。

（配線８５）
配線は、基体の少なくとも前面に形成され、基体の内部及び／若しくは側面及び／若し
くは後面にも形成されていてもよい。また、配線は、発光素子が実装される素子接続端子
部すなわちランド部、外部回路と接続される外部接続端子部、及びこれら端子部間を接続
する引き出し配線部などを有することが好ましい。配線は、銅、鉄、ニッケル、タングス
テン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム、又はこれらの合
金で形成することができる。これらの金属又は合金の単層でも多層でもよい。特に、放熱
性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、配線の表層には、導電性接着部材の
濡れ性及び／若しくは光反射性などの観点において、銀、白金、アルミニウム、ロジウム
、金若しくはこれらの合金などの層が設けられていてもよい。

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに
限定されないことは言うまでもない。

＜実施例１＞
実施例１の発光装置は、図１Ａ，１Ｂに示す例の発光装置１００の構成を有する、横１
．８ｍｍ、縦０．３２ｍｍ、奥行き（厚さ）０．７０ｍｍの側面発光型のＬＥＤである。

配線基板８０は、横１．８ｍｍ、縦０．３２ｍｍ、奥行き（厚さ）０．３６ｍｍであり
、基体８１と、この基体８１上にＸ方向に並んで形成された一対の配線８５と、を有して
いる。基体８１は、ＢＴ樹脂製（例えば三菱瓦斯化学社製：ＨＬ８３２ＮＳＦｔｙｐｅ
ＬＣＡ）の直方体状の小片である。一対の配線８５は、基体８１側から銅／ニッケル／金
が積層されて成っている。一対の配線８５は其々、基体８１の前面のＸ方向の中央側に形
成された素子接続端子部と、基体８１の前面のＸ方向の端部から側面を経て後面に形成さ
れた外部接続端子部と、を含んでいる。素子接続端子部は、銅層が奥行き（厚さ）０．０
４ｍｍの突起を有している。

一対の配線８５の素子接続端子部上には、１つの発光素子１０が導電性接着部材７０を
介してフリップチップ実装されている。発光素子１０は、青色（発光ピーク波長４５２ｎ
ｍ）発光可能な、横１．１ｍｍ、縦０．２ｍｍ、奥行き（厚さ）０．１２ｍｍの直方体状
のＬＥＤチップである。発光素子１０は、窒化物半導体のｎ型層、活性層、ｐ型層をこの
順に含む半導体積層体１３が、サファイアの基板１５の後面（第３主面１５ａ）上に積層
されて成っている。導電性接着部材７０は、奥行き（厚さ）０．０１５ｍｍの金−錫系半
田（Ａｕ：Ｓｎ＝７９：２１）である。

発光素子１０の前面（基板の第４主面１５ｂ）上には、透光性部材２０の後面（第１主
面２０ａ）が導光部材６０を介して接着されている。透光性部材２０は、母材３０中に、
波長変換物質４０としてユーロピウム賦活βサイアロンの第１蛍光体４１及びマンガン賦
活フッ化珪酸カリウムの第２蛍光体４２と、を含有する、横１．２１ｍｍ、縦０．２４ｍ
ｍ、奥行き（厚さ）０．１６ｍｍの直方体状の小片である。より詳細には、透光性部材２
０は、発光素子１０側から、母材３１と第１蛍光体４１からなる層２０１、母材３２と第
２蛍光体４２からなる層２０２、及び母材３３からなる層２０３の３層が積層されて成っ
ている。母材３０すなわち母材３１，３２，３３は全て、フィラーとして酸化珪素のナノ
粒子を含有するフェニル−メチルシリコーン樹脂である。導光部材６０は、奥行き（厚さ
）０．００５ｍｍのジメチルシリコーン樹脂の硬化物である。導光部材６０は、発光素子
１０の側面の少なくとも一部を被覆している。

基板８０の前面上には、発光素子１０及び透光性部材２０の側方の全周を包囲するよう
に、光反射性の被覆部材５０が形成されている。被覆部材５０は、横１．３５ｍｍ、縦０
．３２ｍｍであって、フェニル−メチルシリコーン樹脂の母材５１中に、白色顔料５５と
して酸化チタンを６０ｗｔ％含有して成っている。被覆部材５０は、発光素子１０の側面
、透光性部材２０の側面２０ｃ、導光部材６０の側面、及び導電性接着部材７０の側面を
直接被覆している。被覆部材５０の前面は、透光性部材２０の前面と実質的に同一面を構
成している。被覆部材５０のＹ_＋方向及びＹ₋方向に其々面する２側面と配線基板８０の
Ｙ_＋方向及びＹ₋方向に其々面する２側面は実質的に同一面を構成している。被覆部材５
０及び配線基板８０のＹ₋方向に面する側面は、本発光装置の実装面となっている。また
、被覆部材５０によって、透光性部材２０の前面（第２主面２０ｂ）が本発光装置の実質
的な発光領域をなしている。

このような実施例１の発光装置は、以下のように作製される。まず、母材３１と第１蛍
光体４１からなる第１シート、母材３２と第２蛍光体４２からなる第２シート、及び母材
３３からなる第３シートを、この順に熱圧着により貼り合わせることで、波長変換シート
２００を作製する。そして、この波長変換シート２００を、超音波カッターを用いて、上
記大きさの小片に切断することで、透光性部材２０を準備する。次に、複合基板上に、発
光素子１０を複数個、Ｙ方向に並べて、フリップチップ実装する。ここで、複合基板は、
複数の配線基板８０がＹ方向に連なって構成され且つＹ方向に伸びる複数のスリットによ
り隔てられた連合基板領域を、Ｘ方向に複数有している。発光素子１０の実装は、導電性
接着部材７０となるペースト状の金−錫系半田を複合基板の各素子接続端子部上に塗布し
、その上に発光素子１０を其々載置した後、リフロー炉により金−錫系半田を溶融、固化
させて行う。次に、各発光素子１０の前面に液状の導光部材６０を塗布した後、その上に
透光性部材２０を載せ、オーブンでの加熱処理により導光部材６０の樹脂を硬化させる。
以上により、発光素子１０、導光部材６０、及び透光性部材２０をこの順に含む発光構造
体が複数、複合基板上にＹ方向に並んで形成される。次に、トランスファ成形金型により
複合基板上に被覆部材５０を成形し、Ｙ方向に並ぶ複数の発光構造体を１つの直方体状の
被覆部材５０で埋め込む。そして、研削装置により被覆部材５０を上方から研削して、透
光性部材２０の上面を露出させる。最後に、ダイシング装置により、発光構造体間の被覆
部材５０及び複合基板を、Ｘ方向に切断することで、発光装置１００を個片化する。

＜比較例１＞
比較例１の発光装置は、実施例１の透光性部材２０に代えて、ユーロピウム賦活βサイ
アロンの蛍光体とマンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体が、フェニル−メチルシリコ
ーン樹脂の硬化物である母材中の全域に均一に分散した透光性部材を使用すること以外は
、実施例１の発光装置と同様に作製されている。

（評価）
以上のような実施例１の発光装置と比較例１の発光装置のエージング試験、及びリフロ
ーパス試験における発光色度の変化を測定して、各発光装置の信頼性を評価する。エージ
ング試験は、順電流２０ｍＡ、温度６０℃、常湿、大気雰囲気の条件下で、発光装置のエ
ージングを５００時間行う。リフローパス試験は、最高到達温度２６０℃、保持時間１０
秒、大気雰囲気の条件のリフローパスを３回行う。その結果を図３及び図４Ａ，４Ｂに示
す。

図３は、実施例１に係る発光装置と比較例１に係る発光装置のエージング試験における
発光色度の変化を示すグラフである。また、図４Ａ及び図４Ｂは其々、実施例１に係る発
光装置と比較例１に係る発光装置のリフローパス試験における発光色度ｘ値の変化、及び
発光色度ｙ値の変化を示すグラフである。なお、本明細書中における色度（ｘ値，ｙ値）
及び色度（ｕ´値，ｖ´値）は其々、国際照明委員会（ＣＩＥ）のｘｙ色度図、及びｕ´
ｖ´色度図に準拠するものとする。図３及び図４Ａ，４Ｂから、実施例１の発光装置は、
比較例１の発光装置に比べて、試験の進行に伴う発光色度の変化が小さく、信頼性に優れ
ていることがわかる。このことから、実施例１における、透光性部材２０中の波長変換物
質４０の配置、特にマンガン賦活フッ化物蛍光体である第２蛍光体４２の配置によれば、
その劣化を抑えられることが推察される。

本発明の一実施の形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種
照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、
さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読
取装置などに利用することができる。

１０…発光素子
１３…半導体積層体
１５…基板
１５ａ…第３主面
１５ｂ…第４主面
２０…透光性部材
２０ａ…第１主面
２０ｂ…第２主面
２０ｃ…側面
２０１…第１層
２０２…第２層
２０３…第３層
３０…透光性部材の母材
３１…第１母材
３２…第２母材
３３…第３母材
４０…波長変換物質
４１…第１蛍光体
４２…第２蛍光体
５０…被覆部材
５１…被覆部材の母材
５５…白色顔料
６０…導光部材
７０…導電性接着部材
８０…配線基板
８１…基体
８５…配線
１００…発光装置
２００，２２０…波長変換シート

Claims

母材と第１蛍光体とを含む第１シートと、前記母材と第２蛍光体とを含む第２シートと、前記母材を含む第３シートと、をこの順に熱圧着により貼り合わせて波長変換シート作製する工程と、
前記波長変換シートを、超音波カッターを用いて小片に切断し、透光性部材を準備する工程と、
前記発光素子上に、導光部材を塗布した後に、前記透光性部材を載せる工程と、
前記発光素子、前記導光部材、および前記透光部材を埋め込む被覆部材を形成する工程と、
研削により前記被覆部材を研削して前記透光性部材の上面を露出させる工程と、
を含む発光装置の製造方法。
前記透光性部材を載せる工程の前に、
複合基板上に、前記発光素子をフリップチップ実装する工程を含む、
請求項１に記載の発光装置の製造方法。
前記発光素子をフリップチップ実装する工程は、
導電性接着剤を、前記複合基板の素子接続端子部上に塗布する工程を含む、
請求項２に記載の発光装置の製造方法。
前記第１蛍光体は、ユーロピウム賦活βサイアロンを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
前記第２蛍光体は、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。