JP2019004134A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封止部材のタック性を低減させた発光装置及び発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】発光装置１００は、発光素子１と、前記発光素子を被覆する透光性部材３と、前記透光性部材に含有される光拡散剤４と、を備え、前記光拡散剤は、中空且つ粒径が５０μｍ以上であり、前記透光性部材の表面は、前記光拡散剤に起因する凹凸を有する。凹部を有する基板２を備え、前記発光素子は、前記凹部の底面に設けられ、前記透光性部材は、前記凹部内に設けられて、前記発光素子を被覆する。【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、発光装置及びその製造方法に関する。

従来、発光装置に搭載される発光素子を保護するための封止部材には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂材料が使用されてきた。近年、照明や液晶パネルのバックライト等に搭載される高出力且つ高輝度の発光素子を保護するための封止部材には、耐熱性に優れるシリコーン系樹脂材料が主に使用されている。

ところで、シリコーン系樹脂材料は、耐熱性に優れる一方、粘着性（タック性）を有する。例えば、特許文献１では、シリコーン樹脂を硬化させた後に、樹脂表面にＳｉＯ₂等の微粒子を付着させることで、工具等に発光装置がくっつくことによる作業の停滞を抑制している。

特開２００９−１４１０５１号公報

しかしながら、シリコーン樹脂表面にＳｉＯ₂等の微粒子を付着させると、衝撃等により微粒子が脱落してしまうおそれがある。

本開示に係る実施形態は、封止部材のタック性を低減させた発光装置及び発光装置の製造方法を提供することを課題とする。

本開示の実施形態に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子を被覆する透光性部材と、前記透光性部材に含有される光拡散剤と、を備え、前記光拡散剤は、中空且つ粒径が５０μｍ以上であり、前記透光性部材の表面は、前記光拡散剤に起因する凹凸を有する。

本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、基板の凹部に、発光素子を実装する工程と、前記凹部に、中空且つ粒径が５０μｍ以上の光拡散剤が含有されたシリコーン樹脂を注入する工程と、注入した前記シリコーン樹脂の表面まで、前記光拡散剤を浮上させる工程と、前記シリコーン樹脂を硬化させる工程と、を含む。

本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、封止部材のタック性を低減させることができる。

本実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。 本実施形態に係る発光装置の図１ＡにおけるＩＢ−ＩＢ線での断面図である。 本実施形態に係る発光装置の図１Ｂにおける透光性部材の表面を示す拡大図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る発光装置の製造方法における発光素子実装工程を示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法における樹脂充填工程を示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法における樹脂充填工程を示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法における光拡散剤浮上工程を示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置の製造方法における樹脂硬化工程を示す断面図である。 本実施形態に係る他の発光装置を模式的に示す平面図である。 図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢにおける発光装置の断面図である。 は、本実施形態に係る他の発光装置の製造方法において蛍光体及び光拡散剤を透光性部材に含有する状態を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る他の発光装置の製造方法において蛍光体が沈降し光拡散剤が浮上した状態を模式的に示す断面図である。 くっつき試験及びローリングボールタック試験の結果を示す図である。 本開示に係る発光装置についての実施例及び比較例であって、実施例１，２及び比較例１，２の各条件で製造した発光装置を示す写真である。

以下、実施形態に係る発光装置及びその製造方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、例えば平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。タック性とは粘着性のことを意味する。

≪発光装置≫
まず、図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃを参照して、本実施形態に係る発光装置１００の構成について説明する。図１Ａは、本実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す平面図であり、図１Ｂは、図１ＡにおけるＩＢ−ＩＢ線での断面図であり、図１Ｃは、図１Ｂにおける透光性部材の表面を示す拡大図である。なお、図１Ａは、図１Ｂの断面図において各部材に施したハッチングに対応させて、同じハッチングを記載している。

発光装置１００は、基板２に設けた発光素子１と、発光素子１を被覆する透光性部材３と、透光性部材３に含有される光拡散剤４と、を備える。発光素子１は、基板２上に実装されている。光拡散剤４は、中空且つ粒径が５０μｍ以上であり、透光性部材３の表面は、光拡散剤４に起因する凹凸を有する。

発光素子１は、金線を利用したワイヤボンディング、半田や銀ペーストを利用したフリップチップボンディング、等によって基板２に実装される。基板２に実装される発光素子１の個数は、１つであっても良いし複数であっても良い。発光素子１は、公知のものを利用でき、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードを用いるのが好ましい。また、発光素子１は、基板２における凹部２３ａの底面２３ｂに露出する配線５と電気的に接続されて、紫外光から赤色光までの波長範囲の光を発光する。例えば、青色、緑色の発光素子１としては、窒化物系半導体Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１、ＧａＰ、等を用いることができる。また、例えば、赤色の発光素子１としては、窒化物系半導体素子の他、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、等を用いることができる。なお、発光素子１は、平面視において、正方形、長方形、三角形、六角形、等の多角形であっても良いし、円形、楕円形、等であっても良い。

基板２は、少なくとも１つ以上の発光素子１を実装し、発光装置１００を電気的に外部と接続する。基板２は、平板状の支持部材及び支持部材の表面及び／又は内部に配置された配線５を備えて構成されている。基板２は、凹部２３ａを有し、平面視において、外部形状及び凹部２３ａの内側となる内部形状が略正方形である。凹部２３ａの内側面は、上方に向かって広がるように傾斜した傾斜面に形成されている。この内側面は、発光素子１
からの光を、傾斜面で反射させて、光取り出し方向である上方向へと効率的に導いている。なお、基板２は、下面に、発光素子１とは電気的に独立する放熱用端子を備える構成としても良い。放熱用端子は、発光装置１００が備える全ての発光素子１の上面面積の和よりも大きい面積になるように形成され、発光素子１の直下の領域とオーバーラップするように配置されることが好ましい。このような放熱用端子の構成により、より放熱性に優れた発光装置１００とすることができる。

基板２の支持部材は、絶縁性材料を用いることが好ましく、且つ、発光素子１から出射される光や外光等を透過しにくい材料を用いることが好ましい。基板２の支持部材は、所定の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどのセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、不飽和ポリエステル等の樹脂が挙げられる。

配線５は、正負の極性に対応した一対の配線５ａ、５ｂである。配線５は、基板２の支持部材によって支持され、配線５ａの上面と配線５ｂの上面とが互いに離間して、凹部２３ａの底面２３ｂに露出するように配置される。配線５は、例えば、板状の金属を用いて形成され、その厚みは均一であっても良いし、部分的に厚く又は薄くなっていても良い。配線５は、熱伝導率の大きな材料、機械的強度の高い材料、打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料によって形成されることが好ましい。当該材料としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属、又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金、等が挙げられる。配線５は、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ等によって形成することができる。

透光性部材３は、凹部２３ａ内に設けられて、発光素子１を被覆する。透光性部材３は、光拡散剤４を含有し、透光性部材３の表面は、光拡散剤４に起因して形成された凹凸を有する。透光性部材３の表面が凹凸を有する場合の接触面積は、透光性部材３の表面が凹凸を有さない場合、つまり平らである場合、の接触面積より小さい。従って、透光性部材３は、表面に凹凸を有することで、表面のタック性が低減される。当該凹凸は、透光性部材３の表面の全領域に形成されることが好ましいが、透光性部材３の表面の一部領域に形成されていても良い。透光性部材３は、前記したように、その表面状態が、所定の度合いの凹凸が形成されていることが好ましい。透光性部材３の表面状態は、光拡散剤４を添加した方が、表面が粗く、凹凸が形成されやすくなる。透光性部材３の表面の凹凸の規定としては、透光性部材３の表面粗さが、０．３μｍ以上０．６μｍ以下が好ましい。当該範囲にすることでタック性が低減されるとともに全光束を高めることができる。なお、透光性部材３の表面とは、凹部２３ａの底面２３ｂに対向する面であり、基本的には透光性部材３の上面を指すが、上面と連続する透光性部材３の側面の一部を含んでいても良い。

図１Ｃに示すように、透光性部材３の表面は、光拡散剤４が透光性部材３から露出する露出部分Ａと、透光性部材３が光拡散剤４を被覆する被覆部分Ｂとを有する。透光性部材３は、必ずしも全ての光拡散剤４を被覆する必要はなく、光拡散剤４は、透光性部材３の表面が凹凸を有するように、透光性部材３の表面付近に配置されていれば良い。透光性部材３は光拡散剤４と比較して柔らかいため、透光性部材３は衝撃に強く、また、光拡散剤４は露出部分Ａにおいても破損し難い。更に、露出部分Ａにおいても、被覆部分Ｂにおいても、少なくとも光拡散剤４の一部は、透光性部材３に埋まっている。このため、硬化したシリコーン樹脂の表面に、後から微粒子を付着させた従来の発光装置と比較して、実施形態に係る発光装置１００は、衝撃等による微粒子の脱落、破損が生じ難い。

透光性部材３は、良好な透光性を有する材料、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、等によって形成されることが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーンハイブリッド樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂又はこれらの樹脂を１種類以上含むハイブリッド樹脂、等が挙げられる。特に、シリコーン樹脂又はその変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れるため好ましい。透光性部材３は、透過率が５０％以上であればよく、好ましくは７０％以上、より好ましくは８５％以上である。

光拡散剤４は、中空の微粒子である。図１Ａにおいて、光拡散剤４は、透光性部材３の表面に均等に配置して表されているが、実際には透光性部材３の表面に互いの距離や露出状態がランダムに配置されている。そして、光拡散剤４は、一部が透光性部材３に被覆され、一部が透光性部材３から露出した状態で設けられている。光拡散剤４は、粒径が５０μｍ以上であることが好ましく、粒径が６５μｍ以上７０μｍ以下であることがより好ましい。光拡散剤４は、粒径が小さいと透光性部材３中で浮上し難く透光性部材３のタック性を増大させ易い。また、光拡散剤４は、粒径が大きく且つ中空の体積が小さい程、透光性部材３の中で沈降し易い。従って、粒径を当該範囲とすることで、透光性部材３の表面まで光拡散剤４を浮上させ易くすることができる。これにより、透光性部材３の表面に好適な凹凸を形成することができるため、透光性部材３の表面において、タック性を低減させることができる。更に、透光性部材３のタック性を低減させることで、例えば、工具等に発光装置がくっつく、搬送中に複数の発光装置がくっつく、等による作業の停滞を抑制することができる。

光拡散剤４は、透光性部材３に対する嵩密度（又は比重）が０．１ｇ／ｃｍ³以上０．７ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましく、透光性部材３に対する嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ³以上０．２ｇ／ｃｍ³以下であることがより好ましい。光拡散剤４は、透光性部材３に対する嵩密度が小さい程、浮き易い。また、光拡散剤４は、嵩密度が小さすぎると、透光性部材３への分散中に浮いてしまう、又は、ディスペンサ内で偏在する等の不具合が生じ、作業性が悪化する。嵩密度を当該範囲とすることで、光拡散剤４を、透光性部材３の中に、分散させた後で、光拡散剤４を、透光性部材３の表面まで浮上させることができるため、透光性部材３の表面に、凹凸を形成し易くなる。

光拡散剤４は、形状が球状であることが好ましい。光拡散剤４が球状であることで、透光性部材３の表面には、均一な複数の凹凸が形成され易くなる。光拡散剤４は、白色で中空の微粒子であっても良いし、周りの材料との屈折率差によって、散乱で白色に見える透明で中空の微粒子であっても良い。光拡散剤４は、発光素子１が発光する光を散乱させて、発光装置１００における光取り出し効率を向上させることができる。従って、光拡散剤４は、透光性部材３との屈折率差が大きい材料によって形成されることが好ましい。そして、光拡散剤４の材料としては、例えば、中空シリカ、中空ガラス、中空セラミック、フライアッシュ、シラスバルーン、中空ポリマー、多孔質シリカ、多孔質ポリマー、等を含む微粉末（中空フィラー）が挙げられる。なお、光拡散剤４は、これらの材料が複数混合された微粉末（中空フィラー）であっても良い。例えば、透光性部材３に屈折率が１．５０〜１．５５のシリコーン樹脂を用い、光拡散剤４に屈折率が１．３５〜１．４５の中空シリカを用いることで、発光素子１等から外部への光取り出し効率を高めることができる。

光拡散剤４は、透光性部材３に対する添加量が、０．２部以上３部以下であることが好ましく、透光性部材３に対する添加量が、０．２部以上１．５部以下であることがより好ましい。光拡散剤４は、添加量が多い程、透光性部材３のタック性を低減させることができる。また、光拡散剤４は、添加量が多すぎると、透過率の低下に起因する発光装置の光度低下、透光性部材３のタック性が増大することによる作業性の悪化、等を引き起こす。透光性部材３に対する光拡散剤４の添加量を当該範囲とすることで、発光装置の光度低下を引き起こすことなく、透光性部材３の表面に適度な凹凸を形成し、透光性部材３のタック性を低減させることができる。なお、光拡散剤４の添加量の単位である「部」とは、透光性部材の重量１００ｇに対する光拡散剤４の重量に相当するものである。例えば、光拡散剤４の添加量が５０部とは、透光性部材１００ｇに対して、光拡散剤４の添加量が５０ｇであることを意味する。

本実施形態に係る発光装置１００によれば、本来、配光を制御するために透光性部材３に添加される光拡散剤４を利用し、当該光拡散剤４の粒径、嵩密度、添加量、等を適宜調整することで、透光性部材３の表面に凹凸を形成する。これにより、透光性部材３のタック性を低減させた発光装置１００を実現できる。また、透光性部材３の表面に形成される凹凸で、外光を効果的に散乱させて、発光面における色味が均一な発光装置１００を実現できる。

≪発光装置の製造方法≫
次に、図２及び図３Ａ〜図３Ｅを参照して、本実施形態に係る発光装置の製造方法について、説明する。なお、一部の工程は、順序が限定されるものではなく、順序が前後しても良い。

図２は、本実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る発光装置の製造方法は、発光素子実装工程Ｓ２１と、樹脂充填工程Ｓ２２と、光拡散剤浮上工程Ｓ２３と、樹脂硬化工程Ｓ２４と、を含む。

図３Ａは、本実施形態に係る発光装置の製造方法における発光素子実装工程を示す断面図である。図３Ｂ及び図３Ｃは、本実施形態に係る発光装置の製造方法における樹脂充填工程を示す断面図である。図３Ｄは、本実施形態に係る発光装置の製造方法における光拡散剤浮上工程を示す断面図である。図３Ｅは、本実施形態に係る発光装置の製造方法における樹脂硬化工程を示す断面図である。

図３Ａに示すように、発光素子実装工程Ｓ２１は、基板２の凹部２３ａに、発光素子１を実装する工程である。発光素子実装工程Ｓ２１において、発光素子１は、基板２に実装され、ワイヤ或いはバンプにより、配線５と電気的に接続される。

図３Ｂに示すように、樹脂充填工程Ｓ２２は、基板２の凹部２３ａに、透光性部材３となるシリコーン樹脂を注入して充填する工程である。樹脂充填工程Ｓ２２において、予め光拡散剤４がシリコーン樹脂に添加され、シリコーン樹脂の中で、光拡散剤４は、均一に分散している。当該シリコーン樹脂は、例えば、ディスペンサを用いたポッティング法等によって、基板２の凹部２３ａ内に、滴下される。

図３Ｃに示すように、樹脂充填工程Ｓ２２において、光拡散剤４が添加されたシリコーン樹脂は、凹部２３ａの最上面まで充填される。所定の粒径、嵩密度、添加量を持つ光拡散剤４を使用することで、次工程Ｓ２３において、シリコーン樹脂のタック性増大を防ぎつつ、光拡散剤４をシリコーン樹脂の中に均一に分散させた後で、シリコーン樹脂の表面付近まで光拡散剤４を浮上させることが可能になる。

図３Ｄに示すように、光拡散剤浮上工程Ｓ２３は、シリコーン樹脂の表面まで、光拡散剤４を浮上させる工程である。光拡散剤浮上工程Ｓ２３において、光拡散剤４が均一に分散したシリコーン樹脂は、４０℃で１２時間、放置される。光拡散剤４は、シリコーン樹脂と比べて軽いため、また、前記した粒径等の調整が行われているため、時間の経過と共に、未硬化のシリコーン樹脂の中を徐々に浮上し（図３Ｄの矢印参照）、最終的には、シリコーン樹脂の表面付近まで浮上する。これにより、シリコーン樹脂の表面には、光拡散剤４の形状に起因する凹凸が形成される。

図３Ｅに示すように、樹脂硬化工程Ｓ２４は、シリコーン樹脂を硬化させる工程である。樹脂硬化工程Ｓ２４において、シリコーン樹脂は、１５０℃で４時間、加熱される。シリコーン樹脂が加熱によって硬化することで、シリコーン樹脂の表面付近まで浮上した光拡散剤４は、シリコーン樹脂の表面付近に固定され、シリコーン樹脂の表面には、凹凸が形成される。なお、シリコーン樹脂の表面に、タック性を低減させるための凹凸を形成するため、加熱温度は、１５０℃近傍に調整されることが好ましい。

以上、説明したように上述の各工程を行うことにより、発光装置１００が製造される。なお、上述の各工程では、１つの発光装置１００について説明したが、実際は、基板２が連続した状態で複数の発光装置１００が一度に形成された後、個片化されて、１つ１つの発光装置１００に分離されることになる。

本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、粒径、嵩密度、添加量、等を適宜調整することで、光拡散剤４を、シリコーン樹脂の表面付近まで浮上させ、シリコーン樹脂の表面に、光拡散剤４に起因する凹凸を形成する。これにより、シリコーン樹脂のタック性を低減させた発光装置の製造方法とすることができる。また、光拡散剤４の少なくとも一部がシリコーン樹脂に埋まっているため、衝撃等により光拡散剤４が脱落することのない発光装置の製造方法とすることができる。

また、本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、硬化樹脂の表面に、低粘弾性材料をハードコートする、離型用コーティング剤を噴霧する、等の処理を行うことで、タック性を低減させる従来の方法と比較して、工程を簡略化し、工程数を削減することができる。更に、本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、シリコーン樹脂と光拡散剤とを一体としつつ、樹脂表面に凹凸を形成している。このため、従来のように、コーティング層と樹脂層との間に形成される界面によって、光取り出し効率が低下する等の不具合が生じることを最小限とし、シリコーン樹脂のタック性を低減させることができる。

更に、発光装置では、透光性部材３に蛍光体６を光拡散剤４と併せて含有してもよい。以下に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して発光装置１００Ａについて説明する。なお、既に説明した構成は同じ符号を付して適宜説明を省略する。図４Ａは、本実施形態に係る他の発光装置を模式的に示す平面図である。また、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢにおける発光装置の断面図である。
発光装置１００Ａは、基板２に設けた発光素子１と、発光素子１を被覆する透光性部材３Ａと、透光性部材３Ａに含有される光拡散剤４及び蛍光体（波長変換物質）６を備えている。そして、発光装置１００Ａは、透光性部材３Ａにおける光拡散剤４の整列状態は、隣りの列の光拡散剤４が次の列の光拡散剤４の間に位置して隙間なく間隔を埋めた状態となることや（図４Ａ参照）、すでに説明したように光拡散剤４が隣りあう場合（図１Ａ参照）、あるいは、その両者が混在する場合もある。

（蛍光体）
蛍光体６は、発光素子１からの光を吸収して異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）系蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ：Ｃｅ）、ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂：Ｅｕ，Ｃｒ）系蛍光体、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ₄：Ｅｕ）系蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ（ＣＡＳＮ）系や（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ（ＳＣＡＳＮ）系蛍光体等の窒化物系蛍光体、Ｋ₂ＳｉＦ₆：Ｍｎ（ＫＳＦ）系蛍光体、硫化物系蛍光体等が挙げられる。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、白色系）を出射する発光装置、あるいは、紫外光の一次光に励起されて可視波長の二次光を出射する発光装置とすることができる。蛍光体６は、複数の種類の蛍光体を組み合わせて用いてもよい。所望の色調に適した組み合わせや配合比で用いて、演色性や色再現性を調整することもできる。また透光性部材３Ａ中における発光素子１側の蛍光体６の粒子数密度は、透光性部材３Ａ中における透光性部材３Ａの表面側の蛍光体６の粒子数密度よりも高くすることが好ましい。発光素子１側の蛍光体６の粒子数密度を高くすることで、波長変換率を高めることができ、所望の色度を達成するのに必要な蛍光体６の添加量を少なくすることができる。

蛍光体６の比重は、透光性部材３Ａに対する比重差が０．５ｇ／ｃｍ³以上１０ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましく、更に、透光性部材３Ａに対する比重差が１ｇ／ｃｍ³以上６ｇ／ｃｍ³以下であることがより好ましい。蛍光体６は、透光性部材３Ａ中に分散させた後、基板２の凹部２３ａ内に充填することにより、蛍光体６を沈降させる。このとき蛍光体６の比重を当該範囲に調整することで、分散性が良くなり、かつ、沈降も速やかに行われるため、透光性部材３Ａ中における発光素子１側の蛍光６体の粒子数密度を高くすることができ、波長変換率を高めることができる。

蛍光体６は、その沈降と光拡散剤（中空フィラー）４の浮上の関係について、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明する。図５Ａは、本実施形態に係る他の発光装置の製造方法において蛍光体及び光拡散剤を透光性部材に含有する状態を模式的に示す断面図である。また、図５Ｂは、本実施形態に係る他の発光装置の製造方法において蛍光体が沈降し光拡散剤が浮上した状態を模式的に示す断面図である。
蛍光体６及び光拡散剤４は、シリコーン樹脂に含有して凹部２３ａ内に充填される。さらに、所定の時間待機させることで、透光性部材３Ａであるシリコーン樹脂と光拡散剤４との比重差により、光拡散剤４は浮上し、透光性部材３Ａと蛍光体６の比重差により、蛍光体６は沈降する。そして、発光面の表面の光拡散剤４の粒子数密度は蛍光体６より高くなる。また、発光素子１側の蛍光体６の粒子数密度は光拡散剤４より高くなる。なお、既に説明した発光装置の製造方法において、図３Ｂから図３Ｅと同じ工程であり、充填されるシリコーン樹脂（透光性部材３Ａ）が光拡散剤４及び蛍光体６を含有していることとなる。また、発光装置の製造方法において、他の工程は同じである。

さらに、透光性部材３Ａの比重は１．１〜１．５ｇ／ｃｍ³である。透光性部材３Ａと蛍光体６の関係は、蛍光体６に対する比重差が０．５ｇ／ｃｍ³以上１０ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましく、蛍光体に対する比重差が１ｇ／ｃｍ³以上６ｇ／ｃｍ³以下であることがより好ましい。そして、光拡散剤４は、透光性部材３Ａに対する嵩密度（又は比重）が０．１ｇ／ｃｍ³以上０．７ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましく、透光性部材３Ａに対する嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ³以上０．２ｇ／ｃｍ³以下であることがより好ましい。そして、透光性部材３Ａの表面における光拡散剤４の粒子数密度は、蛍光体６の粒子数密度よりも高い

本開示に係る発光装置の実施例について以下に説明する。なお、本開示に係る発光装置は、以下の実施例に限定されるものではない。
≪実施例１、２、及び、比較例１、２≫
本実施形態に係る発光装置の製造方法によって、発光装置１００を作製した。透光性部材に対する光拡散剤の添加量が０．２部である発光装置を、実施例１とした。透光性部材に対する光拡散剤の添加量が１．５部である発光装置を、実施例２とした。
実施例１及び実施例２における各構成要素の詳細を、以下に示す。

発光素子１
個数：１個実装
種類：発光ピーク波長が４５５ｎｍの青色光を発光する
平面視における外形寸法：１辺（縦×横）が０．６５ｍｍの正方形
高さ：２００μｍ

基板２
材料：エポキシ樹脂 型番：ＬＵＥＬ−３００ＭＥ
平面視における外形寸法：１辺（縦×横）が３．０ｍｍの正方形
平面視における内形寸法：１辺（縦×横）が２．６ｍｍの正方形
高さ：０．７ｍｍ
形状：略直方体

透光性部材３
材料：メチルシリコーン樹脂（商品名ＯＥ−６３５１「東レダウコーニング(株)」）
平面視における外形寸法：１辺（縦×横）が２．６ｍｍの正方形
厚さ：４１μｍ
硬化条件：４０℃×１２ｈｒ＋１５０℃×４ｈｒ

光拡散剤４
種類：中空フィラー
平均粒径：６５μｍ
比重：０．１３
形状：球状

実施例に係る発光装置と比較するため、比較例に係る発光装置を作製した。透光性部材に対する光拡散剤の添加量が０．１部である発光装置を、比較例１とした。透光性部材に光拡散剤を添加していない発光装置を、比較例２とした。透光性部材に対する光拡散剤の添加量以外は、実施例１と等しく形成した。比較例１及び比較例２における各構成要素の詳細は、上述の通りである。なお、透光性部材に光拡散剤を添加していない発光装置を、比較例２としているため、後述の表１において、比較例２に対応する粒径［μｍ］の欄は、空白になっている。

実施例１、２に係る発光装置及び比較例１、２に係る発光装置に対して、以下の実験を行った。

くっつき試験
実施例１、２、及び比較例１、２の発光装置は、それぞれＩＣパックに複数投入し、ＩＣパックをボールミル上で回転させるための円筒状の容器に入れて、静電気を除去する。さらに、静電気が除去されＩＣパックに入れたままの実施例１、２、及び比較例１、２の発光装置は、円筒状の容器ごと、ボールミルで回転させた後、容器からＩＣパックを取出し、さらにＩＣパックから各発光装置を取り出して、各発光装置が互いにくっついているくっつき個数が測定される。
除電：２分間
ボールミル：５分間

放射束の測定
実施例１、２、及び比較例１、２に対して、分光器を用いて、放射束の測定を行った。

ローリングボールタック試験
樹脂板（傾斜板）の上でボールを転がし、ボールが転がり始めた位置からボールが停止した位置までの距離（停止距離）を測定した。樹脂板のタック性が大きい程、停止距離が短くなり、樹脂板のタック性が小さい程、停止距離が長くなる。従って、当該停止距離を測定することで、樹脂板のタック性を評価した。樹脂板は、実施例１、２、及び比較例１、２のそれぞれが設ける透光性部材の材料と等しく形成した。
ボール：ポリアミド６６（ＰＡ６６）
傾斜板角度：５°
助走距離：２ｃｍ
樹脂板の大きさ：１４０ｍｍ×７０ｍｍ×３ｔｍｍ

評価結果を、表１に示す。
表１は、各実施例１、２、及び比較例１、２における、添加量［ｐｈｒ（部）］、粒径［μｍ］、比重［ｇ／ｃｍ³］、くっつき発生率［％］、放射束［Ｗ］をまとめた表である。くっつき発生率とは、ＩＣパックから取り出した各発光装置が互いにくっついている状態のくっつき個数を、発光装置全体の個数で除し、１００を乗じた値である。なお、くっつき個数とは、ボールミルで回転させた直後において、互いにくっついていた発光装置の個数を示しており、時間の経過に伴って、離間した発光装置の個数も含んでいる。また、放射束とは、単位時間内に、所定面を通過する放射エネルギーの値である。

この結果から、くっつき発生率は、実施例１及び２では、８０％以下であったが、比較例１及び２では、９０％以上であった。特に、くっつき発生率は、実施例２では、０％であった。また、放射束は、実施例１、２及び比較例１、２とも、大きな差は無かったが、実施例１における放射束は、比較例２における放射束より、大きかった。

従って、シリコーン樹脂に、粒径が５０μｍ以上の光拡散剤を０．２部以上添加することで、発光装置におけるタック性を低減することができる。また、シリコーン樹脂に光拡散剤を１．５部添加することで、発光装置におけるタック性を完全に除去することができる。また、シリコーン樹脂に対する光拡散剤の嵩密度は、０．１ｇ／ｃｍ³以上０．２ｇ／ｃｍ³以下の範囲が好ましい。なお、透光性部材３の表面の凹凸は、タック性低減に効果があった大きさの光拡散剤４を用いたときの表面粗さとしてＲａ＝０．３７μｍであった。そのため、タック性に有効でかつ光拡散剤４の浮力を考慮すると、表面粗さが０．３μｍ以上で０．６μｍ以下であることが好ましい。

更に、シリコーン樹脂に光拡散剤を０．２部添加した発光装置は、シリコーン樹脂に光拡散剤を添加していない発光装置と比較して、光取り出し効率を向上させることができる。また、シリコーン樹脂に光拡散剤を１．５部まで添加しても、発光装置における光取り出し効率をおおむね維持することができる。また、シリコーン樹脂に対する光拡散剤の添加量は、０．２部以上１．５部以下の範囲が好ましい。

図６は、実施例１、２及び比較例１、２における、くっつき発生率［％］、停止距離［ｃｍ］の測定結果を示すグラフである。図６における右側の縦軸は、くっつき発生率［％］を示し、左側の縦軸は、停止距離［ｃｍ］を示す。

図６において、搬送性ＯＫラインとは、発光装置サンプルが搬送される際、シリコーン樹脂のタック性によって作業の停滞等が発生せず、シリコーン樹脂のタック性が十分に低減されているラインを示している。即ち、くっつき発生率［％］は、当該ラインの値（８９％）より小さければ搬送性が良く、停止距離［ｃｍ］は、当該ラインの値（１２ｃｍ）より大きければ、搬送性が良い。

この結果から、停止距離は、実施例１及び２では、１４ｃｍ以上であったが、比較例１では、８．８ｃｍ、比較例２では、３．８ｃｍであった。即ち、実施例１及び２は、搬送性ＯＫラインの値より大きかったが、比較例１及び２は、搬送性ＯＫラインの値より小さかった。また、くっつき発生率は、実施例１では８０％、実施例２では０％、比較例１では９０％、比較例２では９８％であった。即ち、実施例１及び２は、搬送性ＯＫラインの値より小さかったが、比較例１及び２は、搬送性ＯＫラインの値より大きかった。

従って、シリコーン樹脂に、粒径が５０μｍ以上の光拡散剤を０．２部以上添加することで、発光装置におけるタック性を低減でき、シリコーン樹脂のタック性によって作業の停滞等が発生しない。また、光拡散剤の添加量が多い程、発光装置におけるタック性を低減できる。また、光拡散剤は、粒径が６５μｍ以上７０μｍ以下の範囲が好ましい。
なお、前記した表１で示す比較例１，２及び実施例１，２の状態で形成した発光装置の平面からの写真を図７として示す。図７に示すように、本開示に係る発光装置の実施例１，２では、表面の広範囲に凹凸が形成されているため、タック性が低いという点で、作業性に優れている。また、比較例１，２の表面の状態を観察すると、表面の一部分にしか凹凸が形成されていないので、本実施例のような低タック性が発揮できない。

≪実施例３及び比較例３≫
本実施形態に係る発光装置の製造方法によって、発光装置１００を作製した。実施例３に係る発光装置は、透光性部材に対する光拡散剤の添加量が３部であり、更に、発光色５０００Ｋ、色度座標：（０．３４７，０．３７１）が得られるように蛍光体を添加した。実施例３は、透光性部材に対する光拡散剤の添加量及び蛍光体の添加以外は、実施例１と等しく形成した。

比較例３に係る発光装置は、透光性部材に光拡散剤を添加せず、発光色５０００Ｋ、色度座標：（０．３４７，０．３７１）が得られるように蛍光体を添加した。比較例３は、透光性部材に対する蛍光体の添加以外は、実施例１と等しく形成した。

実施例３に係る発光装置及び比較例３に係る発光装置に対して、以下の実験を行った。

実施例３及び比較例３に対して、高速測色分光光度計（商品名「ＣＭＳ−３５ＰＳ」、（株）村上色彩技術研究所製）を用いて、物体色の測定を行った。

物体色の色度座標は、実施例３では、（０．３５６，０．３６１）であったが、比較例３では、（０．４５６，０．４８９）であった。即ち、比較例３では、発光色が白色であったのに対し、物体色では黄色であった。これは蛍光体の色が見えているためである。それに対し、実施例３では、発光色も物体色も共に白色であった。

従って、透光性部材に光拡散剤が添加された発光装置と、透光性部材に光拡散剤が添加されていない発光装置とでは、同じ発光色でありながら外観の色味は異なる。つまり、透光性部材の表面に形成される粒径が５０μｍ以上の光拡散剤に起因する凹凸によって外光を散乱させることができる。

また、透光性部材に光拡散剤が添加されていない発光装置は、蛍光体が存在する箇所が、濃い色に見えて目立ったが、透光性部材に光拡散剤が添加された発光装置は、発光面の色味が白色化されて、蛍光体が存在する箇所が、目立たなかった。即ち、透光性部材の表面に形成される凹凸によって発光装置の外観を白色化させて、発光面における色味を均一にできる。

以上、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。なお、各実施形態等により説明した光拡散剤４は、中空フィラー、微粉末あるいは微粒子と同等の意味として使用している。

本開示の実施形態に係る発光装置は、照明や液晶パネルのバックライト等に利用することができる。

１ 発光素子
２ 基板
３，３Ａ 透光性部材
４ 光拡散剤
５ 配線
６ 蛍光体
２３ａ 凹部
２３ｂ 底面
１００、１００Ａ 発光装置
Ａ 露出部分
Ｂ 被覆部分

Claims (12)

1. 発光素子と、
   前記発光素子を被覆する透光性部材と、
   前記透光性部材に含有される光拡散剤と、を備え、
   前記光拡散剤は、中空且つ粒径が５０μｍ以上であり、
   前記透光性部材の表面は、前記光拡散剤に起因する凹凸を有する発光装置。
2. 前記透光性部材の表面の凹凸は、前記光拡散剤が前記透光性部材から露出又は被覆された状態である請求項１に記載の発光装置。
3. 前記光拡散剤は、粒径が６５μｍ以上７０μｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
4. 前記光拡散剤を含有する前記透光性部材は、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ³以上０．７ｇ／ｃｍ³以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 前記光拡散剤を含有する前記透光性部材は、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ³以上０．２ｇ／ｃｍ³以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 凹部を有する基板を備え、
   前記発光素子は、前記凹部の底面に設けられ、
   前記透光性部材は、前記凹部内に設けられて、前記発光素子を被覆する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記透光性部材は、シリコーン樹脂である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記透光性部材は、更に蛍光体を含有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記蛍光体は、前記透光性部材に対する比重差が０．５ｇ／ｃｍ³以上１０ｇ／ｃｍ³以下である請求項８に記載の発光装置。
10. 前記発光素子の表面における光拡散剤の粒子数密度は、前記蛍光体の粒子数密度よりも高い請求項９に記載の発光装置。
11. 基板の凹部に、発光素子を実装する工程と、
    前記凹部に、中空且つ粒径が５０μｍ以上の光拡散剤が含有されたシリコーン樹脂を注入する工程と、
    注入した前記シリコーン樹脂の表面まで、前記光拡散剤を浮上させる工程と、
    前記シリコーン樹脂を硬化させる工程と、
    を含む発光装置の製造方法。
12. 前記シリコーン樹脂を注入する工程では、前記光拡散剤と併せて前記シリコーン樹脂との比重差が０．５ｇ／ｃｍ³以上１０ｇ／ｃｍ³以下の蛍光体を含有させたシリコーン樹脂を注入する請求項１１に記載の発光装置の製造方法。