JP2023147073A - 光反射部材の製造方法及び光反射部材を備える発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の発光装置の間で光反射部材の形状にばらつきが生じることを抑制できる光反射部材の製造方法及び光反射部材を備える発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】 本開示の一実施形態に係る光反射部材の製造方法は、シリカの粉体およびアルカリ溶液を準備する準備工程と、前記シリカの粉体と前記アルカリ溶液とを混合する第１混合工程と、前記混合して得られる第１部材を、化学平衡の状態にする反応工程と、前記化学平衡の状態にある第２部材に、光反射材の粉体を混合する第２混合工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、光反射部材の製造方法及び光反射部材を備える発光装置の製造方法に関する。

光反射部材を備える発光装置が知られている。例えば、特許文献１に開示される発光装置は、サブマウント基板の発光素子搭載面、発光素子の側面及びワイヤの一部を覆う反射部を備える。

特開２０１４－２１６４１６号公報

光反射部材の形状は、発光装置の光取り出し効率等、発光装置の性能に影響し得る。また、発光装置は通常、一度に複数個製造され、発光装置毎に光反射部材の形状が異なると発光装置の性能がばらつく原因になり得る。

そこで、本開示は、複数の発光装置の間で光反射部材の形状にばらつきが生じることを抑制できる光反射部材の製造方法及び光反射部材を備える発光装置の製造方法を提供することを目的とする。

本開示に係る光反射部材の製造方法は、シリカの粉体およびアルカリ溶液を準備する準備工程と、前記シリカの粉体と前記アルカリ溶液とを混合する第１混合工程と、前記混合して得られる第１部材を、化学平衡の状態にする反応工程と、前記化学平衡の状態にある第２部材に、光反射材の粉体を混合する第２混合工程と、を含む。

本開示に係る発光装置の製造方法は、支持体と、前記支持体上に配置される発光素子とを有する中間体を準備する中間体準備工程と、上面視において前記発光素子を囲むように、本開示に係る光反射部材の製造方法で製造された光反射部材を前記支持体上に配置する配置工程と、前記光反射部材を硬化する硬化工程と、を含む。

本開示の一実施形態に係る光反射部材の製造方法によれば、複数の発光装置の間で光反射部材の形状にばらつきが生じることを抑制できる光反射部材の製造方法を提供することができる。

本開示の一実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、複数の発光装置の間で光反射部材の形状にばらつきが生じることを抑制できる光反射部材を備える発光装置の製造方法を提供することができる。

本開示に係る光反射部材の製造方法のフロー図である 本開示に係る光反射部材の製造方法によって製造された光反射部材を備える発光装置の一例を示す概略斜視図である。 図２に示す発光装置のＩＩＩ－ＩＩＩ線における概略断面図である。 図２に示す発光装置の概略平面図である 図２に示す発光装置が備える光反射部材の一部を拡大した概略断面図である。 図２に示す発光装置が備える光反射部材を形成する光反射材の粉体の概略斜視図の一例である。 本開示に係る発光装置の製造方法のフロー図である。 本開示に係る発光装置の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。 本開示に係る発光装置の製造方法の一工程を示す概略平面図である。 本開示に係る発光装置の製造方法の一工程を示す概略断面図である。 本開示に係る発光装置の製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施例１、参考例１、及び比較例１における粘度の測定結果を示すグラフである。

光取り出し効率を向上させるために光反射部材を含む発光装置がある。近年、発光装置の高出力化が進み、光反射部材に耐熱性の向上が求められるようになってきている。耐熱性の高い光反射部材として、無機材料を用いて製造されるものがある。その中でも、発明者は、シリカと、アルカリ金属と、光反射材と、を含む光反射部材がより耐熱性を高くできるという知見を得て検討を進めた。

以下に、光反射部材の製造方法及び光反射部材を備える発光装置の製造方法について詳細に説明する。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態や実施例を説明する。なお、以下に説明する光反射部材の製造方法及び光反射部材を備える発光装置の製造方法は、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。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態や実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態や実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態や実施例ごとには逐次言及しないものとする。各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、誇張して示している場合もある。また、断面図は、切断面を見たときにその後方に見える部分を省略し、切断面の形態のみを示す端面図を用いる場合がある。

実施形態
１．光反射部材の製造方法
本開示に係る光反射部材の製造方法は、図１に示すように、
（１）シリカの粉体およびアルカリ溶液を準備する準備工程Ｓ１と、
（２）シリカの粉体とアルカリ溶液とを混合する第１混合工程Ｓ２と、
（３）混合して得られる第１部材を、化学平衡の状態にする反応工程Ｓ３と、
（４）化学平衡の状態にある第２部材に、光反射材の粉体を混合する第２混合工程Ｓ４と、
を含む。
以下、各工程について詳細に説明する。

（１）準備工程Ｓ１
準備工程Ｓ１では、シリカの粉体およびアルカリ溶液を準備する。準備するシリカの粉体とアルカリ溶液の溶質との質量比は、例えば、２：１以上１０：１以下である。すなわち、シリカの粉体とアルカリ溶液の溶質とは、後述する第１混合工程Ｓ２において、例えば、アルカリ溶液の溶質の重量に対し、シリカの粉体の重量が２倍以上１０倍以下で混合される。また、好ましくは、シリカの粉体とアルカリ溶液の溶質との質量比は、例えば、３：１以上７：１以下である。
シリカの粉体及びアルカリ溶液はそれぞれ、製造により準備してもよいし、例えば、購入することにより準備してもよい。

（アルカリ溶液）
アルカリ溶液は、例えば、水酸化カリウム溶液又は水酸化ナトリウム溶液である。アルカリ溶液の濃度は、例えば、１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下である。好ましくは、アルカリ溶液の濃度は、例えば、２ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下である。アルカリ溶液の濃度が低すぎると、製造された光反射部材３０を硬化させて使用する場合に硬化性が悪くなり、光反射部材３０の強度が低下する虞がある。一方、アルカリ溶液の濃度が高すぎると、製造された光反射部材３０を硬化させて使用する場合に余剰なアルカリ金属が析出する。析出したアルカリ金属が、例えば発光素子２０に接触すると、発光素子２０の信頼性が低下する虞がある。

（シリカの粉体）
シリカの粉体の平均粒径は、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。この範囲内であれば、原料（光反射材やシリカ）の容量あたりにおけるシリカの密度を向上させることができるため、光反射部材３０の強度を確保することができる。
シリカの粉体の平均粒径は、光反射材の粉体の平均粒径よりも小さい方が望ましい。これにより、シリカの粉体が、混合時に光反射材の粉体同士の間にできる空隙を埋めることができる。なお、シリカの粉体の平均粒径は、レーザー回析法によりシリカの粉体の粒度分布を測定することにより算出される。

（２）第１混合工程Ｓ２
第１混合工程Ｓ２では、シリカの粉体とアルカリ溶液とを混合する。これにより、第１部材が得られる。第１混合工程Ｓ２では、例えば、シリカの粉体とアルカリ溶液とを容器に投入し、攪拌して混合する。第１混合工程Ｓ２は、例えば、常温常圧で行われる。

（３）反応工程Ｓ３
反応工程Ｓ３では、混合して得られる第１部材を、化学平衡の状態にする。具体的には、シリカとアルカリ溶液との化学平衡状態に到達するまで第１部材を静置する。本開示において、化学平衡とは、例えば、正反応と逆反応が釣り合っており、実質的に組成の変化のない状態をいい、常温常圧における化学平衡を意味する。

本開示において化学平衡の状態にするとは、例えば、第１部材を得てから経過した時間で規定することができる。例えば、反応工程Ｓ３において、第１部材を４０分以上１００分以下静置することにより、化学平衡の状態にすることができる。好ましくは、第１部材を４０分以上６０分以下静置することにより、化学平衡の状態にすることができる。

反応工程Ｓ３により、第１部材が化学平衡の状態に到達すると、第２部材が得られる。アルカリ溶液が水酸化カリウム溶液の場合、以下の化学式１より、第２部材は、Ｋ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２と水（Ｈ_２Ｏ）とを含む。

（化１）
ｎＳｉＯ_２＋２ＫＯＨ→Ｋ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２＋Ｈ_２Ｏ

アルカリ溶液が水酸化ナトリウム溶液の場合、以下の化学式２より、第２部材は、Ｎａ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２と水（Ｈ_２Ｏ）とを含む。

（化２）
ｎＳｉＯ_２＋２ＮａＯＨ→Ｎａ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２＋Ｈ_２Ｏ

（４）第２混合工程Ｓ４
第２混合工程Ｓ４では、化学平衡の状態にある第２部材に、光反射材の粉体を混合する。第２部材の粘度は、常温において、例えば、１３００ｍＰａ・ｓ以上１７００ｍＰａ・ｓ以下である。好ましくは、第２部材の粘度が１４００ｍＰａ・ｓ以上１６００ｍＰａ・ｓ以下である。第２部材の粘度がこのような範囲であると、例えば、第２混合工程Ｓ４で得られる光反射部材をエア式のディスペンサ等で容易に対象物に塗布できる。
第２混合工程Ｓ４では、例えば、第２部材と光反射材とを容器に投入して攪拌して混合する。攪拌は、例えば、攪拌装置で１分以上攪拌する。第２混合工程Ｓ４は、例えば、常温で行われる。光反射材６０は、例えば、窒化ホウ素又はアルミナである。

さらに、第２混合工程Ｓ４では、第２部材に光散乱材を混合してもよい。光散乱材は、光反射材と同時に第２部材に混合してもよいし、別々に第２部材に混合してもよい。
光散乱材は、例えば、ジルコニア又はチタニアを含む。
光散乱材は、チタニア単体で用いてもよいし、チタニアの表面に、シリカ、アルミナ、ジルコニア、亜鉛、有機等の各種表面処理を行ったものを用いてもよい。
また、光散乱材は、ジルコニア単体で用いてもよいし、ジルコニアの表面にシリカ、アルミナ、亜鉛、有機等の各種表面処理を行ったものを用いてもよい。また、カルシウムやマグネシウム、イットリウム、アルミニウム等が添加された安定化ジルコニアや、部分安定化ジルコニアを用いてもよい。

なお、第２混合工程Ｓ４によって得られる光反射部材の粘度を調節するために、水を適宜混合してもよい。この粘度は、常温において、例えば、１３００ｍＰａ・ｓ以上１７００ｍＰａ・ｓ以下の範囲になるよう調整するのが好ましく、さらには１４００ｍＰａ・ｓ以上１６００ｍＰａ・ｓ以下の範囲になるよう調整するのが好ましい。

上記の光反射部材の製造方法は、シリカの粉体とアルカリ溶液とを混合させる第１混合工程Ｓ２と、混合された第１部材を化学平衡の状態にする反応工程Ｓ３と、化学平衡の状態にある第２部材に、光反射材の粉体を混合する第２混合工程Ｓ４と、を含む。この光反射部材の製造方法では、水を生成するシリカとアルカリ溶液との反応が化学平衡の状態に至った後に光反射材の粉体を混合するため、製造された光反射部材の粘度が、製造後、時間経過によって変化する、即ち生成される水によって粘度が徐々に低下することが抑制される。これにより、光反射部材を製造後、時間を経過させずに複数の対象物に順次設けても、実質的に一定量で光反射部材を設けることができる。その結果、複数の対象物に光反射部材を設けても、複数の対象物の間で光反射部材の形状のばらつきが生じることを抑制できる。

また、上記の光反射部材の製造方法では、シリカの粉体とアルカリ溶液とを混合させる第１混合工程Ｓ２において光反射材の粉体が含まれていないため、シリカの粉体とアルカリ溶液との接触面積が増加する。これにより、シリカとアルカリ溶液との化学反応が進行しやすくなり、シリカとアルカリ溶液とが化学平衡の状態に到達しやすくなる。すなわち、上記の光反射部材の製造方法は、光反射材の粉体とシリカの粉体とアルカリ溶液とを同時に混合する場合と比較して、シリカの粉体とアルカリ溶液とが化学平衡の状態に到達するまでの時間を短縮できる。その結果、上記の光反射部材の製造方法は、例えば発光装置を製造する際に、光反射部材を製造する時間及び手間を軽減することができ、製造効率を改善することができる。

２．発光装置
本開示の光反射部材の製造方法で製造された光反射部材は、例えば、発光装置の光反射部材として使用される。図２から図４に示す発光装置の一例は、本開示の光反射部材の製造方法で製造された光反射部材を備える。なお、図４では、発光装置の構成の理解を容易にするため、透光性部材４０を透視した場合の構成を破線で示す。
図２に示すように、発光装置１は、例えば、外形形状が略立方体形状である。
図３に示すように、発光装置１は、支持体１０と、発光素子２０と、光反射部材３０と、を備える。発光装置１はさらに、透光性部材４０、及び／又は、保護素子５０を備えていてもよい。

（支持体）
図３に示すように、支持体１０は、底部１１と、壁部１２と、導電部１３と、を含む。
底部１１は、上面１１ａ及び下面１１ｂを含む。壁部１２は、内側面１２ｂ及び上面１２ａを含む。壁部１２は、底部１１の上面１１ａに配置される。底部１１と壁部１２とにより、凹部１５が画定されている。底部１１と壁部１２とは、例えば、同一部材であり、一体成形されてもよい。底部１１及び壁部１２の材料は、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、パルプ等の絶縁材料、半導体、金属（例えば、銅、銀、金、アルミニウム等）等の導電材料の単一材料及びこれらの複合材料である。特に、金属、セラミックス等が好ましく、無機材料であるセラミックスがより好ましい。セラミックスとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ムライト等が例示され、特に放熱性の高い窒化アルミ二ウムが好ましい。

導電部１３は、底部１１に配置される。導電部１３は、第１配線層１３ａと第２配線層１３ｂとを含む。第１配線層１３ａは、底部１１の上面１１ａに配置される。第２配線層１３ｂは、底部１１の下面１１ｂに配置され、外部電源と電気的に接続される。第１配線層１３ａと第２配線層１３ｂとは、例えば、底部１１の上面１１ａから下面１１ｂまで貫通する貫通孔を通じて互いに電気的に接続される。また、第１配線層１３ａは、アノード側の第１配線層及びカソード側の第１配線層を含む。例えば、カソード側の第１配線層には、図４に示すようにカソードマーク１６が付されている。

（発光素子）
図３に示すように、発光素子２０は、支持体１０の凹部１５に配置される。発光素子２０は、半導体層２１と、正負一対の電極２２と、透光性基板２３と、を備える。

透光性基板２３は、半導体層２１を形成するための基板である。透光性基板２３は、例えば、サファイア基板である。透光性基板２３は、例えば、平板形状である。上面視における透光性基板２３の幅（透光性基板２３が上面視で多角形状の場合、透光性基板２３の最も長い辺の長さ）は、透光性基板２３の厚みの、例えば、２．５倍以上３．５倍以下である。このような透光性基板２３の厚みと幅との関係であれば、発光素子２０からの光取り出し効率が向上する。
なお、透光性基板２３は、半導体層２１を形成後の任意のタイミングで除去してもよい。

半導体層２１は、上面２１ａと、上面２１ａの反対に位置する下面２１ｂと、上面２１ａと下面２１ｂとの間に位置する側面２１ｃと、を備える。半導体層２１の上面２１ａには、透光性基板２３が配置されている。半導体層２１の下面２１ｂには、正負一対の電極２２が配置されている。
半導体層２１の発光ピーク波長は、例えば、２６０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲にある。特に、半導体層２１が２６０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する場合、主に無機材料から構成される本開示の光反射部材は変質しにくいため有用である。

正負一対の電極２２はそれぞれ、第１配線層１３ａのアノード側の第１配線層又はカソード側の第１配線層に電気的に接続される。

発光素子２０はさらに、透光性基板２３上に波長変換部材が配置されていてもよい。すなわち、透光性基板２３が発光素子２０と波長変換部材との間に挟まれて配置される。また、波長変換部材は、透光性基板２３の代わりに、例えば半導体層２１上に直接配置されていてもよい。

（光反射部材）
図３に示すように、光反射部材３０は、発光素子２０から離隔して配置される。具体的には、光反射部材３０は、半導体層２１の側面２１ｃから離隔して配置される。言い換えると、光反射部材３０は、半導体層２１の側面２１ｃを露出させて配置される。
図４に示すように、光反射部材３０は、上面視において、発光素子２０を囲んで配置されている。光反射部材３０は、図４に示すように、上面視において発光素子２０の周囲に１つの連続した部材として配置されていてもよい。また、光反射部材３０は、上面視において発光素子２０の周囲に断続的に配置されていてもよい。

光反射部材３０は、支持体１０の底部１１の上面と壁部１２の内側面１２ｂとに跨って配置されている。光反射部材３０は、図３に示すように、底部１１から離れるにつれて壁部１２に近づく傾斜面３１を含む。底部１１の上面１１ａに対する傾斜面３１の角度は、発光素子２０から出射された光を所望の方向に反射できるよう適宜決定される。傾斜面３１は、平面であってもよいし、湾曲した面であってもよい。

光反射部材３０の形状は、発光装置１の光取り出し方向や光取り出し効率等、発光装置の性能に影響を及ぼす。そのため、複数の発光装置の間で光反射部材３０の形状がばらつくことを抑制することで、発光装置の光取り出し方向や光取り出し効率が安定し、発光装置の信頼性を高めることができる。

光反射部材３０は、本開示の光反射部材の製造方法によって製造された光反射部材を硬化させたものである。光反射部材３０は、図５Ａに示すように、光反射材６０と、光反射材６０を支持する支持部材６１と、を含む。支持部材６１は、シリカ及びアルカリ金属を含む。
また、光反射部材３０は、光散乱材を含んでいてもよい。

以下に、シリカ、アルカリ金属、光反射材、及び光散乱材について詳細に説明する。

（シリカ）
光反射部材３０に含まれるシリカと光反射材６０との含有比率は重量比で、例えば、１：４以上１：１以下である。すなわち、光反射部材３０に含まれる光反射材６０の重量は、光反射部材３０に含まれるシリカの重量の、例えば、１倍以上４倍以下である。この範囲であれば、光反射部材を加熱して硬化させるとき、光反射部材の収縮を抑制することができる。光反射材６０の量が多すぎると、硬化性が低下する虞がある。一方、シリカの量が多すぎると、硬化による収縮が大きくなり、硬化するときにクラックが生じる虞がある。
光反射部材３０から、シリカと光反射材との含有比率を算出するには、例えば、ＳＥＭにより抽出された光反射部材３０の断面を観察し、シリカと光反射材の占有率に基づいて算出できる。

（アルカリ金属）
アルカリ金属は、本開示の光反射部材を製造方法で準備されるアルカリ溶液に含まれるアルカリ金属である。アルカリ金属は、例えば、カリウム及び／又はナトリウムである。

（光反射材）
光反射材６０の粉体は、例えば図５Ｂに示すように、対向する２つの主面６０ａ、６０ｂを有する板状の粒子である。光反射材６０の対向する２つの主面６０ａ、６０ｂは、光反射材６０の上面と下面とも呼べる。また、光反射材６０の粉体は、鱗片状の粒子とも呼べる。なお、図５Ｂは、光反射材６０の粉体の形状の説明を容易にするために、光反射材６０の粉体を、例えば薄い円柱状と見なして、模式的に示した図にすぎない。
光反射材６０は、上述したように、例えば、窒化ホウ素又はアルミナである。これらの材料であれば、発光素子２０からの光を反射させることができる。

光反射材６０は、一次粒子でもよいし、２個以上の一次粒子が凝集した二次粒子でもよい。また、一次粒子と二次粒子が混在してもよい。

光反射材６０の平均アスペクト比は、１０以上であり、望ましくは１０以上７０以下である。光反射材６０の平均アスペクト比は、以下の方法で算出される。

＜平均アスペクト比の算出方法＞
光反射材６０の平均アスペクト比は、発光装置１の断面において、光反射部材３０に含まれる光反射材６０の厚さ及び横幅を測定することで算出される。
まず、発光装置１の断面を露出させる。該断面は、発光装置１の上面（後述する透光性部材４０の一方の主面）の中心を通り、かつ該上面に略直交する面である。該断面は、発光装置１を切断加工することによって露出される。

次に、露出させた断面を鏡面研磨する。鏡面研磨した断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影し、光反射材６０の断面を抽出し、およそ１０００個の光反射材６０の断面が含まれる測定領域を選択する。顕微鏡の画素数は、およそ２０００万画素に設定され、倍率は５００倍～３０００倍に設定される。また、本明細書において、光反射材６０の断面とは、光反射材６０の一方の主面６０ａ及び／又は他方の主面６０ｂに略垂直な面である。なお、板状の光反射材６０は、その形状に起因して、光反射部材３０内で互いの主面６０ａ又は６０ｂを対向させて重なり合うようにして配置される傾向にある。そのため、発光装置１の露出させる断面を適当に選択することで、ＳＥＭにより適宜光反射材６０の断面を抽出することができる。

次に、画像解析ソフトウェアにより、抽出した光反射材６０の各断面の横幅（光反射材の断面の長手方向の長さ）と厚さ（光反射材の断面の短手方向の長さ）をそれぞれ一点ずつ測定し、厚さに対する横幅の平均値を算出する。そして、１００個の光反射材６０の該測定値の平均値を平均アスペクト比とする。
光反射材６０が窒化ホウ素の場合、光反射材６０の平均アスペクト比は、例えば、１６．５以上１９．２以下である。光反射材６０がアルミナの場合、光反射材６０の平均アスペクト比は、例えば、１０以上７０以下である。

また、光反射材６０の平均粒径は、０．６μｍ以上４３μｍ以下である。
ここで、後述する発光装置の製造方法の硬化工程において、光反射材６０の粉体とシリカの粉体との融着、及び硬化工程における光反射材６０の粉体のアルカリ溶液への溶出は、わずかなものである。従って、光反射材６０の粉体の形状及び寸法と、硬化工程を経て形成された光反射部材３０に含まれる光反射材６０の形状及び寸法とは、実質同一である。そのため、上記の光反射材６０の平均粒径は、以下の方法で光反射材６０の粉体の粒径を測定することにより算出される。

＜平均粒径の算出方法＞
光反射材６０の粉体の粒径は、例えば、株式会社日立ハイテクノロジーズ製の走査電子顕微鏡「ＴＭ３０３０Ｐｌｕｓ」を用いて算出される。
まず、カーボン製の両面テープの一方の面を該顕微鏡の試料台に貼りつけ、その後、両面テープの他方の面に光反射材６０の粉体を配置する。顕微鏡の画素数を１２３万画素に設定し、倍率を１０００倍～２０００倍に設定し、１００個の光反射材６０の粉体（粒子）の画像を取得する。その後、画像解析ソフトウェアにより各粒子の粒径を測定する。本明細書において、光反射材６０の粉体の粒径は、光反射材６０の主面６０ａ又は６０ｂから見たときの直径のうち最大の直径である。次に、測定した粒子のメジアン径を算出し、該算出値を光反射材６０の平均粒径とする。また、光反射材６０の粉体の粒径は、ＳＥＭにより光反射部材３０の断面を抽出し、画像解析ソフトウェアにより測定して算出してもよい。

光反射材６０が窒化ホウ素の場合、光反射材６０の平均粒径は、例えば、６μｍ以上４３μｍ以下である。光反射材６０がアルミナの場合、光反射材６０の平均粒径は、例えば、０．６μｍ以上１０μｍ以下である。

上記のような平均粒径及び平均アスペクト比を有する光反射材６０は、光反射部材３０が発光素子２０から生じる熱によって加熱される際に、光反射部材３０の骨材として機能する。これにより、発光素子２０の熱による光反射部材３０の収縮が抑制され、耐熱性の高い発光装置１を得ることができる。このような発光装置１は、耐用期間が長くなる。また、光反射部材３０は、光反射材とシリカとの屈折率差を利用して、発光素子２０からの光を反射させることができる。

さらに、このように発光素子２０の熱によって収縮が抑制される光反射部材３０が得られることで、発光素子２０から生じる熱が大きい条件（例えば、発光素子２０に供給する電力量が大きい場合）でも発光装置１を使用することが可能になる。発光素子２０に供給する電力量を大きくできることで、発光装置１あたりの光量を増やすことができる。また、紫外光を発する発光素子は、可視光を発する発光素子よりも光の持つエネルギー量が大きく、樹脂の光劣化が起こりやすいため、光エネルギーに対して耐久性が高いセラミック製の支持体（例えば、パッケージ）に搭載されている場合がある。しかしながら、本実施形態に係る光反射部材３０を用いれば、セラミック製の支持体を用いることなく、紫外光を発する発光素子を光反射部材３０で被覆した発光装置を提供することができる。このように光反射部材３０を備える発光装置は、セラミック製の支持体を含む発光装置と比較して、製造コストを抑制することができ、また、小型化することができる。

光反射部材３０の線形熱膨張係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）は、４０℃～３００℃の温度範囲において、０．０．５ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下が好ましい。これにより、発光装置を使用した際、光反射部材３０の温度が上昇したとしても、光反射部材３０の膨張を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。本実施形態において、光反射部材３０の線形熱膨張係数は約１ｐｐｍである。

（光散乱材）
光散乱材は、上述したように、例えば、ジルコニアまたはチタニアを含む。発光素子が紫外光を出射する場合は、紫外波長領域の光吸収の少ないジルコニアが望ましい。光反射部材３０が光散乱材を含むことで、光反射部材３０による光反射率が向上する。

光反射部材３０に光散乱材を添加した場合、光散乱材は、シリカ中に分散して存在する。

光散乱材の平均粒径は、光反射材６０の平均粒径より小さいことが望ましい。これにより、光反射材６０同士の隙間に光散乱材が配置されるため、発光素子２０から出射され、光反射材６０同士の隙間に入射した光が、光散乱材によって散乱する。散乱した光は、光反射材６０によって反射するため、所望の光取り出し方向への光量を増加させるこができる。光散乱材の平均粒径は、レーザー回析法で測定される。

なお、本実施形態の発光装置１では、光反射部材３０は、発光素子２０から離隔して配置されるが、発光装置の構成に応じて、発光素子の表面を被覆して配置されてもよい。また、発光装置の構成に応じて、発光装置の支持体を構成してもよい。

（透光性部材）
図３に示すように、透光性部材４０は、支持体１０の壁部１２の上面１２ａに配置される。透光性部材４０は、例えば、２つの主面を有する板状の部材である。透光性部材４０の一方の主面４０ａは、発光装置１の上面に含まれる。
透光性部材４０は、樹脂を含んでもよいし、無機材料でもよい。透光性部材４０が無機材料であれば、樹脂を含む透光性部材よりも耐熱性が高いため、耐熱性の高い発光装置を作製することができる。無機材料として、例えば、ガラスを用いることができる。

透光性部材４０は、蛍光体のような波長変換材料を含有してもよい。透光性部材４０が無機材料の母材に蛍光体を含有されたものである場合、例えば、蛍光体として、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、母材としてアルミナや、シリカを用いることができる。なお、透光性部材４０に波長変換材料を含有させなくてもよい。この場合は、発光素子からの光が波長変換されることなく外部に出射される。

（保護素子）
保護素子５０は、半導体層部５２と正負一対の電極５１とを含む。保護素子５０は、例えば、ツェナーダイオードである。保護素子５０は、正負一対の電極５１をそれぞれ、第１配線層１３ａのアノード側の配線層又はカソード側の配線層に電気的に接続される。
保護素子５０は、例えば、光反射部材３０に一部または全部が覆われている。光反射部材３０が保護素子５０を被覆することで、発光素子２０から出射された光が保護素子５０によって吸収されることを防止できる。その結果、発光装置１の光取り出し効率の低下を抑制することができる。

３．発光装置の製造方法
図６及び図７Ａから図７Ｄを参照して、本開示に係る発光装置の製造方法の一例を説明する。
本開示に係る発光装置の製造方法は、図６に示すように、例えば、
（ａ）支持体と、支持体上に配置される発光素子とを有する中間体を準備する中間体準備工程Ｓ１０１と、
（ｂ）上面視において発光素子を囲むように、本開示の光反射部材の製造方法によって製造された光反射部材を支持体上に配置する第１配置工程Ｓ１０２と、
（ｃ）光反射部材を硬化する硬化工程Ｓ１０３と、
（ｄ）中間体に透光性部材を配置する第２配置工程Ｓ１０４と、
（ｅ）透光性部材及び中間体を個片化する個片化工程Ｓ１０５と、
を含む。
各工程について以下に詳細を説明する。

（ａ）中間体準備工程Ｓ１０１
中間体準備工程Ｓ１０１では、支持体１０と、支持体１０上に配置される発光素子２０とを有する中間体１００を準備する。図７Ａに示すように、中間体１００は、互いに連続した複数の支持体１０と、複数の発光素子２０と、を含んでいるが、中間体１００は、１つの支持体１０と１つの発光素子２０とを含んでいてもよい。

支持体１０を樹脂材料で形成する場合、各支持体１０の底部１１と壁部１２とは、例えば、射出成形等で一体的に形成することができる。支持体１０をセラミックス材料で形成する場合、いわゆるポストファイア法やコファイア法のいずれでも製造できる。支持体１０を樹脂材料及びセラミックス材料いずれで形成する場合も、底部１１と壁部１２とを別々に形成した後に接着剤などを用いて接合することができる。

発光素子２０は、各支持体１０の凹部１５に配置されている。発光素子２０は、正負一対の電極２２を各支持体１０の第１配線層１３ａと電気的に接続している。発光素子２０は、例えば、はんだ等を介して正負一対の電極２２を第１配線層１３ａに接続している。
また、中間体１００は、保護素子５０を含んでいてもよい。保護素子５０は、正負一対の電極５１を各支持体１０の第１配線層１３ａと電気的に接続している。保護素子５０は、例えば、はんだ等を介して正負一対の電極５１を第１配線層１３ａに接続している。

なお、発光装置を製造方法の説明において、部材を準備するとは、部材を製造することに限らず、例えば、部材を購入して取得することを含む。

（ｂ）第１配置工程Ｓ１０２
第１配置工程Ｓ１０２では、図７Ｂに示すように、上面視において発光素子２０を囲むように、本開示の光反射部材の製造方法によって製造された光反射部材３０Ａを支持体１０上に配置する。

図７Ｃに示すように、第１配置工程Ｓ１０２では、中間体１００の各支持体１０の凹部１５内において、支持体１０の底部１１上に光反射部材３０Ａを配置する。光反射部材３０Ａは、半導体層２１の側面２１ｃから離隔して配置される。光反射部材３０Ａは、壁部１２から発光素子２０に向けて高さが低くなる領域を含むように配置される。

光反射部材３０Ａは、例えばエア式のディスペンサで塗布して配置される。光反射部材３０Ａは、例えば、壁部１２及び底部１１に同時に塗布される、または壁部１２の内側面１２ｂに塗布される。これにより、傾斜した領域が形成され得る。該傾斜した領域の表面が、後述する硬化工程Ｓ１０３を経ると、図７Ｄに示す傾斜面３１となる。また、光反射部材３０Ａを壁部１２及び底部１１に同時に塗布する、または壁部１２の内側面１２ｂに塗布することで、発光素子２０から離れた位置に光反射部材３０Ａを配置することができ、半導体層２１の側面２１ｃが光反射部材３０Ａによって覆われることを抑制できる。

（ｃ）硬化工程Ｓ１０３
硬化工程Ｓ１０３では、第１配置工程Ｓ１０２で支持体１０上に配置した光反射部材３０Ａを硬化する。硬化工程Ｓ１０３では、光反射部材３０Ａを加熱することで硬化させる。硬化工程Ｓ１０３は、第１加熱工程Ｓ１０３Ａと、第２加熱工程１０３Ｂと、を含み得る。第１加熱工程Ｓ１０３Ａは、光反射部材３０Ａを第１温度Ｔ１で加熱する。第２加熱工程１０３Ｂは、第１温度Ｔ１で加熱された光反射部材３０Ａを第１温度Ｔ１よりも高い第２温度Ｔ２で加熱する。

第１温度Ｔ１は、例えば、８０℃以上１００℃以下である。第１加熱工程Ｓ１０３Ａは、例えば、１０分以上２時間以下行われる。第２温度Ｔ２は、例えば、１５０℃以上２５０℃以下である。第２加熱工程Ｓ１０３Ｂは、例えば、３０分以上１時間以下行われる。

硬化工程Ｓ１０３では、第１加熱工程１０３Bを行わずに第２加熱工程１０３Bを行っていても良いが、第２加熱工程１０３Ｂの前に、第２加熱工程１０３Ｂよりも低い温度で第１加熱工程Ｓ１０３Ａを実施することで、形成される光反射部材３０にクラックが生じにくくなる。

さらに、第１加熱工程Ｓ１０３Ａ、及び第２加熱工程１０３Ｂを加圧しながら行うことで、形成される光反射部材３０の光の反射率が高くなる。これは、光反射部材３０Ａが加圧されることで、光反射部材３０Ａ内の光反射材がより密集して配置された状態で硬化するためと考えられる。第２加熱工程１０３Ｂの間に加えられる圧力は、例えば、１ＭＰａである。

（ｄ）第２配置工程Ｓ１０４と、
第２配置工程Ｓ１０４では、中間体１００に透光性部材４０を配置する。図７Ｄに示すように、透光性部材４０は、各支持体１０の壁部１２の上面１２ａに配置される。透光性部材４０と壁部１２とは、例えば、接着剤で接着することができる。

（ｅ）個片化工程Ｓ１０５と、
個片化工程Ｓ１０５では、透光性部材４０及び中間体１００を個片化する。具体的には、図７Ｄに示すように、第２配置工程Ｓ１０４により透光性部材４０及び支持体１０を所定の切断位置ＣＬに沿って個片化する。これにより、発光装置１が得られる。個片化は、例えば、ダイシングブレード、レーザー等を用いて切断することによって実施される。
なお、中間体１００が１つの支持体１０及び１つの発光素子２０を含む場合、個片化工程Ｓ１０５は省略される。

実施例
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１、参考例１、及び比較例１では、製造工程における条件を異ならせて、製造後の時間経過による光反射部材の粘度の変化を比較した。

実施例１
まず、シリカの粉体（デンカ株式会社）と水酸化カリウム溶液（キシダ化学株式会社）とを準備した（準備工程）。シリカの粉体とアルカリ溶液の溶質との質量比は、１．５：３であった。
次に、シリカの粉体と水酸化カリウム溶液とを、ディスポカップに投入し、ディスカップを振って混合した（第１混合工程）。シリカの粉体と水酸化カリウム溶液とは、常温常圧で混合した。
次に、シリカの粉体と水酸化カリウム溶液との混合部材である第１部材を４５分、常温常圧で静置した（反応工程）。この４５分経過した後の状態を化学平衡の状態とした。
次に、４５分静置したシリカの粉体と水酸化カリウム溶液の混合物である第２部材に光反射材として窒化ホウ素を混合し、光散乱材としてジルコニアを混合し、攪拌装置で攪拌した（第２混合工程）。
次に、水を０．７５ｇ混合し、手動で５分攪拌した後、攪拌装置で攪拌し、光反射部材を製造した。
製造後から時間経過させることなく光反射部材の粘度の測定を開始した。粘度の測定は、粘度の測定開始時（ｔ＝０）と、粘度の測定開始から１５分後（ｔ＝１５）と、の計２回実施した。測定は、粘度計（東機産業製ＴＶＥ－３５Ｈ形粘度計）を用いて実施した。測定条件は、回転数は５０ｒｐｍであり、ロータは３°×Ｒ９．７であり、測定温度が２５℃であり、レンジはＨであり、測定時間が９０秒であった。

参考例１
参考例１は、反応工程で３０分静置した点を除いては、実施例１と同様にして光反射部材を製造した。
製造後から時間経過させることなく光反射部材の粘度の測定を開始した。粘度の測定は、粘度の測定開始時（ｔ＝０）と、粘度の測定開始時から１５分ごとに２回（ｔ＝１５、ｔ＝３０）と、の計３回実施した。粘度の測定方法は、実施例１と同一の方法であった。

比較例１
比較例１では、シリカの粉体と、水酸化カリウム溶液と、窒化ホウ素と、ジルコニアと、を同時に混合し、攪拌装置で攪拌した。その後、水を０．７５ｇ混合し、手動で５分攪拌した後、攪拌装置で攪拌し、光反射部材を製造した。
製造後から時間経過させることなく光反射部材の粘度の測定を開始した。粘度の測定は、粘度の測定開始時（ｔ＝０）と、粘度の測定開始時から３０分ごとに３回（ｔ＝３０、ｔ＝６０、ｔ＝９０）と、その後１５分ごとに３回（ｔ＝１０５、ｔ＝１２０、ｔ＝１３５）と、の計７回実施した。粘度の測定方法は、実施例１と同一の方法であった。

実施例１、参考例１、及び比較例１における粘度の測定結果を図８のグラフに示す。図８に示すグラフは、横軸が時間（分）であり、縦軸が粘度（ｍＰａ・Ｓ）である。図８のグラフにおいて、プロットＥ１は実施例１の結果を示し、プロットＲ１は参考例１の結果を示し、プロットＣ１は比較例１の結果を示す。

実施例１の結果より、シリカの粉体と水酸化カリウム溶液との混合を光反射材の粉体との混合に先行して行うことで、製造後、時間を経過させなくても光反射部材の粘度の変化が小さいことが分かった。すなわち、製造後、時間経過させなくても、シリカと水酸化カリウム溶液との反応は化学平衡の状態に至っていると考えられた。
参考例１の結果より、シリカの粉体と水酸化カリウム溶液との混合を光反射材の粉体との混合に先行して行った場合でも、反応工程の時間が３０分であると、製造後から１５分経過するまで、光反射部材の粘度の変化が大きいことが分かった。すなわち、製造後１５分の間はシリカと水酸化カリウム溶液との反応が進行し、化学平衡の状態に至ってないと考えられた。
比較例１の結果より、シリカの粉体と水酸化カリウム溶液と光反射材とを同時に混合すると、製造後から１０５分経過するまで、光反射部材の粘度の変化が大きいことが分かった。すなわち、製造後１０５分の間はシリカと水酸化カリウム溶液との反応が進行し、化学平衡の状態に至ってないと考えられた。

また、実施例１及び参考例１における反応工程の静置時間と、参考例１及び比較例１における製造後から化学平衡の状態に至るまでの時間と、をそれぞれ待機時間とすると、実施例１、参考例１、及び比較例１それぞれの総待機時間は、以下のようになる。
実施例１の総待機時間は、反応工程における４５分である。参考例１の総待機時間は、反応工程における３０分と、製造後から化学平衡の状態に至るまでの１５分と、の合計より、４５分である。比較例１の総待機時間は、製造後から化学平衡の状態に至るまでの１０５分である。
以上より、シリカの粉体と水酸化カリウム溶液との混合を光反射材の粉体との混合に先行して混合することで、シリカの粉体と水酸化カリウム溶液と光反射材の粉体とを同時に混合する場合と比較して、総待機時間が短縮されることが分かった。

以上、本開示の実施形態、実施例、及び参考例を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施形態、実施例及び参考例における要素の組合せや順序の変化等は請求された本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

１ 発光装置
１０ 支持体
１１ 底部
１１ａ 上面
１２ 壁部
１２ａ 上面
１２ｂ 内側面
１３ 導電部
１３ａ 第１配線層
１３ｂ 第２配線層
１５ 凹部
１６ カソードマーク
２０ 発光素子
２１ 半導体層
２１ａ 上面
２１ｂ 下面
２１ｃ 側面
２２ 正負一対の電極
３０、３０Ａ 光反射部材
３１ 傾斜面
４０ 透光性部材
４０ａ 一方の主面
５０ 保護素子
５１ 正負一対の電極
５２ 半導体層部
６０ 光反射材
６０ａ 一方の主面
６０ｂ 他方の主面
６１ 支持部材

Claims (10)

1. シリカの粉体およびアルカリ溶液を準備する準備工程と、
   前記シリカの粉体と前記アルカリ溶液とを混合する第１混合工程と、
   前記混合して得られる第１部材を、化学平衡の状態にする反応工程と、
   前記化学平衡の状態にある第２部材に、光反射材の粉体を混合する第２混合工程と、
   を含む、光反射部材の製造方法。
2. 前記反応工程において、前記第１部材を４０分以上１００分以下静置することにより、前記化学平衡の状態にする、請求項１に記載の光反射部材の製造方法。
3. 前記準備工程において、前記シリカの粉体と前記アルカリ溶液の溶質との質量比は、２：１以上１０：１以下である、請求項２に記載の光反射部材の製造方法。
4. 前記準備工程において、前記アルカリ溶液の濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下である、請求項３に記載の光反射部材の製造方法。
5. 前記準備工程において、前記アルカリ溶液は、水酸化カリウム溶液又は水酸化ナトリウム溶液である、請求項１から４のいずれか１項に記載の光反射部材の製造方法。
6. 前記第２混合工程において、前記光反射材は、窒化ホウ素又はアルミナである、請求項５に記載の光反射部材の製造方法。
7. 前記第２混合工程において、前記第２部材にさらに光散乱材の粉体を混合する、請求項６に記載の光反射部材の製造方法。
8. 前記第２混合工程において、前記光散乱材は、ジルコニア又はチタニアを含む、請求項７に記載の光反射部材の製造方法。
9. 支持体と、前記支持体上に配置される発光素子とを有する中間体を準備する中間体準備工程と、
   上面視において前記発光素子を囲むように、前記請求項１に記載の光反射部材の製造方法によって製造された光反射部材を前記支持体上に配置する配置工程と、
   前記光反射部材を硬化する硬化工程と、を含む、発光装置の製造方法。
10. 前記硬化工程は、
    前記光反射部材を第１温度で加熱する第１加熱工程と、
    前記第１温度で加熱された前記光反射部材を前記第１温度よりも高い第２温度で加熱する第２加熱工程と、を含む請求項９に記載の発光装置の製造方法。