JP5163073B2

JP5163073B2 - ガラス被覆発光装置の製造方法

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Publication number: JP5163073B2
Application number: JP2007302996A
Authority: JP
Inventors: 昌幸芹田; 伸宏中村; 修治松本
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: JP2009130105A

Description

本発明は、ガラスを用いて被覆されたガラス被覆発光装置の製造方法に関する。

近年、半導体発光素子（例えば、発光ダイオード）を被覆する部材として、ガラスが提案されている。特許文献１は、発光素子をガラスで封止する方法を開示している。

国際公開番号：ＷＯ２００４／０８２０３６号公報

しかしながら、特許文献１は、基板上に設けられた複数の発光素子を一枚のガラス板で被覆してダイシングすることにより、個片化されたガラス被覆発光装置を得ること（以下、第１の方法）を開示している（明細書第１０頁第５０行目〜第１１頁第２行目、図５など）。そのため、特許文献１の第１の方法によれば、ダイシング工程においてガラスに欠けやクラックが発生するという問題を生じる。このため、ガラスをダイシングする第１の方法は歩留まりが悪く、大量生産にあまり適していない。また、第１の方法によって得られたガラス被覆発光装置は、発光素子に比べ大きなガラスで被覆されている。そのため、発光素子から発せられた光が空気中に出射されるまでの間、ガラス内部を長い距離進行しなければならない。そのため、ガラス内部を進行中に、出射光が弱まり、ガラス被覆発光装置の輝度が低下するという問題が生じる可能性がある。

また、特許文献１は、予めプレフォーム加工によって光学形状面と溝薄部を有するプレフォームガラスを形成し、その後プレフォームガラスをホットプレス加工によって発光素子を封止すること（以下、第２の方法）を開示している（第１４頁第４９行目〜第１５頁第１行目、図１７）。そのため、特許文献１の第２の方法によれば、プレフォーム加工とホットプレス加工の２つのステップを必要とする。また、プレフォームガラスは、発光素子上に単に配置されていれば良い訳ではなく、被覆した後のガラス被覆発光装置が所望の輝度を得られることを考慮して配置されなくてはならない。具体的には、発光素子の表面の中心点を通る発光素子の表面の仮想垂線上に、プレフォームガラスの重心が位置するようにしなければならない。このため、発光素子の所定の位置にプレフォームガラスを配置する方法は、ガラス被覆発光装置の大量生産にはあまり適していない。

この発明の第１態様に係るガラス被覆発光装置の製造方法は、発光素子が設けられた主表面を有する基板であって、前記主表面は前記発光素子が設けられた領域と該領域を取り囲む中間領域と該中間領域を取り囲む周辺領域とを有する基板を準備する工程と、ガラス粉末と樹脂と溶剤とを混合して得られたフリットペーストを準備する工程と、前記発光素子の表面及び前記基板の主表面の中間領域に、前記フリットペーストを印刷する工程と、前記印刷された前記フリットペーストに熱を加えて、前記発光素子を前記基板の主表面上にガラスで封止する工程と、を含むことを特徴とする。

この発明に係るガラス被覆発光装置の製造方法においては、上記基板が第１の発光素子と第２の発光素子とが設けられた主表面を有する基板である場合に、上記印刷の領域を第１の発光素子の表面から第１及び第２の発光素子間の基板の主表面を経て第２の発光素子の表面に亘る連続した領域を含むようにして、第１及び第２の発光素子を基板の主表面上に一つのガラスで封止する方法としてもよい。

本発明によれば、ガラス被覆発光装置の大量生産化を可能とする製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態を、添付した図面を参照して以下に詳細に説明する。図では、対応する部分は、対応する参照符号で示している。下記の実施形態は、一例として示されたもので、本発明の精神から逸脱しない範囲で種々の変形をして実施することが可能である。

以下に、図面を用いて、ガラス被覆発光装置の製造方法について説明する。図１は、本発明のガラス被覆発光装置の製造方法を示すフローチャートである。なお、図１中の「発光素子の準備」は、「発光素子が配設された基板の準備」を意味する。

初めに、例えば発光ダイオードのような半導体発光素子（以下、ＬＥＤ素子という）が搭載された、ＬＥＤ搭載基板を準備する（ステップ１１０）。ここで、基板は、例えば、純度９８．０％〜９９．５％、厚さ０．５ｍｍ〜１．２ｍｍの矩形のアルミナ基板またはマグネシア（ＭｇＯ）基板である。なお、基板の表面に形成される配線は、金ペーストにより製造された金配線である。ＬＥＤ素子は、基板と、ＬＥＤと、プラス電極と、マイナス電極とを有する。ＬＥＤは、波長が３６０〜４８０ｎｍの紫外光または青色光を放出するＬＥＤであり、ＧａＮにＩｎを添加したＩｎＧａＮを発光層とする量子井戸構造のＬＥＤ（ＩｎＧａＮ系ＬＥＤ）である。基板の熱膨張係数（α）は、７０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃である。通常、基板として熱膨張係数（α）が約８０×１０^−７／℃であるサファイア基板が使用される。

次に、フリットペーストを準備する（ステップ１２０）。ここで、フリットペーストとは、ガラス粉末が樹脂、溶剤などに分散したものを示す。ガラス粉末は、例えば、ＴｅＯ_２−ＺｎＯ系、Ｂ_２Ｏ_３−Ｂｉ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂｉ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＺｎＯ系、Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系、Ｐ_２Ｏ_５−ＺｎＯ系、Ｐ_２Ｏ_５−ＳｎＯ系から選択される一つ、またはそれらから選択される二つ以上の複合系ガラスを用いることができる。ここで、無機蛍光体粉末をガラス粉末に含有する場合、無機蛍光体粉末との反応を考慮すると、ＳｉＯ_２−ＺｎＯ系、Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系が好ましい。無機蛍光体粉末は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体、酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、希土類酸硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩化物、ハロリン酸塩化物などがある。特に、スクリーン印刷法を考慮すると、ＹＡＧ系蛍光体が好ましい。樹脂は、スクリーン印刷後、塗膜中のガラス粉末、フィラーを支持する。具体例としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ロジン樹脂などが用いられる。主剤として用いられるのは、エチルセルロースとニトロセルロースがある。なお、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ロジン樹脂は塗膜強度向上のための添加として用いられる。焼成時の脱バインダー温度は、エチルセルロースで３５０℃から４００℃、ニトロセルロースで２００℃から３００℃である。溶剤は、樹脂を溶解しかつ印刷に必要な粘度を調整する。また印刷中には乾燥せず、乾燥工程では、すばやく乾燥する。沸点２００℃から２３０℃のものが望ましい。粘度、固形分比、乾燥速度調整のためブレンドして用いる。具体例としては、スクリーン印刷時のペーストの乾燥適合性からエーテル系溶剤（ブチルカルビトール（ＢＣ）、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、ジエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテル、酢酸ブチルセロソルブ）、アルコール系溶剤（α−テルピネオール、パインオイル、ダワノール）、エステル系溶剤（２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）、フタル酸エステル系溶剤（ＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＭＰ（ジメチルフタレート）、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート））がある。主に用いられているのは、α−テルピネオールや２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）である。なお、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＭＰ（ジメチルフタレート）、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）は、可塑剤としても機能する。その他、粘度調整、フリット分散促進のため、界面活性剤を使用しても良い。フリット表面改質のため、シランカップリング剤を使用しても良い。

ここで、フリットペーストの作製方法について説明する。初めに、ガラス粉末と無機蛍光体粉末とビヒクルとを準備する。ここで、ビヒクルとは、樹脂、溶剤、界面活性剤を混合したものをいう。具体的には、５０℃〜８０℃に加熱した溶剤中に樹脂、界面活性剤などを投入し、その後４時間から１２時間程度静置したのち、ろ過し、得られる。次に、ガラス粉末と無機蛍光体粉末とビヒクルとを、プラネタリーミキサーで混合した後、３本ロールで均一分散させる。その後粘度調整のため、混練機で混練する。ガラス材料（無機蛍光体粉末を含む）７０〜８０ｗｔ％に対してビヒクル２０〜３０ｗｔ％とすることが好ましい。無機蛍光体の含有量は、焼成後（封止後）のガラスの体積全体に対して、５０％未満となるのが好ましい。５０％超の場合、焼成されないで焼け残ってしまう可能性がある。また、無機蛍光体の含有量は、量子収率６０％を得るためには５％超が好ましい。ＬＥＤ素子上に印刷するために、フリットペーストの粘度は、１０〜１０００Ｐａ・ｓ（ポアズ・秒）であることが好ましい。１０Ｐａ・ｓ未満では、印刷した後のフリットペースト膜が垂れてしまい、所望の位置にガラスが成形できないという問題がある。

次に、作製されたフリットペーストをスクリーン印刷機を用いて、ＬＥＤの表面に印刷する（ステップ１３０）。印刷されたフリットペースト（以下、フリットペースト膜）の膜厚さは、スクリーン版のメッッシュ荒さ、乳剤の厚み、印刷時の押し圧、スキージ押し込み量などで制御される。

ここで、図面を用いて、ＬＥＤ素子とフリットペースト膜との関係を説明する。
初めに、一つのＬＥＤ素子とフリットペースト膜との関係について説明する。図２は、一つのＬＥＤ素子２２０が搭載されたＬＥＤ搭載基板２１０を示す斜視図である。図３は、図２のＬＥＤ搭載基板をＡ−Ａ線で切断した断面図である。ここで、ＬＥＤ搭載基板２１０は、図２及び図３に示すように、ＬＥＤ素子２２０が搭載される中央領域２１１と、中央領域２１１を取り囲む中間領域２１２と、中間領域２１２を取り囲む周辺領域２１３とを有する表面を有する。フリットペースト膜３００は、図３に示すように、ＬＥＤ搭載基板２１０の中央領域２１１と中間領域２１２の表面上に位置する。具体的に説明すると、フリットペースト膜３００は、ＬＥＤ搭載基板２１０の中間領域２１２の表面、ＬＥＤ素子２２０の側面、及びＬＥＤ素子２２０の上面に形成される。ここで、中間領域２１２の幅は、焼成後に膜が収縮した後も素子の端部及び素子の一部が露出することなく被覆するという観点から、１００〜１０００μｍが好ましい。
次に、二つのＬＥＤ素子とフリットペースト膜との関係について説明する。図４は、二つのＬＥＤ素子４２０、４３０が搭載されたＬＥＤ搭載基板４１０を示す斜視図である。図５は、図４のＬＥＤ搭載基板をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。ここで、ＬＥＤ搭載基板４１０は、図４及び図５に示すように、ＬＥＤ素子４２０、４３０が搭載される中央領域４１１と、中央領域４１１を取り囲む中間領域４１２と、中間領域４１２を取り囲む周辺領域４１３とを有する表面を有する。フリットペースト膜５００は、図５に示すように、ＬＥＤ搭載基板４１０の中央領域４１１と中間領域４１２の表面上に位置する。具体的に説明すると、フリットペースト膜５００は、ＬＥＤ搭載基板４１０の中間領域４１２の表面、ＬＥＤ素子４２０、４３０の側面、及びＬＥＤ素子４２０、４３０の上面に形成される。ここで、上述したように、中間領域４１２の幅は、焼成後に膜が収縮した後も素子の端部及び素子の一部が露出することなく被覆するという観点から、１００〜１０００μｍが好ましい。
次に、上述の二つのＬＥＤ素子とフリットペースト膜との関係において、二つのＬＥＤ素子間に空間がある場合について説明する。図６は、ＬＥＤ搭載基板６１０の上面図である。ＬＥＤ搭載基板６１０は、第１のＬＥＤ素子が搭載される第１中央領域６１１と、第２のＬＥＤ素子が搭載される第２中央領域６１２と、第１及び第２中央領域６１１、６１２を取り囲む中間領域６１３と、中間領域６１３を取り囲む周辺領域６１４とを有する表面を有する。この場合、図示はしないが、フリットペースト膜は、ＬＥＤ搭載基板６１０の第１及び第２中央領域６１１、６１２と中間領域６１３の表面上に位置するように形成される。ここで、フリットペースト膜は、第１及び第２中央領域６１１、６１２の間に位置するＬＥＤ搭載基板６１０の表面にも形成されている。このように形成することで、二つのＬＥＤ素子は、ガラスによって封止される。なお、第１及び第２中央領域６１１、６１２の間の距離は、焼成後に膜が収縮した後も素子の端部及び素子の一部が露出することなく被覆するという観点から、１００〜１０００μｍが好ましい。

次に、ＬＥＤ表面に印刷されたフリットペーストに熱を与え、ＬＥＤをガラスで封止する（ステップ１４０）。フリットペーストが印刷されたＬＥＤ搭載基板を焼成炉に入れ、フリットペーストを焼成する。焼成は、樹脂を分解・消失させる脱バインダ処理とガラス粉末を焼結、軟化させる焼成処理からなる。脱バインダー温度は、エチルセルロースで３５０℃〜４００℃、ニトロセルロースで２００℃〜３００℃であり、３０分から１時間大気雰囲気で加熱する。その後温度を上げて、ガラスを焼結、軟化させる。焼成温度は軟化温度から軟化温度＋２００℃であり、処理温度により内部に残存する気泡の形状、大きさが異なる。その後、冷却して基板上にガラス膜が形成される。得られる膜の厚さは、５μｍ〜２００μｍである。なお、印刷時にＬＥＤ表面に複数回印刷してフリットペースト層を積層することにより、さらに厚いガラス膜を形成することが可能である。

ここで、焼成された本発明のガラスについて説明する。本発明のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは５００℃以下、より好ましくは４９０℃以下、特に好ましくは４８０℃以下である。なお、ガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃超では、ＬＥＤ素子の封止温度が高くなり、ＬＥＤ素子を劣化させるおそれがある。本発明のガラスのガラス軟化温度（Ｔｓ）は、好ましくは６００℃以下、より好ましくは５９０℃以下、特に好ましくは５８０℃以下である。なお、ガラス軟化温度（Ｔｓ）が６００℃超であると、封止温度が高くなりＬＥＤ素子を劣化させるおそれがある。本発明のガラスの熱膨張係数（α）は、１２５×１０^−７／℃以下、より好ましくは９５×１０^−７／℃以下、特に好ましくは９０×１０^−７／℃以下である。なお、熱膨張係数（α）は、７０×１０^−７／℃未満では、ガラス転移点を上昇させる。好ましくは、７０×１０^−７／℃以上、より好ましくは７５×１０^−７／℃以上、特に好ましくは８０×１０^−７／℃以上である。また、熱膨張係数（α）は、１２５×１０^−７／℃超の場合、ガラスを軟化させて半導体発光素子を封止し、室温まで冷却する過程またはそれ以降に、ガラスのＬＥＤ素子に接する部分を起点とした割れが発生し、光の取り出し効率を低下させるまたは半導体発光素子が大気の湿分に晒されるおそれがある。

この実施例では、ガラスを構成する組成の含有量が異なる２つのＢ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラスを用いた。ここで、例えば例１のガラスは、下記表１の配合となるガラス粉末と無機蛍光体粉末とビヒクルとを混合・混練した。ビヒクルは、ブチル−ジ−グリコール−アセテート（ダイセル化学社製）とα−テルピネオール（ヤスハラケミカル社製）とエチルセルロース（ダウケミカル社製）とを質量％で、６：３：１の割合で配合することにより得た。無機蛍光体粉末は、ＹＡＧ系蛍光体粉末（化成オプト社製）を用いた。ここで、無機蛍光体の含有量は、焼成後（封止後）のガラスの体積全体に対して、２０％となるように調整した。なお、表１に示されるガラスは、言うまでもなく、表に示される組成物のみを含有して構成されるのではなく、他に、ＢａＯ、Ｌｉ_２Ｏなどを含んで構成されている。

次に、金の配線パターンを形成したマグネシア基板（厚み：１ｍｍ、大きさ：７ｍｍ×５ｍｍ）と豊田合成社製ＬＥＤ（商品名：Ｅ１Ｃ６０−０Ｂ０１１−０３）に接続バンプを形成したものとを用意し、マグネシア基板にこのＬＥＤをフリップチップ実装した。そして、ガラスと基板との界面に発生する気泡を抑制するために、ＬＥＤを実装したアルミナ基板を電気炉（ＩＲ加熱装置）に入れ、６００℃で加熱処理をした。昇温速度は３００℃／分、６００℃での保持時間は２分、降温速度は３００℃／分に設定した。なお、ガラスと基板との界面に発生する気泡は、ガラスを軟化させる場合、ガラスが基板表面に付着している有機汚染物質に反応して発生する。そして、この発生した気泡は、半導体発光素子から発した光を屈折させるので、発光装置の輝度を低下させたり、発光装置の配光分布を変化させるおそれがある。そのため、ガラスでＬＥＤを被覆する前に、ＬＥＤを搭載した基板を加熱し、基板表面に付着している有機汚染物質を減少させ、気泡の発生を抑制している。数々の実験によれば、加熱温度は、６００℃前後が好ましい。また、加熱時間は、ＬＥＤに対する熱の影響を考慮すると、２分間前後が好ましい。

このフリップチップ実装したＬＥＤの上に、へらで少量のペーストをたらし（印刷）、一度乾燥させ、再度、ＬＥＤの上に、へらで少量のペーストをたらし、形を整える。その後、電気炉に入れ、毎分１０℃の速度で４５０℃まで昇温しその温度に２０分間保持し、有機物であるバインダー成分（ビヒクルなど）を焼き飛ばした。なお、保持している間に真空状態にして減圧処理を施した。その後、再度、毎分１０℃の速度で５８０℃まで昇温しその温度に３０分間保持した。なお、ここでも保持している間に真空状態にして減圧処理を施した。そして、ガラスを軟化流動させてＬＥＤを被覆した。その後、毎分１０℃の速度で冷却を行った。ここで、行った実験では、スクリーン印刷機を用いずに、へらで少量のペーストをたらすことを行った。発明者の長い経験から、へらで少量のペーストをたらすことは、スクリーン印刷機の印刷と同等な効果を得られると確信している。

ＬＥＤを被覆しているガラスを目視観察したところその表面付近には泡は認められなかった。

得られたガラスについて、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）、ガラス軟化温度Ｔｓ（単位：℃）、熱膨張係数α（単位：１０^−７／℃）、誘電率（単位：％）、比重を以下の測定法によって、測定した。
Ｔｇ：粉末状に加工したサンプル２５０ｍｇを白金パンに充填し、リガク社製示差熱分析装置ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓＴＧ８１１０（商品名）により、１０℃／分の昇温速度で測定した。
Ｔｓ：粉末状に加工したサンプル２５０ｍｇを白金パンに充填し、リガク社製示差熱分析装置ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓＴＧ８１１０（商品名）により、１０℃／分の昇温速度で測定した。
α：直径５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状に加工したサンプルを、熱膨張計（ブルカーエイエックスエス社製水平示差検出式熱膨張計ＴＤ５０１０）を用いて、１０℃／分の昇温速度で測定した。５０〜３００℃での膨張係数を２５℃刻みで求め、その平均値をαとした。

結果を表１に示す。

また、このようにして得られたガラス被覆発光素子に直流電圧を印加したところ、青色の発光が確認できた。また、表２に示すように、封止前後の電流−電圧測定の結果（１０ｍAになるときの電圧値）も有意な差は無かった。このことからＬＥＤ素子発光層に損傷がないことがわかる。

以下、ガラス被覆発光素子の量子収率及び全光線透過率を説明する。なお、ここでは量子収率及び全光線透過率を簡易に得るために、図７のようなサンプルを作製して、光学特性を調べた。ここで、量子収率（ｆ）とは、反応分子が吸収した光がどれだけ効率よく反応に使われたかを示す値であり、理論的にｆ＝生成分子数／反応分子が吸収した光子数で求められる。また、全光線透過率とは、直線（直行）透過光と後方散乱光を合わせた光線の透過率をいう。ここで、量子収率が５０％であるとは、減った１００粒の青い光が、５０粒の黄色い光になったことをいう。

図７に示すサンプルでは、矩形のガラス基板７００（旭硝子株式会社製ガラス基板、商品名：ＰＤ２００、大きさ：２００×２００×１ｍｍ）上に、上述の製法にて作製された例１及び例２のガラス膜７１０を設けた。そして、ガラス膜７１０が形成されていないガラス基板７００の裏面方向から光Ａを照射し、ガラス基板７００及びガラス膜７１０を通り、ガラス膜７１０上に出射された全光線Ｂを積分球で集め、計測器７３０にて計測した。なお、ガラス基板７００の４つの側面７２０を黒く塗りつぶした。このようにすることで、ガラス基板７００の側面７２０から出射された光を積分球に入れないようにした。ここで、ガラス膜７１０が形成されて状態でのガラス基板７００の全光線透過光強度を１００％として、サンプルの全光線透過率を規格化している。

測定結果を図８に示す。ここで、全光線透過率Ｔｔ（単位：％）は、積分球式光線透過率測定装置（スガ試験機社製、商品名：直読ヘイズコンピューター）を用いて、可視光線について入射光量Ｔ_１とサンプルを通った全光量Ｔ_２との比（Ｔ_２／Ｔ_１）を百分率で示した。量子収率（単位：％）は、絶対ＰＬ量子収率測定装置（浜松ホトニクス社製）を用いて、可視光線について入射光量Ｔ_１とサンプルを通った全光量Ｔ_２との比（Ｔ_２／Ｔ_１）を百分率で示した。また、ガラスの焼成温度を６２０℃で統一し、封止後のガラスの体積に対するＹＡＧ系蛍光体の含有量を５〜７０％まで変化させた。図中、棒グラフは量子収率（％）を示し、折れ線グラフは全光線透過率（％）を示す。図８に示されるように、一般的に、封止後のガラスの体積に対するＹＡＧ系蛍光体の含有率が増加するにつれ、量子収率（％）が増加することが言える。一方、封止後のガラスの体積に対するＹＡＧ系蛍光体の含有率が増加するにつれ、全光線透過率（％）が減少することが言える。つまり、量子収率（％）と全光線透過率（％）とはトレードオフの関係にあることが言える。このことから、８０％超の全光線透過率を得るためには、封止後のガラスの体積に対するＹＡＧ系蛍光体の含有量は、５〜２０％であることが好ましいことがわかる。なお、封止後のガラスの体積に対するＹＡＧ系蛍光体の含有量が３０％を超えると、含有量が２０％のときの溶剤等の量と同じ量では封止ができず、溶剤等の量を変更する必要がある。

さらに、ガラス被覆発光素子の外部量子効率を説明する。なお、ここでは外部量子効率を簡易に得るために、図９のようなサンプルを作製して、光学特性を調べた。ここで、外部量子効率（η）とは、入射光子一つ当たりの出力電子数のことで、η＝（Ｉｐ／ｅ）／（Ｐ／ｈν）という関係を有する。ここで、Ｉｐ：光電流、e：電荷、P：入射光パワー、h：プランク定数、ν：周波数である。外部量子収率が２０％であるとは、電子１００個とホール１００個が出会ったとき、封止膜の外部に２０粒光が出てきたことをいう。

図９に示すサンプルでは、ＬＥＤ搭載基板９００上に、接続バンプ９１０、９２０を介し、ガラス９４０で被覆されたＬＥＤ素子９３０を搭載した。ここで、ガラス９４０は、封止後のガラスの体積に対してＹＡＧ系蛍光体を２０％含有している。上記サンプルの外部量子効率（％）は、外部量子効率測定装置（浜松ホトニクス社製）を用いて、可視光線について入射光量Ｔ_１とサンプルを通った全光量Ｔ_２との比（Ｔ_２／Ｔ_１）を百分率で測定した。測定結果を表３に示す。

表３に示されるように、焼成温度に係らず、ＬＥＤをフリップチップ実装した場合には、ガラスの厚みが２００μｍ以下であれば、１０％超の外部量子効率が得られる。

本発明のガラス被覆発光装置の製造方法は、液晶パネル用バックライト光源、一般照明や自動車用ヘッドライドなどに用いられるＬＥＤ素子の封止に利用できる。

本発明のガラス被覆発光装置の製造方法を示すフローチャートである。本発明に係るＬＥＤ搭載基板の構成を示す斜視図である。図２のＬＥＤ搭載基板をＡＡ線で切断した断面図である。本発明に係るＬＥＤ搭載基板の構成を示す斜視図である。図４のＬＥＤ搭載基板をＢＢ線で切断した断面図である。本発明に係るＬＥＤ搭載基板の上面図である。本発明に係るガラス被覆発光装置の量子収率及び全光線透過率を測定するためのサンプルを示すブロック図である。本発明に係るガラス被覆発光装置の量子収率及び全光線透過率の測定結果を示すグラフである。本発明に係るガラス被覆発光装置の外部量子効率を測定するためのサンプルを示すブロック図である。

符号の説明

２１０、４１０、６１０、９００：ＬＥＤ搭載基板
２２０、４２０、４３０、９３０：ＬＥＤ素子
３００、５００、９４０：ガラス

Claims

発光素子が設けられた主表面を有する基板であって、前記主表面は前記発光素子が設けられた領域と該領域を取り囲む中間領域と該中間領域を取り囲む周辺領域とを有する基板を準備する工程と、
ガラス粉末と樹脂と溶剤とを混合して得られたフリットペーストを準備する工程と、
前記発光素子の表面及び前記基板の主表面の中間領域に、前記フリットペーストを印刷する工程と、
前記印刷された前記フリットペーストに熱を加えて、前記発光素子を前記基板の主表面上にガラスで封止する工程と、を含むことを特徴とするガラス被覆発光装置の製造方法。
前記基板が第１の発光素子と第２の発光素子とが設けられた主表面を有する基板であり、前記印刷の領域が前記第１の発光素子の表面から前記第１及び第２の発光素子間の基板の主表面を経て前記第２の発光素子の表面に亘る連続した領域を含む、前記第１及び第２の発光素子を前記基板の主表面上に一つのガラスで封止することを特徴とする請求項１記載のガラス被覆発光装置の製造方法。
前記封止する工程を真空に減圧された状態で行う請求項１または２に記載のガラス被覆発光装置の製造方法。
前記フリットペーストは蛍光体粉末が含有されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス被覆発光装置の製造方法。
前記ガラス粉末はＳｉＯ_２−ＺｎＯ系またはＢ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系のガラスからなる請求項４に記載のガラス被覆発光装置の製造方法。