JP5374855B2 - 蛍光体含有組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
そこで蛍光体を均一に分散することが可能な、蛍光体含有組成物の製造方法の提供が望まれていた。
前記第1の液状媒体体及び前記第2の液状媒体のうち前記第一工程で用いられる液状媒体の粘度が、30mPa・s以上、15000mPa・s以下であることが好ましい(請求項2)。
また、前記蛍光体分散工程を前記第二工程より前に有することが好ましい(請求項3)。
以下の記載では、まず、本発明の蛍光体含有組成物の製造方法に使用される原料について順に説明し、その上で各実施態様における原料の混合及び分散方法について説明するものとする。
1−1.(A)シリカ微粒子
まず、本発明に用いる(A)シリカ微粒子について説明する。本発明でいう(A)シリカ微粒子とは、十分に細かい粒子状のシリカのことをいうこととし、中央粒径(D50)が、一次粒子としては100nm以下、凝集粒子としては通常、後述する蛍光体の粒径の1/10以下とされる。
気温25℃、湿度70%の環境下において、エチレングリコールなどの溶媒にシリカ微粒子を分散させる。上記分散液をレーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所 LA−300)により、粒径範囲0.1μm〜600μmにて測定し、重量基準粒度分布曲線を作成する。得られる重量基準粒度分布曲線において積算値が50%のときの粒径値を中央粒径D50と表記する。また、積算値が25%及び75%の時の粒径値をそれぞれD25及びD75と表記し、QD=(D75−D25)/(D75+D25)と定義する。QDが小さいことは粒度分布が狭いことを意味する。
このようなシリカ微粒子として具体的には、例えば日本アエロジル株式会社製の親水性又は疎水性「アエロジル」(登録商標)が挙げられる。
〔2〕半導体発光デバイス用部材に結合剤としてシリカ微粒子を配合することにより、クラックの発生を防止する。
〔3〕半導体発光デバイス用部材形成液(蛍光体含有組成物)に、粘度調整剤としてシリカ微粒子を配合することにより、上記形成液の粘度を高くする。
〔4〕半導体発光デバイス用部材にシリカ微粒子を配合することにより、その収縮を低減する。
例えば、シリカ微粒子を光散乱剤として用いる場合、製造する蛍光体含有組成物の固形分中におけるシリカ微粒子の含有率の下限は通常0.01重量%以上であり、好ましくは0.05重量%以上、より好ましくは1.0重量%以上である。また上限は、通常10重量%以下、好ましくは7重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。
次に、本発明に用いる蛍光体の種類及び物性について、それぞれ説明する。
1−2−1.蛍光体の種類
本発明に用いる蛍光体は特に限定されるものではなく、例えば一般的に公知の無機蛍光体や有機蛍光体を用いることができ、これらを1種または2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。以下、蛍光体の具体例を例示するが、例示の一般式においては、構造の一部のみが異なる蛍光体を、適宜省略して示している。例えば、「Y2SiO5:Ce3+」、「Y2SiO5:Tb3+」及び「Y2SiO5:Ce3+,Tb3+」を「Y2SiO5:Ce3+,Tb3+」と、「La2O2S:Eu」、「Y2O2S:Eu」及び「(La,Y)2O2S:Eu」を「(La,Y)2O2S:Eu」とまとめて示している。省略箇所はカンマ(,)で区切って示す。
具体的には、蛍光体として以下に挙げるものを用いることが可能であるが、これらはあくまでも例示であり、本発明で使用できる蛍光体はこれらに限られるものではない。
橙色ないし赤色の蛍光を発する蛍光体(以下適宜、「橙色ないし赤色蛍光体」という。)としては、以下のものが挙げられる。橙色ないし赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常580nm以上、好ましくは585nm以上、また通常780nm以下、好ましくは700nm以下の波長範囲にあることが好適である。このような橙色ないし赤色蛍光体としては、例えば、赤色破断面を有する破断粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう(Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリコンナイトライド系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう(Y,La,Gd,Lu)2O2S:Euで表わされるユウロピウム付活希土類オキシカルコゲナイド系蛍光体等が挙げられる。更に、特開2004−300247号公報に記載された、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W、及びMoよりなる群から選ばれる少なくも1種の元素を含有する酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体であって、Al元素の一部又は全てがGa元素で置換されたアルファサイアロン構造をもつ酸窒化物を含有する蛍光体も、本発明に用いることができる。なお、これらは酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体である。
以上の例示の中でも、赤色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Ce、(La,Y)2O2S:Euが好ましく、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、(La,Y)2O2S:Euが特に好ましい。
また、以上例示の中でも、橙色蛍光体としては(Sr,Ba)3SiO5:Euが好ましい。
緑色の蛍光を発する蛍光体(以下適宜、「緑色蛍光体」という。)としては、以下のものが挙げられる。緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常490nm以上、好ましくは510nm以上、より好ましくは515nm以上、また、通常560nm以下、好ましくは540nm以下、より好ましくは535nm以下の波長範囲にあることが好適である。
青色の蛍光を発する蛍光体(以下適宜、「青色蛍光体」という。)としては以下のものが挙げられる。青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは470nm以下、より好ましくは460nm以下の波長範囲にあることが好適である。
黄色の蛍光を発する蛍光体(以下適宜、「黄色蛍光体」という。)としては、以下のものが挙げられる。黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常530nm以上、好ましくは540nm以上、より好ましくは550nm以上、また、通常620nm以下、好ましくは600nm以下、より好ましくは580nm以下の波長範囲にあることが好適である。
特に、RE3M5O12:Ce(ここで、REは、Y、Tb、Gd、Lu、及びSmからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わし、Mは、Al、Ga、及びScからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わす。)やMa 3Mb 2Mc 3O12:Ce(ここで、Maは2価の金属元素、Mbは3価の金属元素、Mcは4価の金属元素を表わす。)等で表わされるガーネット構造を有するガーネット系蛍光体、AE2MdO4:Eu(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg、及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わし、Mdは、Si、及び/又はGeを表わす。)等で表わされるオルソシリケート系蛍光体、これらの系の蛍光体の構成元素の酸素の一部を窒素で置換した酸窒化物系蛍光体、AEAlSiN3:Ce(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わす。)等のCaAlSiN3構造を有する窒化物系蛍光体等のCeで付活した蛍光体が挙げられる。
本発明に用いる蛍光体の粒径には特に制限はないが、中央粒径(D50)が通常0.1μm以上、好ましくは2μm以上、さらに好ましくは10μm以上である。また、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、さらに好ましくは25μm以下である。中央粒径(D50)が小さすぎると、蛍光体含有組成物の硬化物の輝度が低下したり、蛍光体含有組成物中で蛍光体が凝集してしまう場合がある。一方、中央粒径(D50)が大きすぎると、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞が生じる場合がある。
以上白色発光の半導体発光デバイス用途について例示したが、具体的な蛍光体含有率は目的色、蛍光体の発光効率、混色形式、蛍光体比重、塗布膜厚、デバイス形状により多様であり、この限りではない。
次に、本発明に用いる液状媒体について説明する。液状媒体とは、上記シリカ微粒子及び蛍光体を均一に分散させることが可能な液状の媒体であり、蛍光体含有組成物を硬化した際に上記蛍光体を担持する機能を有するバインダー成分のみからなるもの、または上記バインダー成分及び溶剤を含有するもの、また上記バインダー成分に必要な添加剤を加えたもの等とすることができる。以下、それぞれの成分について説明する。
上記液状媒体に含有されるバインダー成分としては、無機系材料および/または有機系材料が使用できる。
本発明においては、上記無機系材料及び/または有機系材料を1種単独で、また2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることが可能である。
液状媒体中におけるバインダー成分の含有量としては、通常60重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上である。また通常100重量%以下である。
(R1R2R3SiO1/2)M(R4R5SiO2/2)D(R6SiO3/2)T(SiO4/2)Q
ここで、R1からR6は同じであっても異なってもよく、有機官能基、水酸基、水素原子からなる群から選択される。またM、D、T及びQは0から1未満であり、M+D+T+Q=1を満足する数である。
シリコーン系材料をバインダー成分とした本発明の蛍光体含有組成物を半導体発光素子の封止に用いる場合、蛍光体含有組成物を用いて封止した後、熱や光によって硬化させて用いることができる。
付加型シリコーン系材料とは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシラン等の(C1)アルケニル基を有する珪素含有化合物と、例えばヒドロシラン等の(C2)ヒドロシリル基を含有する珪素化合物とを総ヒドロシリル基量が0.5倍以上、2.0倍以下となる量比で混合し、(C3)Pt触媒などの付加重合触媒の存在下反応させて得られるSi−C−C−Si結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。
RnSiO〔(4-n)/2〕
(但し、式中Rは同一又は異種の置換又は非置換の1価炭化水素基、アルコキシ基、又は水酸基で、nは1≦n<2を満たす正数である。)で示される1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。
上記式のRにおいて、アルケニル基とはビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基などの炭素数2〜8のアルケニル基である。Rが炭化水素基である場合はメチル基、エチル基などのアルキル基、ビニル基、フェニル基等の炭素数1〜20の1価炭化水素基から選択される。好ましくは、メチル基、エチル基、フェニル基である。それぞれは異なっても良いが、耐UV性が要求される場合にはRの80%以上はメチル基であることが好ましい。Rが炭素数1〜8のアルコキシ基や水酸基であってもよいが、アルコキシ基や水酸基の含有率は(C1)アルケニル基を有する珪素含有化合物の重量の3%以下であることが好ましい。またnは1≦n<2を満たす正数であるが、この値が2以上であると蛍光体含有組成物を封止剤等に用いる際に十分な強度が得られなくなり、1未満であると合成上このオルガノポリシロキサンの合成が困難になる。
DMS−V00、
DMS−V03、
DMS−V05、
DMS−V21、
DMS−V22、
DMS−V25、
DMS−V31、
DMS−V33、
DMS−V35、
DMS−V41、
DMS−V42、
DMS−V46、
DMS−V52、
両末端ビニルジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマー
PDV−0325、
PDV−0331、
PDV−0341、
PDV−0346、
PDV−0525、
PDV−0541、
PDV−1625、
PDV−1631、
PDV−1635、
PDV−1641、
PDV−2331、
PDV−2335、
両末端ビニルフェニルメチルシロキサン
PMV−9925、
トリメチルシリル基封鎖ビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー
VDT−123、
VDT−127、
VDT−131、
VDT−153、
VDT−431、
VDT−731、
VDT−954、
ビニルT−構造ポリマー
VTT−106、
MTV−124、
等が挙げられる。
DMS−H03、
DMS−H11、
DMS−H21、
DMS−H25、
DMS−H31、
DMS−H41、
両末端トリメチルシリル封鎖メチルヒドロシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー
HMS−013、
HMS−031、
HMS−064、
HMS−071、
HMS−082、
HMS−151、
HMS−301、
HMS−501、
などが挙げられる。
縮合型シリコーン系材料としては、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるSi−O−Si結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。具体的には、下記一般式(1)及び/又は(2)で表わされる化合物、及び/又はそのオリゴマーを加水分解・重縮合して得られる重縮合物が挙げられる。
また、硬化触媒としては、例えば金属キレート化合物などを好適なものとして用いることができる。金属キレート化合物は、Ti、Ta、Zrのいずれか1以上を含むものが好ましく、Zrを含むものがさらに好ましい。
シリコーン系材料の中で、特に好ましい材料について、以下に説明する。
シリコーン系材料は、一般に半導体発光装置に用いた場合、半導体発光素子や半導体素子を配置する基板、パッケージ等との接着性が弱いことがあるが、これらと密着性が高いシリコーン系材料とするため、特に、以下の[1]〜[3]のうち1つ以上の特徴を有するシリコーン系材料が好ましい。
[1]ケイ素含有率が20重量%以上である。
[2]測定した固体Si−核磁気共鳴(NMR)スペクトルにおいて、下記(a)及び/又は(b)のSiに由来するピークを少なくとも1つ有する。
(b)ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−80ppm以上、−40ppm未満の領域にあり、ピークの半値幅が0.3ppm以上5.0ppm以下であるピーク。
[3]シラノール含有率が0.01重量%以上、10重量%以下である。
上記液状媒体には、溶剤が含有されていてもよい。本発明でいう溶剤とは、上記バインダー成分を分散または溶解させることが可能なものをいうこととする。
液状媒体中には、上記バインダー成分、及び溶剤以外に、本発明の要旨を損なわない限り、必要に応じて他の成分を1種、または2種以上を任意の比率及び組み合わせで含有させることができる。このような成分としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。上記熱硬化性樹脂の含有量は、通常、バインダー成分に対して25重量%以下、好ましくは10重量%以下である。
本発明における液状媒体の使用量は、製造される蛍光体含有組成物中に、通常40重量%以上であり、好ましくは45重量%以上であり、より好ましくは50重量%以上である。また通常90重量%以下であり、好ましくは85重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。
本発明においては、上記(A)シリカ微粒子、(B)蛍光体、(C)液状媒体他に、本発明の要旨を損なわない限り、必要に応じて(D)その他の成分を1種、または2種以上を任意の比率及び組み合わせで含有させることができる。このような成分としては、例えば色素、酸化防止剤、安定化剤(燐系加工安定化剤などの加工安定化剤、酸化安定化剤、熱安定化剤、紫外線吸収剤などの耐光性安定化剤等)、光拡散材、フィラーなど、当該分野で公知の添加物のいずれをも用いることができる。
次に、本発明における蛍光体含有組成物の製造方法について説明する。本発明における蛍光体含有組成物の製造方法は、上記材料の混合、分散方法に応じて2種類の実施態様が挙げられる。以下、各実施態様ごとに説明する。
本発明の蛍光体含有組成物の製造方法の第1の実施態様は、(A)シリカ微粒子と(C)液状媒体とを混合、及び分散した後に、(B)蛍光体を混合、及び分散する工程を有することを特徴とする。
以下、(A)シリカ微粒子と(C)液状媒体とを混合、及び分散する工程、及び(B)蛍光体を混合、及び分散する工程について説明する。
(A)シリカ微粒子と(C)液状媒体とを混合、及び分散する方法としては、(A)シリカ微粒子と(C)液状媒体とを混合し、(C)液状媒体中に(A)シリカ微粒子を均一に分散することが可能な方法であれば特に制限はなく、例えばホモミキサー、高速ディスパー、ホモジナイザー、3本ロール、ニーダー、ビーズミル等、従来公知の方法を用いることができる。本実施態様における第一の分散工程においては上記の中でも特にビーズミル、3本ロールのような高剪断かつ発熱が少なく、混合機由来の金属磨耗粒子の混入が少ないものが好ましい。なお、発熱しやすい混合機は冷却手段をとることにより使用することが出来る。本工程においては、上記方法を一種のみ行ってもよく、また二種以上を組み合わせて行ってもよい。
またさらに、本工程では、上記(A)シリカ微粒子と(C)液状媒体と共に、上述した(D)その他の成分を混合し、分散させてもよい。
次に、(B)蛍光体を混合、及び分散する工程について説明する。上記(A)シリカ微粒子と(C)液状媒体とを混合、及び分散する工程を行った後、上記(A)シリカ微粒子及び(C)液状媒体を含有する分散液に、(B)蛍光体を混合及び分散する工程を行う。
また、本工程では、上記(B)蛍光体と共に、上述した(D)その他の成分を混合し、分散させてもよい。
本実施態様においては、上記(A)シリカ微粒子と(C)液状媒体とを混合、及び分散する工程、及び(B)蛍光体を混合、及び分散する工程以外にも、本実施態様の要旨を損なわない限り、任意の工程を有するものとすることが可能である。
本発明の蛍光体含有組成物の製造方法の第2の実施態様は、上述した(C)液状媒体が(C1)アルケニル基を含有する珪素含有化合物及び(C3)付加重合触媒を含む第1の液状媒体、及び(C2)ヒドロシリル基を含有する珪素含有化合物を含む第2の液状媒体を混合して得られるものである場合に適用される。
本実施態様は、(A)シリカ微粒子と、前記第1の液状媒体及び前記第2の液状媒体の一方とを混合、及び分散する第一工程と、前記第1の液状媒体及び前記第2の液状媒体の他方を混合、及び分散する第二工程と、前記第一工程より後に、前記(B)蛍光体を混合、及び分散する蛍光体分散工程とを有することを特徴とする。
以下、上記第一工程、第二工程、及び蛍光体分散工程について説明する。
まず、本実施態様における第一工程において説明する。本実施態様における第一工程は、(A)シリカ微粒子と、上記第1の液状媒体及び第2の液状媒体のうちの一方とを混合、及び分散する工程である。本工程では、第1の液状媒体及び第2の液状媒体のうち、いずれを用いても良いが、通常第1の液状媒体、及び第2の液状媒体のそれぞれの粘度や量比を考慮し、いずれか一方が選択される。
また、本工程では、上記(A)シリカ微粒子等と共に、上述した(D)その他の成分を混合し、分散させてもよい。
本実施態様における第二工程は、第1の液状媒体及び第2の液状媒体のうちの他方、すなわち、第一工程で用いられなかったものを、第一工程により得られた分散液、若しくは後述する蛍光体分散工程後に得られた分散液に混合、及び分散する工程である。
また、本工程では、上記混合及び分散の際、上述した(D)その他の成分を同時に混合し、分散させてもよい。
本実施態様における蛍光体分散工程は、上記第一工程により得られた分散液、または上記第二工程後に得られた分散液に(B)蛍光体を分散させる工程である。本工程は、上記第二工程前に行ってもよく、第二工程と同時に行なってもよく、また第二工程後に行ってもよいが、本実施態様においては特に上記第二工程前に行うことが好ましい。上記(C1)アルケニル基を含有する珪素含有化合物、及び(C2)ヒドロシリル基を含有する珪素含有化合物の付加反応を生じさせる前に(B)蛍光体を分散させることによって、混合中の増粘を防ぎ、(B)蛍光体をより均一に再現性よく分散させることが可能となるからである。
また、本工程では、上記(B)蛍光体と共に、上述した(D)その他の成分を混合し、分散させてもよい。
本実施態様においては、上記第一工程、第二工程、及び蛍光体分散工程以外にも、本実施態様の要旨を損なわない限り、任意の工程を有するものとすることが可能である。
本工程により製造される蛍光体含有組成物について、以下説明する。
3−1.物性
本発明により製造される蛍光体含有組成物は、上記各成分を含有するものであれば特に制限はないが、粘度が通常500mPa・s以上、好ましくは1000mPa・s以上、さらに好ましくは2000mPa・s以上であり、通常15000mPa・s以下、10000mPa・s以下、好ましくは8000mPa・s以下である。粘度が高すぎると蛍光体含有組成物を塗布装置に充填する際等に、配管の閉塞などトラブルの原因となる場合がある。また粘度が低すぎると蛍光体の沈降が起こることがある。
本発明により製造される蛍光体含有組成物は、公知の半導体発光装置の半導体発光デバイス用部材の形成に用いられるもの等とすることができるが、この限りではない。またポッティング、スピンコート、印刷などの各種塗布方法に柔軟に対応したものとすることができる。
以下、本発明により製造される蛍光体含有組成物を半導体発光デバイス用部材の形成に用いた半導体発光デバイスについて説明する。
上記半導体発光デバイス用部材を用いた半導体発光デバイスは、例えば、以下の適用例がある。半導体発光デバイス用部材は、上記適用例において、従来の半導体発光デバイス用部材と比較して、優れた耐光性、密着性及び耐熱性を示し、クラックや剥離が起きにくく、輝度の低下が少ない。したがって、本発明により製造される蛍光体含有組成物を用いた半導体発光デバイス用部材によれば、長期にわたって信頼性の高い部材を提供することができる。
〔実施形態1〕
本実施形態の発光装置1Bは、図2(a)に示すように、LEDチップからなる発光素子2と、透光性の透明な材料を砲弾形に成形したモールド部11とを備えている。モールド部11は発光素子2を覆っており、発光素子2は導電性材料により形成したリード端子12,13に電気的に接続されている。リード端子12,13はリードフレームにより形成されている。
本実施形態の発光装置1Bは、図3に示すように、プリント配線17が施された絶縁基板16上に発光素子2が表面実装されている。ここにおいて、発光素子2は、実施形態1と同様の構成であって、窒化ガリウム系半導体からなる発光層部21が蛍光体部3B上に形成され、蛍光体部3Bの後面に反射層23が形成されている。また、発光素子2は発光層部21のp形半導体層(図示せず)及びn形半導体層(図示せず)それぞれが、導電ワイヤ15,15を介してプリント配線17,17に電気的に接続されている。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態2と略同じであって、実施形態2で説明した枠材18(図3参照)を用いておらず、図4に示すように、封止部19の形状が異なる。なお、実施形態2と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態22と略同じであって、図5に示すように、絶縁基板16の一面(図5における上面)に発光素子2を収納する凹所16aが設けられており、凹所16aの底部に発光素子2が実装され、凹所16a内に封止部19を設けている点に特徴がある。ここにおいて、絶縁基板16に形成されたプリント配線17,17は凹所16aの底部まで延長され、導電ワイヤ15,15を介して発光素子2の窒化ガリウム系半導体からなる発光層部21に電気的に接続されている。なお、実施形態2と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態4と略同じであって、図6に示すように、発光素子2が絶縁基板16に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子2は、発光層部21のp形半導体層(図示せず)及びn形半導体層(図示せず)それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ24,24が設けられており、発光層部21がフェースダウンでバンプ24,24を介して絶縁基板16のプリント配線17,17と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子2は、絶縁基板16に最も近い側に発光層部21が配設され、絶縁基板16から最も遠い側に反射層23が配設され、発光層部21と反射層23との間に蛍光体部3Bが介在することになる。なお、実施形態4と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態5と略同じであって、図7に示すように、実施形態5で説明した反射層23を設けていない点が相違する。要するに、本実施形態の発光装置1Bでは、発光層部21で発光した光及び蛍光体部3Bで発光した光が封止部19を透過してそのまま前方へ放射されることになる。なお、実施形態5と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態1と略同じであって、図8に示すように、発光素子2を覆うモールド部11を備えており、モールド部11を蛍光体部と一体に形成している点に特徴がある。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態1と略同じであって、図9に示すように、モールド部11の外面に後面が開口されたカップ状の蛍光体部3Bが装着されている点に特徴がある。すなわち、本実施形態では、実施形態1のように発光素子2に蛍光体部3Bを設ける代わりに、モールド部11の外周に沿う形状の蛍光体部3Bを設けているのである。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は、実施形態2と略同じであって、図10に示すように、絶縁基板16の一面(図10の上面)側において発光素子2を囲むように配設された枠状の枠材18を備えており、枠材18の内側の封止部19を実施形態2で説明した蛍光体部3Bと同様の蛍光体部により形成している点に特徴がある。なお、実施形態2と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は、実施形態2と略同じであって、図11に示すように、絶縁基板16の一面(図11の上面)側において発光素子2を囲むように配設された枠状の枠材18を備えており、枠材18の内側の封止部19を実施形態2で説明した蛍光体部3Bと同様の蛍光体部により形成している点に特徴がある。なお、実施形態2と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態2と略同じであって、図12に示すように、透光性材料よりなる封止部19の上面に、あらかじめレンズ状に成形した蛍光体部33を配設している点に特徴がある。ここにおいて、蛍光体部33は、実施形態2で説明した蛍光体部3Bと同様の材質よりなり、発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態2と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態2と略同じであって、図13に示すように、透光性材料よりなる封止部19の上面に、あらかじめレンズ状に成形した蛍光体部33を配設している点に特徴がある。ここにおいて、蛍光体部33は、実施形態2で説明した蛍光体部3Bと同様と同様の材質よりなり、発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態2と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態3と略同じであって、図14に示すように、絶縁基板16の上面側において発光素子2を覆う封止部19を備えており、封止部19が蛍光体部により形成されている点に特徴がある。ここに、封止部19は、実施形態3と同様に、発光素子2を封止する円錐台状の封止機能部19aと封止部19の前端部においてレンズとして機能するレンズ状のレンズ機能部19bとで構成されている。なお、実施形態3と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態3と略同じであって、図15に示すように、絶縁基板16の一面(図15の上面)側において発光素子2を覆う封止部19を備えており、封止部19が蛍光体部3Bにより形成されている点に特徴がある。ここに、封止部19は、実施形態3と同様に、発光素子2を封止する円錐台状の封止機能部19aと封止部19の前端部においてレンズとして機能するレンズ状のレンズ機能部19bとで構成されている。なお、実施形態3と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態3と略同じであって、図16に示すように、絶縁基板16の上面側において発光素子2を覆うドーム状の蛍光体部34を配設し、蛍光体部34の外面側に透光性樹脂からなる封止部19が形成されている点に特徴がある。ここに、封止部19は、実施形態3と同様に、発光素子2を封止する封止機能部19aと封止部19の前端部においてレンズとして機能するレンズ状のレンズ機能部19bとで構成されている。なお、実施形態3と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態3と略同じであって、図17に示すように、絶縁基板16の上面側において発光素子2を覆うドーム状の蛍光体部34を配設し、蛍光体部34の外面側に封止部19が形成されている点に特徴がある。ここに、封止部19は、実施形態3と同様に、発光素子2を封止する封止機能部19aと封止部19の前端部においてレンズとして機能するレンズ状のレンズ機能部19bとで構成されている。なお、実施形態3と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態4と略同じであって、図18に示すように、絶縁基板16の一面(図18における上面)に設けた凹所16aの底部に配設された発光素子2を封止する封止部19を備えており、封止部19が蛍光体部により形成されている点に特徴がある。ここにおいて、蛍光体部は実施形態1で説明した蛍光体部3Bと同様に発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態4と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態4と略同じであって、図19に示すように、絶縁基板16の一面(図19における上面)に設けた凹所16aの底部に配設された発光素子2を封止する封止部19を備えており、封止部19が蛍光体部3Bにより形成されている点に特徴がある。ここにおいて、蛍光体部3Bは実施形態1で説明した蛍光体部3Bと同様に発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態4と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態4と略同じであって、図20に示すように、封止部19の上面(光取り出し面)に予めレンズ状に成形した蛍光体部33を配設している点に特徴がある。ここにおいて、蛍光体部33は実施形態1で説明した蛍光体部3Bと同様に発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態4と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態4と略同じであって、図21に示すように、封止部19の上面(光取り出し面)に予めレンズ状に成形した蛍光体部33を配設している点に特徴がある。ここにおいて、蛍光体部33は実施形態1で説明した蛍光体部3Bと同様に発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態4と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態5と略同じであって、図22に示すように、絶縁基板16の一面(図22における上面)に設けた凹所16aの底部に配設された発光素子2を封止する封止部19を備えており、封止部19が蛍光体部3Bにより形成されている点に特徴がある。ここにおいて、封止部19は、予め、図23に示すように、外周形状が凹所16aに対応する形状であって発光素子2に対応する部位に発光素子2を収納するための凹部19cを有する形状に加工したものを、発光素子2が実装された絶縁基板16の凹所16aに装着しているので、封止工程を簡便化することができる。また、封止部19を形成する蛍光体部3Bは実施形態1で説明した蛍光体部3Bと同様に発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態5と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態5と略同じであって、図24に示すように、絶縁基板16の一面(図24における上面)に設けた凹所16aの底部に配設された発光素子2を封止する封止部19を備えており、封止部19が蛍光体部3Bにより形成されている点に特徴がある。ここにおいて、封止部19は、予め、図25に示すように、外周形状が凹所16aに対応する形状であって発光素子2に対応する部位に発光素子2を収納するための凹部19cを有する形状に加工したものを、発光素子2が実装された絶縁基板16の凹所16aに装着しているので、封止工程を簡便化することができる。また、封止部19を形成する蛍光体部3Bは実施形態1で説明した蛍光体部3Bと同様に発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態5と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態6と略同じであって、図26に示すように、発光素子2の上面に、予めロッド状に加工した蛍光体部3Bを配設している点に特徴がある。ここにおいて、発光素子2及び蛍光体部3Bの周囲には透光性材料からなる封止部19が形成されており、蛍光体部3Bは一端面(図26における下端面)が発光素子2の発光層部21に密着し他端面(図26における上端面)が露出している。なお、実施形態6と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態23と略同じであって、図28に示すように、絶縁基板16の凹所16a内に設けた封止部19を備え、封止部19が蛍光体部3Bにより形成されている点に特徴がある。ここにおいて、封止部19は、予め、図29に示すように、外周形状が凹所16aに対応する形状であって発光素子2に対応する部位に発光素子2を収納するための貫通孔19dを有する形状に加工したものを、発光素子2が実装された絶縁基板16の凹所16aに装着しているので、封止工程を簡便化することができる。また、封止部19を形成する蛍光体部3Bは実施形態1で説明した蛍光体部3Bと同様に発光素子2からの光によって励起され所望の波長の光を発光するものである。なお、実施形態23と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態2と略同じであって、図31に示すように絶縁基板16の一面(図31における上面)側に配設された枠材18を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、枠材18の内側の封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散されている点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bとして、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態2と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態3と略同じであって、図32に示すように、絶縁基板16の一面(図32の上面)側において発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2
O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、
実施形態3と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態4と略同じであって、図33に示すように、絶縁基板16の上面に形成された凹所16aに充填されて発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態4と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態5と略同じであって、図34に示すように、絶縁基板16の一面(図34における上面)に形成された凹所16aに充填されて発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態5と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態6と略同じであって、図35に示すように、絶縁基板16の一面(図35における上面)に形成された凹所16aに充填されて発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態6と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態1と略同じであって、図36(a),(b)に示すように、砲弾形のモールド部11を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、モールド部11として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、モールド部11が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態8と略同じであって、図37に示すように、砲弾形のモールド部11を備え、発光素子2の発光層部21(図37では図示を略している。)がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、モールド部11として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、モールド部11が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態8と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態11と略同じであって、図38に示すように、絶縁基板16の一面(図38の上面)側において発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部33の蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態11と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態15と略同じであって、図39に示すように、絶縁基板16の一面(図39上面)側において発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部34の蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態15と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態19と略同じであって、図40に示すように、絶縁基板16の一面(図40における上面)に形成された凹所16aに充填されて発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部33の蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態19と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態12,22と略同じであって、図41に示すように、絶縁基板16の一面(図41における上面)に形成された凹所16aに充填されて発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部33の蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態12,22と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態12と略同じであって、図42に示すように、絶縁基板16の上面側において発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態12と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態16と略同じであって、図43に示すように、絶縁基板16の一面(図43の上面)側において発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部34の蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態16と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態20と略同じであって、図44に示すように、絶縁基板16の一面(図44における上面)に形成された凹所16aに充填されて発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態20と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態5,12と略同じであって、図45に示すように、絶縁基板16の一面(図45における上面)に形成された凹所16aに充填されて発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態5,12と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の発光装置1Bの基本構成は実施形態20,21と略同じであって、図46に示すように、絶縁基板16の一面(図46における上面)に形成された凹所16aに充填されて発光素子2を封止する封止部19を備え、発光素子2の発光層部21がAlGaN系で近紫外光を発光するものであり、封止部19として用いる透光性材料中に蛍光体粉末(例えば、近紫外光により励起されて黄色光を発光するYAG:Ce3+蛍光体の粉末)が分散され、封止部19が蛍光体部として機能している点に特徴がある。また、本実施形態では、蛍光体部3Bの蛍光体粒子として、フツリン酸塩系ガラス(例えば、近紫外光により励起されて青色光を発光するP2O5・AlF3・MgF・CaF2・SrF2・BaCl2:Eu2+)を用いている。なお、実施形態20,21と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
以上説明した各実施形態1〜40の発光装置(半導体発光デバイス)1Bにおいて、上記半導体発光デバイス部材を適用する箇所は特に制限されない。上記の各実施形態においては、蛍光体部3B,33,34などを形成する部材として上記半導体発光デバイス部材を適用した例を示したが、これ以外にも、例えば上述のモールド部11、枠材18、封止部19等を形成する部材として好適に用いることができる。これらの部材のうち一部又は全てとして上記半導体発光デバイス部材を用いることにより、通常は、上述した優れた耐光性、密着性、封止性、透明性、耐熱性、成膜性、長期間使用に伴うクラックや剥離の抑制等の各種の効果を得ることが可能となる。さらに、必要に応じて他の樹脂及びガラス等の材料と組み合わせることも可能であり、その場合にも、高機能且つ高寿命な半導体発光デバイスを得ることができる。
半導体発光デバイスは、例えば、発光装置に用いることができる。半導体発光デバイスを発光装置に用いる場合、当該発光装置は、赤色蛍光体、青色蛍光体及び緑色蛍光体の混合物を含む蛍光体部を、光源上に配置すればよい。この場合、赤色蛍光体は、青色蛍光体、緑色蛍光体とは必ずしも同一の層中に混合されなくてもよく、例えば、青色蛍光体と緑色蛍光体を含有する層の上に赤色蛍光体を含有する層が積層されていてもよい。
クリー社製の900μm角チップ「C405−XB900」を、Au−Sn共晶半田でサブマウント上に固着後、Au−Sn共晶半田にてサブマウントを、図47(a)〜(c)の模式図に示されるエムシーオー社製9mmφメタルパッケージ「Metal LED 3PIN No Cup」の中央に固着させた。このパッケージは銅素材表面に下地層としてニッケルメッキ、最外表面層に銀メッキが施してある。ピン素材はコバールであり、3本のピンのうち1本は直接パッケージに接続され残りの2本は低融点ガラスによりハーメチックシールされパッケージから絶縁された状態になっている。チップ上の電極から金線にてメタルパッケージ上のハーメチックシールされたピンのうち1本にワイヤボンディングした。ハーメチックシールされた残り1本のピンは未使用とした。
[合成例1](液状媒体の作製)
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルXC96−723を385g、メチルトリメトキシシランを10.28g、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末を0.791gを、攪拌翼と、分留管、ジムロートコンデンサ及びリービッヒコンデンサとを取り付けた500ml三つ口コルベン中に計量し、室温にて15分触媒の粗大粒子が溶解するまで攪拌した。この後、反応液を100℃まで昇温して触媒を完全溶解し、100℃全還流下で30分間500rpmで攪拌しつつ初期加水分解を行った。
続いて留出をリービッヒコンデンサ側に接続し、窒素をSV20で液中に吹き込み生成メタノール及び水分、副生物の低沸ケイ素成分を窒素に随伴させて留去しつつ100℃、500rpmにて1時間攪拌した。窒素をSV20で液中に吹き込みながらさらに130℃に昇温、保持しつつ5.5時間重合反応を継続し、粘度389mPa・sの反応液を得た。なお、ここで「SV」とは「Space Velocity」の略称であり、単位時間当たりの吹き込み体積量を指す。よって、SV20とは、1時間に反応液の20倍の体積のN2を吹き込むことをいう。
窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上120℃、1kPaで20分間微量に残留しているメタノール及び水分、低沸ケイ素成分を留去し、粘度584mPa・sの無溶剤の液状媒体を得た。
前述の合成例1で合成した液状媒体を表1の配合比にて、シリカ微粒子、及び蛍光体と混合し、実施例1の蛍光体含有組成物を得た。詳細な混合手順を下記に説明する。
前述の合成例1で合成した液状媒体1.0gに日本アエロジル社製 疎水性ヒュームドシリカ「アエロジルRX200」を0.12g添加し、シンキー社製攪拌脱泡装置「泡取り錬太郎AR−100」で混合モード(自転公転)2分間粗混合した後、超音波洗浄器にて水を時々取り替えながら水温25度にて30分間分散し、半透明の分散液を得た。この液に表1の配合比にて蛍光体を計量した後、シンキー社製攪拌脱泡装置「泡取り錬太郎AR−100」にて混合モード(自転公転)2分、脱泡モード(自転のみ)3分攪拌し、実施例1の蛍光体含有組成物を得た。
本実施例では少量のため超音波洗浄器を用いたが、工業的にはこの工程部分に2本ロール、3本ロール、ビーズミルなど高剪断力で金属磨耗粒子の混入しにくい公知の攪拌装置を用いることができる。マイクロピペットを用いて、得られた蛍光体含有組成物40μlを前出の半導体発光装置に注液し、減圧できるデシケーターボックス中で25℃、1kPaの条件下5分保持して注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気・水分を除去した。この後90℃で2時間次いで110℃で1時間、150℃で3時間保持して蛍光体含有組成物を硬化させ、チップの封止を行なった。
信越化学工業株式会社製シリコーン樹脂LPS2410の主剤2.0gに日本アエロジル社製疎水性ヒュームドシリカ0.11g添加し、シンキー社製攪拌脱泡装置「泡取り錬太郎AR−100」を用いて混合モード(自転公転)で2分間粗混合した後、超音波洗浄器にて水を時々取り替えながら水温25度にて30分間分散し、半透明の分散液を得た。この液に表1の配合比の蛍光体および硬化剤0.2gを計量した後、シンキー社製攪拌脱泡装置「泡取り錬太郎AR−100」にて混合モード(自転公転)2分、脱泡モード(自転のみ)3分攪拌し、実施例3の蛍光体含有組成物を得た。
本実施例では少量のため超音波洗浄器を用いたが、工業的にはこの工程部分に2本ロール、3本ロール、ビーズミルなど高剪断力で金属磨耗粒子の混入しにくい公知の攪拌装置を用いることができる。
マイクロピペットを用いて、得られた蛍光体含有組成物40μlを前出の半導体発光装置に注液し、減圧できるデシケーターボックス中で25℃、1kPaの条件下5分保持して注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気・水分を除去した。この後150℃で2時間保持して蛍光体含有組成物を硬化させ、チップの封止を行なった。
前述の合成例1で合成した液状媒体2gに日本アエロジル社製 疎水性ヒュームドシリカ「アエロジルRX200」0.11g及び蛍光体を表1の配合比で計量した後、シンキー社製攪拌脱泡装置「泡取り錬太郎AR−100」にて混合モード(自転公転)2分、脱泡モード(自転のみ)3分攪拌し、比較例1の蛍光体含有組成物を得た。
マイクロピペットを用いて、得られた蛍光体含有組成物40μlを前出の半導体発光装置に注液し、減圧できるデシケーターボックス中で25℃、1kPaの条件下5分保持して注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気・水分を除去した。この後90℃で2時間次いで110℃で1時間、150℃で3時間保持して蛍光体含有組成物を硬化させ、チップの封止を行なった。
前述の信越化学工業株式会社製シリコーン樹脂LPS2410の主剤2.0gに硬化剤0.2gを計量し、シンキー社製攪拌脱泡装置「泡とり錬太郎AR−100」を用いて混合モード(自転公転)2分間攪拌した。この液に日本アエロジル社製疎水性ヒュームドシリカ及び蛍光体を表1の配合比で計量した後、シンキー社製攪拌脱泡装置「泡取り錬太郎AR−100」にて混合モード(自転公転)2分、脱泡モード(自転のみ)3分攪拌し、比較例2の蛍光体含有組成物を得た。
マイクロピペットを用いて、得られた蛍光体含有組成物40μlを前出の半導体発光装置に注液し、減圧できるデシケーターボックス中で25℃、1kPaの条件下5分保持して注液時に生じた巻き込み気泡や溶存空気・水分を除去した。この後150℃で1時間保持して蛍光体含有組成物を硬化させ、チップの封止を行なった。
<発光特性評価>
オーシャンオプティクス社製分光器「USB2000」(積算波長範囲:380−800nm、受光方式:100mmφの積分球)を用い、分光器本体の温度変化によるデータ外乱を防ぐため分光器を25℃恒温槽内に保持して、輝度(mW)及び色度を測定した。測定中は半導体発光装置の温度上昇を防ぐために、熱伝導性絶縁シートを介し3mm厚のアルミ板にて放熱を行なった。
上記の方法にて作成した封止前の半導体発光装置をあらかじめ発光特性評価し、同じ発光波長、同じ輝度の発光装置を10個選別した。これに実施例及び比較例の方法にて蛍光体含有組成物をポッティング・硬化させ白色ランプを得た。n=10にて発光特性評価し、色度座標(x,y)値のうち今回蛍光体の中で最も比重、粒径大きく沈降しやすい緑色蛍光体の挙動を示すy値の10個平均値からの最大誤差範囲(%)を求めた。なお他の蛍光体を使用する場合には、系の中で最も沈降しやすい蛍光体にあわせて色度座標を選択すればよい。
色度ずれと同様の方法にて作成した白色ランプの輝度(mW)をn=10にて測定し、輝度の10個平均値からの最大誤差範囲(%)を求めた。
実施例及び比較例にて得られた蛍光体含有組成物について、以下の要領で蛍光体沈降性を評価した。即ち、蛍光体沈降性は得られた蛍光体含有組成物を4mlのガラス製スクリュー管瓶に入れ、25℃にて6時間静置した後に瓶の外側からブラックライトを照射して目視観察し、最も沈降しやすい前記緑色蛍光体(Ba1.39Sr0.46Eu0.15SiO4)の粗大粒子(約20μm超の青色輝点として観察される)について全く沈降がみられないものを○、ほとんど沈降無いが液最上部にてBSS粗大粒子の減少が見られるものを×として蛍光体沈降性を評価した。
実施例及び比較例にて得られた蛍光体含有組成物について、以下の要領でシリカ微粒子の集塊粒子の観察を行なった。
(1)混合直後の蛍光体含有組成物を2cc駒込ピペットを用いてスライドガラス上に1滴滴下し、これを実施例及び比較例と同様の温度条件で硬化させ、直径約1cm、最大厚み約500μmの円形フィルム状の塗布硬化物を得た。
(2)この硬化物をカッターナイフを用いて直径方向に切り分け、直径部分を含む厚さ約300μmの切片を切り出した。
(3)この切片に赤、青、緑蛍光体を励起可能なブラックライトを照射しつつ実体顕微鏡で断面観察し、発光しない粒子はシリカ微粒子の集塊粒子であるとして断面全体において100μmを超える集塊粒子の有無を観察した。
上記評価結果を下記表2に示す。
2 発光素子
3B 蛍光体部(半導体発光デバイス用部材)
4a,4b 発光素子から放射された光の一部
5 蛍光体部に含有される蛍光体粒子、蛍光イオン、蛍光染料などの蛍光成分特有の波長の光
11 モールド部
12,13 リード端子
14 ミラー(カップ部)15 導電ワイヤ
16 絶縁基板
16a 凹所
17 プリント配線
18 枠材
19 封止部
19a 封止機能部
19b レンズ機能部
19c 凹部
19d 貫通孔
21 発光層部
23 反射層
24 バンプ
33,34 蛍光体部
35 固体媒質
101 カップ
102 LEDチップ
103 LED素子
Claims (3)
- (A)シリカ微粒子、(B)蛍光体、及び(C)付加重合硬化タイプのシリコーン系材料を含有する蛍光体含有組成物の製造方法であって、
前記(C)付加重合硬化タイプのシリコーン系材料が(C1)アルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン及び(C3)付加重合触媒を含む第1の液状媒体、及び(C2)ヒドロシリル基を含有するオルガノポリシロキサンを含む第2の液状媒体を混合して得られるものであり、
前記(A)シリカ微粒子を、前記第1の液状媒体及び前記第2の液状媒体の一方に、100μmを超えるシリカ微粒子の集塊粒子が存在しないように分散させる第一工程と、
前記第1の液状媒体及び前記第2の液状媒体の他方を前記第一工程で得た分散液に混合する第二工程と、
前記第一工程で得た分散液又は前記第二工程で得た混合液に、前記(B)蛍光体を分散させる蛍光体分散工程とを有する
ことを特徴とする、蛍光体含有組成物の製造方法。 - 前記第1の液状媒体体及び前記第2の液状媒体のうち前記第一工程で用いられる液状媒体の粘度が、30mPa・s以上、15000mPa・s以下である
ことを特徴とする、請求項1に記載の蛍光体含有組成物の製造方法。 - 前記蛍光体分散工程を前記第二工程より前に有する
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の蛍光体含有組成物の製造方法。
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