JP5716010B2

JP5716010B2 - 発光装置

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Publication number: JP5716010B2
Application number: JP2012504308A
Authority: JP
Inventors: 勝利中川; 恭正大屋; 欣能舩山; 大地碓井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-03-01
Also published as: JPWO2011111334A1; US20130240915A1; WO2011111334A1; US8933475B2

Description

本発明の実施形態は、発光装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光装置は、液晶表示装置のバックライト、信号装置、スイッチ類、車載用ランプ、一般照明等の照明装置に幅広く利用されている。特に、ＬＥＤと蛍光体とを組合せた白色発光型のＬＥＤランプ（白色ＬＥＤランプ）は、液晶表示装置のバックライトや車載用ランプ等に加えて、白熱電球や蛍光ランプを用いた照明器具の代替品として注目されており、白色照明器具として実用化が進められている。

白色ＬＥＤランプとしては、青色発光のＬＥＤチップと黄色蛍光体（ＹＡＧ等）とを組合せたＬＥＤランプと、発光波長が３６０〜４４０ｎｍ程度の近紫外発光のＬＥＤチップと青、緑、赤の各蛍光体の混合物（ＢＧＲ蛍光体）とを組合せたＬＥＤランプとが知られている。後者の白色ＬＥＤランプにおいては、ＬＥＤチップを封止する透明樹脂中に蛍光体を分散させて蛍光体層を形成し、ＬＥＤチップから出射される近紫外光を蛍光体で長波長の光に変換して白色光等の所望の色の可視光を得ている。

後者の近紫外発光のＬＥＤチップを用いた白色ＬＥＤランプは、前者に比べて色再現性や演色性に優れるものの、発光効率に劣るという難点を有している。このようなＬＥＤランプが発光効率の点で不利となる理由はいくつかあるが、そのうちの１つとして蛍光体層の膜厚が厚いことが挙げられる。ＬＥＤチップから出射される近紫外光は可視光よりもエネルギーが強く、ＬＥＤランプを構成する樹脂等の周辺部品を劣化させるおそれがある。また、近紫外光がＬＥＤランプから漏れ出ると、人体等に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、ＬＥＤチップから出射される近紫外光を蛍光体でできるだけ吸収させるために、透明樹脂と蛍光体とで構成される蛍光体層の厚さを十分に厚くしている。

ＬＥＤランプでは基板とリフレクタとを組み合わせた構造が主流となっているが、蛍光体層の近くにリフレクタがあると、蛍光体から出射された可視光がリフレクタに反射されて蛍光体層に戻される確率が高くなる。蛍光体層に戻された可視光は蛍光体粒子同士の多重光反射により損失されるため、発光効率的には不利な構造となる。多重光反射による損失を軽減するために、リフレクタを廃したランプ構造の適用が検討されている。基板上にＬＥＤチップとそれを覆う蛍光体層のみを配置したＬＥＤランプによれば、蛍光体層の上部のみならず側面からも光を取り出すことができるため、発光効率を高めることが可能となる。リフレクタを排除したＬＥＤランプにおいては、蛍光体層を構成する透明樹脂と基板との密着強度を向上させることが望まれている。

国際公開第２００９／０３７８４８号パンフレット特開２００８−１４７６１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、蛍光体層を構成するシリコーン樹脂とアルミナ基板との密着強度を高めることによって、信頼性を向上させた発光装置を提供することを目的としている。

実施形態の発光装置は、平板状のアルミナ基板と、アルミナ基板上に実装された半導体発光素子と、半導体発光素子の上面及び側面を覆うようにアルミナ基板上に設けられた透明な第１のシリコーン樹脂層と、半導体発光素子から出射された光を可視光に変換する蛍光体層とを具備する。第１のシリコーン樹脂層は、蛍光体を含有しない。蛍光体層は、第１のシリコーン樹脂層を覆うようにアルミナ基板上に設けられた第２のシリコーン樹脂層と、第２のシリコーン樹脂層中に分散され、半導体発光素子から出射された光により励起されて可視光を発光する蛍光体とを備える。アルミナ基板は５％以上６０％以下の吸水率を有する。アルミナ基板と第１のシリコーン樹脂層との密着強度、およびアルミナ基板と蛍光体層との密着強度は、それぞれ１Ｎ以上である。第１のシリコーン樹脂層と蛍光体層との積層物は、蛍光体層の全表面から可視光が取り出されるように、半球状、円柱状、又はオーバル柱状の形状を有する。

実施形態による発光装置を示す断面図である。図１に示す発光装置の変形例を示す断面図である。図１に示す発光装置の他の変形例を示す断面図である。

以下、実施形態の発光装置について、図面を参照して説明する。図１は実施形態による発光装置の構成を示す断面図である。同図に示す発光装置１は、平板状のアルミナ基板２と、アルミナ基板２上に実装された半導体発光素子３と、半導体発光素子３から出射された光を可視光に変換して発光する蛍光体層４とを具備している。

半導体発光素子３としては、ＬＥＤチップやレーザダイオード（ＬＤ）チップ等が用いられる。半導体発光素子３の具体例としては、紫外発光のＬＥＤチップ、紫色発光のＬＥＤチップ、青紫色発光のＬＥＤチップ、青色発光のＬＥＤチップ、同様な発光色を有するＬＤチップ等が挙げられる。ＬＥＤチップにはＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等の発光ダイオードが用いられる。アルミナ基板２はその表面（さらに必要に応じて内部）に配線網（図示せず）が設けられており、これらによって配線基板を構成している。アルミナ基板２の表面には、図示を省略した第１及び第２の電極が設けられている。

半導体発光素子３は、例えばその下部電極が第１の電極と電気的に接続されるように、アルミナ基板２上に実装されている。半導体発光素子３の上部電極は、アルミナ基板２の第２の電極（図示せず）とボンディングワイヤ（図示せず）を介して電気的に接続される。半導体発光素子３の電極は、それぞれボンディングワイヤを介してアルミナ基板２の第１及び第２の電極と電気的に接続するようにしてもよい。このような電気的接続構造によって、半導体発光素子３には直流電圧が印加される。半導体発光素子３は、アルミナ基板２上に複数実装されていてもよい。

アルミナ基板２上に実装された半導体発光素子３は、蛍光体層４で覆われている。蛍光体層４は、半導体発光素子３の上面及び側面を覆うように設けられたシリコーン樹脂層５と、シリコーン樹脂層５中に分散された蛍光体６とを備えている。蛍光体層４は、半導体発光素子３から出射される光により励起されて所望の可視光を発光する蛍光体６を有している。発光装置１に印加された電気エネルギーは、半導体発光素子３で所望の波長の光に変換され、さらに蛍光体６でより長波長の光に変換されて外部に放出される。

半導体発光素子３から発光される光が青色光等の可視光である場合には、半導体発光素子３からの発光と蛍光体６からの発光が混色されて放出されることによって、総計として所望の色の可視光（例えば白色光）が得られる。半導体発光素子３から発光される光が紫外光や紫色光等の短波長の光である場合には、複数種の蛍光体粒子で構成される蛍光体６から発光される光が混色されて放出されることによって、総計として所望の色の可視光（例えば白色光）が得られる。アルミナ基板２の表面にはリフレクタ等を設けておらず、半導体発光素子３と蛍光体層４のみが配置されている。従って、この実施形態の発光装置１においては、蛍光体層４の全表面から所望の可視光が取り出される。

蛍光体層４の形状は、その全表面から可視光を取り出すことが可能なものであればよく、特に限定されるものではない。図１は半球状の蛍光体層４（蛍光体６が分散されたシリコーン樹脂層５）を示している。蛍光体層４の形状は、図２に示すような円柱状、あるいはオーバル柱状であってもよい。さらに、蛍光体層４の平面形状は四角形や多角形であってもよいが、発光装置１から発光される可視光を均一に分散させる上で、球状や楕円状（全体形状としては半球状、円柱状、オーバル柱状等）であることが好ましい。

蛍光体層４の厚さ（半導体発光素子３の上面上における厚さＴ１）は０．１〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。蛍光体層４の厚さＴ１が０．１ｍｍ未満であると、紫外光等が蛍光体層を透過しやすくなる。一方、蛍光体層４の厚さＴ１が２ｍｍを超えると、蛍光体６の発光が蛍光体膜４の内部で多重散乱して発光効率が低下しやすい。

発光装置１の発光色は、半導体発光素子３の発光波長と蛍光体６との組合せにより決定される。半導体発光素子３の発光ピーク波長は特に限定されるものではない。蛍光体層４と組合せて白色光等の各色の光を得る上で、紫外光から青色光までの各種の発光波長を有する半導体発光素子３を用いることができる。半導体発光素子３の発光のピーク波長は３５０〜４８０ｎｍの範囲であることが好ましい。特に、発光ピーク波長が３６０〜４４０ｎｍの範囲の紫外乃至紫色発光の半導体発光素子（以下では、紫外発光の半導体発光素子と総称する）３を用いることが好ましく、さらに発光ピーク波長が３６０〜４１０ｎｍの範囲の半導体発光素子３を用いることがより好ましい。

蛍光体層４は所望の発光色を得るための蛍光体６を有している。目的とする発光色を得るために、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体等の各色の蛍光体を使用することができる。白色発光の発光装置１を実現するためには、例えば青色発光の半導体発光素子３と黄色蛍光体（ＹＡＧ等）との組合せ、あるいは紫外発光の半導体発光素子３と青色蛍光体、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体の混合蛍光体（ＢＧＲ蛍光体）との組合せが適用される。この実施形態は白色発光タイプの発光装置１に適用することが好ましく、特に紫外発光の半導体発光素子３とＢＧＲ蛍光体とを組合せた発光装置１に好適である。

紫外発光の半導体発光素子３とＢＧＲ蛍光体とを組合せた発光装置１において、蛍光体６は半導体発光素子３から出射された光（例えば紫外光や紫色光）を吸収し、青色光を発光する青色（Ｂ）蛍光体、緑色光を発光する緑色（Ｇ）蛍光体、及び赤色光を発光する赤色（Ｒ）蛍光体の混合蛍光体で構成される。ＢＧＲ蛍光体は同じ色の蛍光体を２種類以上含んでいてもよいし、また青、緑、赤以外の発光色を有する蛍光体（例えば黄色蛍光体、橙色蛍光体、深赤色蛍光体等）を補助的に含んでいてもよい。緑色蛍光体に代えて黄色（Ｙ）蛍光体を使用してもよい。蛍光体６としては、ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体を使用することが好ましい。ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体のような混合蛍光体は、予め各蛍光体を結合剤で結合した状態でシリコーン樹脂層５中に分散させてもよい。

ＢＧＲ蛍光体を構成する各蛍光体の一例を以下に示すが、蛍光体層４を構成する蛍光体６は下記の蛍光体に限定されるものではない。青色蛍光体としては、発光のピーク波長が４３０〜４６０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１）で表される組成を有するユーロピウム付活クロロ燐酸塩蛍光体が挙げられる。
一般式：（Ｓｒ_1-x-y-zＢａ_xＣａ_yＥｕ_z）₅（ＰＯ₄）₃・Ｃｌ …（１）
（式中、ｘ、ｙ、及びｚは０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．１を満足する数である）

緑色蛍光体としては、発光のピーク波長が４９０〜５７５ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（２）で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルミン酸塩蛍光体や式（３）で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活珪酸塩蛍光体が挙げられる。
一般式：（Ｂａ_1-x-y-zＳｒ_xＣａ_yＥｕ_z）（Ｍｇ_1-uＭｎ_u）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇ …（２）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０≦ｘ＜０．２、０≦ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．５、０．１＜ｕ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ_1-x-y-z-uＢａ_xＭｇ_yＥｕ_zＭｎ_u）₂ＳｉＯ₄ …（３）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）

赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が６２０〜７８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（４）で表される組成を有するユーロピウム付活酸硫化物蛍光体や式（５）で表される組成を有するユーロピウム付活窒化物蛍光体が挙げられる。
一般式：（Ｌａ_1-x-yＥｕ_xＭ_y）₂Ｏ₂Ｓ …（４）
（式中、ＭはＳｂ、Ｓｍ、Ｇａ、及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ及びｙは０．０１＜ｘ＜０．１５、０≦ｙ＜０．０３を満足する数である）
一般式：（Ｃａ_1-x-yＳｒ_xＥｕ_y）ＳｉＡｌＮ₃ …（５）
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｙ＜０．５を満足する数である）

半導体発光素子３と蛍光体層４の間には、図３に示すように、蛍光体を含有しない透明なシリコーン樹脂層７を介在させてもよい。この場合、半導体発光素子３は透明なシリコーン樹脂層７で覆われている。蛍光体層４は透明なシリコーン樹脂層７上に配置されている。半導体発光素子３と蛍光体層４との間に透明なシリコーン樹脂層７を介在させることによって、半導体発光素子３の発光効率が向上する。すなわち、透明なシリコーン樹脂層７を介在させた場合、半導体発光素子３から出射された光が蛍光体層４で反射したとしても、半導体発光素子３に吸収されて損失する確率が小さくなり、これにより光の利用効率、言い換えると発光装置１の発光効率を高めることが可能となる。

透明なシリコーン樹脂層７の厚さ（半導体発光素子３の上面上における厚さＴ２）は、例えば０．５〜５ｍｍの範囲とすることが好ましい。透明なシリコーン樹脂層７の厚さＴ２が０．５ｍｍ未満であると、その配置効果を十分に得ることができないおそれがある。透明なシリコーン樹脂層７の厚さＴ２が５ｍｍを超えると光の吸収が生じるおそれがある。発光装置１自体の大きさを考慮しても、透明なシリコーン樹脂層７の厚さＴ２は５ｍｍ以下とすることが好ましい。この際の蛍光体層４の厚さＴ１は、上述したように半導体発光素子３の上面上で０．１〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。

ところで、紫外発光の半導体発光素子３とＢＧＲ蛍光体とを組合せた発光装置１では、紫外光が漏れ出すことを抑制するために、蛍光体層４の厚さＴ１を例えば０．１〜２ｍｍというように厚くしている。これは発光装置１の発光効率を低下させる要因となる。さらに、ＢＧＲ蛍光体を含有する蛍光体層４は、単色の蛍光体を用いた場合に比べた蛍光体粒子の分散量が増加し、蛍光体粒子自体が光を散乱させる要因となるため、発光装置１の光の取出し効率（発光効率）が低下しやすい。

このような点に対して、紫外発光の半導体発光素子３とＢＧＲ蛍光体とを組合せた発光装置１では、図１や図２に示したような装置構造（リフレクタを排除した構造）が発光効率の点から有利である。蛍光体層４に関しては、紫外光や熱に対する耐劣化性に優れるシリコーン樹脂層５で構成することが好ましい。ただし、シリコーン樹脂層５は紫外光や熱に対する耐劣化性に優れる反面、アルミナ基板２との接着性が低いという難点を有している。シリコーン樹脂層５に剥離が生じると、ワイヤーの断線等による不点灯不良を招くことになる。これは発光装置１の取扱い性を低下させる要因となる。

そこで、この実施形態の発光装置１においては、吸水率が５〜６０％の範囲のアルミナ基板２を用いている。このような適度な吸水率を有するアルミナ基板２を用いることによって、シリコーン樹脂層５の密着強度が向上する。具体的には、アルミナ基板２とシリコーン樹脂層５との密着強度を１Ｎ（１００ｇｆ）以上とすることが可能となる。アルミナ基板２の吸水率は、ＥＭＡＳ−９１０１に開示される吸水率評価手法により測定した値を示すものとする。アルミナ基板２とシリコーン樹脂層５との密着強度は、シリコーン樹脂層５（蛍光体層４）を側面からテンションゲージで押し、シリコーン樹脂層５（蛍光体層４）が剥離した際の押力を示すものとする。

吸水率が５％以上のアルミナ基板２によれば、シリコーン樹脂が適度に浸み込むため、シリコーン樹脂層５の密着強度を高めることができる。アルミナ基板２の吸水率が５％未満の場合には、シリコーン樹脂の浸み込みが弱く、十分な密着強度を得ることができない。ただし、アルミナ基板２の吸水率が６０％を超えるとシリコーン樹脂が浸み込みすぎて、シリコーン樹脂層５（蛍光体層４）を所定形状に成形することが困難となる。アルミナ基板２の吸水率は２０〜５０％の範囲であることがより好ましい。

アルミナ基板２の吸水率は、例えば基板焼成時の焼成温度を変化させることにより調整することができる。具体的には、アルミナ基板２の形成材料等に応じて、基板焼成時の温度を１１００〜１５００℃の範囲で適宜に調整することによって、適度な吸水率（５〜６０％の範囲）を有するアルミナ基板２を得ることができる。

上述したアルミナ基板２を使用することによって、発光装置１のアルミナ基板２とシリコーン樹脂層５との密着強度を１Ｎ以上とすることができる。半導体発光素子３と蛍光体層４との間に透明なシリコーン樹脂層７を介在させる場合も同様であり、アルミナ基板２と透明なシリコーン樹脂層７との密着強度を１Ｎ以上とすることができる。このように、アルミナ基板２とシリコーン樹脂層５や透明なシリコーン樹脂層７との密着強度を１Ｎ以上とすることによって、発光装置１の取扱い性が向上する。すなわち、取扱い時におけるシリコーン樹脂層５、７の剥離が抑制される。従って、シリコーン樹脂層５、７の剥離による不点灯や装置破壊を再現性よく抑制することが可能となる。

さらに、発光装置１はその構造（アルミナ基板２上に半導体発光素子３と蛍光体層４のみを配置した構造）に基づいて良好な発光効率を有している。よって、信頼性と発光効率に優れる発光装置１を提供することが可能となる。この実施形態の構成は、発光ピーク波長が３６０〜４４０ｎｍの範囲の半導体発光素子３とＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体とを組合せた発光装置１に好適である。その理由は上述した通りである。ただし、このような発光装置１に限定されるものではない。この実施形態の構成は、アルミナ基板２とシリコーン樹脂層５とを用いた各種の発光装置１に適用可能であり、そのような場合にも発光装置１の信頼性を高めることができる。

この実施形態の発光装置１は、例えば以下のようにして作製される。まず、蛍光体粉末を含む蛍光体スラリーを調製する。蛍光体スラリーは、例えば蛍光体粉末を液状のシリコーン樹脂と混合して調製される。蛍光体とシリコーン樹脂との混合比は、蛍光体の種類や粒径により適宜に選択されるが、例えば蛍光体を１００質量部としたとき、シリコーン樹脂量は５〜１００質量部の範囲とすることが好ましい。蛍光体の種類や混合比等は目的とする発光色に応じて任意に設定される。

次に、半導体発光素子３上に蛍光体スラリーを塗布し、蛍光体スラリー中のシリコーン樹脂を硬化させて蛍光体層４を形成する。透明なシリコーン樹脂層７を適用する場合には、まず半導体発光素子３に液状のシリコーン樹脂を塗布し、これを硬化させて透明なシリコーン樹脂層７を形成する。その上から蛍光体スラリーを塗布し、蛍光体スラリー中のシリコーン樹脂を硬化させて蛍光体層４を形成する。このようにして発光装置１を作製する。液状のシリコーン樹脂や蛍光体スラリーの塗布方法としては、ディスペンサを用いた塗布法、あるいは印刷法や射出成型法等を使用することができる。

次に、実施例及びその評価結果について述べる。

（実施例１）
まず、青色蛍光体として平均粒径が１２μｍのＥｕ付活クロロ燐酸塩（（Ｓｒ_0.59Ｂａ_0.39Ｃａ_0.01Ｅｕ_0.01）₅（ＰＯ₄）₃・Ｃｌ）蛍光体、緑色蛍光体として平均粒径が１５μｍのＥｕ及びＭｎ付活珪酸塩（（Ｓｒ_0.7Ｂａ_0.15Ｍｇ_0.0975Ｅｕ_0.05Ｍｎ_0.0025）₂ＳｉＯ₄）蛍光体、赤色蛍光体として平均粒径が１２μｍのＥｕ付活酸硫化ランタン（（Ｌａ_0.938Ｅｕ_0.06Ｓｍ_0.002）₂Ｏ₂Ｓ）蛍光体を用意した。これら蛍光体をそれぞれシリコーン樹脂に６０質量％の割合で混合して蛍光体スラリーを調製した。これら蛍光体スラリーを発光色温度が４２００〜４３００Ｋの範囲となるように、青色蛍光体スラリーを５２質量％、緑色蛍光体スラリーを３質量％、赤色蛍光体スラリーを４５質量％の割合で混合した。

次に、吸水率が５．５％のアルミナ基板（形状：８×３×０．３８ｍｍ）を用意した。このアルミナ基板は基板焼成時の温度を１４８０℃とすることにより吸水率を５．５％に調整したものである。Ａｇペーストを使用してアルミナ基板の表面にダイパッドと配線パターンを形成した後、発光ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤチップを３個実装した。３個のＬＥＤチップは直列に接続した。これらＬＥＤチップ上に上記した蛍光体スラリーを、図２に示したようにオーバル柱状に塗布し、これを１４０℃の温度で熱処理してシリコーン樹脂を硬化させることによって、長径が６．４ｍｍ、短径が２．５ｍｍ、厚さＴ１が２ｍｍの蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

（実施例２〜３）
吸水率が１１％のアルミナ基板（実施例２）と吸水率が５２％のアルミナ基板（実施例３）とを使用する以外は、それぞれ実施例１と同様にして蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

（実施例４）
吸水率が１１％のアルミナ基板（形状：８×６．５×０．３８ｍｍ）を用意した。Ａｇペーストを使用してアルミナ基板の表面にダイパッドと配線パターンを形成した後、発光ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤチップを６個実装した。６個のＬＥＤチップは直並列に接続した。これらＬＥＤチップ上に実施例１で調製した蛍光体スラリーを、図１に示したように半球状に塗布し、これを１４０℃の温度で熱処理してシリコーン樹脂を硬化させることによって、直径が６．０ｍｍ、厚さＴ１が３ｍｍの蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

（実施例５〜６）
吸水率が４１％のアルミナ基板（実施例５）と吸水率が５８％のアルミナ基板（実施例６）とを使用する以外は、それぞれ実施例４と同様にして蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

（実施例７）
吸水率が１１％のアルミナ基板に６個のＬＥＤチップを実装した後、蛍光体を含まないシリコーン樹脂を塗布した。次いで、実施例４と同様に、実施例１で調製した蛍光体スラリーを塗布した。これを１４０℃の温度で熱処理してシリコーン樹脂を硬化させることによって、透明なシリコーン樹脂層と蛍光体層との二層構造を有する発光装置を作製した。透明なシリコーン樹脂層の厚さＴ２は３ｍｍ、蛍光体層の厚さＴ１は０．５ｍｍとした。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

（実施例８〜９）
吸水率が４１％のアルミナ基板（実施例８）と吸水率が５８％のアルミナ基板（実施例９）とを使用する以外は、それぞれ実施例７と同様にして透明なシリコーン樹脂層と蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

（比較例１）
吸水率が実質的に０％のアルミナ基板を使用する以外は、実施例１と同様にして蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

（比較例２）
吸水率が実質的に０％の窒化アルミニウム基板を使用する以外は、実施例１と同様にして蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。なお、窒化アルミニウム基板の表面には、Ａｇ薄膜を蒸着して配線パターンを形成し、さらにＡｕＳｎ半田を蒸着してダイパッドを形成した。

（比較例３）
吸水率が実質的に０％のアルミナ基板を使用する以外は、実施例４と同様にして蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

（比較例４）
吸水率が実質的に０％の窒化アルミニウム基板を使用する以外は、実施例４と同様にして蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。なお、窒化アルミニウム基板の表面には、Ａｇ薄膜を蒸着して配線パターンを形成し、さらにＡｕＳｎ半田を蒸着してダイパッドを形成した。

（比較例５）
吸水率が２％のアルミナ基板を使用する以外は、実施例１同様にして蛍光体層を形成した。このようにして得た発光装置を後述する特性評価に供した。

実施例１〜９及び比較例１〜５の白色発光装置に電流を流して点灯させ、各白色発光装置の発光効率、色温度、平均演色評価数Ｒａを測定した。蛍光体層が円柱状の装置には２０ｍＡの電流を流し、蛍光体層が半球状の装置には１２０ｍＡの電流を流して評価した。前述した方法にしたがってシリコーン樹脂層（蛍光体層）の密着強度を測定した。実施例７〜９については、透明なシリコーン樹脂層と蛍光体層との積層膜の密着強度を測定した。これらの測定・評価結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜９による白色発光装置は比較例１〜５に比べて基板とシリコーン樹脂層との密着強度が高い。さらに、実施例１〜９による白色発光装置は発光効率に優れ、色温度や平均演色評価数Ｒａにも優れることが分かる。

Claims

平板状のアルミナ基板と、
前記アルミナ基板上に実装された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の上面及び側面を覆うように前記アルミナ基板上に設けられ、蛍光体を含有しない透明な第１のシリコーン樹脂層と、
前記第１のシリコーン樹脂層を覆うように前記アルミナ基板上に設けられた第２のシリコーン樹脂層と、前記第２のシリコーン樹脂層中に分散され、前記半導体発光素子から出射された光により励起されて可視光を発光する蛍光体とを備える蛍光体層とを具備し、
前記アルミナ基板は５％以上６０％以下の吸水率を有し、
前記アルミナ基板と前記第１のシリコーン樹脂層との密着強度、および前記アルミナ基板と前記蛍光体層との密着強度は、それぞれ１Ｎ以上であり、
前記第１のシリコーン樹脂層と前記蛍光体層との積層物は、前記蛍光体層の全表面から前記可視光が取り出されるように、半球状、円柱状、又はオーバル柱状の形状を有することを特徴とする発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記半導体発光素子はピーク波長が３６０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の範囲の前記光を出射することを特徴とする発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記半導体発光素子はピーク波長が３６０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の範囲の前記光を出射することを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記半導体発光素子は発光ダイオード又はレーザダイオードであることを特徴とする発光装置。
請求項２又は請求項３に記載の発光装置において、
前記蛍光体層は青色蛍光体、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体を備え、前記半導体発光素子から出射された前記光により励起されて白色光を発光することを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記蛍光体層の前記半導体発光素子の前記上面上における厚さが０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記アルミナ基板上には、複数の前記半導体発光素子が実装されていることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記第１のシリコーン樹脂層の前記半導体発光素子の前記上面上における厚さが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする発光装置。