JP5989268B2 - 蛍光体セラミックス、封止光半導体素子、回路基板、光半導体装置および発光装置 - Google Patents

蛍光体セラミックス、封止光半導体素子、回路基板、光半導体装置および発光装置 Download PDF

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Description

本発明は、蛍光体セラミックス、ならびに、その蛍光体セラミックスを備える封止光半導体素子、回路基板、光半導体装置および発光装置に関する。
光半導体装置などの発光装置は、一般的に、例えば青色光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード素子）やＬＤ（レーザーダイオード）と、青色光を黄色光に変換でき、ＬＥＤの上に設けられる蛍光体層とを備えている。発光装置は、ＬＥＤから発光され、蛍光体層を透過した青色光と、蛍光体層において青色光の一部が波長変換された黄色光との混色によって、白色光を発光する。
このような蛍光体層としては、例えば、セラミック材料からなる変換素子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１には、セラミック材料の理論的な固体状態の密度の９７％以上の密度を有し、変換素子内の孔は、実質的に２５０ｎｍ〜２９００ｎｍの間の径を有する変換素子が開示されている。
特許文献１の変換素子は、ナノオーダーの微小な孔を有することにより、幅広い視野角での透過性を改善している。
特許５０４９３３６号
しかるに、特許文献１の変換素子では、ナノオーダーの孔径を有する孔を製造する必要があるが、セラミックである変換素子の製造（高温焼結過程）時に、セラミックの結晶が成長するため、ナノオーダーの孔は消失し易い。すなわち、特許文献１の変換素子では、その孔の大きさの調整が難しく、生産性に劣るという不具合が生じる。
また、透明性および散乱性についてもさらなる改良が望まれている。
さらには、例えばＬＤなどからの励起光を蛍光体で波長変換させた光を、対象物に照射すると、ギラギラとした不自然な視覚を感じる現象（スペックルノイズ）が発生するという不具合が生じる。
本発明の目的は、透過性および散乱性が良好であり、生産性に優れ、スペックルノイズを低減できる蛍光体セラミックス、および、その蛍光体セラミックスを備える封止光半導体素子、回路基板、光半導体装置および発光装置を提供することにある。
本発明［１］は、孔径が３．０μｍ以上１２．０μｍ以下である空孔を有する蛍光体セラミックスであって、前記蛍光体セラミックスに占める前記空孔の体積割合が、１．５体積％以上９．５体積％以下である蛍光体セラミックスを含んでいる。
本発明［２］は、前記蛍光体セラミックスが板状を有し、下記式：
Ｖ ≦ １．３０×（−ｌｏｇ Ｔ）
（Ｖは、孔径が３．０μｍ未満である空孔の体積割合（％）を示し、Ｔは、前記蛍光体セラミックスの厚さ（ｍｍ）を示す。）
を満たす［１］に記載の蛍光体セラミックスを含んでいる。
本発明［３］は、下記（１）〜（３）の少なくとも１つの要件を満たす［１］または［２］に記載の蛍光体セラミックスを含んでいる。
（１）ナトリウム元素が、６７ｐｐｍ以下である。
（２）マグネシウム元素が、２３ｐｐｍ以下である。
（３）鉄元素が、２１ｐｐｍ以下である。
本発明［４］は、前記蛍光体セラミックスの平均孔径が、３．０μｍ以上１０．０μｍ以下である［１］〜［３］のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスを含んでいる。
本発明［５］は、基板と、前記基板に実装される光半導体素子と、接着層と、前記接着層の前記光半導体素子とは反対側の面に配置され、前記光半導体素子と対向配置される［１］〜［４］のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスとを備える光半導体装置を含んでいる。
本発明［６］は、基板と、前記基板に実装される光半導体素子と、前記光半導体素子を封止する封止層と、前記封止層の前記光半導体素子とは反対側の面に配置され、前記光半導体素子と対向配置さ
れる［１］〜［４］のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスとを備える光半導体装置を含んでいる。
本発明［７］は、光半導体素子と、前記光半導体素子を封止する封止層と、前記封止層の前記光半導体素子とは反対側の面に配置され、前記光半導体素子と対向配置される［１］〜［４］のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスとを備える封止光半導体素子を含んでいる。
本発明［８］は、光半導体素子を厚み方向一方側に実装するための［１］〜［４］のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスと、前記蛍光体セラミックスの厚み方向一方面に積層され、前記光半導体素子と電気的に接続するための電極配線とを備える回路基板を含んでいる。
本発明［９］は、光を一方側に照射する光源と、前記光源と間隔を隔てて一方側に対向配置され、前記光が通過するための貫通孔が形成される反射鏡と、前記光が照射されるように、前記反射鏡と間隔を隔てて一方側に対向配置される［１］〜［４］のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスとを備える発光装置を含んでいる。
本発明の蛍光体セラミックスは、透過性および散乱性が良好であり、スペックルノイズを低減することができる。また、生産性に優れる。
本発明の蛍光体セラミックスを備える本発明の封止光半導体素子、回路基板、光半導体装置および発光装置は、発光効率の低下を抑制でき、視野角が良好となる。また、特に光半導体素子としてＬＤなどを光源に用いた封止光半導体素子や装置である場合では、スペックルノイズを低減することができる。さらに、製造コストを低減できる。
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の蛍光体セラミックスの第１実施形態を製造する工程を示す工程図であって、図１Ａはグリーンシート作製工程、図１Ｂは焼成工程を示す。 図２Ａ〜図２Ｃは、図１Ｂに示す蛍光体セラミックスを用いて、光半導体装置の第１実施形態を製造する工程を示す工程図であって、図２Ａは蛍光接着シート作製工程、図２Ｂは蛍光接着シート配置工程、図２Ｃは接着工程を示す。 図３Ａ〜図３Ｃは、図１Ｂに示す蛍光体セラミックスを用いて、本発明の光半導体装置の第２実施形態を製造する工程を示す工程図であって、図３Ａは封止シート作製工程、図３Ｂは封止シート配置工程、図３Ｃは封止工程を示す。 図４Ａ〜図４Ｅは、図１Ｂに示す蛍光体セラミックスを用いて、本発明の光半導体装置の第２実施形態の第１変形例（封止光半導体素子を作製する実施形態）を製造する工程を示す工程図であって、図４Ａは封止シート作製工程、図４Ｂは封止シート配置工程、図４Ｃは封止工程、図４Ｄは剥離工程、図４Ｅは実装工程を示す。 図５は、光半導体装置の第２実施形態の第２変形例（光半導体装置がハウジングを備える実施形態）を示す。 図６Ａ〜図６Ｃは、図１Ｂに示す蛍光体セラミックスを用いて、光半導体装置の第３実施形態を製造する工程を示す工程図であって、図６Ａは回路基板作製工程、図６Ｂは回路基板配置工程、図６Ｃは実装工程を示す。 図７は、図１Ｂに示す蛍光体セラミックスを備える発光装置を示す。 図８Ａおよび図８Ｂは、図７に示す発光装置が備える波長変換放熱部材を示す図であって、図８Ａは側断面図を示し、図８Ｂは背面図を示す。 図９は、実施例において、蛍光体セラミックスプレートの空孔を測定する方法の模式図を示す。
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、図１Ａおよび図１Ｂの紙面上下方向を「上下方向」（第１方向、厚み方向）とし、紙面上側が上側であり、紙面下側が下側である。また、図１Ａおよび図１Ｂの紙面左右方向を「面方向」（第２方向、第１方向に直交する方向）とし、紙面右方向が面方向一方側であり、図１Ａおよび図１Ｂの紙面左方向が面方向他方側である。図２〜図６および図９についても、図１Ａおよび図１Ｂの方向を基準する。
また、図７において、図７の紙面上下方向を「上下方向」（第１方向、厚み方向）とし、紙面上側が上側であり、紙面下側が下側である。また、図７の紙面左右方向を「前後方向」（第２方向、幅方向、第１方向に直交する方向）とし、紙面右方向が前側であり、図１の紙面左方向が後側である。また、図７の紙厚方向を「左右方向」（第３方向、第１方向および第２方向に直交する方向）とし、図７の紙厚手前が左側であり、図７の紙厚奥側が右側である。図８Ａおよび図８Ｂについても、図７の方向を基準する。
１．蛍光体セラミックス
図１Ｂを参照して、本発明の蛍光体セラミックスの一実施形態に係る蛍光体セラミックスプレート１について説明する。
蛍光体セラミックスプレート１は、図１Ｂに示すように、蛍光体材料のセラミックス（焼成体）から板状に形成されており、蛍光体を含有している。
蛍光体セラミックスプレート１に含有される蛍光体は、波長変換機能を有しており、例えば、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体、青色光を赤色光に変換することのできる赤色蛍光体などが挙げられる。
黄色蛍光体としては、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４；Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（バリウムオルソシリケート（ＢＯＳ））などのシリケート蛍光体、例えば、（Ｙ、Ｇｄ、Ｂａ、Ｃａ）３(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ｐ、Ｇａ)５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）、Ｔｂ３Ａｌ３Ｏ１２：Ｃｅ（ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）などのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮなどの酸窒化物蛍光体などが挙げられる。赤色蛍光体としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ２：Ｅｕなどの窒化物蛍光体などが挙げられる。
蛍光体セラミックスプレート１は、空孔を内部に有する。特に、蛍光体セラミックスプレート１は、孔径が３．０μｍ以上１２．０μｍ以下である空孔（以下、「中空孔」とも称する。）を有する。
蛍光体セラミックスプレート１に占める中空孔の体積割合の下限は、１．５体積％以上であり、好ましくは、２．０体積％以上、より好ましくは、２．５体積％以上である。また、上限は、９．５体積％以下であり、好ましくは、８．０体積％以下である。
中空孔の体積割合を上記範囲内とすることにより、蛍光体セラミックスプレート１の透過性および散乱性が向上させることができる。
空孔の孔径は、空孔の最大長さであって、蛍光体セラミックスプレート１の切断表面を、レーザー顕微鏡（装置名：レーザーテック、ＶＬ２０００Ｄ、対物レンズ２０倍、倍率１８００倍）を用いて、孔径を観察することにより測定される。
空孔の体積は、上記空孔の孔径（空孔の最大長さ）を空孔の直径として、真球換算することにより算出される。
また、蛍光体セラミックスプレート１は、中空孔に加えて、孔径が１２．０μｍを超過する空孔（以下、「大空孔」とも称する。）、および、孔径が３．０μｍ未満である空孔（以下、「小空孔」とも称する。）を有していてもよい。
蛍光体セラミックスプレート１に占める大空孔の体積割合は、例えば、１２．０体積％以下、好ましくは、９．０体積％以下、より好ましくは、５．０体積％以下、さらに好ましくは、２．０体積％以下である。なお、大空孔の孔径の上限は、例えば、３０. ０μｍ以下である。大空孔の体積割合が上記上限以下であると、蛍光体セラミックスプレート１の透明性、生産性が良好となる。また、蛍光体セラミックスプレート１に含まれる不純物を低減することができる。
蛍光体セラミックスプレート１に占める小空孔の体積割合は、例えば、２．０体積％以下、好ましくは、１．２体積％以下、より好ましくは、１．０体積％以下、さらに好ましくは、０．８体積％以下である。なお、小空孔の孔径の下限は、例えば、０．３μｍ以上である。小空孔の体積割合が上記上限以下であると、蛍光体セラミックスプレート１の透明性、生産性が良好となる。
空孔の平均孔径は、例えば、２．５μｍ以上、好ましくは、３．０μｍ以上であり、また、例えば、２０．０μｍ以下、好ましくは、１５．０μｍ以下、より好ましくは、１０．０μｍ以下、さらに好ましくは、５．５μｍ以下である。空孔の平均孔径が上記範囲であると、蛍光体セラミックスプレート１の透明性、散乱性が良好となる。また、スペックルノイズ（スペックルコントラスト比）低減の観点からは、好ましくは、１０．０μｍ以下である。
次に、蛍光体セラミックスプレート１を製造する方法について、図１Ａ〜図１Ｂを参照して説明する。
蛍光体セラミックスプレート１の製造方法は、例えば、グリーンシート作製工程（図１Ａ参照）、および、焼成工程（図１Ｂ）を備える。以下、各工程を詳述する。
グリーンシート作製工程では、蛍光体材料および有機粒子を含有する蛍光体組成物を焼成する。好ましくは、図１Ａに示すように、蛍光体組成物を含有するスラリー（蛍光体組成物スラリー）を、剥離基材１４の上面に塗布および乾燥する。これによって、グリーンシート１５を得る。
蛍光体組成物スラリーは、蛍光体材料および有機粒子を含有する蛍光体組成物と、溶媒とを含有する。すなわち、蛍光体組成物スラリーは、蛍光体材料、有機粒子および溶媒を含有する。
蛍光体材料は、上記の蛍光体を構成する原材料であって、蛍光体に応じて適宜選択される。蛍光体材料としては、例えば、蛍光体を構成する金属単体、その金属酸化物、金属窒化物などが挙げられる。具体的には、蛍光体としてＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅを形成する場合は、蛍光体材料としては、例えば、酸化イットリウムなどのイットリウム含有化合物、酸化アルミニウムなどのアルミニウム含有化合物、酸化セリウムなどのセリウム含有化合物などの金属酸化物が挙げられる。蛍光体材料は、例えば、粒子状に形成されている。
蛍光体材料の純度は、例えば、９９．０質量％以上、好ましくは、９９．９質量％以上である。これにより、蛍光体セラミックスプレート１に含まれる不純物を低減することができる。
有機粒子は、蛍光体セラミックスプレート１に所定の空孔を形成するために蛍光体組成物スラリーに含有される。
有機粒子の材料としては、焼成工程時に完全に熱分解される材料であればよく、例えば、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。好ましくは、生産性の観点から、アクリル樹脂（特に、ポリメタクリル酸メチルなど）が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。
有機粒子の平均粒子径は、例えば、２．０μｍ以上、好ましくは、３．４μｍ以上、より好ましくは、４．０μｍ以上であり、また、例えば、２５．０μｍ以下、好ましくは、１５．０μｍ以下、より好ましくは、８．０μｍ以下である。有機粒子の平均粒子径が上記下限を下回ると、グリーンシート１５を焼成し、蛍光体セラミックスプレート１を製造する際に、蛍光体セラミックスプレート１の結晶が空孔内部に向って過度に成長し、空孔を消失させるおそれがある。一方、有機粒子の平均粒子径が上記上限を上回ると、大空孔が多量に蛍光体セラミックスプレート１内部に形成され、蛍光体セラミックスプレート１の透過性、強度などが低下するおそれがある。また、蛍光体セラミックスプレート１内に含まれる不純物が増加するおそれがある。
有機粒子の平均粒子径は、例えば、粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製、「ＬＳ１３ ３２０」）を用いて、レーザー回折散乱法によって測定することができる。
有機粒子の含有割合は、蛍光体材料と有機粒子の合計含有量に対して、例えば、１．５体積％以上、好ましくは、２．０体積％以上であり、また、例えば、１２．０体積％以下、好ましくは、１０．０体積％以下、より好ましくは、８．０体積％以下である。
有機粒子の含有割合を上記範囲内にすることにより、蛍光体セラミックスプレート１内に形成される空孔の体積割合を適切な範囲に調節することができる。
蛍光体組成物には、必要に応じて、さらにバインダー樹脂を含有することができる。
バインダー樹脂は、グリーンシート１５の作製に用いられる公知のバインダー樹脂を使用すればよく、例えば、アクリル系ポリマー、ブチラール系ポリマー、ビニル系ポリマー、ウレタン系ポリマーなどが挙げられる。好ましくは、アクリル系ポリマーが挙げられる。
バインダー樹脂の含有割合は、蛍光体材料１００体積部に対して、例えば、５体積部以上、好ましくは、１５体積部以上であり、また、例えば、１２０体積部以下、好ましくは、８０体積部以下、より好ましくは、６０体積部以下である。
蛍光体組成物には、必要に応じて、さらに分散剤、可塑剤、焼結助剤などの公知の添加剤を含有することができる。
蛍光体組成物スラリーに含有される溶媒としては、例えば、水、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、トルエン、プロピオン酸メチル、メチルセルソルブなどの有機溶媒が挙げられる。
溶媒の含有割合は、蛍光体組成物スラリーにおいて、例えば、１〜３０質量％である。
蛍光体組成物スラリーは、上記成分を上記割合で配合し、ボールミルなどで湿式混合することにより調製される。すなわち、蛍光体組成物スラリーが用意される。
なお、この際、上記成分を一括で湿式混合してもよい。また、有機粒子を除く成分を湿式混合して第１スラリーを調製し、次いで、その第１スラリーに有機粒子を湿式混合することにより、蛍光体組成物スラリーを調製してもよい。
剥離基材１４としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどのポリエステルフィルム、例えば、ポリカーボネートフィルム、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、例えば、ポリスチレンフィルム、例えば、アクリルフィルム、例えば、シリコーン樹脂フィルム、フッ素樹脂フィルムなどの樹脂フィルムなどが挙げられる。さらに、例えば、銅箔、ステンレス箔などの金属箔も挙げられる。好ましくは、樹脂フィルム、さらに好ましくは、ポリエステルフィルムが挙げられる。剥離基材１４の表面には、剥離性を高めるため、必要により剥離処理が施されている。
剥離基材１４の厚みは、例えば、取扱性、コストの観点から、例えば、１０〜２００μｍである。
蛍光体組成物スラリーを剥離基材１４に塗布する方法としては、ドクターブレードコート、グラビアコート、ファウンテンコート、キャストコート、スピンコート、ロールコートなどの公知の塗布方法が挙げられる。
乾燥時間は、例えば、２０℃以上、好ましくは、５０℃以上であり、また、例えば、２００℃以下、好ましくは、１５０℃以下である。
乾燥時間は、例えば、１分以上、好ましくは、２分以上であり、また、例えば、２４時間以下、好ましくは、５時間以下である。
このようにして得られるグリーンシート１５は、蛍光体セラミックスプレート１の焼結前セラミックスであって、板状に形成されている。
その後、図１Ａの仮想線に示すように、剥離基材１４をグリーンシート１５から剥離する。
なお、グリーンシート１５は、所望の厚みを得るために、複数（複層）のグリーンシート１５を熱ラミネートによって積層することにより形成することもできる。
グリーンシート１５の厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上であり、また、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
焼成工程では、図１Ｂに示すように、グリーンシート１５を焼成する。これによって、蛍光体セラミックスプレート１を得る。
焼成温度は、例えば、１３００℃以上、好ましくは、１５００℃以上であり、また、例えば、２０００℃以下、好ましくは、１８００℃以下である。
焼成時間は、例えば、１時間以上、好ましくは、２時間以上であり、また、例えば、２４時間以下、好ましくは、８時間以下である。
焼成は、常圧下で実施してもよく、また、減圧下または真空下で実施してもよい。
また、焼成における昇温速度は、例えば、０．５〜２０℃／分である。
上記焼成（本焼成）の前に、バインダー樹脂や分散剤などの有機成分を熱分解および除去するために、電気炉を用いて、空気中、例えば、６００〜１３００℃で予備加熱し、脱バインダー処理を実施してもよい。
焼成（バインダー処理を実施する場合は、焼成およびバインダー処理）を通じて、有機粒子が焼成し、蛍光体セラミックスプレート１に空孔が形成される。 このようにして得られる蛍光体セラミックスプレート１は、板状に形成されている。
蛍光体セラミックスプレート１の厚みＴは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上であり、また、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下、より好ましくは、１３０μｍ以下である。
蛍光体セラミックスプレート１は、好ましくは、下記の式を満たす。
Ｖ ≦ １．３０×（−ｌｏｇ Ｔ）
Ｖは、孔径が３．０μｍ未満である空孔（小空孔）の体積割合（％）を示す。Ｔは、蛍光体セラミックスプレート１の厚さ（ｍｍ）を示す。
これにより、厚さが十分厚いときの過剰な空孔の発生を低減させ、蛍光体セラミックスプレート１の透過性、強度などの低下を抑制することができる。
蛍光体セラミックスプレート１は、好ましくは、下記（１）〜（３）の少なくとも１つの要件を満たす。
（１）ナトリウム元素が、６７ｐｐｍ以下、好ましくは、５０ｐｐｍ以下である。
（２）マグネシウム元素が、２３ｐｐｍ以下、好ましくは、２０ｐｐｍ以下である。
（３）鉄元素が、２１ｐｐｍ以下、好ましくは、１５ｐｐｍ以下、より好ましくは、１０ｐｐｍ以下である。
上記元素は、例えば、ＩＣＰ−ＭＳ分析により測定することができる。
上記元素は、不純物であり、上記不純物を上記上限以下とすることにより、量子効率に優れる。
そして、この蛍光体セラミックスプレート１は、孔径が３．０μｍ以上１２．０μｍ以下である空孔を有し、蛍光体セラミックスプレート１に占めるその空孔の体積割合が、１．５体積％以上９．５体積％以下である。そのため、光半導体素子から蛍光体セラミックスプレート１内部へと入射される光を良好に透過しつつ、散乱させることができる。よって、透過性および散乱性に優れる。
また、特にＬＤからの光をこのセラミックスプレート１を用いて波長変換させた光に対して、スペックルノイズを低減させることができる。
また、蛍光体セラミックスプレート１は、比較的大きい空孔（中空孔）を所定量、有している。そのため、その蛍光体セラミックスプレート１の製造（グリーンシートの焼成）時において、形成の難しい微小な空孔を形成する必要がない。よって、生産性に優れる。
さらに、蛍光体セラミックスプレート１は、蛍光体のセラミックスから形成されているため、耐熱性および放熱性に優れる。
このような蛍光体セラミックスプレート１は、光半導体装置８の部品として単独で商取引の対象となる。
２．光半導体装置
蛍光体セラミックスプレート１を備える光半導体装置８について以下に説明する。
（第１実施形態）
光半導体装置８の第１実施形態およびその製造方法について、図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明する。
光半導体装置８の第１実施形態の製造方法は、例えば、蛍光接着シート作製工程（図２Ａ参照）、蛍光接着シート配置工程（図２Ｂ参照）、および、接着工程（図２Ｃ参照）を備える。
蛍光接着シート作製工程では、図２Ａに示すように、蛍光体セラミックスプレート１に接着層２を積層させる。
接着層２は、蛍光体セラミックスプレート１の上面（一方面）全面に配置されており、接着剤組成物からシート状に形成されている。
接着剤組成物としては限定的でないが、例えば、シリコーン系、アクリル系などの感圧接着剤組成物、例えば、シリコーン系、エポキシ系などの熱硬化型接着剤組成物、例えば、ガラスやセラミックなどの無機系接着剤組成物が挙げられる。好ましくは、量産性、耐久性、耐熱性の観点から、シリコーン系組成物が挙げられる。
接着層２の厚みは、感圧接着性の観点から、例えば、５μｍ以上２００μｍ以下であり、好ましくは、熱伝導性の観点から、１００μｍ以下、より好ましくは、５０μｍ以下である。
接着層２を蛍光体セラミックスプレート１の上面に積層するには、接着剤組成物がワニスとして調製される場合には、例えば、ワニスを蛍光体セラミックスプレート１の上面全面に、例えば、バーコータなど、公知の塗布方法によって塗布する。これによって、接着剤組成物の皮膜を形成する。続いて、必要により、溶媒を留去する。
または、ワニスを離型シートなどの表面に塗布して皮膜を形成し、その皮膜を必要により溶媒を留去した後、剥離シートから蛍光体セラミックスプレート１に転写することもできる。
これによって、蛍光体セラミックスプレート１、および、その上に積層される接着層２を備える蛍光接着シート６を得る。蛍光接着シート６は、蛍光体セラミックスプレート１および接着層２からなり、光半導体素子５を含まず、光半導体装置８の部品として単独で商取引の対象となる。
蛍光接着シート配置工程では、図２Ｂに示すように、光半導体素子５が実装された基板７と、蛍光接着シート６とを対向配置する。すなわち、光半導体素子５と接着層２とが向かい合うように、基板７と蛍光接着シート６とを間隔を隔てて対向配置する。
基板７は、平面視において光半導体素子５より大きい平板状に形成されている。基板７は、例えば、シリコン基板、セラミック基板、ポリイミド樹脂基板、金属基板に絶縁層が積層された積層基板などの絶縁基板からなる。基板７の上面には、電極を含む導体パターン（図示せず）が形成されている。
光半導体素子５は、例えば、青色光を発光する素子（具体的には、青色ＬＥＤ、青色ＬＤ）であり、基板７の電極（図示せず）に対して、例えば、フリップチップ実装またはワイヤボンディング接続によって、接続される。なお、光半導体素子５が基板７にワイヤボンディング接続される場合には、光半導体素子５に接着する蛍光接着シート６は、ワイヤーを避ける（迂回する）形状に形成される。
接着工程では、図２Ｃに示すように、蛍光接着シート６を光半導体素子５に貼着する。
具体的には、蛍光体セラミックスプレート１を、接着層２を介して、光半導体素子５の上に接着する。
蛍光接着シート６と光半導体素子５との貼り合わせは、常温（具体的には、２０〜２５℃）で実施する。必要により、蛍光接着シート６を、例えば、３０〜１５０℃に加熱して実施することもできる。
これによって、接着層２を介して蛍光体セラミックスプレート１が接着された光半導体装置８を得る。
つまり、光半導体装置８は、基板７と、基板７に実装される光半導体素子５と、光半導体素子５の上に形成される接着層２と、接着層２の上（光半導体素子５とは反対側）に配置され、光半導体素子５と対向配置される蛍光体セラミックスプレート１とを備える。
なお、光半導体素子５が青色ＬＥＤである場合には、光半導体装置８を白色発光装置として得る。
その後、必要により、図２Ｃの仮想線で示すように、封止層３を光半導体装置８に設けることもできる。封止層３は、光半導体素子５および蛍光接着シート６を被覆するように、基板７の上に配置されている。
封止層３は、封止樹脂組成物から形成されている。封止樹脂組成物は、光半導体素子５の埋設および封止に用いられる公知の透明性樹脂を含み、透明性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂なども挙げられる。
封止層３を光半導体装置８に設ける方法としては、例えば、封止層３を光半導体装置８に直接形成する方法、封止層３を別の剥離シートなどに形成した後、その封止層３を、ラミネータ、熱圧着などによって、その剥離シートから光半導体装置８に転写する方法などが挙げられる。
そして、第１実施形態の光半導体装置８は、蛍光体セラミックスプレート１を備えているため、光半導体素子５から発光される光の透過性および散乱性を向上させることができる。そのため、発光効率の低下を抑制でき、視野角が良好となる。また、光半導体素子５として特にＬＤを用いる場合、光半導体装置８から照射される光のスペックルノイズを低減させることができる。また、光半導体装置８は、生産性が良好であるため、製造コストを低減することができる。さらには、光半導体装置８は、耐熱性および放熱性に優れる。
（第２実施形態）
光半導体装置８の第２実施形態の一実施形態およびその製造方法について、図３Ａ〜図３Ｃを参照して説明する。第２実施形態において、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
光半導体装置８の第２実施形態の製造方法は、例えば、封止シート作製工程（図３Ａ参照）、封止シート配置工程（図３Ｂ参照）、および、封止工程（図３Ｃ参照）を備える。以下、各工程を詳述する。
封止シート作製工程では、図３Ａに示すように、蛍光体セラミックスプレート１に封止層３を積層させる。
封止層３は、蛍光体セラミックスプレート１の上面（一方面）全面に配置されており、上記の封止樹脂組成物からシート状に形成されている。
封止層３を蛍光体セラミックスプレート１の上面に積層させる方法として、例えば、封止層３を蛍光体セラミックスプレート１に直接形成する方法、封止層３を別の剥離シートなどに形成した後、その封止層３を、ラミネータ、熱圧着などによって、その剥離シートから蛍光体セラミックスプレート１に転写する方法などが挙げられる。
なお、封止樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合、封止層３を加熱して、封止樹脂組成物からなる封止層３をＢステージ状態（半硬化状態）にする。
加熱条件としては、温度は、例えば、５０℃以上、好ましくは、８０℃以上であり、また、例えば、１５０℃以下、好ましくは、１４０℃以下である。加熱時間は、例えば、１分間以上、好ましくは、５分間以上であり、また、例えば、１００分間以下、好ましくは、１５分間以下である。なお、封止層３がＢステージ状態とするか否かは、熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜設定することができる。
これによって、蛍光体セラミックスプレート１、および、その上に積層される封止層３を備える波長変換用封止シート４を得る。波長変換用封止シート４は、蛍光体セラミックスプレート１および封止層３からなり、光半導体素子５を含まず、光半導体装置８の部品として単独で商取引の対象となる。
封止シート配置工程では、図３Ｂに示すように、光半導体素子５が実装された基板７と、波長変換用封止シート４とを対向配置する。すなわち、光半導体素子５と封止層３とが向かい合うように、基板７と波長変換用封止シート４とを間隔を隔てて対向配置する。
光半導体素子５は、基板７の電極（図示せず）に対してワイヤボンディング接続されている。ワイヤボンディング接続では、ワイヤ１６（仮想線参照）を介して、光半導体素子５の上面に設けられる端子（図示せず）と、基板７の上面に設けられる電極（図示せず）とが電気的に接続される。
なお、光半導体素子５は、基板７に対してフリップチップ実装（実線参照）されていてもよい。
封止工程では、図３Ｃに示すように、波長変換用封止シート４の封止層３によって、光半導体素子５を埋設する。なお、光半導体素子５が基板７に対してワイヤボンディング接続されている場合には、光半導体素子５およびワイヤ１６を埋設する。
具体的には、封止層３を基板７に対して熱圧着させる。好ましくは、波長変換用封止シート４および基板７を平板プレスする。
熱圧着条件としては、温度が、例えば、８０〜２２０℃であり、圧力が、例えば、０．０１〜１ＭＰａであり、プレス時間が、例えば、１〜１０分間である。
この熱圧着により、光半導体素子５の上面および側面およびワイヤは、封止層３によって被覆される。つまり、光半導体素子５およびワイヤが封止層３に埋設される。
また、光半導体素子５から露出する基板７の上面は、封止層３によって被覆され、波長変換用封止シート４が、光半導体素子５および基板７に接着される。
そして、この熱圧着によって、封止樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合には、それぞれ、封止層３がＣステージ状態（完全硬化状態）となる。
これによって、封止層３によって光半導体素子５が封止された光半導体装置８を得る。
つまり、光半導体装置８は、基板７と、基板７に実装される光半導体素子５と、基板７の上に形成され、光半導体素子５を封止する封止層３と、封止層３の上に配置され、光半導体素子５と対向配置される蛍光体セラミックスプレート１とを備える。
そして、第２実施形態の光半導体装置８も、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
（第２実施形態の第１変形例）
上記した光半導体装置８の第２実施形態の一実施形態では、図３Ｃに示すように、波長変換用封止シート４によって、基板７に実装された光半導体素子５を封止して、光半導体装置８を直接製造しているが、例えば、図４Ｃに示すように、基板７にまだ実装されずに支持シート９に支持された光半導体素子５を封止して、封止光半導体素子１２を作製した後に、光半導体装置８を製造することもできる。
第１変形例において、光半導体装置８の製造方法は、例えば、封止シート作製工程（図４Ａ参照）、封止シート配置工程（図４Ｂ参照）、封止工程（図４Ｃ参照）、剥離工程（図４Ｄ参照）、および、実装工程（図４Ｅ参照）を備える。以下、各工程を詳述する。
封止シート作製工程は、図４Ａに示すように、図３Ａで上記した封止シート作製工程と同様である。
封止シート配置工程では、図４Ｂに示すように、支持シート９および支持シート９に支持される光半導体素子５と、波長変換用封止シート４とを対向配置する。すなわち、光半導体素子５と封止層３とが向かい合うように、支持シート９と波長変換用封止シート４とを間隔を隔てて対向配置する。
支持シート９は、支持板１０と、支持板１０の上面に積層される粘着層１１とを備える。
支持板１０は、面方向に延びる板形状をなし、支持シート９における下部に設けられており、支持シート９と平面視略同一形状に形成されている。支持板１０は、面方向に延伸不能な硬質の材料からなり、具体的には、そのような材料として、例えば、酸化ケイ素（石英など）、サファイア、アルミナなどの酸化物、例えば、ステンレスなどの金属、例えば、シリコンなどが挙げられる。支持板１０の厚みは、例えば、０．１〜２ｍｍである。
粘着層１１は、支持板１０の上面全面に形成されている。粘着層１１を形成する粘着材料としては、例えば、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤などの感圧接着剤が挙げられる。また、粘着層１１を、例えば、活性エネルギー線の照射によって粘着力が低下する活性エネルギー線照射剥離シート（具体的には、特開２００５−２８６００３号公報などに記載される活性エネルギー線照射剥離シート）などから形成することもできる。粘着層１１の厚みは、例えば、０．１〜１ｍｍである。
支持シート９を用意するには、例えば、支持板１０と粘着層１１とを貼り合わせる。なお、まず、支持板１０を用意し、次いで、上記した粘着材料および必要により配合される溶媒から調製されるワニスを支持板１０に塗布し、その後、必要により、溶媒を乾燥する塗布方法などによって、粘着層１１を支持板１０に直接積層することもできる。
支持シート９の厚みは、例えば、０．２〜６ｍｍである。
次に、光半導体素子５を、支持シート９に対して積層する。具体的には、光半導体素子５の下面を、粘着層１１の上面に接触させる。
これによって、光半導体素子５を、支持シート９に配置（載置）する。つまり、支持シート９に、光半導体素子５を支持させる。
封止工程は、図４Ｃに示すように、図３Ｃで上記した封止工程と同様である。
剥離工程では、図４Ｄの矢印で示すように、封止光半導体素子１２を、粘着層１１の上面から剥離する。具体的には、粘着層１１が活性エネルギー線照射剥離シートである場合には、活性エネルギー線を粘着層１１に照射する。
これによって、光半導体素子５と、光半導体素子５を封止する封止層３と、封止層３の上に配置され、光半導体素子５と対向配置される蛍光体セラミックスプレート１とを備える封止光半導体素子１２を得る。封止光半導体素子１２は、光半導体素子５、封止層３および蛍光体セラミックスプレート１からなり、基板７を含まず、光半導体装置８の部品として単独で商取引の対象となる。
封止光半導体素子１２は、蛍光体セラミックスプレート１を備えているため、光半導体素子５から発光される光の透過性および散乱性を向上させることができる。そのため、発光効率の低下を抑制でき、視野角が良好となる。また、光半導体素子５として特にＬＤを用いる場合、封止光半導体素子１２から照射される光のスペックルノイズを低減させることができる。また、封止光半導体素子１２は、生産性が良好であるため、製造コストを低減することができる。さらには、封止光半導体素子１２は、耐熱性および放熱性に優れる。
実装工程では、その後、図４Ｅに示すように、封止光半導体素子１２を、基板７に実装する。具体的には、光半導体素子５の下面に設けられる端子（図示せず）と基板７の電極（図示せず）とを接続して、封止光半導体素子１２を基板７にフリップチップ実装する。
これによって、基板７、光半導体素子５、封止層３および蛍光体セラミックスプレート１を備える光半導体装置８を製造する。
第１変形例の光半導体装置８も、上記と同様の作用効果を奏することができる。
（第２実施形態の第２変形例）
上記した光半導体装置８の第２実施形態の一実施形態では、図３Ｃに示すように、光半導体装置８は、基板７の上には光半導体素子５を囲むように配置されるハウジングを備えていないが、例えば、図５に示すように、光半導体装置８は、ハウジング１３を備えることもできる。
図５の第２変形例の光半導体装置８は、基板７と、基板７に実装される光半導体素子５と、基板７の上に形成されるハウジング１３と、光半導体素子５を封止する封止層３と、封止層３の上に形成される蛍光体セラミックスプレート１とを備えている。
ハウジング１３は、平面視略枠形状をなし、上方に向かって次第に幅狭となる略台形筒状に形成されている。また、ハウジング１３は、光半導体素子５を囲むように、光半導体素子５と間隔を隔てて、配置されている。
封止層３は、ハウジング１３内に充填されている。
蛍光体セラミックスプレート１は、封止層３の上面全面、および、ハウジング１３の上面の内側端部にも配置されている。
第２変形例に示す光半導体装置８も、上記と同様の作用効果を奏することができる。
（第３実施形態）
光半導体装置８の第３実施形態およびその製造方法について、図６Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。第３実施形態において、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
光半導体装置８の第３実施形態の製造方法は、例えば、回路基板作製工程（図６Ａ参照）、回路基板配置工程（図６Ｂ参照）、および、実装工程（図６Ｃ参照）を備える。以下、各工程を詳述する。
回路基板作製工程では、図６Ａに示すように、蛍光体セラミックスプレート１に電極配線４１を積層させる。
電極配線４１は、光半導体素子５の端子４４と電気的に接続するための電極４２と、それに連続する配線４３とを一体的に備える導体パターンとして形成されている。電極配線４１は、例えば、金、銅、銀、ニッケルなどの導体から形成されている。
電極４２は、１つの光半導体素子５（図６Ｂ参照）に対して２つ（１対）設けられ、具体的には、１つの光半導体素子５に形成される２つの端子４４に対応して設けられている。
また、電極配線４１の表面（上面および側面）に、図示しない保護膜を形成することもできる。保護膜は、酸化防止、または、接続性の観点から、例えば、Ｎｉおよび／またはＡｕからなるめっき層として形成されている。
電極配線４１の寸法は、適宜設定されており、具体的には、電極４２の最大長さが、例えば、０．０３ｍｍ以上、好ましくは、０．０５ｍｍ以上であり、また、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは、５ｍｍ以下である。また、隣接する電極４２間の間隔は、例えば、０．０５ｍｍ以上、好ましくは、０．１ｍｍ以上であり、また、例えば、３ｍｍ以下、好ましくは、１ｍｍ以下である。また、配線４３の幅は、例えば、２０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上であり、また、例えば、４００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
電極配線４１の厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、２５μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下である。また、図示しない保護膜の厚みは、例えば、１００ｎｍ以上、好ましくは、３００ｎｍ以上であり、また、例えば、５μｍ以下、好ましくは、１μｍ以下である。
この方法では、図６Ａに示すように、電極配線４１を、蛍光体セラミックスプレート１の上面（一方面）に積層する。
電極配線４１を蛍光体セラミックスプレート１の上面に積層する方法としては、例えば、加熱接合法、印刷−加熱接合法、Ｍｏ−Ｍｎ法、硫化銅法、銅メタライズ法、印刷法、転写法などが挙げられ、好ましくは、加熱接合法、印刷−加熱接合法が挙げられる。
加熱接合法では、例えば、電極配線４１を形成するための導体シートを蛍光体セラミックスプレート１の上面全面に接触させ、続いて、例えば、Ａｒ，Ｎ２などの不活性雰囲気中で、８００〜１２００℃の温度で加熱し、蛍光体セラミックスプレート１と導体シートとからなる接合基板を形成する。その後、導体シートをエッチングなどによって、電極配線４１を形成する。
印刷−加熱接合法では、例えば、導体の粉末に、有機化合物などのバインダーおよび溶媒を混合して調製したペーストを、蛍光体セラミックスプレート１の上面に、上記したパターンに印刷して印刷パターンを形成し、その印刷パターンに沿って、導体シートをディスペンサーによって配置して、不活性雰囲気または真空中で、上記した温度で加熱して接合する。その後、導体シートをエッチングなどによって、導体パターンを形成する。
これによって、光半導体素子５を上に実装するための蛍光体セラミックスプレート１と、その上に積層され、光半導体素子５と電気的に接続するための電極配線４１とを備える回路基板４０を得る。回路基板４０は、蛍光体セラミックスプレート１および電極配線４１からなり、光半導体素子５を含まず、光半導体装置８の部品として単独で商取引の対象となる。
回路基板４０は、蛍光体セラミックスプレート１を備えているため、光半導体素子５から発光される光の透過性および散乱性を向上させることができる。そのため、発光効率の低下を抑制でき、視野角が良好となる。また、光半導体素子５として特にＬＤを用いて光半導体装置８を製造する場合、光半導体装置８から照射される光のスペックルノイズを低減させることができる。また、回路基板４０は、生産性が良好であるため、製造コストを低減することができる。さらには、回路基板４０は、耐熱性および放熱性に優れる。
また、回路基板４０が、蛍光体セラミックスプレート１を備えるので、別途、蛍光体層を基板の下面に設けることなく、下方に発光される光を、蛍光体セラミックスプレート１によって、波長変換することができる。そのため、光半導体装置８の下方の光束を向上させながら、光半導体装置８における部品点数を低減して、光半導体装置８の構成を簡易にすることができる。その結果、光半導体装置８の製造工数を低減して、製造方法を簡易にして、光半導体装置８の生産性を向上させて、製造コストを低減することができる。
回路基板配置工程では、図６Ｂに示すように光半導体素子５と、回路基板４０とを対向配置する。すなわち、光半導体素子５の下面に設けられる端子４４と、回路基板４０の上面に設けられる電極配線４１とが向かい合うように、光半導体素子５と回路基板４０とを間隔を隔てて対向配置する。
実装工程では、その後、図６Ｃに示すように、光半導体素子５を、回路基板４０に対して実装する。具体的には、光半導体素子５の端子４４と、回路基板４０の電極４２とを接続して、光半導体素子５を回路基板４０にフリップチップ実装する。
これによって、端子４４が電極４２と電気的に接続された光半導体装置８を得る。
つまり、光半導体装置８は、回路基板４０と、回路基板４０の上に、電極配線４１に電気的に接続されるように、実装される光半導体素子５とを備える。
その後、必要により、図６Ｃの仮想線で示すように、封止層３を光半導体装置８に設けることもできる。封止層３は、光半導体素子５を被覆するように、回路基板４０の上に配置されている。なお、封止層３は、上記蛍光体および上記透明性樹脂を含有する封止樹脂組成物から形成される蛍光体封止層とすることもできる。
第３実施形態の光半導体装置８も、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
加えて、第３実施形態の光半導体装置８では、回路基板４０が蛍光体セラミックスプレート１を備えるので、別途、蛍光体層を、蛍光体セラミックスプレート１の下側に設けることなく、光半導体素子５から下方に発光される光を、蛍光体セラミックスプレート１によって、波長変換することができる。そのため、下方の光束に優れながら、部品点数を低減して、光半導体装置８の構成を簡易にすることができる。その結果、光半導体装置８の生産性を向上させることができる。
さらに、この光半導体装置８では、封止層３を蛍光封止層とすれば、光半導体素子５を封止して、信頼性を向上させ、かつ、蛍光封止層によって、光半導体素子５から上方および側方に発光される光を波長変換して、それらの光の光束を向上させることができる。従って、光半導体装置８を、上下両面から発光できる両面発光タイプとすることができる。
３．発光装置
次に、蛍光体セラミックスプレート１を備える発光装置の一例としての照明装置２０について、図７〜図８を参照して説明する。
図７に示すように、照明装置２０は、照明ハウジング２２と、透明部材２３と、光源２４と、反射鏡２５と、波長変換放熱部材２６とを備えている。
照明ハウジング２２は、前後方向に延び、後側が閉鎖され、前側が開放される略円筒状に形成されている。照明ハウジング２２は、後述する透明部材２３、光源２４、反射鏡２５および波長変換放熱部材２６を内部に収容する。
透明部材２３は、背面視において略円形状をなし、前後方向厚みが薄い板状に形成されている。透明部材２３の外形形状は、前後方向に投影したときに、照明ハウジング２２の前端における内周縁と一致するように形成されている。
透明部材２３は、照明ハウジング２２の前端に設けられている。具体的には、透明部材２３は、照明ハウジング２２の前端縁が透明部材２３の前面（前側表面）と上下方向に面一となるように、照明ハウジング２２内に収容されている。
光源２４としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）などの半導体光源が挙げられる。光源２４は、透明部材２３の後側に間隔を隔てて、照明ハウジング２２内部の上下方向および幅方向（左右方向）の略中央部に設けられている。光源２４には、照明ハウジング２２の外部から引き回される外部配線２８が接続されている。光源２４は、外部配線２８から受け取る電力によって、前側に向かって単色光などの光を照射する。
反射鏡２５は、背面視略円形状で、側断面視略半円弧状のドーム形状に形成されている。反射鏡２５の外形形状は、前後方向に投影したときに、透明部材２３の外端縁と一致するように形成されている。反射鏡２５は、透明部材２３の他方側（後側）であって、光源２４の一方側（前側）に、光源２４と間隔を隔てて配置されている。また、反射鏡２５は、その前端縁が透明部材２３の後面と接触するように、照明ハウジング２２内に収容されている。
反射鏡２５の中心（上下方向および幅方向の中央）には、光源２４からの光が通過するための貫通孔２７が形成されている。反射鏡２５は、貫通孔２７を前側に向かって通過して波長変換放熱部材２６（後述）で後側に向かって拡散される拡散光を、前側に向かって反射する。
波長変換放熱部材２６は、照明ハウジング２２内の前側に設けられている。具体的には、反射鏡２５と間隔を隔てて前側に対向配置され、透明部材２３の後面（後側表面）と隣接配置されている。波長変換放熱部材２６は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、熱拡散保持部材２９と、波長変換接合部材３０とを備えている。
熱拡散保持部材２９は、上下方向に延びる背面視略矩形状に形成され、透明部材２３に隣接配置されている。具体的には、熱拡散保持部材２９は、熱拡散保持部材２９の前面が透明部材２３の後面と接触するように、配置されている。
熱拡散保持部材２９は、載置部３１と固定部３２とを備えている。
載置部３１は、前後方向に厚みを有する背面視略矩形状に形成されている。載置部３１は、載置部３１の前面が透明部材２３の後面の背面視略中央部と接触するように、配置されている。
固定部３２は、載置部３１の前側下端から下側に延びるように、載置部３１と一体的に形成されている。固定部３２は、上下方向に延びる背面視略矩形状をなし、前後方向の厚みが載置部３１よりも薄い板状に形成されている。固定部３２は、上側前面が透明部材２３の後面と接触し、上下方向途中において透明部材２３と離間するように、後側に屈曲している。固定部３２の一端(下端)は、反射鏡２５を貫通して、照明ハウジング２２の周面（内端縁）に固定されている。
熱拡散保持部材２９は、熱伝導性が良好である材料から形成されており、例えば、アルミニウム、銅などの熱伝導性金属やＡｌＮなどのセラミックス材料から形成されている。
波長変換接合部材３０は、載置部３１の後面に設けられている。
波長変換接合部材３０は、接合層３４と、蛍光体セラミックスプレート１とを備えている。
接合層３４は、背面視略矩形状をなし、板状に形成されている。接合層３４は、載置部３１の後面および蛍光体セラミックスプレート１の前面(一方面）に設けられている。すなわち、接合層３４は、載置部３１と蛍光体セラミックスプレート１との間に配置されている。接合層３４は、前後方向に投影したときに、載置部３１と重複しており、具体的には、背面視において、載置部３１と同一形状に形成されている。
接合層３４は、好ましくは、光反射性および放熱性を備えており、例えば、光反射性放熱性硬化性組成物を硬化することに形成されている。
光反射性放熱性硬化性組成物としては、例えば、セラミックスインク、硬化性樹脂および無機粒子を含有する硬化性樹脂組成物、アルカリ金属ケイ酸塩および無機粒子を含有するケイ酸塩水溶液が挙げられる。
セラミックスインクとしては、市販品を用いることができ、具体的には、株式会社アイン社製のセラミックスインク（ＲＧタイプ、ＡＮタイプ、ＵＶタイプ、ＳＤタイプ）などが挙げられる。
硬化性樹脂組成物に含まれる硬化性樹脂としては、例えば、硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。硬化型シリコーン樹脂としては、市販品（商品名：ＫＥＲ−２５００、信越化学工業社製、商品名：ＬＲ−７６６５、旭化成ワッカー社製）を用いることができる。
無機粒子を構成する無機物としては、例えば、二酸化珪素、二酸化チタンなどの無機酸化物、例えば、銀、アルミニウムなどの金属、例えば、チタン酸複合酸化物（例えば、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム）などの複合酸化物などが挙げられる。
無機粒子の平均粒子径（平均最大長さ）は、例えば、０．１〜５０μｍである。
蛍光体セラミックスプレート１は、背面視略矩形状をなし、板状に形成されている。蛍光体セラミックスプレート１は、接合層３４の後面に設けられている。蛍光体セラミックスプレート１は、前後方向に投影したときに、接合層３４および載置部３１と重複しており、具体的には、背面視において、接合層３４および載置部３１と同一形状に形成されている。
また、蛍光体セラミックスプレート１は、光源２４および貫通孔２７と、同一直線上となるように配置されている。具体的には、光源２４、貫通孔２７および蛍光体セラミックスプレート１は、照明ハウジング２２の軸線と一致する直線上に並ぶように、照明ハウジング２２内に収容されている。
そして、蛍光体セラミックスプレート１を備える照明装置２０では、光源２４から照射される光ｈ０が、貫通孔２７を通過し、蛍光体セラミックスプレート１にて白色光に波長変換されると同時に、全方向に拡散される。この際、蛍光体セラミックスプレート１は、透過性および散乱性に優れるため、白色光は効率よく、かつ広範囲に反射鏡２５側（後側に）反射することができる（図７の光ｈ１〜ｈ４を参照）。すなわち、波長変換放熱部材２６における光量の損失を低下しつつ、高効率でかつ広範囲で反射鏡２５側に反射することができる。そのため、反射鏡２５にて前側（ひいては外部）に放出される発光効率が良好であり、視野角が良好となる。また、照明装置２０から照射される光のスペックルノイズを低減させることができる。
また、照明装置２０は、生産性が良好であるため、製造コストを低減することができる。さらには、照明装置２０は、耐熱性および放熱性に優れる。
この照明装置２０は、例えば、車載灯具、高天井吊下げ灯具、道路灯具、演芸灯具などの遠方照射用途に好適に用いることができる。
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はそれらに限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
実施例１
酸化イットリウム粒子（純度９９．９９質量％、ｌｏｔ：Ｎ−ＹＴ４ＣＰ、日本イットリウム社製）１１．３４ｇ、酸化アルミニウム粒子（純度９９．９９質量％、品番「ＡＫＰ−３０」、住友化学社製）８．５７７ｇ、および、酸化セリウム粒子（純度９９．９９質量％）０．０８７ｇからなる蛍光体材料の原料粉末を調製した。
調製した蛍光体材料の原料粉末２０ｇと、水溶性バインダー樹脂（「ＷＢ４１０１」、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉｎｏｖａｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ社製）とを、固形分の体積比率が６０：４０となるように混合し、さらに蒸留水を加えてアルミナ製容器に入れ、直径３ｍｍのジルコニアボールを加えて２４時間、ボールミルにより湿式混合することで、蛍光体の原料粒子のスラリーを調製した。
次いで、調製したスラリーに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を、蛍光体材料粉末と有機粒子との合計含有量に対して、３．０体積％となるように添加して、さらに湿式混合して、蛍光体組成物スラリーを得た。
次いで、得られた蛍光体組成物スラリーを、ＰＥＴフィルム上にドクターブレード法によりテープキャスティングして７０℃、５分にて乾燥し、厚み９０μｍのグリーンシートを得た。その後、グリーンシートをＰＥＴフィルムから剥離した。
次いで、グリーンシートを２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズに切り出した。切り出したグリーンシートを２枚作製し、この２枚のグリーンシートを２軸ホットプレスを用いて熱ラミネートすることにより、グリーンシート積層体を作製した。
次いで、作製したグリーンシート積層体を、電気マッフル炉にて、大気中、１℃／分の昇温速度で１２００℃まで加熱し、バインダー樹脂などの有機成分を分解除去する脱バインダー処理を実施した。その後、高温環境炉にグリーンシート積層体を移し、還元雰囲気下で、５℃／分の昇温速度で１７５０℃まで加熱し、その温度で５時間焼成することにより、厚み（Ｔ）１２０μｍの、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅからなる蛍光体セラミックスプレートを製造した。
実施例２
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径４．０μｍ）を３．０体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
実施例３
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径５．０μｍ）を３．０体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
実施例４
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径６．５μｍ）を６．５体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
実施例５
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径１２．５μｍ）を１２．０体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
実施例６
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径１８．０μｍ）を９．０体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
実施例７
蛍光体組成物スラリーの塗布量を調製し、グリーンシートの厚みを厚く調整した以外は、実施例１と同様にして、厚み（Ｔ）１５０μｍの蛍光体セラミックスプレートを製造した。
実施例８
酸化イットリウム粒子（純度９９．９９質量％、ｌｏｔ：Ｎ−ＹＴ４ＣＰ、日本イットリウム社製）を酸化イットリウム粒子（純度９９．８質量％、Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ＆ Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）に変更以外は、実施例２と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
比較例１
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径２．５μｍ）を４．０体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
比較例２
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径４．０μｍ）を１．５体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
比較例３
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径４．０μｍ）を１５．０体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
比較例４
有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径３．５μｍ）を３．０体積％添加する代わりに、有機粒子（ポリメタクリル酸メチル、平均粒子径２５．０μｍ）を１０．０体積％添加した以外は、実施例１と同様にして、蛍光体セラミックスプレートを製造した。
（孔径の体積の算出）
各実施例および各比較例の蛍光体セラミックスプレートを面方向（厚み方向と直交方向、水平方向）に切断し、その切断表面（面方向）を、レーザー顕微鏡（装置名：レーザーテック、ＶＬ２０００Ｄ、対物レンズ２０倍、倍率１８００倍）を用いて、孔径を観察した。その後、さらに０．５μｍ間隔で面方向に切断していき、合計１５面（厚み方向７．５μｍ）の切断表面を観察した。このとき、切断表面に観察される各空孔のうち同一空孔においては、１５面の切断表面のうちの最大長さを各空孔の孔径（面方向）とした（図９参照。）。
各空孔を、孔径が３．０μｍ未満の空孔（小空孔）と、３．０μｍ以上１２．０μｍ以下の空孔（中空孔）と、１２．０μｍ超過の空孔（大空孔）とに区分けし、それぞれを真球換算にて空孔体積を計算し、区分けした空孔の総体積を算出した。算出した総体積を、蛍光体セラミックスプレートの体積（空孔を測定した部分、空孔も含む）で除することにより、孔径の体積割合（面方向）を求めた。
また、蛍光体セラミックスプレートの厚み方向に切断し、その切断表面（厚み方向）についても、上記と同様に１５面分を観察し、上記と同様の方法にて、孔径の体積割合（厚み方向）を求めた。
孔径の体積割合（面方向）および孔径の体積割合（厚み方向）の平均を、本発明の蛍光体セラミックスプレートの孔径の体積割合とした。結果を表１に示す。
（平均孔径の算出）
上記で算出した各空孔の孔径から、各空孔の孔径の平均（各空孔の孔径の合計／空孔の数）を求めた。なお、孔径（面方向）の平均と孔径（厚み方向）の平均との平均を、平均孔径とした。結果を表１に示す。
（透過率）
各実施例および各比較例の蛍光体セラミックスプレートについて、分光光度計（紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−６７０、日本分光社製）を用いて任意の３点で全光線透過率（波長８００ｎｍ）を測定し、３点の平均値を透過率とした。結果を表１に示す。
（散乱性）
各実施例および各比較例の蛍光体セラミックスプレートの散乱性を下記の光半導体装置の配光性にて評価した。
キャビティ付き多層セラミック基板（住友金属エレクトロデバイス社製、品番「２０７８０６」、ハウジング高さ０．６ｍｍｔ、ハウジング材質アルミナ反射率７５％）のキャビティ内に青色発光ダイオードチップ（Ｃｒｅｅ社製、品番「Ｃ４５０ＥＺ１０００−０１２３」）をＡｕ−Ｓｎハンダでダイアタッチし、Ａｕ線にてワイヤボンディングした光半導体装置を作製した。
その光半導体装置のハウジングの上に各蛍光体セラミックプレートを配置し、垂直方向と４５度の角度でのパッケージの角度依存性を評価した。ＣＩＥ色度ｘの差が、垂直方向基準で、±０．０２以内である場合を○、±０．０４以内である場合を△、それ以外である場合を×と評価した。結果を表１に示す。
（不純物の測定）
各実施例および各比較例の蛍光体セラミックスプレートのＮａ元素、Ｍｇ元素およびＦｅ元素の不純物をＩＣＰ−ＭＳ分析により測定した。結果を表１に示す。
（量子効率の測定）
各実施例および比較例の蛍光体セラミックプレートの量子効率を、量子効率測定システム（大塚電子社製、「ＱＥ２１００」）にて測定した。結果を表１に示す。
（スペックルコントラスト比の測定）
光源２４として、青色ＬＤ光源（ネオアーク社製、「ＴＣＳＱ０４４５-１６００」）を用い、蛍光体セラミックスプレート１として、各実施例および各比較例の蛍光体セラミックスプレートを用いて、図７に示すＬＤ励起の照明装置を作製した。
照明装置から照射される照射光（ｈ１〜ｈ４の各地点の光の平均値）のスペックルコントラスト比を、スペックルコントラスト測定装置（ＯＸＩＤＥ社製、「Ｄｒ．ＳＰＥＣＫＬＥ」）を用いて、測定した。結果を表１に示す。なお、蛍光体セラミックプレートを用いなかった場合の照射光（ＬＤ光のみ）のスペックルコントラスト比は、０．４５であった。
Figure 0005989268
１ 蛍光体セラミックスプレート
２ 接着層
３ 封止層
５ 半導体素子
７ 基板
２０ 照明装置
２４ 光源
２５ 反射鏡
２７ 貫通孔
４０ 回路基板
４１ 電極配線

Claims (9)

  1. 孔径が３．０μｍ以上１２．０μｍ以下である空孔を有する蛍光体セラミックスであって、
    前記蛍光体セラミックスに占める前記空孔の体積割合が、１．５体積％以上９．５体積％以下であることを特徴とする、蛍光体セラミックス。
  2. 前記蛍光体セラミックスが板状を有し、
    下記式：
    Ｖ ≦ １．３０×（−ｌｏｇ Ｔ）
    （Ｖは、孔径が３．０μｍ未満である空孔の体積割合（％）を示し、
    Ｔは、前記蛍光体セラミックスの厚さ（ｍｍ）を示す。）
    を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体セラミックス。
  3. 下記（１）〜（３）の少なくとも１つの要件を満たすことを特徴とする、請求項１または２に記載の蛍光体セラミックス。
    （１）ナトリウム元素が、６７ｐｐｍ以下である。
    （２）マグネシウム元素が、２３ｐｐｍ以下である。
    （３）鉄元素が、２１ｐｐｍ以下である。
  4. 前記蛍光体セラミックスの平均孔径が、３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックス。
  5. 基板と、
    前記基板に実装される光半導体素子と、
    接着層と、
    前記接着層の前記光半導体素子とは反対側の面に配置され、前記光半導体素子と対向配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスと
    を備えることを特徴とする、光半導体装置。
  6. 基板と、
    前記基板に実装される光半導体素子と、
    前記光半導体素子を封止する封止層と、
    前記封止層の前記光半導体素子とは反対側の面に配置され、前記光半導体素子と対向配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスと
    を備えることを特徴とする、光半導体装置。
  7. 光半導体素子と、
    前記光半導体素子を封止する封止層と、
    前記封止層の前記光半導体素子とは反対側の面に配置され、前記光半導体素子と対向配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスと
    を備えることを特徴とする、封止光半導体素子。
  8. 光半導体素子を厚み方向一方側に実装するための請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスと、
    前記蛍光体セラミックスの厚み方向一方面に積層され、前記光半導体素子と電気的に接続するための電極配線と
    を備えることを特徴とする、回路基板。
  9. 光を一方側に照射する光源と、
    前記光源と間隔を隔てて一方側に対向配置され、前記光が通過するための貫通孔が形成される反射鏡と、
    前記光が照射されるように、前記反射鏡と間隔を隔てて一方側に対向配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体セラミックスと
    を備えることを特徴とする、発光装置。
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