JP2014241431A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性を向上させることにより、高出力化、高輝度化を図ることができる発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板１１の上に、ＬＥＤよりなる複数の発光素子１２が搭載されており、発光素子１２の上には、発光素子１２との間に空間１５を挟んで波長変換部材１６が配置されている。波長変換部材１６は、粒子状の蛍光体材料と、バインダとを含み、バインダは、加水分解あるいは酸化により酸化物となる酸化物前駆体、ケイ酸化合物、シリカ、及び、アモルファスシリカからなる群のうちの少なくとも１種を含むバインダ原料を、常温で反応させるか、又は、５００℃以下の温度で熱処理することにより得られたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光体材料を用いた発光装置の製造方法に関する。

蛍光体を用いた発光装置としては、例えば、ＬＥＤまたはＬＤに接触するように、蛍光体をエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂に分散させて配置したものが知られている（例えば、特許文献１から特許文献３参照）。しかし、この発光装置では、ＬＥＤまたはＬＤの高出力化やＬＥＤまたはＬＤの発熱に伴い、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂が劣化したり、変形、剥離したりして、高出力化を図ることが難しいという問題があった。

その解決策として、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂に代えて、例えば、ガラスにより蛍光体を封止した発光装置が開発されている（例えば、特許文献４から特許文献６参照）。この発光装置によれば、分散媒に無機材料を用いることにより構造的な耐熱性を向上させることができる。しかし、一般的な低融点ガラスは、実質５００℃以上で加熱しなければ蛍光体を分散させることができる程度に軟化させることは難しい（特許文献５実施例参照）。例えば、鉛などの重金属を加えることで低融点化することはできるものの、それらの元素が許容される用途は環境や人体への影響の観点から現在では極めて少ない。そのため、蛍光体によっては、熱の影響により性能が劣化してしまう場合があるという問題があった。

また、分散媒に樹脂を用いる場合には、ＬＥＤまたはＬＤに接触するように配置しても、樹脂特有の柔軟性から形状への追従性も良く、どの材質に対しても密着性が高いのに対して、無機材料は硬く、他材質との親和性にも乏しいため、熱膨張差などによる応力を蓄積しやすく密着性が得られにくい。従って、蛍光体を無機材料に分散させてＬＥＤ素子、ＬＤ素子または基板に直接塗布し定着させることは非常に難しいという問題があった。しかも、無機材料を用いる場合には、製造過程において高温での熱処理が必要となるためＬＥＤ素子またはＬＤ素子と無機材料（特にガラス）を接着させることは製造上も現実的ではない。

そこで、蛍光体を樹脂に分散し、発光と共に熱を発するＬＥＤまたはＬＤと、ＬＥＤまたはＬＤの光を受けて波長変換を行う蛍光体とを距離を離して配置する方式の発光装置が開示されている（例えば、特許文献７参照）。この方式であれば、ＬＥＤ素子またはＬＤ素子と蛍光体との距離を大きくとることにより、熱の影響を小さくすることができ、熱設計上の制約は少なくなる。

特許第３３６４２２９号公報 特許第３８２４９１７号公報 特開２０１１−２０４７１８号公報 特開２００９−９１５４６号公報 特開２００８−１４３９７８号公報 特開２００８−１１５２２３号公報 特許第４５６２８２８号公報

しかしながら、ＬＥＤ素子またはＬＤ素子と蛍光体との距離を大きく離すとその分だけ空間が必要となる。そのため、ＬＥＤモジュールまたはＬＤモジュールが大型化し用途が限られてしまうという問題があった。ＬＥＤモジュールまたはＬＤモジュールを小型化するためには蛍光体をできるだけＬＥＤ素子またはＬＤ素子に近づける必要があるが、近づけると単位体積・単位面積当たりのエネルギー密度が高くなり熱の影響が排除できなくなる。すなわち、熱の影響を小さくし、かつ、ＬＥＤモジュールまたはＬＤモジュールを小型化することは難しかった。

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、耐熱性を向上させることができ、かつ、小型化することができる発光装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の発光装置の製造方法は、発光素子と、この発光素子との間に空間を挟んで配置された波長変換部材とを備え、波長変換部材は、粒子状の蛍光体材料と、バインダとを含む発光装置を製造するものであって、波長変換部材は、形成基材の一面に、蛍光体材料とバインダ原料とを含む原料混合物を印刷法により塗布し、バインダ原料を常温で反応させるか、又は、５００℃以下の温度で熱処理することにより形成し、バインダ原料は、加水分解あるいは酸化により酸化物となる酸化物前駆体、ケイ酸化合物、シリカ、及び、アモルファスシリカからなる群のうちの少なくとも１種を含むものである。

本発明の発光装置の製造方法によれば、発光素子と波長変換部材とを間に空間を挟んで配置し、かつ、波長変換部材のバインダに主として無機材料を用いるようにしたので、発光素子から発生する熱に対する耐熱性を向上させることができ、高出力化及び高輝度化を図ることができると共に、小型化することができる。また、波長変換部材は、形成基材の一面に、蛍光体材料とバインダ原料とを含む原料混合物を印刷法により塗布し、バインダ原料を常温で反応させるか、又は、５００℃以下の温度で熱処理することにより形成するようにしたので、低温でも形成することができ、高温で特性劣化する蛍光体材料の特性劣化を抑制することができる。

また、発光素子と前記波長変換部材との間の距離を１ｍｍ以上とするようにすれば、発光素子から発生する熱の影響を効果的に小さくすることができる。

本発明の一実施の形態に係る発光装置の構成を表す図である。 ８５℃、８５％ＲＨの高温高湿度環境下の曝露試験における輝度の経時変化を表す特性図である。 乾燥高温環境下の曝露試験における曝露温度と２４時間後の発光輝度との関係を表す特性図である。 １５０℃の乾燥高温環境下の曝露試験における輝度の経時変化を表す特性図である。 ２００℃の乾燥高温環境下の曝露試験における輝度の経時変化を表す特性図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る発光装置１０の構成を表わすものである。この発光装置１０は、例えば、基板１１の上に、ＬＥＤよりなる複数の発光素子１２が搭載されている。発光素子１２には、例えば、励起光として紫外光、青色光、又は緑色光を発するものが用いられ、中でも、青色光を発するものが好ましい。容易に白色を得ることができると共に、紫外光は周囲の部材を劣化させる等の影響があるのに対して、青色光はそのような影響が小さいからである。発光素子１２は、例えば、基板１１の上に形成された図示しない配線とワイヤ１３により電気的に接続されている。発光素子１２の周りには、例えば、全体を囲むように、リフレクタ枠１４が形成されている。

発光素子１２の上には、例えば、発光素子１２との間に空間１５を挟んで波長変換部材１６が配置されている。波長変換部材１６は、例えば、形成基材１７の一面に形成されており、形成基材１７は、例えば、波長変換部材１６が発光素子１２の側となるように発光素子１２の上に配設されている。発光素子１２と波長変換部材１６との間の距離は、例えば、１ｍｍ以上であることが好ましく、更に２ｍｍ以上であることが好ましい。発光素子１２から発せられる熱の影響を効果的に小さくすることができるからである。また、発光素子１２と波長変換部材１６との間の距離は、例えば、５０ｍｍ未満であることが好ましい。発光素子１２から発せられる熱の影響は十分に小さくなり、逆に、装置が大型化してしまうからである。

波長変換部材１６は、例えば、粒子状の蛍光体材料と、この蛍光体材料を接着するバインダとを含んでおり、必要に応じて、フィラーを含んでいてもよい。

蛍光体材料は、例えば、蛍光体粒子を含んでおり、蛍光体粒子の表面に被覆層が形成されていてもよい。蛍光体粒子としては、例えば、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＢａＡｌ_２Ｓ_４：ＥｕあるいはＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕなどの青色系蛍光体、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｍ１)_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、（Ｍ１）（Ｍ２）_２Ｓ：Ｅｕ、(Ｍ３)_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、（Ｍ１)Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ：Ｅｕあるいは（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ，Ｍｎなどの黄色または緑色蛍光体、(Ｍ１)_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ、(Ｍ１)Ｓ：Ｅｕあるいは（Ｍ１）（Ｍ２）_２Ｓ：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ，Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、（Ｍ１）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｍ１）ＡｌＳｉＮ_３：ＥｕあるいはＹＰＶＯ_４：Ｅｕなどの黄色、橙色または赤色系蛍光体が挙げられる。なお、上記化学式において、Ｍ１は、Ｂａ，Ｃａ，ＳｒおよびＭｇからなる群のうちの少なくとも１つが含まれ、Ｍ２は、ＧａおよびＡｌのうちの少なくとも１つが含まれ、Ｍ３は、Ｙ、Ｇｄ、ＬｕおよびＴｅからなる群のうち少なくとも１つが含まれる。

中でも、蛍光体粒子は、(Ｍ３)_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、（Ｍ１)Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ：Ｅｕ、（Ｍ１）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｍ１）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、（Ｍ１)_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、(Ｍ１)_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ、(Ｍ１)Ｓ：Ｅｕあるいは（Ｍ１）（Ｍ２）_２Ｓ：Ｅｕにより構成されることが好ましい。Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は上述した通りである。蛍光体粒子は、発光素子１２の種類等に応じて選択される。蛍光体材料には、１種または２種以上の蛍光体粒子が用いられ、複数種を用いる場合には、混合して用いてもよく、また、複数層に分けて積層するようにしてもよく、各蛍光体を並べて配置してもよい。蛍光体粒子の粒子径は、前方への散乱が多くなることから平均粒子径が５μｍから２０μｍ程度であることが好ましい。平均粒子径が５μｍよりも小さいと全方向に散乱し易くなり、平均粒子径が２０μｍを超えると波長変換部材１６を後述するように塗布により形成することが難しくなるからである。

蛍光体粒子の被覆層は、例えば、希土類酸化物，酸化ジルコニウム，酸化チタン，酸化亜鉛，酸化アルミニウム，イットリウム・アルミニウム・ガーネットなどのイットリウムとアルミニウムの複合酸化物，酸化マグネシウム，およびＭｇＡｌ_２Ｏ_４などのアルミニウムとマグネシウムの複合酸化物からなる群のうちの少なくとも１種の金属酸化物を主成分として含んでいることが好ましい。耐水性および耐紫外光などの特性を向上させることができるからである。中でも、希土類酸化物が好ましく、イットリウム，ガドリニウム，セリウムおよびランタンからなる群のうちの少なくとも１種の元素を含む希土類酸化物がより好ましく、特にＹ_２Ｏ_３が望ましい。より高い効果を得ることができ、また、コストを抑制することができるからである。

バインダは、加水分解あるいは酸化により酸化物となる酸化物前駆体、ケイ酸化合物、シリカ、及び、アモルファスシリカからなる群のうちの少なくとも１種を含むバインダ原料を、常温で反応させるか、又は、５００℃以下の温度で熱処理することにより得られたものである。酸化物前駆体としては、例えば、ペルヒドロポリシラザン、エチルシリケート、メチルシリケート、リン酸アルミニウム、アルミニウムアセチルアセト、イットリウムアセチルアセト、アルミニウムアルコート、クエン酸イットリウムを主成分としたものが好ましく挙げられる。これらの酸化物前駆体は、常温あるいは熱処理における加水分解あるいは酸化により容易に酸化物となり、バインダとして機能させることができるからである。なお、バインダとしては、酸化物前駆体が反応して完全に酸化物となっている必要はなく、未反応部分や不完全反応部分を含んでいてもよい。

中でも、バインダとしては、加水分解あるいは酸化により酸化ケイ素となる酸化ケイ素前駆体、ケイ酸化合物、シリカ、及び、アモルファスシリカからなる群のうちの少なくとも１種を含むバインダ原料を、常温で反応させるか、又は、５００℃以下の温度で熱処理することにより得られたものが好ましい。発行素子１２からの光の透過率を高くすることができるからである。酸化ケイ素前駆体としては、例えば、ペルヒドロポリシラザン、エチルシリケート、メチルシリケートを主成分としたものが好ましく挙げられる。

また、ケイ酸化合物としては、例えば、ケイ酸ナトリウムが好ましく挙げられる。ケイ酸化合物は、脱水状態のものを用いても、水和物を用いてもよい。シリカ又はアモルファスシリカとしては、例えば、ナノサイズの超微粒子粉末を用い、例えば、一次粒子径としての平均粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の超微粒子粉末を用いることが好ましく、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の超微粒子粉末を用いればより好ましい。これらケイ酸化合物、シリカ、又は、アモルファスシリカは、溶媒に溶解又は分散させて熱処理、乾燥させることにより固形化し、バインダとして機能させることができる。

バインダ原料の熱処理温度は、形成基材１７及び蛍光体材料への熱的影響を小さくするために５００℃以下とすることが好ましく、熱的影響をより小さくする必要がある場合には３００℃以下とすればより好ましく、２００℃以下とすれば更に好ましい。また、バインダ原料を常温で反応させるようにすれば、熱的影響がないのでより好ましい。用いる形成基材１７及び蛍光体材料の耐熱特性に応じて、バインダ原料の種類を選択し、それによりバインダ原料を常温で反応させるのか、又は、何度で熱処理するのかを調節することが好ましい。また、熱処理の際の雰囲気は、蛍光体材料が熱により酸化して劣化しやすい場合には、窒素雰囲気などの非酸化雰囲気とすることが好ましい。このように、本実施の形態では、高温で特性劣化する蛍光体材料に対しても、低温でバインダの熱処理を行うことができ、更に、熱処理後は、蛍光体材料が酸化物により覆われることにより、蛍光体材料を高温状態に曝露しても特性劣化を抑制することができるようになっている。

フィラーは、例えば、透光性を有する無機材料よりなるものが好ましく、酸化ケイ素粒子、酸化アルミニウム粒子、または、酸化ジルコニウム粒子などが挙げられる。より好ましくは酸化ケイ素粒子が好ましく、その形態は、結晶でもガラスでもよい。また、フィラーは、バインダと同質材料により構成すればより好ましい。バインダと屈折率が同じくなり、散乱を低減することができるからである。フィラーの平均粒子径は、蛍光体粒子の平均粒子径と同程度の１０μｍから２０μｍ程度が好ましい。前方への散乱が多く、蛍光体粒子間距離を制御しやすいからである。

波長変換部材１６の膜厚は、例えば、３０μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上５００μｍ以下であればより好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下であれば更に好ましい。３０μｍよりも薄い場合には、蛍光体材料の量が少なくなり、発光輝度が低下するからである。また、１ｍｍよりも厚い場合には、光の散乱・吸収が増え、外部に光が取り出しにくくなってしまうからである。

形成基材１７は、例えば、ガラスなどの透光性を有するものにより構成されている。ガラスの特性としては、例えば、４００ｎｍから８００ｎｍの波長域において光透過率が９０％以上有していることが好ましい。なお、形成基材１７は、どのような形でもよく、円形板状でも、四角板状でもよい。また、図１では平面状の場合を示したが、凹面状、凸面状、又は、電球形状でもよい。

波長変換部材１６は、例えば、形成基材１７の一面に、蛍光体材料と、バインダ原料とを含む原料混合物を塗布し、バインダ原料を常温で反応させるか、又は、５００℃以下の温度で熱処理することにより形成される。具体的には、まず、例えば、１種又は２種以上の蛍光体材料と、バインダ原料と、必要に応じて希釈溶媒と、必要に応じてフィラーとを混合してペースト状の原料混合物とし、形成基材１７の一面に、例えば、スクリーン印刷等の印刷法、ディスペンサ法、又は、スプレー法により塗布する。特に、印刷法であれば、対応できるスラリー粘度範囲が広いので好ましい。また、塗布は、必要な膜厚となるまで繰り返し行ってもよい。次いで、例えば、塗布した原料混合物を乾燥させて希釈溶媒を除去する。その際、必要に応じて５００℃以下、より好ましくは３００℃以下、更には２００℃以下の範囲で加熱してもよい。これにより、バインダ原料が常温あるいは熱処理により反応し、又は、熱処理により固形化する。

このように本実施の形態によれば、発光素子１２と波長変換部材１６とを間に空間１５を挟んで配置し、かつ、波長変換部材１６のバインダに主として無機材料を用いるようにしたので、発光素子から発生する熱に対する耐熱性を向上させることができ、高出力化及び高輝度化を図ることができると共に、小型化することができる。また、波長変換部材１６のバインダは、常温で反応又は５００℃以下の温度で熱処理することにより得られるので、低温でも形成することができ、高温で特性劣化する蛍光体材料の特性劣化を抑制することができる。

更に、波長変換部材１６は、形成基材１７の一面に、蛍光体材料とバインダ原料とを含む原料混合物を塗布し、バインダ原料を常温で反応させるか、又は、５００℃以下の温度で熱処理するようにすれば、容易に低温で形成基材に接着させて形成することができる。

（実施例１〜４の発光装置の作製）
まず、蛍光体材料と、バインダ原料と、フィラーと、希釈溶媒とを混合し、原料混合物を作製した。蛍光体材料としては、平均粒子径が１５μｍ程度のＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅよりなる蛍光体粒子とＣａＳｒＳ：Ｅｕよりなる蛍光体粒子とを用いた。バインダ原料としては、実施例１ではエチルシリケート、実施例２ではペルヒドロポリシラザン、実施例３ではケイ酸ナトリウムの水和物、又は、実施例４ではシリカあるいはアモルファスシリカの超微粒子粉末を溶剤で懸濁化したものをそれぞれ用いた。フィラーとしては、平均粒子径が１５μｍ程度の二酸化ケイ素粒子を用いた。希釈溶媒としては、テルピネオールを用いた。次いで、透明なガラス板よりなる形成基材１７の一面に、作製した原料混合物を印刷し、必要な厚みとなるように塗布した。そののち、１５０℃で乾燥させることにより、希釈溶媒を除去した。これにより得られた各波長変換部材１６を用い、図１に示したような発光装置１０をそれぞれ作製した。発光素子１２には、青色ＬＥＤを用いた。

（比較例１の発光装置の作製）
比較例１として、酸化ケイ素前駆体に変えてシリコーン樹脂を用い、蛍光体材料とシリコーン樹脂と混合して形成基材の一面に印刷により塗布し、乾燥させて波長変換部材を形成したことを除き、実施例１〜４と同様にして発光素子を作製した。

（評価方法１）
実施例１〜４及び比較例１で作製した波長変換部材１６について、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿度環境下における曝露試験を行い、輝度の経時変化を調べた。得られた結果のうち実施例１及び比較例１の結果を図２に示す。図２において縦軸は、それぞれの初期輝度を１００とした場合の相対的な輝度値である。輝度の定義は、青色ＬＥＤで励起され、波長変換部材１６により波長変換された後の光のスペクトルのピーク高さの値とする。なお、図２には、実施例１の結果を代表して示したが、実施例２〜４についても同様の結果が得られた。

（評価結果１）
実施例１〜４については２０００時間後も９５％以上の輝度を維持していたのに対し、比較例１については２０時間を過ぎたところから徐々に輝度維持率が低下し、２０００時間後には８３％まで輝度維持率が低下した。

（評価方法２）
実施例１〜４及び比較例１の波長変換部材１６を大気オーブンで加熱し、１００℃から５００℃までの乾燥高温環境曝露試験を行い、輝度の経時変化を調べた。また、２００℃を超える高温領域では波長変換部材１６が破壊するなどの可能性があるため、目視での外観確認も同時に行った。各温度の曝露時間は２４時間とし、実用温度域の上限に近い１５０℃、２００℃のみ２０００時間までの長期曝露を実施した。得られた結果のうち実施例１及び比較例１の結果を図３から図５に示す。図３は、２４時間曝露後における曝露温度と発光輝度との関係を示すものであり、図４は、１５０℃における乾燥高温環境曝露試験の結果であり、図５は、２００℃における乾燥高温環境曝露試験の結果である。図３から図５において縦軸は、それぞれの初期輝度を１００とした場合の相対的な輝度値である。なお、図３から図５には、実施例１の結果を代表して示したが、実施例２〜４についても同様の結果が得られた。

（評価結果２）
図３に示したように、各温度における２４時間曝露試験では、比較例１は、温度が高くなるにつれ輝度維持率が低下し、３００℃以上では熱による化学変化により波長変換部材が粉々に剥離した。これに対して、実施例１〜４では、外観上の変化は無く、輝度維持率の低下も見られなかった。

図４及び図５に示したように、１５０℃及び２００℃における１０００時間までの長期曝露試験では、実施例１〜４は１５０℃、２００℃共に変化が見られなかったのに対し、比較例１は、１５０℃では５０時間後から徐々に輝度維持率の低下が見られ、２０００時間後には８７％まで輝度維持率が低下し、２００℃では１０時間後で輝度維持率の低下傾向が見られ１０００時間後には６７％まで輝度維持率が低下し、１２００時間後の時点で外観確認を行ったところ熱による化学変化により波長変換部材が粉々に剥離した。

（実施例５〜４０，比較例２〜７）
まず、蛍光体材料と、バインダ原料と、場合により希釈溶媒と、場合によりフィラーとを混合し、原料混合物を作製した。各実施例及び各比較例における蛍光体材料の蛍光体粒子の材質・蛍光体粒子の平均粒子径（粒径）・添加量・被覆層の材質、フィラーの材質・平均粒子径（粒径）・添加量、バインダー原料の材質・添加量を表１〜４に示す。なお、蛍光体材料としては、蛍光体材料Ａと蛍光体材料Ｂの両方、又は、どちらか一方を用いた。蛍光体材料Ａは蛍光体粒子に被覆層を形成しておらず、蛍光体材料Ｂは蛍光体粒子に場合により被覆層を形成した。希釈溶媒としてはα-テルピネオールを用いた。

次に、ガラス板よりなる形成基材１７の一面に、作製した原料混合物を塗布し、熱処理又は室温でバインダー原料を反応させて、所定の厚さの波長変換部材１６を得た。各実施例及び各比較例における原料混合物の塗布法、熱処理温度、及び、波長変換部材１６の厚みを表２，４に示す。波長変換部材１６の厚みは、熱処理又は室温で反応させた後の厚みである。

これにより得られた各波長変換部材１６について、初期特性として初期の発光輝度を調べた。また、高温高湿試験として、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿度環境下における曝露試験を行い、２０００時間経過後の発光輝度の低下率を調べた。更に、乾燥高温試験として、１５０℃又は２００℃の乾燥高温環境下における暴露試験を行い、２０００時間経過後の発光輝度の低下率を調べた。各波長変換部材１６の発光輝度は、図１に示したような発光装置１０に各波長変換材１６を設置して、３００Ｗの青色ＬＥＤ素子より励起光を当て、その時の発光輝度をパワーメータにより測定した。波長変換部材１６と発光素子１２の距離は１０ｍｍとした。

得られた結果を表５，６に示す。表５，６において、初期特性の発光輝度は実施例１４の発光輝度を１００とした場合の相対発光輝度である。また、高温高湿試験及び乾燥高温試験における発光輝度の低下率は、各実施例及び各比較例における初期特性の発光輝度からの低下率である。

表５，６に示したように、本実施例によれば、初期特性としての相対発光輝度は８０％以上であったが、５５０℃以上で熱処理した比較例３〜７では、７０％以下と低かった。また、シリコーン樹脂を用いた比較例２では、高温高湿試験における発光輝度低下率が１５％、１５０℃の高温乾燥試験における発光輝度低下率が１２％、２００℃の乾燥高温試験では１２００時間後には波長変換部材が剥離し、１０００時間後における発光輝度低下率が３３％であった。これに対して、本実施例によれば、高温高湿試験、１５０℃の高温乾燥試験、及び、２００℃の乾燥高温試験のいずれにおいても、発光輝度低下率は３％以下と大幅に改善することができた。

更に、実施例５と比較例２の波長変換部材１６について、更に、波長変換部材１６と発光素子１２の距離を１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、又は、１０ｍｍと変化させて、図１に示したような発光装置１０を作製し、５０００時間連続発光させた後、初期特性の発光輝度からの相対発光輝度低下率を調べた。得られた結果を表７に示す。

表７に示したように、実施例５によれば、波長変換部材１６と発光素子１２との距離を１ｍｍとしても相対発光輝度低下率は２％であったのに対して、比較例２では、１０ｍｍまで離さないと相対発光輝度低下率を２％以下とすることはできなかった。

（まとめ）
以上の結果から、本実施例によれば、耐熱性を大幅に向上させることができることが分かった。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、発光装置１０の構造について具体的に説明したが、他の構造を有するように構成してもよい。また、上記実施の形態では、波長変換部材１６を形成基材１７の一面に塗布して形成する場合について説明したが、他の方法により形成してもよい。例えば、原料混合物を目的とする形状の型に入れて酸化させることにより波長変換部材１６を形成し、型から取り出して配設するようにしてもよい。

ＬＥＤまたはＬＤなどの発光装置に用いることができる。

１０…発光装置、１１…基盤、１２…蛍光素子、１３…ワイヤ、１４…リフレクタ枠、１５…空間、１６…波長変換部材、１７…形成基材

Claims (10)

1. 発光素子と、この発光素子との間に空間を挟んで配置された波長変換部材とを備え、前記波長変換部材は、粒子状の蛍光体材料と、バインダとを含む発光装置の製造方法であって、
   前記波長変換部材は、形成基材の一面に、前記蛍光体材料とバインダ原料とを含む原料混合物を印刷法により塗布し、前記バインダ原料を常温で反応させるか、又は、５００℃以下の温度で熱処理することにより形成し、
   前記バインダ原料は、加水分解あるいは酸化により酸化物となる酸化物前駆体、ケイ酸化合物、シリカ、及び、アモルファスシリカからなる群のうちの少なくとも１種を含む
   ことを特徴とする発光装置の製造方法。
2. 前記発光素子と前記波長変換部材との間の距離は、１ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
3. 前記発光素子と前記波長変換部材との間の距離は、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法。
4. 前記蛍光体材料は蛍光体粒子を含み、この蛍光体粒子の平均粒子径は、５μｍから２０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記波長変換部材の膜厚は、３０μｍ以上１ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１に記載の発光装置の製造方法。
6. 前記蛍光体材料は、蛍光体粒子を含み、この蛍光体粒子の表面には被覆層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１に記載の発光装置の製造方法。
7. 前記被覆層は酸化イットリウムを含むことを特徴とする請求項６記載の発光装置の製造方法。
8. 前記原料混合物には、更に、フィラーを含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１に記載の発光装置の製造方法。
9. 前記フィラーは、前記バインダと同質材料であることを特徴とする請求項８記載の発光装置の製造方法。
10. 前記フィラーの平均粒子径は、１０μｍから２０μｍであることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の発光装置の製造方法。

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