JP4747704B2

JP4747704B2 - 蛍光体層付き発光装置の製造方法

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Publication number: JP4747704B2
Application number: JP2005210623A
Authority: JP
Inventors: 好伸末広; 邦博甚目
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: JP2007027585A

Description

本発明は、光出射側に蛍光体層を有するガラス封止部材で発光ダイオード素子を封止した蛍光体層付き発光装置及びその製造方法に関する。

近年における照明を含む発光装置としては、水銀ガスによる環境（人体）への悪影響をなくすという考えから、また紫外光の照射による構成部品の劣化を防止するとともに、消費電力コストを低減し、かつ良好な色再現性を得るという観点等から、水銀ガスを内封してなる冷陰極蛍光管に代わり、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）素子を備えたものが採用されようとしている。

一般に、この種の発光装置としては、白色系の照明光を得る場合、赤色系，緑色系及び青色系のＬＥＤ素子、あるいは青緑色系及び黄色系のＬＥＤ素子が用いられている。

また、青色系のＬＥＤ素子から出射される発光によって黄色光を出射する蛍光体を励起することによって白色光を得ることができる発光装置も用いられている。

従来、この種の発光装置には、照明対象側に開口する電極付きの筐体と、この筐体内に収容されたＬＥＤ素子と、このＬＥＤ素子を封止する樹脂モールド部材と、この樹脂モールド部材を覆う蛍光体含有のプラスチックフィルムとを備えたものが知られている（例えば特許文献１）。

このような発光装置においては、ＬＥＤ素子は青色光を発光するＬＥＤ素子であり、蛍光体は青色光で励起されて黄色光を放射する蛍光体であり、ＬＥＤ素子から放射される青色の放射光と蛍光体から放射される黄色の波長変換光とを混合させてなる白色光が光出射側（照射対象側）に照射される。
特開２００１−３４５４８２号公報

しかし、特許文献１に示す発光装置によると、ＬＥＤ素子の発光による発熱によって樹脂モールド部材が劣化し、このため樹脂モールド部材が変色してその透明度が低下し、長期間にわたって高輝度の照射光を得ることができないという不都合がある。

従って、本発明の目的は、長期間にわたって高輝度の照射光及び所望の配光特性を得ることができる蛍光体層付き発光装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、光取出側に蛍光体層を有する発光ダイオード素子を備えた蛍光体層付き発光装置の製造方法であって、共通の素子搭載基板上に搭載された複数の発光ダイオード素子を共通のガラスからなる封止部材によって封止する工程と、前記共通のガラスからなる封止部材の光出射面側に蛍光体層を形成する工程と、前記素子搭載基板、前記封止部材、及び前記蛍光体層を前記複数の発光ダイオード素子の間の位置で切断し、前記素子搭載基板上で前記封止部材によって封止された前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子を複数個形成し、前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子を所定の間隔をもって並列配置する工程と、前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子が並列配置された状態で、前記封止部材の前記光出射面及び前記素子搭載基板側端面を除く部位に、前記封止部材の前記蛍光体層が設けられていない領域から前記発光ダイオード素子の放射光が出射するのを防ぐための反射枠を形成する工程とを備え、前記反射枠を形成する工程は、前記所定の間隔をもって並列配置された前記蛍光体層付きの発光ダイオードの外側に塗料貯留用の枠体を配置する工程と、前記枠体内に白色塗料を貯留して前記封止部材の前記領域に前記白色塗料を浸漬によって塗布する工程を含むことを特徴とする蛍光体層付き発光装置の製造方法を提供する。

本発明では、発光ダイオード素子と蛍光体層を有する発光装置における封止部材を、例えば、従来のエポキシ樹脂からガラスに変更した。エポキシ樹脂に蛍光体を混入して封止部材を構成することは既に行われているが、エポキシ樹脂は発光ダイオード素子の放射光、特に、紫外線成分によって劣化して変色し、それによって透明度が低下して輝度低下をもたらす。

本発明は、封止部材をガラスによって構成することによってこの輝度低下を防ぐことができる。ガラスは紫外線劣化を防ぐことができるので、長年の使用においても変色しない。

しかし、ガラス中に蛍光体を混入することが困難である。また、素子搭載部としてセラミック基板を用いると、セラミック基板に熱膨張係数を整合させると、ガラスとして高融点ガラスを使用することが必要になる。高融点ガラスを使用すると、蛍光体を高粘度状態でガラスに混入することになり、蛍光体とガラスの反応，困難な均一分散，気泡の発生等の種々の問題が生じる。

本発明は、これらの問題を、
（１）蛍光体をガラス封止部材上に層状に塗装すること
（２）蛍光体をガラス封止部材内に層状にして形成すること
（３）蛍光体を混入した樹脂を層状にしてガラス封止部材上に配置すること
によって解決し、また、出射光の配向を制御する反射面は、
（１）ガラス封止部材上に塗布すること
（２）高反射樹脂材料を層状に成型体にしてガラス封止部材上に接着等によって設ける
ことによって解決するものである。

本発明によると、長期間にわたって高輝度の照射光及び所望の配光特性を得ることができる。

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置のＬＥＤ素子を説明するために示す断面図である。

〔蛍光体層付き発光装置の全体構成〕
図１において、符号１で示す蛍光体層付き発光装置は、光取出側に蛍光体層２を有するＬＥＤ素子３と、このＬＥＤ素子３を搭載する素子搭載基板４と、この素子搭載基板４上のＬＥＤ素子３を封止する封止部材５とを備え、全体が（例えば縦寸法及び横寸法・高さ寸法をそれぞれ１ｍｍとする）略正六面体によって形成されている。

（ＬＥＤ素子３の構成）
ＬＥＤ素子３は、図２に示すように、ｐ側電極３Ａ及びｎ側電極３Ｂを有するフリップチップ型の青色ＬＥＤ素子からなり、光取出面６Ａを有するサファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）基板６上にバッファ（ＡｌＮ）層７及びｎ型半導体（ＧａＮ）層８・発光層９・ｐ型半導体（ＧａＮ）層１０を順次結晶成長させることにより形成されている。そして、素子搭載基板４の回路パターン４Ａ（後述）の素子搭載部にスタッドバンプ１１を介して接続されている。ＬＥＤ素子３の熱膨張率αはα＝７×１０⁻⁶／℃に設定されている。ｐ側電極３Ａは、ロジウム（Ｒｈ）からなり、ｐ型半導体層１０の表面に配設されている。ｎ側電極３Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）からなり、ｎ型半導体層８の外部露出面に配設されている。

（素子搭載基板４の構成）
素子搭載基板４は、回路パターン４Ａ，４Ｂを表裏面に有する平面略正方形状のセラミックス基板（Ａｌ₂Ｏ₃基板）によって形成されている。素子搭載基板４の熱膨張率αはα＝７×１０⁻⁶／℃に設定されている。素子搭載基板４には、図１に示すように、両回路パターン４Ａ，４Ｂ側（表裏面）に開口するビアホール４Ｃが設けられている。ビアホール４Ｃ内には、両回路パターン４Ａ，４Ｂに接続するタングステン（Ｗ）からなるビアパターン４Ｄが形成されている。

（封止部材５の構成）
封止部材５は、全体が例えばＳｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅系の低融点ガラス（屈折率ｎ＝１．８）によって形成されている。そして、前述したようにＬＥＤ素子３を封止するように構成されている。封止部材６の熱膨張率αはα＝７×１０⁻⁶／℃に設定されている。封止部材４の光出射面には、ＬＥＤ素子３から放射される放射光（青色光）を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射するＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）等の蛍光体層２が形成されている。また、封止部材５には、その光出射面及び素子搭載基板側端面を除く部位を覆い、かつＬＥＤ素子３からの放射光を受けて蛍光体層側に反射するための反射層からなる角筒状のカバー層１２が形成されている。カバー層１２の材料としては例えば顔料系の白色塗料が用いられる。

〔発光装置１の動作〕
発光装置１に電源から電圧が印加されると、ＬＥＤ素子３がその発光層９において発光し、これら放射光が封止部材５内に放射される。次いで、この放射光のうち第１放射光が封止部材５から蛍光体層２に入射する。また、第２放射光がカバー層１２に入射して反射され、その後に蛍光体層２に入射する。この場合、蛍光体層２においては、ＬＥＤ素子３から放射される放射光（青色光）を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する。このため、ＬＥＤ３から放射される青色の放射光と蛍光体層２から放射される黄色の波長変換光とが混合して白色光となる。しかる後、蛍光体層２から白色光として照射対象側に出射される。

なお、本実施の形態では、カバー層１２及び蛍光体層２を外部に露呈する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図３に示すようにカバー層１２の外面及び蛍光体層２の光出射面をＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂からなる透明コーティング膜３１で被覆してもよい。

次に、第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置の製造方法につき、図４（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。

〔蛍光体層付き発光装置１の製造方法〕
図４（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置の製造方法を説明するために示す断面図である。図４（ａ）はＬＥＤ素子のガラス封止工程を、図４（ｂ）は蛍光体層の形成工程を、図４（ｃ）は蛍光体層付きＬＥＤ素子の形成（ダイシング）工程を、図４（ｄ）はエキスパンド工程を、図４（ｅ）は蛍光体層付きＬＥＤ素子の浸漬工程を、図４（ｆ）はカバー層の形成工程をそれぞれ説明するために示す断面図である。

本実施の形態に示す発光装置の製造方法は、「ＬＥＤ素子のガラス封止」及び「蛍光体層の形成」・「ダイシング」・「エキスパンド」・「蛍光体層付きＬＥＤ素子の浸漬」・「カバー層の形成」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。

「ＬＥＤ素子のガラス封止」
先ず、予め回路パターン４Ａ，４Ｂ（図１に示す）となる第１パターン（図示せず）が、また各第１パターンに接続するビアパターン４Ｄとなる第２パターン（図示せず）がそれぞれ形成されたセラミックス（Ａｌ₂Ｏ₃）基板（素子搭載基板）上において、縦横方向に所定の間隔をもって並列する複数の素子搭載部にそれぞれＬＥＤ素子３を搭載する。この場合、セラミックス基板上の各搭載部にＬＥＤ素子３が搭載されると、これら複数のＬＥＤ素子３がセラミック基板上に縦横方向に所定の間隔をもって並列配置される。

次に、複数のＬＥＤ素子３が搭載されたセラミックス基板の素子搭載面に対して板状の低融点ガラス（ＳｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅系の低融点ガラス）を平行に配置し、窒素雰囲気中において５００℃の温度でホットプレス加工を施し、その後冷却する。この場合、低融点ガラスが冷却されると、図４（ａ）に示すようにセラミックス基板Ａ上の複数のＬＥＤ素子３が封止部材Ｂによって封止される。

「蛍光体層の形成」
封止部材Ｂの反セラミックス基板側にＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）等の蛍光体含有の合成樹脂材をスクリーン印刷する。この場合、蛍光体含有の合成樹脂材が封止部材Ｂにスクリーン印刷されると、図４（ｂ）に示すように封止部材Ｂの反素子搭載基板側に蛍光体層Ｃが形成される。

「ダイシング」
先ず、「蛍光体層の形成」工程において封止部材Ｂ上に形成された蛍光体層Ｃを有するＬＥＤ素子３をセラミックス基板Ａと共にダイシング粘着用テープ上に貼付する。

次に、ダイシング粘着用テープ上のセラミックス基板Ａ及び封止部材Ｂ・蛍光体層ＣをＬＥＤ素子３の個数に応じダイソーによって切断する。この場合、セラミックス基板Ａ及び封止部材Ｂ・蛍光体層Ｃが切断されると、図４（ｃ）に示すようにダイシング粘着用テープＤ上において素子搭載基板４上で封止部材５によって封止された蛍光体層２付きのＬＥＤ素子３が複数個形成される。

「エキスパンド」
ダイシング粘着用テープＤを加熱してＬＥＤ素子３の並列（縦横）方向に伸長する。この場合、ダイシング粘着用テープＤが伸長されると、図４（ｄ）に示すようにダイシング粘着用テープＤ上で複数のＬＥＤ素子３が所定の間隔をもって並列配置される。

「蛍光体層付きＬＥＤ素子の浸漬」
先ず、「エキスパンド」工程において複数のＬＥＤ素子３が所定の間隔をもって並列配置されたダイシング粘着用テープＤ上に塗料貯留用の枠体を配置する。この場合、ダイシング粘着用テープＤ上に枠体が配置されると、封止部材５の光出射面及び素子搭載基板側端面を除く部位を外部に露呈させた状態で複数のＬＥＤ素子３が所定の間隔をもって枠体内に収容される。

次に、反射層の材料となる所定量の顔料系白色塗料を枠体内に貯留する。この場合、図４（ｅ）に示すように枠体Ｅ内に所定量の顔料系白色塗料Ｆが貯留されると、ＬＥＤ素子３における封止部材５の外部露呈部（封止部材５の光出射面及び素子搭載基板側端面を除く部位）全体が浸漬される。

「カバー層の形成」
先ず、ダイシング粘着用テープＤから枠体を取り除く（離間させる）。この場合、枠体Ｅが取り除かれると、封止部材５の光出射面及び素子搭載基板側端面を除く部位全体に顔料系白色塗料Ｆが塗布される。

次に、封止部材５に塗布された顔料系白色塗料Ｆを乾燥した後、各素子搭載基板４からダイシング粘着用テープＤを取り除く。この場合、ダイシング粘着用テープＤが取り除かれると、図４（ｆ）に示すように各ＬＥＤ素子３における封止部材５の光出射面及び素子搭載基板側端面を除く部位全体がカバー層１２で被覆される。
このようにして、蛍光体層付き発光装置１を製造することができる。

なお、本実施の形態では、封止部材５の光出射面及び素子搭載基板側端面を除く部位全体をカバー層１２で被覆する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図５に示すように封止部材５の蛍光体層側部を外部に露呈したままその一部をカバー層５１で被覆してもよい。この場合、カバー層５１の蛍光体層側部と封止部材５の外部露呈部との境界部は、ＬＥＤ素子３からの放射光が臨界角θをもって入射するような位置に配置される。これにより、ＬＥＤ素子３からの放射光は、封止部材５の外部露呈部と空気との間の界面に入射すると、この界面で全反射するため、封止部材５の外部露呈部から外部に漏洩することがない。

また、ＬＥＤ素子のｐ側電極３Ａはロジウムに限らず、ＩＴＯなどの透明導電性酸化物としてもよい。ＩＴＯなどでは、半導体層への接着力が大きく、ＬＥＤ素子と熱膨張率が同等であることから、高温でのガラス封止加工においても、電極剥離が生じにくく、安定した特性と、量産時の歩留まりも高く維持することができる。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）ガラスからなる封止部材５によってＬＥＤ素子３が封止され、さらに蛍光体層２が封止部材５の光出射面に形成されているため、ＬＥＤ素子３の発光による発熱によって封止部材５が劣化せず、このため封止部材５の透明度の低下を防止することができ、長期間にわたって高輝度の照射光を得ることができる。

（２）蛍光体がＬＥＤ素子３近傍に位置しないため、熱的・光学的に有利にできる。すなわち、ＬＥＤ素子３を大電流駆動する際には、ＬＥＤ素子３は１００℃以上の高温となるが、蛍光体はＬＥＤ素子３から離れているため、直接の熱影響は受けない。このため、初期特性、経時特性ともに影響が生じにくいものとできる。また、蛍光体がＬＥＤ素子３に隣接していると、蛍光体表面で反射する光、蛍光体で波長変換励起された光がＬ素子３に再入射し、素子内で光吸収される確率が増し、発光効率が低下する。しかし、本発明では、蛍光体はＬＥＤ素子３から離れているため、ＬＥＤ素子３への再入射の確率を減ずることができるので、発光効率の向上を図ることができる。

（３）蛍光体含有層はスクリーン印刷によって、高精度の膜厚制御可能である。そして、光出射面から出射される光はすべてこの蛍光体含有層を介して外部放射されるため、高精度の色度制御を可能にできる。特に、白色領域では人間の色感度が高いので、高精度制御が要求されるが、これによって、量産性を伴ったものとして対応できる。なお、樹脂封止ＬＥＤでは、封止材料充填用の枠形成の後、樹脂封止を行うのが一般的である。一方、ガラス封止ＬＥＤでは、製法上枠形成は不要である。しかし、高精度の色度制御を行うために、あえて、側面反射面となるカバー層１２を設けてある。

（４）ＬＥＤ素子３から放射される放射光がカバー層１２内の封止部材５を介して蛍光体層２の光出射面から出射されるため、従来のようにはＬＥＤ素子３からの放射光が広い角度をもって出射されず、所望の配光特性を得ることができる。

[第２の実施の形態]
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す図である。図６（ａ）は断面図を、また図６（ｂ）は平面図をそれぞれ示す。図６（ａ）及び（ｂ）において、図１と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の実施の形態に示す蛍光体層付き発光装置６１は、蛍光体層６２が封止部材５内に配置されている点に特徴がある。

このため、封止部材５は、ＬＥＤ素子３を封止するための第１封止部５Ａ及び蛍光体層６２をスクリーン印刷してなる第２封止部５Ｂを有している。これら両封止部５Ａ，５Ｂは、蛍光体層６２を介して互いに接合されている。この場合、第１封止部５Ａと第２封止部５Ｂとを接合するために、蛍光体層６２の平面サイズが両封止部５Ａ，５Ｂの平面サイズより小さい寸法に設定されている。また、ＬＥＤ素子３は、平面縦横方向に複数個並列して封止部材５中に配置されている。

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果（１）及び（２）に加え、次に示す効果が得られる。

ＬＥＤ素子３が平面縦横方向に複数個並列して封止部材５中に配置されているため、近年における高輝度化に応じることができる。尚、蛍光体層を挟み込む上下ガラスの接着のため、蛍光体層６２は端部まで形成されていないものとしたが、接着あるいは保持できる形態として、蛍光体層６２が端部まで形成されたものとしてもよい。

[第３の実施の形態]
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図である。図７において、図１と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図７に示すように、第３の実施の形態に示す蛍光体層付き発光装置７１は、1対の外部接続用リード７２，７３を有する点と側面反射面となるカバーが反射枠として形成されている点とに特徴がある。

このため、１対の外部接続用リード７２，７３は、白ナイロン等の高分子材料からなる有底角筒状のカバー７４中に一部がインサート成形によって埋設され、全体が銅（Ｃｕ）製のリードフレームを切断（折曲）することにより形成されている。リード７２，７３の一端部はそれぞれｐ側電極３Ａとｎ側電極３Ｂ（ＬＥＤ素子３）に回路パターン４Ａ，４Ｂ及びビアパターン４Ｄ等を介して接続され、その他端部は外部にそれぞれ露出されている。また、ＬＥＤ素子３は、封止部材５によって封止され、かつカバー７４内に収容されている。封止部材５の光出射面には、カバー７４内に位置し、かつＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂からなる透明樹脂中にＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）等の蛍光体粒子を含有してなる蛍光体層７５が形成されている。蛍光体層７５及びカバー７４の形成は２色成形によって行われる。

[第３の実施の形態の効果]
以上説明した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果（１）及び（２）に加え、次に示す効果が得られる。

カバー７４が白ナイロンによって形成されているため、カバー７４の良好な成形加工性を得ることができるとともに、加工コストの低廉化を図ることができる。

[第４の実施の形態]
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図である。図８において、図１及び図７と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図８に示すように、第４の実施の形態に示す蛍光体層付き発光装置８１は、蛍光体層２からの出射光を受けて照射対象側に反射するための反射面鏡８２を有する点に特徴がある。

このため、カバー７４の光出射側端面には、照射対象側に開口する反射面鏡８２が延設されている。反射面鏡８２は、蛍光体層側から開口部に向かって広くなる平面円形状の空間部８２Ａを有するカップ状体によって形成されている。また、封止部材５の光出射面には蛍光体層２が形成されている。

なお、本実施の形態では、封止部材５の光出射面に蛍光体層２が形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図９に示すように封止部材５中に蛍光体層７５を配置してもよい。

[第４の実施の形態の効果]
以上説明した第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果（１）及び（２）に加え、次に示す効果が得られる。

蛍光体層２から出射される出射光を反射面鏡８２が受けて照射対象側に向かって反射するため、高輝度の照射光及びその良好な指向性を得ることができる。

[第５の実施の形態]
図１０は、本発明の第５の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図である。図１０において、図１と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１０に示すように、第５の実施の形態に示す蛍光体層付き発光装置１０１は、ＬＥＤ素子３から放射される放射光を臨界角より大きい角度で入射させるような受面１０２Ａを有するカバー１０２を備えた点に特徴がある。

このため、カバー１０２は、照射対象側に開口し、かつ素子搭載側からその開口部に向かって広がる截頭角錐形状の空間部１０２Ｂを有するカップ状体によって形成されている。

なお、本実施の形態では、受面１０２Ａが反射面で形成されない場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、受面１０２Ａを反射面で形成してもよく、この場合にはＬＥＤ素子３からの放射光を受面１０２Ａが受けて蛍光体層側に効果的に全反射することができる。

また、本実施の形態では、カバー１０２が素子搭載側からその開口部に向かって広がる截頭角錐形状の空間部１０２Ｂを有するカップ状体によって形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図１１に示すように素子搭載側から照射対象側に向かって広がる截頭角錐形状の第１空間部１１１Ａ及びこの第１空間部１１１Ａに連通する平面正方形状の第２空間部１１１Ｂを有するカバー１１１であっても本実施の形態と同様の効果を奏する。

[第５の実施の形態の効果]
以上説明した第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果（１）及び（２）に加え、次に示す効果が得られる。

ＬＥＤ素子３からの放射光を受面１０２Ａが受けて蛍光体層側に全反射することができるため、ＬＥＤ素子３への再入射による光吸収を減ずることにより、光取出効率を高めることができる。

以上、本発明の蛍光体層付き発光装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）本実施の形態では、ＬＥＤ素子３から放射される放射光（青色光）を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する蛍光体層２，６２，７５である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ＬＥＤ素子として近紫色光（波長３７０〜３９０ｎｍ）を放射するＬＥＤ素子とし、このＬＥＤ素子から放射される放射光を受けて励起されることにより白色の波長変換光を放射する蛍光体層であってもよい。短波長ほど封止材劣化が問題となるが、ガラス封止ではこの問題が生じない。

（２）本実施の形態では、ＬＥＤ素子３の実装面に平行な位置関係にある蛍光体層と、主に実装面に垂直な位置関係にある側面反射面とを備えた発光装置１である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、実装面に垂直な位置関係にある側面の１つに蛍光体層を設け、他の側面と実装面に平行な位置関係にある上面とが反射面とされた発光装置であってもよい。

（３）本実施の形態では、蛍光体層を光取出側のみに形成した場合について説明したが、反射枠や素子搭載基板にも蛍光体層が形成されていても構わない。これによって、例えばＬＥＤ素子が発する青色光を黄色光に変換することで、金めっき処理されている回路パターンなどでの光吸収を減ずることができる。また、光取出側の蛍光体層を薄くすることができることでも、発光装置内での光吸収を減ずることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図。本発明の第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置のＬＥＤ素子を説明するために示す断面図。本発明の第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置の変形例について説明するために示す断面図。（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置の製造方法を説明するために示す断面図。本発明の第１の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置の製造方法の変形例について説明するために示す断面図。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図と平面図。本発明の第３の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図。本発明の第４の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図本発明の第４の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置の変形例について説明するために示す断面図。本発明の第５の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置を説明するために示す断面図。本発明の第５の実施の形態に係る蛍光体層付き発光装置の変形例について説明するために示す断面図。

符号の説明

１,６１，７１，８１，１０１…蛍光体層付き発光装置、２，６２，７５…蛍光体層、３…ＬＥＤ素子、３Ａ…ｐ側電極、３Ｂ…ｎ側電極、４…素子搭載基板、４Ａ，４Ｂ…回路パターン、４Ｃ…ビアホール、４Ｄ…ビアパターン、５…封止部材、５Ａ…第１封止部、５Ｂ…第２封止部、６…サファイア基板、６Ａ…光取出面、７…バッファ層、８…ｎ型半導体層、９…発光層、１０…ｐ型半導体層、１１…スタッドバンプ、１２，５１…カバー層、３１…透明コーティング膜、７２，７３…外部接続用リード、７４，１０２，１１１…カバー、８２…反射面鏡、８２Ａ，１０２Ｂ…空間部、１０２Ａ…受面、１１１Ａ…第１空間部、１１１Ｂ…第２空間部、Ａ…セラミックス基板、Ｂ…封止部材、Ｃ…蛍光体層、Ｄ…ダイシング粘着用テープ、Ｅ…枠体、Ｆ…顔料系白色塗料、θ…臨界角

Claims

光取出側に蛍光体層を有する発光ダイオード素子を備えた蛍光体層付き発光装置の製造方法であって、
共通の素子搭載基板上に搭載された複数の発光ダイオード素子を共通のガラスからなる封止部材によって封止する工程と、
前記共通のガラスからなる封止部材の光出射面側に蛍光体層を形成する工程と、
前記素子搭載基板、前記封止部材、及び前記蛍光体層を前記複数の発光ダイオード素子の間の位置で切断し、前記素子搭載基板上で前記封止部材によって封止された前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子を複数個形成し、前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子を所定の間隔をもって並列配置する工程と、
前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子が並列配置された状態で、前記封止部材の前記光出射面及び前記素子搭載基板側端面を除く部位に、前記封止部材の前記蛍光体層が設けられていない領域から前記発光ダイオード素子の放射光が出射するのを防ぐための反射枠を形成する工程とを備え、
前記反射枠を形成する工程は、前記所定の間隔をもって並列配置された前記蛍光体層付きの発光ダイオードの外側に塗料貯留用の枠体を配置する工程と、
前記枠体内に白色塗料を貯留して前記封止部材の前記領域に前記白色塗料を浸漬によって塗布する工程を含むことを特徴とする蛍光体層付き発光装置の製造方法。
前記反射枠は、前記封止部材の前記光出射面及び前記素子搭載基板側端面を除く部位に形成される請求項１に記載の蛍光体層付き発光装置の製造方法。
前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子を所定の間隔をもって並列配置する工程は、前記素子搭載基板上で前記封止部材によって封止された前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子を複数個形成した後、前記蛍光体層付きの発光ダイオード素子同士の間を広げて所定の間隔をもって並列配置する工程である請求項１又は２に記載の蛍光体層付き発光装置の製造方法。
前記反射枠には、前記蛍光体層から外部放射された光を光学制御する反射面が形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の蛍光体層付き発光装置の製造方法。
前記発光ダイオード素子は、前記発光装置の封止部材において複数個配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の蛍光体層付き発光装置の製造方法。
前記発光ダイオード素子のｐ側電極が透明導電性酸化物である請求項１から５のいずれか１項に記載の蛍光体層付き発光装置の製造方法。