JP6607036B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置に関する。

近年、発光装置における封止材料としては、耐熱性及び耐光性に優れるシリコーン系樹脂が広く採用されており、リードフレームなどの銀被膜の硫化を抑制するために、ガスバリア性を高めることも要求されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−２５６２５１号公報

特許文献１に記載されているように、シリコーン系樹脂のガスバリア性は、例えばフェニル基の含有量によって、屈折率と共に高めることができる。しかしながら、封止材料の屈折率は、発光装置の光取り出し効率に影響を及ぼす。

そこで、本発明の一実施の形態は、ガスバリア性と光取り出し効率を共に高めることができる発光装置を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、フェニル基を含むシリコーン系樹脂に金属フッ化物フィラーを含有させた樹脂組成物を封止部材の材料として使用することで、ガスバリア性を高めると共に、発光素子と封止部材の界面、及び／又は封止部材と空気の界面の屈折率差を調整し、光取り出し効率も高められる発光装置が得られることを見出した。

すなわち、本発明の一実施の形態の発光装置は、一対の導電部材を有する基体と、前記基体上に配置され、前記一対の導電部材に電気的に接続した発光素子と、フェニル基を含むシリコーン系樹脂を母材とし、かつ金属フッ化物フィラーを含み、前記発光素子を封止する封止部材と、を有することを特徴とする。

本発明の一実施の形態によれば、ガスバリア性に優れ、さらに光取り出し効率にも優れた発光装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る発光装置を示す断面模式図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置を示す断面模式図である。 実施例１の発光装置における、封止部材の屈折率と発光装置の光束との関係を示すグラフである。 実施例２の発光装置における、封止部材の屈折率と発光装置の光束との関係を示すグラフである。 実施例３の発光装置における、封止部材の屈折率と発光装置の光束との関係を示すグラフである。 実施例４の発光装置における、封止部材の屈折率と発光装置の光束との関係を示すグラフである。 実施例５の発光装置における、封止部材の屈折率と発光装置の光束との関係を示すグラフである。

以下、発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。必要に応じて具体的な実施例を示すが、それは本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明をそれらに限定するものではない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするために誇張していることがある。

また、本明細書において基体上などでいう「上」とは、必ずしもその基体などの上面に接触して部材が形成される場合に限られず、離間して上方に形成される場合も含んでおり、部材と部材の間に何らかの別の部材が介在する場合も包含する意味で使用する。

［発光装置］
本発明の実施の形態に係る発光装置１０の断面模式図を図１及び２に示す。図１，２に示される通り、本実施の形態の発光装置１０は、一対の導電部材１２ａを有する基体１２と、一対の導電部材１２ａに電気的に接続した発光素子１４と、発光素子１４を封止する封止部材２０と、を有している。基体１２は、さらに発光素子１４を取り囲むパッケージ部材１２ｂを有している。封止部材２０は、基体１２の一部も封止している。封止部材２０は、金属フッ化物フィラー２２を含んでいる。さらに、この封止部材２０は、波長変換部材２４を含んでいるが、省略することもできる。なお、図１及び２の態様では、発光素子１４は、基体１２（より詳細には一方の導電部材１２ａ上）に接着剤１６を介して接着され、一対の導電部材１２ａとはボンディングワイヤ１８を介して電気的に接続している。以下、本実施の形態の発光装置１０を構成する各部材について説明する。

＜基体１２＞
基体１２は、上述の通り一対の導電部材１２ａを有しており、代表的には図１，２に示される通り、パッケージ部材１２ｂに一対の導電部材１２ａが保持された構成である。

（パッケージ部材１２ｂ）
パッケージ部材１２ｂは、発光装置１０の支持体となる部材であり、その目的や用途などに応じて、また、発光素子１４の実装、光反射率、他の部材との密着性などを考慮して、適切な各種材料を用いて形成することができる。そのような材料としては、例えば、セラミック、樹脂、ガラスなどを用いることができる。

セラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）などを用いることができる。

また、樹脂としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、変性ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、変性ウレタン樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、テフロン（登録商標）、ＦＲ−４、ＣＥＭ−３などを挙げることができる。さらに、ポリアミド樹脂、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）なども用いることができる。さらに、これらの樹脂中には、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、チタン酸カリウム、ガラスなどの粒子を含有させてもよい。

また、パッケージ部材１２ｂを形成する材料に、発光素子１４からの下向き（基体１２の方向へ）の発光を反射して発光装置１０の光取り出し効率を向上させるため、光反射率の高い材料、例えば酸化チタン、酸化亜鉛などの白色顔料を含有させることが好ましい。

パッケージ部材１２ｂの厚みは、当該技術分野で採用されているものであれば特に制限されず、例えば数十μｍ〜数ｍｍ程度とすることができる。

また、本実施の形態の発光装置１０の上面視における、パッケージ部材１２ｂ（又は基体１２）の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、四角形、長方形、多角形、円形、楕円形、及びそれらを組み合わせた形状とすることができる。また、パッケージ部材１２ｂの角部は、丸みを帯びていてもよいし、発光装置１０の極性を示すマークである面取りが施されていてもよい。

本実施の形態の発光装置１０において、パッケージ部材１２ｂは、発光素子１４を略中心にしてそれを取り囲み、カップ形状の凹部（開口部）を形成している。この凹部の上面視における形状は、上述のパッケージ部材１２ｂの上面視における形状（外形）と略相似の形状（角部は丸みを帯びてもよい）、又は円形であることが好ましい。凹部の内側面の形状は、図１，２に示されるように平坦な斜面形状でもよいし、曲面形状であってもよい。なお、パッケージ部材１２ｂは、凹部を有するものに制限されず、平板状であってもよい。

（導電部材１２ａ）
次に、上述の通りパッケージ部材１２ｂには一対の導電部材１２ａが保持されており、その一対の導電部材１２ａと発光素子１４が電気的に接続し、その一対の導電部材１２ａを介して発光素子１４に外部電力が供給される。なお、基体１２は、少なくとも一対の導電部材１２ａを備えていればよく、任意に３つ以上の導電部材を備えていてもよい。

また、一対の導電部材１２ａは、図１，２に示される通りリード電極の形態でパッケージ部材１２ｂに保持されていてもよく、その他パッド電極や導電パターンの形態など、従来採用されている任意の導電部材の形態をとりうる。なお、導電部材１２ａが導電パターンである場合、その上面視における形状は、発光素子を搭載する回路基板などにおける配線のパターンと同様又はそれに準じた形状などとすることができる。

このような導電部材１２ａを形成する材料としては、発光素子１４と電気的に接続されて導電することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、熱伝導率の比較的大きな材料で形成することが好ましい。このような材料で形成することにより、発光素子１４で発生する熱を効率的に逃がすことができる。さらに、例えば、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上の熱伝導率を有している材料、比較的大きい機械的強度を有する材料、又は打ち抜きプレス加工若しくはエッチング加工などが容易な材料が好ましい。

導電部材１２ａの具体的な材料としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄又はニッケルなどを含む金属材料が挙げられる。これらの金属の複数を含む材料として、鉄−ニッケル合金、燐青銅、鉄入り銅などが挙げられ、これらも使用可能である。これらの金属材料は、パッケージ部材１２ｂとの密着性、及び／又は発光装置１０の光取り出し効率を高めるため反射率を考慮して適宜選択される。

そして、導電部材１２ａについて、発光装置１０の光取り出し効率を高める観点から、その表面の少なくとも一部を銀、アルミニウム、金、又はこれらの合金によって被覆してもよい。被覆の方法としては、例えばメッキ、スパッタリングなどが挙げられる。これらの被覆材料のうち、特に銀又は銀合金は、硫黄含有ガスの存在する雰囲気下において硫化しやすいが、本実施の形態においては、後述する特定の封止部材を採用することによって、硫黄含有ガス及びその他のガスに対するバリア性を高めている。

以上説明した導電部材１２ａの厚みは特に限定されるものではなく、当該分野で通常使用される電極の厚みを適用することができる。例えば、導電部材１２ａの厚みは数μｍ〜数ｍｍ程度とすることができる。

＜発光素子１４＞
上述の通り発光素子１４が基体１２上に配置され、その一対の導電部材１２ａと電気的に接続されている。発光素子１４の構成は、従来公知の発光素子の各種構成が特に制限なく採用可能である。

発光素子１４は、代表的には、ｐ型半導体層、活性層、及びｎ型半導体層を有し、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層のそれぞれが、基体１２の一対の導電部材１２ａのそれぞれと電気的に接続し、外部電力の供給を受ける。

半導体層と一対の導電部材１２ａとの接続のために、一般にｐ型半導体層及びｎ型半導体層上にそれぞれｐ側電極及びｎ側電極を設ける。図１，２に示された態様では、発光素子１４は、２つのボンディングワイヤ１８の一端がそれぞれｐ側電極及びｎ側電極に接続し、その他端が一対の導電部材１２ａのそれぞれと接続している。そして、発光素子１４は、接着剤１６により物理的に導電部材１２ａ又はパッケージ部材１２ｂ上に固定される。あるいは、ヒートシンクを介して発光素子１４を導電部材１２ａ又はパッケージ部材１２ｂ上に固定してもよい。

ｎ側電極及びｐ側電極の具体例としては、例えばＮｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ，Ｌａ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｙ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｕなどの金属またはこれらの酸化物あるいはこれらの窒化物が挙げられる。

その他の態様として、例えば、発光素子１４の下部に設けられたｐ側又はｎ側電極を、導電性接着剤を介して一対の導電部材１２ａの一方に接続し、さらに発光素子１４の上部に設けられたｎ側又はｐ側電極を、ボンディングワイヤを介して一対の導電部材１２ａの他方に接続することもできる。さらに、発光素子１４の下部にｐ側及びｎ側電極の両方を設けて、これらを、ｐ側及びｎ側電極あるいは一対の導電部材１２ａ側に導電バンプを形成してこれを利用して、一対の導電部材１２ａにフリップチップ実装することもできる。

発光素子１４における各層の構成としては、従来公知の各種の構成を特に制限なく採用可能である。発光素子の発光波長は、半導体材料やその混晶比によって、紫外域から赤外域まで選択することができる。半導体材料としては、蛍光体などを効率良く励起できる短波長の光を発光可能な材料である、窒化物半導体（主として一般式Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される）を用いることが好ましい。窒化物半導体は、例えばサファイアなどの基板上にＭＯＣＶＤ法などによって結晶成長させることができる。このほか、ＩｎＡｌＧａＡｓ系半導体、ＩｎＡｌＧａＰ系半導体、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、炭化珪素などを用いることもできる。

発光素子１４の発光波長（発光ピーク波長）は、例えば３６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下、好ましくは４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下である。さらに、後述する通り封止部材２０に各種の波長変換部材２４を含有させることで、発光装置１０の発光色度を種々のものに調整することができる。

さらに、発光素子１４は、その下面、つまり基体１２と対向する面に、誘電体多層膜や銀、アルミニウムなどの光反射率の高い金属膜などからなる反射膜を有していてもよい。これにより発光素子１４の活性層から下向きに発せられた光を反射し、発光装置１０の光取り出し効率を高めることができる。

以上では、１つの発光素子１４を単独で基体１２に固定した発光装置１０について説明したが、発光素子１４を単独で配置させる形態に限定されることなく、受光素子、静電保護素子（ツェナーダイオード、コンデンサなど）、又はそれらを２種以上組み合わせたものを搭載した発光装置１０とすることができる。なお、静電保護素子としては、発光素子１４との極性を考慮して、発光素子１４と同一の金属部材あるいは異なる金属部材のいずれに配置してもよい。

なお、接着剤１６としては、絶縁性の場合、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、又はこれらの変性樹脂などを用いることができる。導電性の場合は、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、又は、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系の半田などを用いることができる。ボンディングワイヤ１８としては、金、銅、銀、プラチナ、アルミニウム又はこれらの合金の金属線を用いることができる。特に、封止部材からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗などに優れる金線が好ましい。また、光反射性を高めるために、少なくとも表面が銀又は銀合金で構成されていてもよい。

＜封止部材２０・金属フッ化物フィラー２２＞
本実施の形態の発光装置１０においては、封止部材２０の母材として、透光性樹脂であるシリコーン系樹脂を採用し、当該封止部材２０が基体１２の一部と発光素子１４を封止している。より具体的には、例えば図１，２に示される実施態様では、発光装置１０における発光素子１４の積層方向上部の露出面（側面を含む）と、基体１２の積層方向上部の露出面のうち、パッケージ部材１２ｂが形成する凹部の内側の露出面とが、封止部材２０により封止されている。

このような封止は、発光装置１０の露出部分を物理的・熱的衝撃又は塵芥などから保護し、かつ発光素子１４からの光を効率良く外部に透過させるために行われるが、さらに本実施の形態においては、封止部材２０に金属フッ化物フィラー２２を含有させることで、優れたガスバリア性を付与し、さらに発光装置１０の光取り出し効率を高めている。

封止部材２０の母材を構成するシリコーン系樹脂として使用し得るものとしては、ジメチルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂（メチル−フェニルシリコーン樹脂、ジフェニルシリコーン樹脂を含む）、変性シリコーン樹脂などが挙げられる。これらのシリコーン系樹脂は、低弾性率を有し、耐熱性、耐光性に優れ、フェニル基を含むことで比較的ガスバリア性の高い樹脂とすることができ、好ましい。

このようなシリコーン系樹脂の水蒸気透過性は、厚さ０．９mmの試験片を使用して、試験環境４０℃／９０％ＲＨでの測定値として通常１０〜１００ｇ／ｍ^２・ｄａｙ程度であり、フェニルシリコーン樹脂などのガスバリア性の高いシリコーン系樹脂では１０〜２０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ程度である。

これらのシリコーン系樹脂は、公知の方法で合成可能であり、また市販もされており、例えば、ジメチルシリコーン樹脂はＫＥＲ−２６００などの商品名で、フェニルシリコーン樹脂はＡＳＰ−１１１１などの商品名で、変性シリコーン樹脂はＳＣＲ−１０１６などの商品名で、信越化学工業（株）から市販されている。

なお、シリコーン系樹脂の常温（２５℃）における粘度は、例えば０．３Ｐａ・ｓ以上３０Ｐａ・ｓ以下である。また、シリコーン系樹脂の常温（２５℃）での線膨張係数は、例えば１×１０^−６／Ｋ以上４×１０^−４／Ｋ以下である。

なお、シリコーン系樹脂の屈折率は、例えば１．３０以上１．７０以下であり、好ましくは１．３５以上１．６５以下である。この屈折率は、異種材料間の界面での光の反射に影響する。本実施の形態の発光装置１０において発光素子１４から出射された光は、典型的には、（１）発光素子１４−封止部材２０界面を通過して封止部材２０中を進み、さらに、（２）封止部材２０−空気界面を通過して外部に放射される。

このように発光素子１４から出射された光は異種材料中を通過するので、異種材料界面での光の透過・反射が発光装置１０の光取り出し効率に大きく影響する。そこで、これら異種材料同士の屈折率の関係について以下に説明する。なお、一般に発光素子１４は屈折率がシリコーン系樹脂より大きい。具体的には、シリコーン系樹脂の屈折率は上述の通り通常１．３０以上１．７０以下程度であり、フェニルシリコーン樹脂などは比較的屈折率が高く、１．４５以上１．６５以下程度である。なお、屈折率は、常温（２５℃）にて、ナトリウムＤ線の波長で測定されるものとする。

（封止部材２０が略平坦な場合）
図１に示される態様では、封止部材２０の表面の形状が略平坦である。本発明者らの検討の結果、このような場合、発光装置１０の発光色度が青味の強い場合には、上記（２）の界面の影響が大きく、封止部材２０の屈折率が小さいことが好ましいことが判明している。また、発光装置１０の発光色度が緑乃至赤味の強い場合には、上記（１）の界面の影響が大きく、封止部材２０の屈折率が大きいことが好ましいことが判明している。

なお、上記の青味が強いとは、発光装置１０の国際照明委員会（ＣＩＥ）のｘｙｚ表色系に準拠した発光色度が、０．１３≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．４０であること、好ましくは０．１３≦ｘ≦０．３０、０．０２５≦ｙ≦０．３０であることを意味する。

また、上記の緑乃至赤味が強いとは、発光装置１０の国際照明委員会（ＣＩＥ）のｘｙｚ表色系に準拠した発光色度が、０．３３≦ｘ≦０．５５、０．３３≦ｙ≦０．５０であること、好ましくは０．４０≦ｘ≦０．４６、０．３７≦ｙ≦０．４５であることを意味する。

発光装置１０の発光色度は、発光素子１４の構成や、後述する封止部材２０に含有させる波長変換部材の種類や量の調節によって、適宜調整することができる。

（封止部材２０が凸面形状の場合）
一方、図２に示される態様では、封止部材２０の表面の形状は凸面形状、より詳しくは凸曲面形状をしている。この場合には発光素子１４から出射された光の多くは上記（２）の界面に略垂直に入射するので、（２）の界面による発光装置１０の光取り出し効率への影響は小さく、（１）の界面の影響が重要である。そのため、封止部材２０は発光素子１４の屈折率に近い、つまり屈折率が高いことが好ましい。

（金属フッ化物フィラー２２）
本実施の形態においては、シリコーン系樹脂に金属フッ化物フィラー２２を含有させることで、この金属フッ化物フィラー２２が樹脂分子鎖間の空隙を埋め、ガスの侵入経路を減らすことで、ガスバリア性を高めることができる。特に、金属フッ化物フィラー２２がナノフィラーである場合、この作用、効果が得られやすい。なお、ナノフィラーとは、粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のフィラーである。金属フッ化物フィラー２２は、比較的安価な材料であるので、本実施の形態では安価に優れたガスバリア性を達成することができる。

さらに、以上説明した通り、封止部材２０の形状や発光装置１０の発光色度によって封止部材２０に求められる屈折率は異なるが、封止部材２０の母材であるシリコーン系樹脂、好ましくはフェニル基を含むシリコーン系樹脂に金属フッ化物フィラー２２を含有させることにより、封止部材２０の屈折率を適切に調整し、上記（１）及び（２）の界面での光の全反射を低減して、発光装置１０の光取り出し効率を高める。

具体的には、封止部材２０が略平坦な場合で、発光装置１０の発光色度が青味の強いときには、母材の屈折率より低い屈折率を有する金属フッ化物フィラー２２を使用して封止部材２０の屈折率を母材単独の場合よりも低くすると良い。具体的には、金属フッ化物フィラー２２の含有によって、封止部材２０の屈折率が１．３０以上１．４５未満に調整されることが好ましい。封止部材２０が略平坦な場合で、発光装置１０の発光色度が緑乃至赤味の強い場合には、母材の屈折率より高い屈折率を有する金属フッ化物フィラー２２を使用して封止部材２０の屈折率を母材単独の場合よりも屈折率を高くすると良い。封止部材２０が凸面形状の場合には、母材の屈折率より高い屈折率を有する金属フッ化物フィラー２２を使用して母材単独の場合よりも屈折率を高くすると良い。

なお、本実施の形態で使用される金属フッ化物フィラー２２の屈折率は、通常１．３０〜１．５０程度の範囲にある。

本実施の形態で使用される金属フッ化物フィラー２２の具体例としては、Ｋ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂａ及びＳｒからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素のフッ化物が挙げられる。これらの金属フッ化物の屈折率は以下の通りである。フッ化カリウム（ＫＦ）：１．３６３０、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）：１．４３４０、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）：１．３３６０、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）：１．３６５０、フッ化リチウム（ＬｉＦ）：１．３９１５、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）：１．４７４１、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ_２）：１．４４２０。

また、金属フッ化物フィラー２２の形状は、特に制限されるものではないが、封止部材２０のガスバリア性を高める観点から、針状、柱状、板状、繊維状又は樹枝状であることが好ましい。金属フッ化物フィラー２２の形状が板状の場合には、それを平面視した場合の形状に特に制限はなく、四角形、円形、楕円形、凹凸のある図形などいずれの形状でもよく、また鱗片状の形状も板状に含まれる。

金属フッ化物フィラー２２の粒径は、特に制限されないが、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることがより好ましい。粒径が５０ｎｍを超えると金属フッ化物フィラー２２が白色〜赤色に着色する傾向があり、発光装置１０の発光特性に影響する場合がある。

なお、本明細書において、粒径は、例えば、平均粒径（例えばＤ_５０）により定義することができる。粒径は、レーザ回折・散乱法、画像解析法（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ））、動的光散乱法、Ｘ線小角散乱法などにより測定することができ、なかでも画像解析法が好ましい。画像解析法は、例えばＪＩＳ Ｚ ８８２７−１：２００８に準ずる。なお、金属フッ化物フィラー２２は複数の粒子が凝集した状態で存在している場合もあり、ここでいう粒径は一次粒子径だけでなく、二次粒子径である場合も含む。

本実施の形態において、封止部材２０中の金属フッ化物フィラー２２の配合量は、特に制限されるものではないが、上述の効果の観点から、封止部材２０全体（１００重量％）の中で、０．１重量％以上３０重量％以下であることが好ましく、０．５重量％以上１０重量％以下であることがより好ましい。

以上説明した、本実施の形態で使用される金属フッ化物フィラー２２は公知の方法で製造可能であり、また各種形状への成形方法も公知である。このような金属フッ化物フィラー２２は市販もされており、（株）希少金属材料研究所などから入手可能である。

＜波長変換部材２４＞
また、封止部材２０には、発光素子１４からの出射光の少なくとも一部を吸収して波長変換を行う波長変換部材２４を含有させることができる。この波長変換部材２４は、代表的には発光素子１４からの出射光によって励起され蛍光を発する蛍光体である。波長変換部材２４を有することにより、光源の光を異なる波長の光に変換し、光源からの光と波長変換部材２４で波長変換された光との混色光を得ることが可能となる。

なお、蛍光体は、封止部材２０の母材であるシリコーン系樹脂中に、ほぼ均一に分散していてもよいし、部分的に偏在するよう、例えば発光素子１４の周辺において濃度が高くなるよう配置することもできる。

また、蛍光体は、一層からなる透光性樹脂中に一種類或いは二種類以上存在してもよい。これにより所望の波長の光を出射可能な発光装置１０を実現することができる。

蛍光体の具体例としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＹ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、シリケート系蛍光体（例えば（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えばＣａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例えばＳｉ_６−ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_８−ｚ：Ｅｕ（０＜Ｚ＜４．２））、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ又はＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）、フッ化珪酸カリウム系蛍光体（例えばＫ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）などが挙げられる。

＜その他の添加部材＞
また、封止部材２０は、波長変換部材２４の他、粘度増量剤、界面活性剤、強化剤、顔料及び光散乱材など、使用用途に応じて適切な部材を含有することができ、これによって良好な指向特性を有する発光装置１０が得られる。同様に外来光や発光素子１４からの不要な波長の光をカットするフィルター効果を持たせたフィルター材として各種着色剤を含有させることもできる。

＜発光装置１０の用途＞
以上説明した本実施の形態の発光装置１０は、封止部材２０中に金属フッ化物フィラー２２を含み、これは封止部材２０のガスバリア性を高めて導電部材１２ａ又はその表面の空気などの硫黄含有ガスによる悪影響（特に硫化）が抑制され、しかもフィラー２２は、封止部材２０の形状及び発光装置１０の発光色度に応じて、発光素子１４と封止部材２０との界面及び封止部材２０と空気との界面における屈折率差を適切に調整して、発光装置１０の光取り出し効率を高めている。このため、発光装置１０は従来の発光装置よりも信頼性に優れ、また優れた光取り出し効率を達成し得るものである。

＜発光装置１０の製造方法＞
本実施の形態の発光装置１０の製造方法は、以上説明した発光装置の構成を実現し得る限り特に制限されるものではないが、例えば、以下のようにして本実施の形態の発光装置１０を製造することができる。

まず、パッケージ部材１２ｂに一対の導電部材１２ａを保持する基体１２を準備する。また、上述の通り必要に応じて導電部材１２ａは、３つ又はそれ以上形成してもよい。導電部材１２ａは、蒸着、スパッタリング、メッキ、フォトレジストを用いたビルドアップ法やサブトラクティブ法、金属箔の貼り付け、並びに導電性ペーストを用いた印刷法などの公知の方法により形成可能である。

続いてパッケージ部材１２ｂ及び／又は導電部材１２ａ上に発光素子１４を形成し、発光素子１４をボンディングワイヤ１８などにより、一対の導電部材１２ａと電気的に接続させる。

パッケージ部材１２ｂは、リードフレームなど一対の導電部材１２ａの元となる加工金属板を、例えばトランスファー成形機又は射出成形機の金型内に設置して、パッケージ部材１２ｂを構成する材料を注入し硬化又は固化させ、導電部材１２ａ上にパッケージ部材１２ｂを一体的に形成する。

さらに、シリコーン系樹脂及び金属フッ化物フィラー２２を含むシリコーン樹脂組成物による封止を行って、所望の形状の封止部材２０を形成し、発光装置１０が完成する。封止の方法としては、ディスペンサを用いたポッティングなど、従来公知の方法を特に制限なく使用することができる。また、シリコーン樹脂組成物には上述の通り波長変換部材２４や、その他の添加部材を含有させることもできる。金属フッ化物フィラー２２の種類や配合量は上述の通りであるが、シリコーン系樹脂の屈折率や封止部材２０の形状、さらに発光装置１０の発光色度に応じて適切に選択される。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
図１に示される態様の発光装置１０を製造する。この発光装置１０は、縦１．０ｍｍ、横２．８ｍｍ、奥行き０．８ｍｍ、カップ形状の深さが０．３ｍｍの表面実装型のＬＥＤ装置である。

図１に示されるように、パッケージ部材１２ｂは一対の導電部材１２ａをトランスファー成形機の金型内に配置し、パッケージ部材１２ｂを構成する樹脂組成物を注入、硬化させることにより成形する。パッケージ部材１２ｂの凹部内底面に導電部材１２ａの一部が露出しており、この表面には銀メッキが施されている。本実施例においてパッケージ部材１２ｂは弾性率が６０００ＭＰａ、常温（２５℃）での線膨張係数が６０×１０^−６／Ｋ程度のエポキシ樹脂を母材として形成されたものである。

パッケージ部材１２ｂのカップ形状底面に、サファイア基板上に青色光（発光ピーク波長４５５ｎｍ）を発光可能な窒化物半導体の活性層を持つ発光素子１４を、透光性エポキシ樹脂を接着剤１６として固定する。発光素子１４の各電極と導電部材１２ａを金からなるボンディングワイヤ１８を用いてボンディングさせ、電気的な導通をとる。

次に、パッケージ部材１２ｂの凹部内の少なくとも発光素子１４、さらにボンディングワイヤ１８を覆うように液状の封止用樹脂組成物を注入して硬化させ、表面の形状が略平坦な封止部材２０を形成する。本実施例１の封止部材２０の封止用樹脂組成物には、波長変換部材２４は添加されていない。この発光装置の発光色度は、（ｘ、ｙ）＝（０．１５０、０．０２２）である。

このような発光装置１０を、封止部材２０の母材に屈折率が異なる数種のメチル−フェニルシリコーン樹脂を使用して製造し、その光束を測定する。

測定結果を図３に示す。図３より、封止部材２０の屈折率が小さいほうが光束が高くなっており、本実施例１の封止部材２０の表面形状及び発光色度の場合、封止部材２０の屈折率が小さいことが好ましいことがわかる。上述のように、金属フッ化物の屈折率は比較的低く、金属フッ化物フィラーの含有によって封止部材２０の屈折率を低くしやすいため、本実施例１の封止部材２０の表面形状及び発光色度は、特に好ましい一例である。

［実施例２］
封止用樹脂組成物に、波長変換部材２４として、黄色発光の蛍光体（ＹＡＧ）を添加すること以外は実施例１と同様にして発光装置１０を製造し、その光束を測定する。この発光装置の発光色度は、（ｘ、ｙ）＝（０．３００、０．２９５）である。

測定結果を図４に示す。図４より、封止部材２０の屈折率が小さいほうが光束が高くなっており、本実施例２の封止部材２０の表面形状及び発光色度の場合、封止部材２０の屈折率が小さいことが好ましいことがわかる。本実施例２の封止部材２０の表面形状及び発光色度もまた、実施例１と同様に、特に好ましい一例である。

［実施例３］
波長変換部材２４の添加量などを調整して、発光装置の発光色度を（ｘ、ｙ）＝（０．３４４、０．３５５）とすること以外は実施例２と同様にして発光装置１０を製造し、その光束を測定する。

測定結果を図５に示す。図５より、図示される封止部材２０の屈折率の範囲内では中央付近の屈折率において光束が高くなっていることがわかる。実施例１，２の結果及び次に示す実施例４の結果と合わせて考察すると、封止部材２０の表面の形状が略平坦な場合において、封止部材２０の屈折率に対する光束の変化の傾向が、この付近の発光色度を境にして変わると考えられる。

［実施例４］
封止用樹脂組成物に、波長変換部材２４として、緑色発光の蛍光体（ＬＡＧ）と赤色発光の蛍光体（ＳＣＡＳＮ）を添加すること以外は実施例１と同様にして発光装置１０を製造し、その光束を測定する。この発光装置の発光色度は、（ｘ、ｙ）＝（０．４１０、０．３９０）である。

結果を図６に示す。図６より、封止部材の屈折率が大きいほうが光束が高くなっており、本実施例４の封止部材２０の表面形状及び発光色度の場合、封止部材２０の屈折率が大きいことが好ましいことがわかる。

［実施例５］
製造する発光装置１０を図２の態様（封止部材２０の表面の形状が凸曲面形状である態様）に変更した以外は、実施例１と同様にして、封止部材２０の母材に屈折率が１．４１と１．５３の２種類のチル−フェニルシリコーン樹脂を使用して発光装置１０を製造し、その光束を測定する。

結果を図７に示す。図７より、図３に示した結果（実施例１）と異なり、封止部材２０の表面の形状が凸面形状である場合、封止部材２０の屈折率が大きいほうが光束が高くなっており、封止部材２０の屈折率が大きいことが好ましいことがわかる。

本発明の一実施の形態に係る発光装置は、各種表示装置、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源、動画照明補助光源、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナなどにおける画像読取装置、プロジェクタ装置などにも利用することができる。

１０ 発光装置
１２ 基体
１２ａ 導電部材
１２ｂ パッケージ部材
１４ 発光素子
１６ 接着剤
１８ ボンディングワイヤ
２０ 封止部材
２２ 金属フッ化物フィラー
２４ 波長変換部材

Claims (4)

1. 一対の導電部材を有する基体と、
   前記基体上に配置され、前記一対の導電部材に電気的に接続した発光素子と、
   フェニル基を含むシリコーン系樹脂を母材とし、かつ金属フッ化物フィラーを含み、前記発光素子を封止する封止部材と、を有し、
   前記封止部材の表面の形状が略平坦であり、
   前記封止部材の屈折率が１．３０以上１．４５未満であって、
   前記発光装置の発光色度が、０．１３≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．４０である発光装置。
2. 前記金属フッ化物フィラーが、ナノフィラーである、請求項１に記載の発光装置 。
3. 前記金属フッ化物フィラーの形状が、針状、柱状、板状、繊維状又は樹枝状である、請 求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記一対の導電部材の表面の少なくとも一部が銀又は銀合金により構成されている、請 求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置。
   
   

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