JP6743630B2

JP6743630B2 - 発光装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP6743630B2
Application number: JP2016192961A
Authority: JP
Inventors: 大典岩倉
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP2018056458A

Description

本開示は、発光装置およびその製造方法に関する。

一般に、発光装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子、およびこの発光素子を覆う透光性部材を備え、さらに、発光素子からの光の波長を変換させる蛍光体が透光性部材に添加された構造が知られている。この発光装置からは、蛍光体からの光と発光素子からの光の両方が取り出されて、混合された光が発せられる。そのため、発光装置から発せられる光の色は、発光素子からの光と蛍光体からの光とのそれぞれの色やスペクトル強度によって決定される。したがって、発光装置は、発光素子の発光スペクトルや蛍光体の添加量にばらつきが大きいと、取り出される光の色調が製品として規格外になる。

発光色の色補正を行う方法として、例えば、特許文献１には、発光素子と、蛍光体と、発光素子と蛍光体を覆う透光性部材と、透光性部材の上面に設けられ、透光性部材とは屈折率が異なるナノ粒子が凝集してなる被膜と、を備えた発光装置が開示されている。

特開２０１５−０２６６９８号公報

特許文献１の発光装置では、所定の色調となるように色補正する際、発光素子と蛍光体のスペクトル強度比を変えることによって、発光素子と蛍光体の色度間で色度をシフトして色補正を行っている。しかしながら、特許文献１の発光装置では、色補正する際の色度シフト方向を従来と異なる方向とすることができる発光装置として改良の余地が残っている。ここで、色度シフト方向とは、色補正前の色度座標から色補正後の色度座標を結ぶ直線方向をいう。

本開示に係る実施形態は、色補正する際の色度シフト方向を従来と異なる方向とすることができる発光装置およびその製造方法を提供することを課題とする。

本開示の実施形態に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子を覆い、前記発光素子からの光を透過する透光性部材と、前記透光性部材に含有されており、前記発光素子の光を波長変換する蛍光体と、前記透光性部材の上面に設けられ、少なくとも１種の希土類化合物からなる希土類粒子が含有されている被膜と、を備える。

本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、発光素子が前記発光素子からの光を透過する透光性部材で覆われており、前記発光素子からの光を波長変換する蛍光体が前記透光性部材に含有されている発光装置を準備する工程と、前記透光性部材の上面に、少なくとも１種の希土類化合物からなる希土類粒子を含有させてなるスラリーを塗布することにより、前記希土類粒子が含有されている被膜を形成する工程と、を含む。

本開示に係る発光装置は、色補正する際の色度シフト方向を従来と異なる方向にすることができる。また、本開示に係る発光装置の製造方法によれば、色補正する際の色度シフト方向を従来と異なる方向にすることができる発光装置を製造することができる。

本実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る発光装置の希土類粒子の反射スペクトルを示すグラフである。本実施形態に係る発光装置の希土類粒子（Ｅｒ_２Ｏ_３）を含有する被膜を形成する前後の発光スペクトルを示すグラフである。本実施形態に係る発光装置の希土類粒子（Ｈｏ_２Ｏ_３）を含有する被膜を形成する前後の発光スペクトルを示すグラフである。発光装置の色補正された際の色度方向を色度座標における色度シフト量で示す図と、色補正された際の相対光束維持率を示す図である。発光装置の色補正された際の色度方向を示す色度図である。本実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。

本実施形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための発光装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示に過ぎない。そして、図面に示す部材は、説明を明確にするために、大きさや位置関係等を誇張していることがあり、また、形状を単純化していることがある。

〔発光装置〕
本実施形態に係る発光装置について、図１〜４を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る発光装置の希土類粒子の反射スペクトルを示すグラフである。図３は、本実施形態に係る発光装置の希土類粒子（Ｅｒ_２Ｏ_３）を含有する被膜を形成する前後の発光スペクトルを示すグラフである。図４は、本実施形態に係る発光装置の希土類粒子（Ｈｏ_２Ｏ_３）を含有する被膜を形成する前後の発光スペクトルを示すグラフである。

発光装置１０は、発光素子１と、発光素子１を覆い、発光素子１からの光を透過する透光性部材５と、透光性部材５に含有されており、発光素子１からの光を波長変換する蛍光体６と、透光性部材５の上面に設けられ、希土類粒子８が含有されている樹脂９からなる被膜７と、を備える。発光装置１０は、さらに、支持体２と、リードフレーム３ａ，３ｃと、ワイヤ４と、を備える。なお、透光性部材５は、透明であるとして、図１においてハッチング等を付さずに表す。発光装置１０は、支持体２に形成された凹部の開口から上方へ、所定の色調の光を発する。本明細書においては、別途記載のない限り、図１における上下を同じく上下として説明する。

（発光素子）
発光素子１は、発光装置１０における光源であり、支持体２に形成された上側に開口した凹部に収容され、凹部の底面に設けられたリードフレーム３ａ上に載置されている。本実施形態において、発光素子１は、上面に一対のｎ電極、ｐ電極を備えるフェイスアップ実装型の発光素子であり、これらの電極が、ワイヤ４でリードフレーム３ａ，３ｃに接続されている。

発光素子１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、任意の波長の光を発光するものを選択することができる。発光装置１０から出射される光が白色光の場合には、発光素子１は青色光（波長４３０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下）を発光するものが好ましい。このようなＬＥＤとして、例えば窒化物系半導体Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）を用いることができる。また、発光素子１は、形状や大きさ等を目的に応じて適宜選択することができる。

（支持体）
支持体２は、発光装置１０の外装を構成し、発光素子１およびリードフレーム３ａ，３ｃを支持する基台であり、また、光を効率的に上方へ発するための光反射体である。さらに、支持体２は、発光装置１０の製造において、透光性部材５および被膜７を形成するための堰になる。支持体２は、外形が、リードフレーム３ａ，３ｃの並び方向に長い略直方体で、上方に広がって開口した凹部が形成されている。また、支持体２は、この他に、例えば発光装置１０の極性を識別するための切欠け等が形成されていてもよい。支持体２の凹部は、発光素子１を収容し、さらにワイヤ４によるワイヤボンディングが可能な大きさである。さらに、支持体２は、凹部空間が四角錐台に形成されて、傾斜した側面で光を主に上方へ反射させる。また、支持体２は、リードフレーム３ａ，３ｃと共にパッケージ２０を構成し、リードフレーム３ａ，３ｃをそれぞれ凹部の内外に貫通するように支持していい。

支持体２は、基台として必要な強度（硬さ）を有し、前記形状に成形することのできる絶縁材料で形成されている。支持体２は、具体的には、母材として、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、またはこれらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂に、光反射性物質を添加したもので形成することができる。光反射性物質の材料としては、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｓｉの酸化物や、ＡｌＮ，ＭｇＦ_２，ＢＮ等を適用することができ、ＴｉＯ_２（酸化チタン）が好ましい。

（リードフレーム）
リードフレーム３ａ，３ｃは、発光装置１０の外部から発光素子１に電流を供給するための配線である。リードフレーム３ａは、正極として、ワイヤ４で発光素子１のｐ電極に接続される。リードフレーム３ｃは、負極として、別のワイヤ４で発光素子１のｎ電極に接続される。リードフレーム３ａ，３ｃは、平板状であり、発光装置１０において板面を水平にして支持体２に支持されている。詳しくは、リードフレーム３ａ，３ｃは、支持体２の凹部の底面上で互いに離間して支持体２の長手方向に並べられ、それぞれが凹部の側壁を貫通して外側へ突出するように設けられる。また、リードフレーム３ａは、凹部の底面において、発光素子１を載置されるために、リードフレーム３ｃよりも幅広くなるように設けられている。リードフレーム３ａ，３ｃの支持体２の凹部の底面上における領域は、インナーリード部と称し、ワイヤボンディング領域であり、また、光反射面を構成する。一方、リードフレーム３ａ，３ｃの支持体２の外側へ突出させた領域は、アウターリード部と称し、発光装置１０の外部の配線等に接続される。発光装置１０において、アウターリード部は、インナーリード部から連続して平板状に示されているが、例えば支持体２の下面側へ折り曲げられていてもよい。リードフレーム３ａ，３ｃは、ＣｕやＣｕ合金等の金属の板材で形成され、さらに、少なくともインナーリード部の上面に、良好な光反射面とするためにＡｇめっき等を施されていることが好ましい。

（ワイヤ）
ワイヤ４は、発光素子１のｐ電極およびｎ電極と、リードフレーム３ａ，３ｃのインナーリード部とを接続する導線であり、ワイヤボンディング用のワイヤ、例えばＡｕ線である。

（透光性部材）
透光性部材５は、支持体２の凹部に充填されて設けられ、発光素子１をワイヤ４と共に封止してこれらを外部環境から保護する封止部材である。また、透光性部材５は、蛍光体６が設けられるための母材である。透光性部材５は、絶縁性で光を透過する材料で形成され、熱硬化性樹脂、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等で形成される。

（蛍光体）
蛍光体６は、透光性部材５中に含有され、発光素子１が発光した光で励起されて、それぞれ特定の波長の光を放出する。蛍光体６は、発光素子１が発光した光を緑色光（波長５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下）、黄色光（波長５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下）、または赤色光（波長６２０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下）に波長変換するものが好ましい。蛍光体６としては、緑色光を放出するものとしてβサイアロン蛍光体（例えばＳｉ_６−ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_８−ｚ：Ｅｕ（０＜Ｚ＜４．２））、黄色光を放出するものとしてＹＡＧ蛍光体（例えばＹ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、赤色光を放出するものとしてＫＳＦ蛍光体（例えばＫ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）が好ましい。本実施形態に係る発光装置１０では、発光素子１の発光色と組み合わせて所望の色調の光が得られるように、１種類または２種類以上の蛍光体６を備える。また、発光装置１０から出射される光が白色光の場合、発光素子１の青色光を黄色光に波長変換する蛍光体６が好ましい。

蛍光体６の配合、ならびに透光性部材５における含有量および含有状態等は、発光装置１０から取り出される光が所望の色調および光量（強度）になるように、被膜７と併せて設計される。蛍光体６は、透光性部材５中に略均一に分散された状態で含有されていることが好ましく、発光素子１の近傍に偏って多く分散するような状態で透光性部材５中に沈降させてもよい。

（被膜）
被膜７は、透光性部材５の上面に設けられ、少なくとも１種の希土類化合物からなる希土類粒子８が含有されているもので、希土類粒子８が樹脂９中に分散されてなる膜、または、希土類粒子８が樹脂９中に分散されておらず、希土類粒子８が凝集されてなる膜である。
希土類粒子８の配合、ならびに被膜７における含有状態等は、発光装置１０から取り出される光が所望の色調および光量（強度）になるように、透光性部材５、蛍光体６と併せて設計される。希土類粒子８は、樹脂９中に略均一に分散された状態で含有されていることが好ましく、透光性部材５の近傍に偏って多く分散するような状態で樹脂９中に沈降させてもよい。
そして、本実施形態に係る発光装置１０は、希土類粒子８が含有されている被膜７を備えることによって、発光素子１と蛍光体６の色度方向以外の方向にも色補正することができる。

被膜７は、その膜厚が０．０２μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。被膜７の膜厚が０．０２μｍ未満であると、透光性部材５の上面に被膜７を均一な膜厚で形成し難くなると共に、被膜７中に含有される希土類粒子８の含有量が少なくなるために色補正の効果が低下しやすくなる。また、被膜７の膜厚が５０μｍを超えると、透光性部材５の上面に均一な膜厚で被膜７を形成し難くなり、被膜７が凸形状になるため、被膜７のレンズ効果により色補正の効果が低下しやすくなる。なお、被膜７の膜厚は、樹脂９中に希土類粒子８が分散されてなる膜の場合には、１５μｍ以上３０μｍ以下がさらに好ましい。

被膜７は、被膜７中に含有されている希土類粒子８の含有量が、被膜７の全質量に対して、１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。含有量が１質量％未満であると、所定の膜厚で形成された被膜７中に含有される希土類粒子８の含有量が少なくなるために色補正の効果が低下しやすくなる。また、含有量が３０質量％を超えると、所定の膜厚で形成される被膜７中に含有される希土類粒子８の含有量が多くなり、被膜７を構成する樹脂９の流動性が低下しやすくなり、被膜７が凸形状になるため、被膜７のレンズ効果により色補正の効果が低下しやすくなる。

被膜７は、樹脂９中に含有されている希土類粒子８が粒径０．１μｍ以上１０μｍ以下の粒子であることが好ましい。１０μｍを超えると被膜に凹凸が出て均一な膜を形成することが難しくなる。０．１μｍより小さいと樹脂への分散が難しくなり、粒子の凝集ムラが出て均一な被膜７を形成することが難しくなる。

希土類粒子８は、少なくとも１種の希土類化合物からなる。希土類化合物は、図２に示すように、可視光領域の特定波長域で反射率が低下する反射スペクトルを有するものである。このような反射スペクトルを有する希土類化合物を用いることによって、本実施形態に係る発光装置１０では、発光素子１と蛍光体６の色度間で色度がシフトする従来の発光装置とは異なる色度シフト方向で色補正できる。

青色発光素子および黄色蛍光体を備えた白色光を取り出す発光装置１０においては、希土類化合物としては、例えば、図２に示すように緑色波長域および赤色波長域で反射率が低下する反射スペクトルを有するＥｒ_２Ｏ_３、青色波長域、緑色波長域および赤色波長域で反射率が低下する反射スペクトルを有するＨｏ_２Ｏ_３を用いることが好ましい。

希土類化合物としてＥｒ_２Ｏ_３を用いた場合、図３に示すように、Ｅｒ_２Ｏ_３を含有する被膜を備える発光装置１０の発光スペクトルでは、被膜なしの発光装置と比べて、青色波長域および黄色波長域でのスペクトル強度は変化させず、緑色波長域でのスペクトル強度を減少させることができる。その結果、本実施形態に係る発光装置１０では、青色方向または黄色方向に色度がシフトする従来の発光装置とは異なり、赤青色方向に色度をシフトさせることができる。

希土類化合物としてＨｏ_２Ｏ_３を用いた場合、図４に示すように、Ｈｏ_２Ｏ_３を含有する被膜を備える発光装置１０の発光スペクトルでは、被膜なしの発光装置と比べて、青色波長域でのスペクトル強度は変化させず、黄色波長域および緑色波長域でのスペクトル強度を増加させることができる。その結果、本実施形態に係る発光装置１０では、青色方向または黄色方向に色度がシフトする従来の発光装置とは異なり、黄緑色方向に色度をシフトさせることができる。

被膜７を構成する樹脂９は、絶縁性で光を透過する材料で形成され、熱硬化性樹脂、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等で形成される。なお、樹脂９は、被膜７を形成するためのスラリーを構成する。

次に、被膜７は、樹脂９を用いず、分散剤や希釈溶剤等の有機溶剤中に希土類粒子８を分散させておき、有機溶剤に熱を加えるなどして、有機溶剤を揮発若しくは蒸発させ、主に希土類粒子のみを凝集させて、透光性部材５の上面に配置することもできる。ここで、凝集された希土類粒子８同士の間隙には、微量の空気または分散剤を含有してもよい。

希土類粒子８を分散させる分散剤は、主に液体である。分散剤の一例として、エタノール、イソプロピルアルコール、トルエン、ヘキサン、プロパノール、石油ベンジン、ガソリン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、１，１，１−トリクロロエタン、１，２−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、クロロホルム、メタノール、エチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、二硫化炭素、アセトニトリル、ジエチルアミン、ニトロベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、フッ素系溶剤などが好ましい。フッ素系溶剤としてハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）が挙げられる。また、分散剤として混合溶剤を使用することもできる。特に、被膜７のような透光性部材５を膨潤させる作用のある液体を用いることで、ナノ粒子を透光性部材５の内部に含浸させやすく、親和性を向上させやすい。

また、被膜７を形成するためのスラリーを構成する希釈溶剤は、一例としてトルエンを用いたが、特にこれに限定されずイソプロピルアルコール、エタノールの何れかを用いてもよい。希釈溶剤としては、透光性部材５との相性などにより希土類粒子８が凝集しすぎる等、反射膜が形成できないものでなければ、スラリーおよび透光性部材５との相性を考慮して、どのようなものであってもよい。
なお、上記に挙げた分散剤や希釈溶剤は一例であって、同じ材料のものを分散剤として用いてもよいし、希釈溶剤として用いることもできる。

被膜７を形成する際に樹脂９を用いず、有機溶剤に希土類粒子８を分散させる場合、粒子が大きいと沈降しやすく分散性が悪くなるため、均一分散させるにはナノ粒子を使用することが好ましい。ここで、ナノ粒子とは、粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子である。

有機溶剤に分散させた場合、乾燥後、被膜７は主に希土類粒子８のみとなるため、被膜７が薄くなっても色度シフト効果を発揮することができる。このため、被膜７の厚みは２０ｎｍ（０．０２μｍ）以上１μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。

（発光装置の動作）
本実施形態に係る発光装置１０の動作について、図１〜４を参照して説明する。発光装置１０を駆動すると、外部電源からリードフレーム３ａ，３ｃおよびワイヤ４を経由して発光素子１に電流が供給され、発光素子１が発光する。発光素子１の発光光は、透光性部材５内を伝播し、その際、発光光の一部が透光性部材５に分散された蛍光体６に当たって、波長変換される。また、発光素子１から直接にまたは透光性部材５を伝播して、支持体２の凹部の各面にまたは底面上のリードフレーム３ａ，３ｃのインナーリード部に到達した光は、反射して、反射光として透光性部材５内を再び伝播する。そして、透光性部材５の上面から被膜７に到達した発光光、波長変換光、反射光は、被膜７を透過し、混色光として発光装置１０の外へ取り出される。

また、混色光の一部は、被膜７に含有されている希土類粒子８で反射して透光性部材５内へ戻る。透光性部材５内に戻った光は、再び透光性部材５内を伝播し、蛍光体６に当たると波長変換される。そして、戻った光は、支持体２の凹部の各面等で反射して、被膜７をさらに一部が透過して発光装置１０の外へ取り出される。

このとき、希土類粒子８を構成する希土類化合物が、図２に示すように特定波長域で反射率を低下させるため、透光性部材５内に戻る光はスペクトル形態が変化したものとなる。このようなスペクトル形態が異なる光も反射光として発光装置１０の外に取り出される。その結果、図３、４に示すように、発光装置１０の外に取り出される光は、発光素子１の発光ピーク波長域ではスペクトル強度は変化しないが、特定波長域ではスペクトル強度が変化したスペクトル形態となる。そのため、本実施形態に係る発光装置１０では、発光素子１の色度、または、蛍光体６の色度で色度がシフトする従来の発光装置と異なる色度シフト方向で色補正された光が取り出される。

〔発光装置の製造方法〕
本実施形態に係る発光装置の製造方法について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。なお、発光装置の構成については、図１を参照する。

発光装置の製造方法は、発光装置１０を準備する工程Ｓ１０と、被膜形成工程Ｓ３０と、を含む。また、前記の発光装置１０を準備する工程Ｓ１０は、発光素子準備工程Ｓ１１と、パッケージ準備工程Ｓ１２と、発光素子実装工程Ｓ１３と、透光性部材形成工程Ｓ１４と、を含む。

発光装置の製造方法において、発光素子準備工程Ｓ１１とパッケージ準備工程Ｓ１２とは、互いに独立した工程であり、順不同に、また、並行して行うことができる。さらに、発光装置の製造方法においては、発光装置１０を準備する工程Ｓ１０と被膜形成工程Ｓ３０との間に、色度計測工程Ｓ２０を含んでもよい。

（発光素子準備工程）
発光素子準備工程Ｓ１１は、発光素子１を準備する工程である。一例として、サファイア等からなる基板に窒化物半導体を成長させて、ｎ側半導体層、活性層（発光層）、ｐ側半導体層を順次積層する。次に、ｐ側半導体層および活性層の一部の領域を除去してｎ側半導体層を露出させ、ｎ側半導体層、ｐ側半導体層のそれぞれの上面に接続する電極を形成する。そして、１枚の基板上に二次元配列された状態の発光素子１を１個ずつに切断、分割する。

（パッケージ準備工程）
パッケージ準備工程Ｓ１２は、パッケージ２０を準備する工程である。まず、所望の厚さのＣｕ板を打ち抜き加工等によりリードフレーム３ａ，３ｃの形状に成形し、Ａｇめっきを施して、リードフレーム３ａ，３ｃを準備する。次に、光反射性物質を添加した樹脂材料で、射出成形等により、支持体２をリードフレーム３ａ，３ｃを挟んだ状態で形成して、パッケージ２０とする。

（発光素子実装工程）
発光素子実装工程Ｓ１３は、発光素子１をパッケージ２０に実装する工程である。まず、支持体２の凹部の底面上のリードフレーム３ａに、発光素子１の下面を接着剤等で固定する。次に、ワイヤボンディングを行って、ワイヤ４で発光素子１の電極とリードフレーム３ａ，３ｃのインナーリード部とを接続する。

（透光性部材形成工程）
透光性部材形成工程Ｓ１４は、透光性部材５を形成する工程である。まず、蛍光体６を含有した樹脂を、支持体２の凹部にディスペンサー等で所定量滴下する。次に、加熱処理等の当該樹脂に応じた処理を行って凹部の樹脂を硬化させて、蛍光体６を含有した透光性部材５を形成する。

（色度計測工程）
色度計測工程Ｓ２０は、発光装置１０（発光素子１）を発光させて色度を計測する工程である。リードフレーム３ａ，３ｃのアウターリード部に電源を接続して発光素子１に電流を供給して発光させ、透光性部材５を透過した光の色度を計測する。計測された色度から、色補正に必要な色度シフト量△ｘ，△ｙを算出する。なお、算出した色度シフト量△ｘ，△ｙに基づいて、次工程で所定の膜厚の被膜７が形成される。
狙い膜厚は、事前に膜厚と色度シフト量、及び、希土類化合物濃度と色度シフト量の関係を確認しておき、必要とする色度シフト量に応じて膜厚、希土類化合物濃度を決定する。

（被膜形成工程）
被膜形成工程Ｓ３０は、希土類粒子８が含有されている被膜７を透光性部材５の上面に形成する工程である。まず、被膜７を形成するスラリーを調製する。Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３等の希土類化合物の少なくとも１種からなる希土類粒子８をシリコーン樹脂等の樹脂に分散させてスラリーを得る。このとき、必要に応じて、希土類粒子８に予め表面処理を施したり、スラリーにアクリル系等の高分子系分散剤を添加して、希土類粒子８を均一に分散させたりすることが好ましい。そして、得られたスラリーを透光性部材５の上面に塗布し、その後、オーブンもしくは自然乾燥等で乾燥して被膜７を形成する。また、樹脂９に代えて、有機溶剤中に希土類粒子８を分散させたスラリーを用いることができる。

被膜形成工程Ｓ３０において、スラリーの塗布方法は、単位面積あたりの塗布量を制御可能な方法であればよく、ポッティング法、インクジェット法、ジェットディスペンサー法等が挙げられる。また、被膜７の膜厚は、色度計測工程Ｓ２０において算出した色度シフト量△ｘ，△ｙに応じて決定された塗布量で制御する。

〔変形例〕
また、本実施形態に係る発光装置１０は、透光性部材５が、上面を支持体２の上面（凹部を囲む縁の上面）に高さを合わせて設けられて、被膜７が、透光性部材５の上面およびその外側の支持体２の上面に形成されていてもよい。このような構造により、支持体２の凹部を囲む縁が、被膜７でコーティングされて強度が向上する。また、発光装置１０は、透光性部材５の一部が露出するように、被膜７が形成されていてもよく、露出面積によって取り出される光の色調を調整することができる。

以上のとおり、本実施形態に係る発光装置は、希土類化合物が含有されている被膜を備えることによって、従来とは異なる色度シフト方向で色補正することができる。その結果、従来の色度シフト方向での色補正では規格外とされた発光装置であっても、規格内に色補正することができるため、発光装置の良品率を向上させることができる。
また、本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、希土類化合物が含有されている被膜を形成する工程（被膜形成工程）を含むことによって、従来とは異なる色度シフト方向で色補正することができ、良品率を向上させた発光装置を製造することができる。

以下、実施例について、図２〜６を参照して説明する。図５は、発光装置の色補正された際の色度方向を色度座標における色度シフト量で示す図と、色補正された際の相対光束維持率を示す図である。図６は、発光装置の色補正された際の色度方向を示す色度図である。

発光装置のサンプルには、発光素子として、発光波長が設計値で４５０ｎｍであるＬＥＤを使用した。この発光素子を発光装置用のパッケージに実装し、蛍光体を添加したシリコーン樹脂で封止して、蛍光体を含有する透光性部材を形成した。蛍光体には、黄色光（ピーク波長５１７ｎｍ）を放出するものとしてＬＡＧ蛍光体（Ｌｕ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）と赤色光（ピーク波長６２０ｎｍ）を放出するものとしてＳＣＡＳＮ蛍光体（（Ｓｒ，Ｃa）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）を使用した。この透光性部材を形成した段階で、発光素子に電流を供給して発光させて発光スペクトルおよび色度を計測した。その結果を、図３、４、６（被膜なし）に示した。さらに、以下の手順で、希土類粒子を含有する被膜を透光性部材の上面に形成して、発光装置のサンプルとした。

Ｅｒ_２Ｏ_３粒子またはＨｏ_２Ｏ_３粒子が含有されている被膜を形成するためのそれぞれのスラリーを調製した。シリコーン樹脂に、平均粒径７μｍのＥｒ_２Ｏ_３粒子を１３質量％分散させた。また、シリコーン樹脂に、平均粒径３μｍのＨｏ_２Ｏ_３粒子を９．１質量％分散させた。Ｅｒ_２Ｏ_３粒子またはＨｏ_２Ｏ_３粒子を分散させたスラリーを、膜厚が２０μｍになるように算出した塗布量で、エアー式ディスペンサーでノズル内径２５０μｍのノズルから透光性部材の上面に吐出した。その後、オーブンで１５０℃×４時間の条件で硬化させて、Ｅｒ_２Ｏ_３粒子またはＨｏ_２Ｏ_３粒子が分散されている被膜が透光性部材の上面に形成された発光装置のサンプル（実施例１，２）を得た。また、比較例として、ナノＴｉＯ_２粒子（粒径２０ｎｍ）またはＳｉＯ_２粒子（粒径３０ｎｍ）が分散された被膜が透光性部材の上面に形成された発光装置のサンプル（比較例１，２）を、実施例と同様にして作製した。

作製したサンプルについて、再び、発光素子を発光させて発光スペクトルおよび色度を計測した。その結果を、図３〜６（実施例１、２および比較例１，２）に示した。また、発光素子の相対光束維持率についても計測した。その結果を、図５（実施例１、２および比較例１，２）に示した。

実施例１は、図２に示すように緑色波長域および赤色波長域の反射率（スペクトル強度）が低下するＥｒ_２Ｏ_３の希土類粒子を含有する被膜を備えた発光装置であるため、図３に示すように、発光装置の発光スペクトルが、緑色波長域のスペクトル強度が減少したスペクトル形態となった。その結果、図５、６に示すように、発光装置の色度が赤青色方向にシフトした。この実施例１の色度シフト方向は、蛍光体の黄色方向に色度がシフトする比較例１の色度シフト方向とは異なり、また、発光素子の青色方向に色度がシフトする比較例２の色度シフト方向とも異なるものであった。

実施例２は、図２に示すように青色波長域、緑色波長域および赤色波長域の反射率（スペクトル強度）が低下するＨｏ_２Ｏ_３の希土類粒子を含有する被膜を備えた発光装置であるため、図４に示すように、発光装置の発光スペクトルが、緑色波長域および黄色波長域のスペクトル強度が増加したスペクトル形態となった。その結果、図５、６に示すように、発光装置の色度が黄緑色方向にシフトした。この実施例２の色度シフト方向は、蛍光体の黄色方向に色度がシフトする比較例１の色度シフト方向とは異なり、また、発光素子の青色方向に色度がシフトする比較例２の色度シフト方向とも異なるものであった。

１発光素子
２支持体
３ａ，３ｃリードフレーム
４ワイヤ
５透光性部材
６蛍光体
７被膜
８希土類粒子
９樹脂
１０発光装置
２０パッケージ
Ｓ１０発光装置を準備する工程
Ｓ１１発光素子準備工程
Ｓ１２パッケージ準備工程
Ｓ１３発光素子実装工程
Ｓ１４透光性部材形成工程
Ｓ２０色度計測工程
Ｓ３０被膜形成工程

Claims

波長４３０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の青色に発光する発光素子と、
前記発光素子を覆い、前記発光素子からの青色光を透過する透光性部材と、
前記透光性部材に含有されており、前記発光素子の青色光を黄色光に波長変換する蛍光体および前記発光素子の青色光を赤色光に波長変換する蛍光体と、
前記透光性部材の上面に設けられ、Ｅｒ_２Ｏ_３またはＨｏ_２Ｏ_３からなる希土類粒子が含有されている被膜と、を備え、
前記発光素子の青色光を黄色光に波長変換する蛍光体は、Ｌｕ _３（Ａｌ，Ｇａ） _５Ｏ _１２：Ｃｅであり、
前記発光素子の青色光を赤色光に波長変換する蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ _３：Ｅｕである発光装置。
前記被膜は、その膜厚が０．０２μｍ以上５０μｍ以下である請求項１に記載の発光装置。
前記希土類粒子は、粒径が１ｎｍ以上１０μｍ以下の粒子である請求項１または２に記載の発光装置。
前記被膜は、前記希土類粒子が樹脂中に分散されてなる請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置。
前記被膜は、前記希土類粒子が樹脂中に分散されておらず、前記希土類粒子が凝集されてなる請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置。
波長４３０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の青色に発光する発光素子が前記発光素子からの青色光を透過する透光性部材で覆われており、前記発光素子からの青色光を黄色光に波長変換する蛍光体および前記発光素子からの青色光を赤色光に波長変換する蛍光体が前記透光性部材に含有され、前記発光素子の青色光を黄色光に波長変換する蛍光体は、Ｌｕ _３（Ａｌ，Ｇａ） _５Ｏ _１２：Ｃｅであり、前記発光素子の青色光を赤色光に波長変換する蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ _３：Ｅｕである発光装置を準備する工程と、
前記透光性部材の上面に、Ｅｒ_２Ｏ_３またはＨｏ_２Ｏ_３からなる希土類粒子を分散させてなるスラリーを塗布することにより、前記希土類粒子が含有されている被膜を形成する工程と、を含む発光装置の製造方法。
前記スラリーを塗布する工程は、ポッティング法、インクジェット法、ジェットディスペンサー法から選択された少なくとも一種の方法で行う請求項６に記載の発光装置の製造方法。
前記被膜を形成する工程よりも前に、準備された前記発光装置を発光させて色度を計測する工程を含み、
前記被膜を形成する工程は、前記色度に応じた膜厚で前記被膜を形成する請求項６または７に記載の発光装置の製造方法。