JP5540466B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を用いる発光装置及びその製造方法に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを用いた照明用ＬＥＤ（ＬＥＤランプ）は、低電圧駆動や小型軽量化、耐久性、長寿命などの長所を有するため、液晶ディスプレイ、携帯電話、情報端末等のバックライト、ＬＥＤディスプレイ、屋内外照明など、多方面への展開が飛躍的に進んでいる。ＬＥＤランプを種々の用途に適用するには白色発光を得ることが重要となる。

ＬＥＤランプで白色発光を実現する代表的な方式としては、（１）青、緑および赤の各色に発光する３つのＬＥＤチップを使用する方式、（２）青色発光のＬＥＤチップと黄色ないし橙色発光の蛍光体とを組合せる方式、（３）紫外線発光のＬＥＤチップと青色、緑色および赤色発光の三色混合蛍光体とを組合せる方式、の３つが挙げられる。これらのうち、一般的には（２）の方式が広く実用化されている。

上記した（２）および（３）の方式を適用したＬＥＤランプとして、ＬＥＤチップを装備したカップ型のフレーム内に蛍光体を混合したエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂を流し込み、これを固化させて蛍光体を含有する透明樹脂層を形成した砲弾型構造が知られている。また、主面に配線パターンが形成された耐熱性基板の上にＬＥＤチップを実装し、さらにこの基板上に透明樹脂による封止部を形成した構造（表面実装タイプあるいは基板タイプ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、従来の表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。表面実装タイプの発光装置は、銅や鉄を主成分に有するリードフレーム５２１に熱可塑性樹脂を射出成形してパッケージ５２０を形成する。パッケージ５２０は底面と側壁とを有するカップ形状を成している。このリードフレーム５２１の上にＬＥＤチップ５１０をエポキシ樹脂や銀ペーストなどを用いてダイボンドされており、ＬＥＤチップ５１０はリードフレーム５２１とワイヤ５５０を用いて電気的に接続されている。ＬＥＤチップ５１０は外部からのゴミや埃などから保護するためにパッケージ５２０のカップ内に封止樹脂５４０が注入され、硬化されている。封止樹脂５４０にはＬＥＤチップ５１０からの光を吸収し波長変換する蛍光体が混合され、沈降されている。従来、封止樹脂５４０にはエポキシ樹脂が使用されていたが、近年、ＬＥＤチップ５１０の高出力化に伴い封止樹脂５４０には耐熱性に優れ紫外光劣化の少ないシリコーン樹脂が使用されるようになってきた。また、ＬＥＤチップ５１０からの光を効率的に取り出すためリードフレーム５２１に光反射率の高い銀メッキが施されている。この銀メッキは電解メッキ法により形成されている。

特開２００７−６７１１６号公報

しかしながら、銀は腐食しやすく、放置するとＡｇＳなど化合物が生成して光反射率が低下しやすいという問題がある。特に、シリコーン樹脂はエポキシ樹脂よりも水分透過率やガス透過率が高いため、銀の腐食の原因となる硫黄成分を含む腐食性ガスを透過させやすいという欠点がある。そのため、シリコーン樹脂で封止した発光装置はリードフレーム５２１における銀メッキが腐食して、光反射率の低下が生じるという問題があった。またリードフレーム５２１とパッケージ５２０との隙間に、封止部材５４０であるシリコーン樹脂が侵入し、この侵入したシリコーン樹脂が熱膨張によりパッケージ５２０の破壊を引き起こすという問題もある。

また、銀メッキされたリードフレーム５２１に予めオーバーコート層を形成する場合、パッケージ５２０の製造工程において他の部材との接触によりオーバーコート層が削られ、銀メッキが露出されることが生じる。また、ワイヤ５５０とリードフレーム５２１とのボンディング部分はオーバーコート層を形成することができず、銀メッキが腐食されるという問題が依然として残っている。

以上のことから、本発明は、光反射率が高くかつ腐食による光反射率の低下が抑えられたリードを備えた発光装置を提供することを目的とする。また、この発光装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の問題点を解決すべく、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
本発明は、銀が表面に露出されているリードを持つベース部材と、該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有する発光装置に関する。これにより表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持することができる。

前記ベース部材は側壁を有するカップ形状を成しており、前記リードはカップ形状の内側の底面に配置されており、前記被覆部材は前記カップ形状の内側の側壁の一部を覆っているものにも使用できる。カップ形状の内側の底面に配置されているリードと、ベース部材と、の隙間を硬化性シリコーン樹脂組成物である被覆部材で覆うため、その隙間に封止部材であるシリコーン樹脂が侵入せず、発光装置の破壊を抑制することができる。特に、ベース部材に熱可塑性樹脂を用いる場合、金属部材であるリードとベース部材との密着性は非常に乏しいため、カップ形状の底面に配置されたリードとカップ形状の側壁を形成するベース部材との界面は、カップ形状の内側に配置された封止樹脂の膨張により隙間が生じやすいため、その隙間を被覆部材で覆うことにより封止部材の侵入を抑制することができる。なお、被覆部材の硬化性シリコーン樹脂組成物は封止部材であるシリコーン樹脂よりも熱膨張係数が小さいため被覆部材による発光装置の破壊は生じ難い。

前記有機骨格は、下記構造式（１）：

で表されるものを使用することが好ましい。この構造は、骨格内に炭素−炭素二重結合を有しないため耐光による変色が少なく被覆部材に適している。また、表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持することができる。また光吸収率が非常に小さいため光の損失を抑制することができる。

前記有機骨格は、下記構造式（２）：

で表されるものを使用することが好ましい。この構造は、骨格内に炭素−炭素二重結合を有しないため耐光による変色が少なく被覆部材に適している。また、表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持することができる。また光吸収率が非常に小さいため光の損失を抑制することができる。

前記有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物は、（Ａ）付加反応性炭素−炭素二重結合を１分子中に２個以上有するシロキサン系化合物、（Ｂ）ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上有するシロキサン系化合物、（Ｃ）ヒドロシリル化反応触媒、を含む組成物の硬化物であることが好ましい。酸無水物を反応させたエポキシ樹脂を薄膜に用いる場合、揮発や吸湿により硬化が不安定となり膜厚が一様な薄膜を形成することが難しい。これに対し、この組成物を用いると硬化が安定に行われ膜厚が一様な薄膜を形成することができる。また、表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持することができる。また光吸収率が非常に小さいため光の損失を抑制することができる。

前記封止部材は、前記被覆部材よりも屈折率が低いことが好ましい。これにより発光素子から出射された光の光取り出し効率を高くすることができる。また、封止部材から被覆部材に戻る光を抑制することができ発光装置からの光取り出し効率を高くすることができる。さらにベース部材に届く光量を低減することができるためベース部材の劣化を抑制することができる。

前記被覆部材は、第１の蛍光物質が含有されており、かつ、前記第１の蛍光物質は前記ベース部材側に沈降していてもよい。第１の蛍光物質が分散されているよりも沈降している方が、被覆部材を透過しベース部材に届く光量を低減することができるためベース部材の劣化を抑制することができる。

前記封止部材は、第２の蛍光物質が含有されており、かつ、前記第２の蛍光物質は前記被覆部材側に沈降していてもよい。第２の蛍光物質が分散されているよりも沈降している方が、封止部材を透過しベース部材に届く光量を低減することができるためベース部材の劣化を抑制することができる。

本発明は、銀が表面に露出されているリードを持つベース部材と、該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有する発光装置の製造方法であって、銀が表面に露出されているリードを持つ前記ベース部材に前記発光素子が配置され、前記リードと前記発光素子とが電気的に接続されているベース部材に、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する前記硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、前記リードのうち前記発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、前記発光素子の高さよりも膜厚が薄くなるように被覆部材で覆う工程と、前記被覆部材と異なるシリコーン樹脂で前記被覆部材を覆う工程と、を有する発光装置の製造方法に関する。これにより表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持した発光装置を簡易に製造することができる。

本発明は、側壁を有するカップ形状を成しており、銀が表面に露出されているリードが該カップ形状の内側の底面に配置されているベース部材と、該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有する発光装置の製造方法であって、側壁を有するカップ形状を成しており、銀が表面に露出されているリードが前記カップ形状の内側の底面に配置されているベース部材に前記発光素子が配置され、前記リードと前記発光素子とが電気的に接続されているベース部材に、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する前記硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、前記リードのうち前記発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、前記発光素子の高さよりも膜厚が薄くなるように被覆部材で覆う工程と、前記被覆部材と異なるシリコーン樹脂を前記カップ形状の内側に注入し、前記被覆部材を覆う工程と、を有する発光装置の製造方法に関する。これにより表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持した発光装置を簡易に製造することができる。

本発明は、表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持した発光装置を提供することができる。また、ベース部材の劣化を抑制することができる。さらに表面に露出されている銀の腐食を抑制し、銀の光反射率を高く維持した発光装置を簡易に製造することができる。

以下、本発明に係る発光装置及びその製造方法を、実施の形態及び実施例を用いて説明する。だたし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。また、図面は説明の便宜上誇張して示している箇所もある。

＜第１の実施の形態＞
＜発光装置＞
第１の実施の形態に係る基板タイプの発光装置について説明する。第１の実施の形態を示す基板タイプの発光装置を示す断面図である。

第１の実施の形態に示す発光装置は、銀が表面に露出されているリードを持つベース部材と、ベース部材に配置され、リードと電気的に接続される発光素子と、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、リードのうち発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有する。

ここで「銀が表面に露出されているリード」とは、リードの材質が銀若しくは銀を含有した合金の他、銅や鉄などを主成分とするリードの一部に銀若しくは銀を含有した合金がメッキされている場合をいう。銀が露出されていないと銀の腐食の問題が生じないからである。露出とは大気と直接的に接触する場合だけでなく、第三物質を介してもなお大気中の硫黄成分を含む腐食性ガスが第三物質を透過して銀の腐食を生じさせる間接的に接触する場合も含む。第三物質とは、例えばシリコーン樹脂を用いた封止部材などである。

本明細書において「リード」とは、所定の金属を打ち抜いた金属板だけでなく、ガラスエポキシやセラミックなどの基板にパターニング等して配線パターンを施した場合の金属も含む。
「ベース部材」とは、ガラスエポキシやセラミックなどの基板タイプのものや、後述する熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いた表面実装タイプのものなどをいう。
「ベース部材に配置され」とは、発光素子はベース部材に直接配置されているだけでなく、ベース部材に設けられたリード上に配置されている場合も含む。

「有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物」は水分やガス透過率が通常のシリコーン樹脂に比べて極めて低く、硫黄成分を含む腐食性ガスの透過を抑制することができる。

「リードのうち発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い」とは、発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分の銀の腐食を抑制するためである。発光素子からの光が照射されない部分については光の取り出し効率に直接寄与してこないためである。間接的としたのは、ワイヤや窪み等で直接的には光が照射されていないが、蛍光物質や光拡散部材等の反射により間接的に光が照射される場合が想定されるからである。

「被覆部材の膜厚」は、リード上に配置された被覆部材の厚みをいい、発光素子の上部に被覆部材が形成されている場合は、発光素子の上面からの厚みをいう。「発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材」としたのは、発光素子への通電により被覆部材が熱膨張した場合でも被覆部材とベース部材との界面に剥離が生じないようにするためである。被覆部材とベース部材との界面への熱応力を考慮したものである。そのため、所定の厚みを持たせることにより、ガスの透過を抑制しつつ、被覆部材とベース部材との界面に剥離を抑制することができる。

「被覆部材と異なるシリコーン樹脂」は、市販のシリコーン樹脂等を使用することができる。これにより安価に信頼性の高い発光装置を提供することができる。
「透光性」とは、光を透過する性質を有しておればよく、光を１００％透過する場合だけではない。

つまり、ベース部材２０となる基板にスルーホールを設けてリード２１となる配線パターンをパターニングする。この配線パターン（リード２１）上にエポキシ樹脂や銀ペースト、金−スズの共晶部材などのダイボンド部材を用いて発光素子１０を配置している。発光素子１０はワイヤ５０を介して配線パターン（リード２１）と電気的に接続している。基板（ベース部材２０）の上面側の配線パターン（リード２１）に銀若しくは銀を含有する合金を用いて電解メッキ若しくは無電解メッキを施す。この配線パターン（リード２１）に第１の蛍光物質３１が含有された被覆部材３０で覆う。このとき発光素子１０からの光が直接的に若しくは間接的に照射されるのは基板（ベース部材２０）の上面だけであり、背面には発光素子１０からの光は照射されていない。被覆部材３０の膜厚は発光素子１０の高さよりも薄い。被覆部材３０に含有されている第１の蛍光物質３１は基板側に沈降している。第１の蛍光物質３１が基板側に沈降することにより第１の蛍光物質３１が密になり発光素子１０からの光が基板（ベース部材２０）に抜け出るのを抑制することができる。更にこの被覆部材３０を第２の蛍光物質４１が含有された封止部材４０で覆う。封止部材４０に含有されている第２の蛍光物質４１は基板側に沈降しておらず分散している。第２の蛍光物質４１が分散していることによりワイヤ５０周辺の線膨張係数を下げることができる。封止部材４０は、被覆部材３０よりも屈折率が低いことが好ましい。屈折率差の観点から発光装置からの光の取り出し効率を高くすることができる。

第１の実施の形態に係る発光装置は、所定の大きさの基板（ベース部材２０）上に複数の発光素子１０を載置する。その後、被覆部材３０、封止部材４０の順に発光素子１０を覆った後、所定の大きさに切り出す。これにより一度に多数の発光装置を製造することができる。また、封止部材４０の上面を平坦にすることができる。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係る基板タイプの発光装置について説明する。図２は、第２の実施の形態を示す基板タイプの発光装置を示す断面図である。

ベース部材１２０となる基板にスルーホールを設けてリード１２１となる配線パターンがパターニングされている。この配線パターン（リード１２１）上にダイボンド部材を用いて発光素子１１０が配置されている。発光素子１１０はワイヤ１５０を介して配線パターン（リード１２１）と電気的に接続されている。この配線パターン（リード１２１）に銀等のメッキが施されている。基板（ベース部材１２０）の上面側の配線パターン（リード１２１）は、被覆部材１３０で覆われている。被覆部材１３０の膜厚は発光素子１１０の高さよりも薄い。被覆部材１３０は、第２の蛍光物質１４１が含有された封止部材１４０で覆われている。封止部材１４０は凸レンズ形状をなしている。この凸レンズ形状は半球状のものであってもよいし、半円筒状のものであってもよく、指向性を制御できるものであればよい。封止部材１４０に含有されている第２の蛍光物質１４１は基板側に沈降している。第２の蛍光物質１４１が沈降していることにより点光源に近づけることができ、配光むらを低減することができる。封止部材１４０には光拡散部材が含有されている（図示しない）。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係る表面実装タイプの発光装置について説明する。図３は、第３の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。

所定の形状に打ち抜きされたリード２２１を所定の金型に配置して成型されたベース部材２２０となるパッケージを用いる。このパッケージ（ベース部材２２０）はポリフタルアミド樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、エポキシ樹脂などの樹脂を用いることができる。パッケージ（ベース部材２２０）は側壁２２５と底面２２６を有し、カップ形状に形成されている。リード２２１はパッケージ（ベース部材２２０）から外側に突出しており所定の形状に折り曲げられている。発光素子２１０はカップ形状の内側の底面２２６となるリード２２１上に配置されており、ワイヤ２５０を介して発光素子２１０とリード２２１とは電気的に接続されている。リード２２１の一端はカップ形状の底面２２６に配置されている。リード２２１のうち発光素子２１０からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分２２７は、このカップ形状の底面２２６に相当するリード部分をいう。このリード２２１のうち発光素子２１０からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分２２７には、銀等のメッキが施されており、その表面は被覆部材２３０で覆われている。被覆部材２３０の膜厚は発光素子２１０の高さよりも薄い。被覆部材２３０はカップ形状の内側の側壁の上方近くまで這い上がっている。被覆部材２３０はカップ形状の内側の側壁２２５の一部を覆っている。被覆部材２３０は、封止部材２４０で覆われている。封止部材２４０はパッケージ（ベース部材２２０）のカップ形状の内側に充填されている。

＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態に係る表面実装タイプの発光装置について説明する。図４は、第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。図５は、第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の一部を拡大した断面図である。

所定の形状に打ち抜きされたリード３２１を所定の金型に配置して成型されたベース部材３２０となるパッケージを用いる。パッケージ（ベース部材３２０）はカップ形状に形成されている。発光素子３１０はカップ形状の内側の底面となるリード３２１上に配置されており、ワイヤ３５０を介して発光素子３１０とリード３２１とは電気的に接続されている。リード３２１のうち発光素子３１０からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分には、銀等のメッキが施されており、その表面は被覆部材３３０で覆われている。被覆部材３３０には第１の蛍光物質３３１が含有されており、パッケージ（ベース部材３２０）のカップ形状の内側の底面側に沈降されている。被覆部材３３０の膜厚は発光素子３１０の高さよりも薄い。被覆部材３３０はカップ形状の内側の側壁の一部を覆っている。被覆部材３３０は、封止部材３４０で覆われている。封止部材３４０はパッケージ（ベース部材３２０）のカップ形状の内側に充填されている。封止部材３４０には第２の蛍光物質３４１が含有されており、パッケージ（ベース部材３２０）のカップ形状の内側の底面側に沈降されている。

被覆部材３３０と封止部材３４０とは同じシロキサン結合を有するものであるため、被覆部材３３０と封止部材３４０との界面の密着性は極めて高い。発光素子３１０はサファイア基板３１１上にｎ型半導体層３１２、発光層３１３、ｐ型半導体層３１４の順に積層されている。サファイア基板３１１の厚みが第１の蛍光物質３３１の粒径より遙かに大きく、かつ、被覆部材３３０に含有されている第１の蛍光物質３３１は沈降されているため、発光層３１３を覆っていない。そのため、発光層３１３からの光を効率よく被覆部材３３０側に取り出すことができる。封止部材３４０は被覆部材３３０よりも屈折率が低いため発光素子３１０から出射された光は効率よく封止部材３４０側に出力される。また屈折率差を利用して封止部材３４０側から被覆部材３３０側へ光が戻ることを低減する。これにより発光素子３１０から出射された光がパッケージ（ベース部材３２０）のカップ形状の側壁に届く光量を低減することができるため、パッケージの劣化を防止することができる。

＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態に係る表面実装タイプの発光装置について説明する。図６は、第５の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。

所定の形状に打ち抜きされたリード４２１を所定の金型に配置して成型されたベース部材４２０となるパッケージを用いる。パッケージ（ベース部材４２０）はカップ形状に形成されている。発光素子４１０はカップ形状の内側の底面となるリード４２１上にバンプを介してフリップチップ実装されている。リード４２１のうち発光素子４１０からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分には、銀等のメッキが施されており、その表面は被覆部材４３０で覆われている。フリップチップ実装された発光素子４１０の上面側は被覆部材４３０で覆われていない。被覆部材４３０には第１の蛍光物質４３１が含有されており、パッケージ（ベース部材４２０）のカップ形状の内側の底面側に沈降されている。被覆部材４３０の膜厚は発光素子４１０の高さよりも薄い。被覆部材４３０はカップ形状の内側の側壁の一部を覆っている。被覆部材４３０は、封止部材４４０で覆われている。封止部材４４０はパッケージ（ベース部材４２０）のカップ形状の内側に充填されている。なお、封止部材４４０に第２の蛍光物質４３１が含有されていないが、含有することもできる。また、フリップチップ実装された発光素子４１０の上面側を被覆部材４３０で覆うこともできる。

以下、各構成部材について詳述する。
（発光素子）
発光素子としては、窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなる青色発光のＬＥＤチップや、紫外発光のＬＥＤチップなどが用いられる。その他、例えば、ＭＯＣＶＤ法等によって基板上にＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体を発光層として形成させたものも使用できる。フェースアップ実装される発光素子や、フリップチップ実装される発光素子のいずれも使用することができる。また同一平面上にｎ側電極とｐ側電極を持つ発光素子を図示しているが、一方の面にｎ側電極、反対の面にｐ側電極を持つ発光素子も使用することができる。

（ベース部材）
ベース部材は、発光素子を配置させ、外部からの電流を発光素子に供給するリードが設けられるため、耐熱性や絶縁性を有するものが好適に用いられる。このようなベース部材の具体的材料としては、ビスマレイミドトリアジン樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を用いたパッケージやガラスエポキシ、セラミックなどを用いた基板が好適に挙げられる。また、発光素子からの光を効率よく反射させるためにパッケージを構成する樹脂に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。

樹脂によりパッケージをモールド成形させる場合は、カップ形状の内側の底面に配置される発光素子に電力を供給するリードをインサート成形、射出成形、押出成形、トランスファ・モールドなどで比較的簡単に形成することができる。
ベース部材の形状は特に問わないが、基板タイプのような平板形状の他、底面と側壁を有するカップ形状のものを使用することができる。

（リード）
リードは、パッケージのカップ形状の内側の底面において露出され、発光素子と電気的に接続されるものであり、例えば、パッケージにインサートされた板状のリードや、パッケージの表面に形成された導電パターンである。従って、発光素子と電気的に接続されて導電するという機能を果たすことができるものであれば、その材料は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。例えば、銅、アルミニウム、金、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅、鉄入り銅等の表面に銀若しくは銀を含有する合金が表面に施こされたものが挙げられる。また、銀単体、銀が含有された合金を用いてもよい。
リードの表面に露出されている銀が腐食により光反射効率が低下する。そのため、発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分が高い光反射率を維持できるように被覆部材により覆われていることを要する。

（被覆部材）
被覆部材は、有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いる。この硬化性シリコーン樹脂組成物は硫黄成分を含む腐食性ガスを透過し難い機能を有するものである。

有機骨格は、下記構造式（１）：

で表されるものであることが好ましい。例えば、特開２００４−２９２７７９号公報である。

また、有機骨格は、下記構造式（２）：

で表されるものであることが好ましい。例えば、特開２００５−１３３０７３号公報である。

有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物は、（Ａ）付加反応性炭素−炭素二重結合を１分子中に２個以上有するシロキサン系化合物、（Ｂ）ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上有するシロキサン系化合物、（Ｃ）ヒドロシリル化反応触媒、を含む組成物の硬化物であることが好ましい。例えば、特開２００５−２７２４９２号公報、特開２００５−２７２６９７号公報などに記載のシリコーン樹脂組成物を用いることができる。
被覆部材の膜厚は発光素子の高さよりも薄いことが好ましい。具体的数値としては１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下が更に好ましい。

（封止部材）
封止部材は、発光素子からの光を効率よく外部に透過させると共に、外力、埃などから発光素子やワイヤなどを保護するものである。封止部材として、シリコーン樹脂を用いる。封止部材は、第２の蛍光物質や光拡散部材などが含有されていてもよい。

（第１の蛍光物質、第２の蛍光物質）
第１の蛍光物質、第２の蛍光物質は、同一若しくは異なるものを使用することができる。蛍光物質として、例えば、発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体、又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：ＥｕのほかＭＳｉ_７Ｎ_１０：Ｅｕ、Ｍ_１．８Ｓｉ_５Ｏ_０．２Ｎ_８：Ｅｕ、Ｍ_０．９Ｓｉ_７Ｏ_０．１Ｎ_１０：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。

また、Ｅｕ等の希土類元素により賦活され、第ＩＩ族元素Ｍと、Ｓｉと、Ａｌと、Ｎとを含む窒化物蛍光体で、紫外線乃至青色光を吸収して黄赤色から赤色の範囲に発光する。この窒化物蛍光体は、一般式がＭ_ｗＡｌ_ｘＳｉ_ｙＮ_{（（２／３）ｗ＋ｘ＋（４／３）ｙ）}：Ｅｕで示され、さらに添加元素として希土類元素及び４価の元素、３価の元素から選ばれる少なくとも１種の元素を含む。ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選ばれる少なくとも１種である。

上記一般式において、ｗ、ｘ、ｙの範囲は好ましくは０．０４≦ｗ≦９、ｘ＝１、０．０５６≦ｙ≦１８とする。またｗ、ｘ、ｙの範囲は０．０４≦ｗ≦３、ｘ＝１、０．１４３≦ｙ≦８．７としてもよく、より好ましくは０．０５≦ｗ≦３、ｘ＝１、０．１６７≦ｙ≦８．７としても良い。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕで表されるものである。

また窒化物蛍光体は、ホウ素Ｂを追加した一般式Ｍ_ｗＡｌ_ｘＳｉ_ｙＢ_ｚＮ_{（（２／３）ｗ＋ｘ＋（４／３）ｙ＋ｚ）}：Ｅｕとすることもできる。上記においても、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選ばれる少なくとも１種であり、０．０４≦ｗ≦９、ｘ＝１、０．０５６≦ｙ≦１８、０．０００５≦ｚ≦０．５である。ホウ素を添加する場合、そのモル濃度ｚは、上述の通り０．５以下とし、好ましくは０．３以下、さらに０．０００５よりも大きく設定される。さらに好ましくは、ホウ素のモル濃度は、０．００１以上であって、０．２以下に設定される。

またこれらの窒化物蛍光体は、さらにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕの群から選ばれる少なくとも１種、またはＳｃ、Ｙ、Ｇａ、Ｉｎのいずれか１種、またはＧｅ、Ｚｒのいずれか１種、が含有されている。これらを含有することによりＧｄ、Ｎｄ、Ｔｍよりも同等以上の輝度、量子効率またはピーク強度を出力することができる。
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、ＭＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。

Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、Ｍ_５（ＰＯ_４）_３Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１種以上である。）などがある。

アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、Ｍ_２Ｂ_５Ｏ_９Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。

アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｒ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｒ、ＣａＡｌ_２Ｏ_４：Ｒ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｒ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１種以上である。）などがある。
アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕなどがある。

Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ_０．８Ｇｄ_０．２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ａｌ_０．８Ｇａ_０．２）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部若しくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅなどもある。

その他の蛍光体には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４：Ｍｎ、ＭＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
上述の蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。

（その他）
ワイヤとしては公知のものを使用することができる。例えば、金、銅、白金、アルミニウム等の金属およびそれらの合金を用いたワイヤが挙げられる。
発光素子の他、受光素子、静電保護素子（ツェナーダイオード、コンデンサ等）、あるいはそれらを少なくとも二種以上組み合わせたものを搭載することもできる。
光拡散部材を封止部材中に含有することもできる。

＜発光装置の製造方法＞
第４の実施の形態に係る発光装置の製造方法について説明する。図７乃至図１１は、第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の製造工程を示す断面図である。

まず、側壁を有するカップ形状を成しており、銀が表面に露出されているリード３２１がカップ形状の内側の底面に配置されているベース部材３２０を用いる。このベース部材３２０に発光素子３１０を配置する。発光素子３１０はダイボンド部材を介してベース部材３２０に固着される。図面では説明の便宜上、ベース部材３２０から突出されたリード３２１は折り曲げられているが、封止部材３４０を充填して硬化した後、カットフォーミングして、折り曲げることが好ましい。また、リード３２１に既に銀メッキされている場合、銀若しくは銀を含有する合金が使用されている場合だけでなく、リード３２１と発光素子３１０とを電気的に接続した後、リード３２１に電解メッキ等を施す場合も含む。
リード３２１と発光素子３１０とを電気的に接続する。その接続工程はワイヤ３５０を用いる。

有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、リード３２１のうち発光素子３１０からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、発光素子３１０の高さよりも膜厚が薄くなるように被覆部材３３０で覆う。被覆部材３３０は第１の蛍光物質３３１が含有されており、シリンジ等により発光素子３１０上に滴下する。液状の有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を滴下した後、所定の温度を加えて硬化性シリコーン樹脂組成物を硬化する。被覆部材３３０の膜厚は発光素子３１０の高さよりも膜厚が薄くなるように形成する。具体的には１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５０μｍ以下であるが、これに限定されない。第１の蛍光物質３３１はカップ形状の内側の底面のベース部材３２０側に沈降する。ただし、被覆部材３３０は滴下の他、印刷手段やスプレーなどの手段を用いることができる。第１の蛍光物質３３１を沈降させているが分散させておいてもよい。また、発光素子３１０の上方から被覆部材３３０となる硬化性シリコーン樹脂組成物を滴下しているが、発光素子３１０を覆わないようにリード３２１の上方から被覆部材３３０を滴下してもよい。またカップ形状の内側の側壁を伝って被覆部材３３０が充填されるように滴下してもよい。

被覆部材３３０と異なるシリコーン樹脂をカップ形状の内側に注入し、被覆部材３３０で覆う。封止部材３４０は第２の蛍光物質３４１が含有されており、シリンジ等により被覆部材３３０上に滴下する。封止部材３４０は滴下の他、スプレーなどの手段も用いることができる。封止部材３４０を滴下した後、所定の温度を加えてシリコーン樹脂を硬化させる。
以上により、簡易に表面実装タイプの発光装置を製造することができる。

また、第１の実施の形態に係る基板タイプの発光装置についての製造方法を説明する。
銀が表面に露出されているリード２１を持つ基板（ベース部材２０）に発光素子１０を配置する。所定の大きさの基板（ベース部材２０）に複数個の発光素子１０をダイボンドする。

リード２１と発光素子１０とを電気的に接続する。
有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、リード２１のうち発光素子１０からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、発光素子１０の高さよりも膜厚が薄くなるように被覆部材で覆う。

被覆部材と異なるシリコーン樹脂で被覆部材３０を覆うように封止部材４０を形成する。基板（ベース部材２０）に封止部材４０となるシリコーン樹脂を注入して硬化する。その後、ダイシングを行い、個片化する。若しくは所定の金型に基板（ベース部材２０）を配置した後、封止部材４０となるシリコーン樹脂を注入して硬化する。これにより所定のレンズ形状を形成することができる。
以上により、簡易に基板タイプの発光装置を製造することができる。

＜実施例１＞
実施例１に係る発光装置を説明する。図４は、実施例１に係る発光装置を示す断面図である。図１２は、比較例１に係る発光装置を示す断面図である。第４の実施の形態に係る発光装置と重複するところは説明を省略することもある。

銅を主原料とするリード３２１とポリフタルアミド樹脂とを用いて、射出成形されたパッケージ（ベース部材２０）を用いる。パッケージはおおよそ縦１．２ｍｍ×横２．８ｍｍ×奥行き１．２ｍｍの大きさを有しており、カップ形状の内側の深さが０．４５ｍｍである、底面と側壁を有するカップ形状を成している。カップ形状の内側の底面のリード３２１には銀メッキが施されている。このカップ形状の内側の底面のリード３２１に発光素子３１０が配置されている。発光素子３１０は約４７０ｎｍに発光ピーク波長を持つ青色に発光する窒化ガリウム系半導体を発光層に持つ発光素子を用いる。発光素子３１０はサファイア基板上に窒化ガリウムからなるバッファ層、ＧａＮからなるｎ型コンタクト兼クラッド層、ＧａＡｌＮからなるｐ型クラッド層、ＧａＮからなるｐ型コンタクト層が積層されている。ｎ型コンタクト層およびｐ型クラッド層との間には単一量子井戸構造となるＩｎＧａＮ層が形成されている。サファイア基板上に形成された半導体層側から正極および負極の電極を形成させるために窒化物半導体の一部をエッチングさせてｎ型コンタクト層を露出させている。ｐ型コンタクト層上には金薄膜をオーミック電極として形成させている。発光素子３１０の高さは約９０μｍである。発光素子３１０はワイヤ３５０を介してリード３２１と電気的に接続されている。実施例１は、上述した構造式（１）の前記公報の実施例４５のシリコーン樹脂を用いる。 被覆部材３３０は膜厚が約４０μｍとなる所定の量を使用する。被覆部材３３０に含有する第１の蛍光物質３３１として粒径が１０μｍ〜２０μｍの（Ｙ，Ｇｄ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ（ＹＡＧ）蛍光体を用いる。封止部材３４０はシリコーン樹脂を使用する。封止部材３４０に含有する第２の蛍光物質３４１として第１の蛍光物質３３１と同じ粒径が１０μｍ〜２０μｍのＹＡＧ蛍光体を用いる。

比較例１は被覆部材を用いておらず、実施例１と同様、ＹＡＧ蛍光体を混合したシリコーン樹脂を封止部材に使用する。

実施例１に係る発光装置を、０．１ｐｐｍのＨ_２Ｓを含む環境下で２週間、常温（２５℃）で載置した。比較例１では初期値に対し８７％の光出力であった。また色度座標において青色側にｘ＝０．０１０、ｙ＝０．０１８の色ずれを生じた。一方、実施例１では初期値に対し９８％もの高い光出力を示した。また色度座標において青色側にｘ＝０．００１、ｙ＝０．００２しか色ずれしていない。このように本発明に係る発光装置は、所定の環境下において、発光出力を高く維持することができるとともに、色ずれもほとんど生じていないという顕著な効果を示した。

本発明の発光装置は、液晶ディスプレイ、携帯電話、情報端末等のバックライト、ＬＥＤディスプレイ、屋内外照明などに利用することができる。

第１の実施の形態を示す基板タイプの発光装置を示す断面図である。 第２の実施の形態を示す基板タイプの発光装置を示す断面図である。 第３の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。 第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。 第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の一部を拡大した断面図である。 第５の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。 第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の製造工程を示す断面図である。 第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の製造工程を示す断面図である。 第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の製造工程を示す断面図である。 第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の製造工程を示す断面図である。 第４の実施の形態を示す表面実装タイプの発光装置の製造工程を示す断面図である。 従来の表面実装タイプの発光装置を示す断面図である。

符号の説明

１０、１１０、２１０、３１０、４１０ 発光素子
２０、１２０、２２０、３２０、４２０ ベース部材
２１、１２１、２２１、３２１、４２１ リード
３０、１３０、２３０、３３０、４３０ 被覆部材
３１、３３１、４３１ 第１の蛍光物質
４０、１４０、２４０、３４０、４４０ 封止部材
４１、１４１、３４１ 第２の蛍光物質
５０、１５０、２５０、３５０ ワイヤ
２２５ 側壁
２２６ 底面
２２７ 発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分
３１１ サファイア基板
３１２ ｎ型半導体層
３１３ 発光層
３１４ ｐ型半導体層

Claims (9)

1. 銀が表面に露出されているリードを持つベース部材と、
   該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、
   有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、
   該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有し、
   前記被覆部材に蛍光物質が含有されており、前記封止部材に蛍光物質が含有されておらず、
   前記発光素子の上面側は、前記被覆部材で覆われておらず、
   前記発光素子の直上には、前記封止部材のみが存在することを特徴とする発光装置。
2. 銀が表面に露出されているリードを持つベース部材と、
   該ベース部材に配置され、該リードと電気的に接続される発光素子と、
   有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、該リードのうち該発光素子からの光が直接的若しくは間接的に照射される部分を少なくとも覆い、該発光素子の高さよりも膜厚の薄い被覆部材と、
   該被覆部材と異なるシリコーン樹脂であり、該被覆部材を覆う透光性の封止部材と、を有し、
   前記被覆部材及び前記封止部材に蛍光物質が含有されており、前記被覆部材に含有されている蛍光物質と前記封止部材に含有されている蛍光物質は同じであって、
   前記発光素子の上面側は、前記被覆部材で覆われておらず、
   前記発光素子の直上には、前記封止部材のみが存在することを特徴とする発光装置。
3. 前記ベース部材は側壁を有するカップ形状を成しており、前記リードはカップ形状の内側の底面に配置されており、前記被覆部材は前記カップ形状の内側の側壁の一部を覆っていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の発光装置。
4. 前記有機骨格は、下記構造式（１）：
   

   

   で表されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 前記有機骨格は、下記構造式（２）：
   

   

   で表されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記有機骨格を有し少なくともヒドロシリル化反応で硬化する硬化性シリコーン樹脂組成物は、
   （Ａ）付加反応性炭素−炭素二重結合を１分子中に２個以上有するシロキサン系化合物、
   （Ｂ）ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上有するシロキサン系化合物、
   （Ｃ）ヒドロシリル化反応触媒、
   を含む組成物の硬化物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記封止部材は、前記被覆部材よりも屈折率が低いことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記被覆部材に含有されている蛍光物質は前記ベース部材側に沈降していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記封止部材に含有されている蛍光物質は前記被覆部材側に沈降していることを特徴とする請求項２、又は請求項２を引用する請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光装置。

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