特許 6269214 蛍光体板、発光装置及び蛍光体板の製造方法、発光装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6269214

(24)【登録日】2018年1月12日

(45)【発行日】2018年1月31日

(54)【発明の名称】蛍光体板、発光装置及び蛍光体板の製造方法、発光装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20180122BHJP

   C09K 11/00 20060101ALI20180122BHJP

   C09K 11/02 20060101ALI20180122BHJP

   C09K 11/08 20060101ALI20180122BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/50

   C09K11/00 C

   C09K11/02

   C09K11/08 G

   C09K11/08 J

【請求項の数】19

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-55995(P2014-55995)

(22)【出願日】2014年3月19日

(65)【公開番号】特開2015-179719(P2015-179719A)

(43)【公開日】2015年10月8日

【審査請求日】2016年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(72)【発明者】

【氏名】三賀 大輔

【審査官】 高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０１８２２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００６／０６４９３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２１６５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５３３２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２６００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５７６３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

Ｃ０９Ｋ １１／００−１１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸化物相と蛍光物質含有酸化物相とが断面視で斑状に設けられた第１の光変換部と、
酸化物相と蛍光物質含有バインダ相とが断面視で斑状に設けられた第２の光変換部と、を備えており、
前記第１の光変換部の酸化物相と前記第２の光変換部の酸化物相とが少なくとも一部で連続し、
前記第１の光変換部の蛍光物質含有酸化物相と前記第２の光変換部の蛍光物質含有バインダ相とが板厚方向に並んで配置されている蛍光体板。

【請求項2】

前記第１の光変換部の蛍光物質含有酸化物相と前記第２の光変換部の蛍光物質含有バインダ相とが板厚方向に少なくとも一部で連続している請求項１に記載の蛍光体板。

【請求項3】

前記第１の光変換部の酸化物相に少なくとも一部が連続する酸化物相と、前記第１の光変換部の蛍光物質含有酸化物相に板厚方向で並んで配置されている蛍光物質含有バインダ相とが断面視で斑状である第３の光変換部を、前記第１の光変換部に連続して設けた請求項１又は請求項２に記載の蛍光体板。

【請求項4】

前記第１の光変換部の蛍光物質含有酸化物相が含有する蛍光物質と、前記第３の光変換部の蛍光物質含有バインダ相の蛍光物質とが異なるものである請求項３に記載の蛍光体板。

【請求項5】

酸化物相と蛍光物質含有バインダ相とが断面視で斑状に設けられた第１の光変換部と、
酸化物相と蛍光物質含有バインダ相とが断面視で斑状に設けられた第２の光変換部と、を備え、
前記第１の光変換部の酸化物相と前記第２の光変換部の酸化物相とが少なくとも一部で連続して設けられ、
前記第１の光変換部の蛍光物質含有バインダ相と前記第２の光変換部の蛍光物質含有バインダ相とが板厚方向に並んで配置されている蛍光体板。

【請求項6】

前記第１の光変換部の蛍光物質含有バインダ相と前記第２の光変換部の蛍光物質含有バインダ相とが異なる蛍光物質を含有する請求項５に記載の蛍光体板。

【請求項7】

前記第１の光変換部の酸化物相に少なくとも一部が連続する酸化物相、及び、前記第１の光変換部の蛍光物質含有バインダ相に板厚方向で並んで配置されている蛍光物質含有バインダ相が断面視で斑状に設けられた第３の光変換部を、前記第１の光変換部に連続して備え、
前記第３の光変換部の蛍光物質含有バインダ相は、前記第１の光変換部の蛍光物質含有バインダ相及び前記第２の光変換部の蛍光物質含有バインダ相のいずれか一方と異なる蛍光物質を含有する請求項５に記載の蛍光体板。

【請求項8】

前記第１の光変換部の酸化物相の材料がＡｌ₂Ｏ₃を含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の蛍光体板。

【請求項9】

前記第１の光変換部の蛍光物質含有酸化物相に含まれる蛍光物質が希土類アルミン酸塩蛍光体を含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蛍光体板。

【請求項10】

前記蛍光物質含有バインダ相に含まれる蛍光物質が窒化物系蛍光体または酸窒化物系蛍光体を含む請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の蛍光体板。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の蛍光体板と、基板上に半導体層を積層してなる発光素子とを備え、前記蛍光体板と前記基板とが接合された発光装置。

【請求項12】

前記基板の材料がＡｌ₂Ｏ₃を含む請求項１１に記載の発光装置。

【請求項13】

前記蛍光体板の酸化物相が複数の酸化物相であるときにその酸化物相の１つが単一金属酸化物である場合の当該単一金属酸化物の材料と前記基板の材料とが同等の成分であり、当該蛍光体板と前記基板とが直接接合により接合されている請求項１１又は請求項１２に記載の発光装置。

【請求項14】

前記蛍光体板と、前記基板とを接合層を介して接合した請求項１１又は請求項１２に記載の発光装置。

【請求項15】

請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の蛍光体板の製造方法において、
蛍光物質と酸化物の混合物を溶融した後に凝固させることにより、断面視で斑状に設けられた複数の酸化物相を有する凝固体を形成する凝固体形成工程と、
前記凝固体をエッチング液に浸漬して当該凝固体の酸化物相の１つを板厚方向において所定深さまでエッチングすることで空隙を形成するエッチング工程と、
前記空隙が形成された前記凝固体の面に、バインダに蛍光物質を含む蛍光物質含有バインダを塗布する塗布工程と、
前記空隙に前記蛍光物質含有バインダを含浸させる含浸工程と、
前記凝固体に含浸させた蛍光物質含有バインダを硬化させる硬化工程と、を含むこととした蛍光体板の製造方法。

【請求項16】

前記含浸工程は、前記蛍光物質含有バインダを塗布した凝固体を真空引きすることで行う請求項１５に記載の蛍光体板の製造方法。

【請求項17】

前記エッチング工程の前に前記凝固体の一方の面にマスクを形成するマスク形成工程と、
前記エッチング工程の後で、かつ、前記塗布工程の前に前記マスクを前記凝固体から除去するマスク除去工程と、を行うことを特徴とする請求項１５に記載の蛍光体板の製造方法。

【請求項18】

請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載の発光装置を製造する発光装置の製造方法において、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の蛍光体板を製造して準備すると共に、基板上に半導体層を積層して複数の発光素子を製造して準備する準備工程と、
前記蛍光体板のいずれか１つの酸化物相と同じ成分で形成された前記基板と前記蛍光体板とを接合する接合工程と、
前記蛍光体板と前記基板を接合した接合体を発光素子ごとに切断して個片化する個片化工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。

【請求項19】

請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載の発光装置を製造する発光装置の製造方法において、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の蛍光体板を製造する工程と、
前記蛍光体板のいずれか１つの酸化物相と同じ成分の材料で形成された基板を前記蛍光体板の当該酸化物相側に接合する接合工程と、
接合した前記基板上に半導体層を積層して複数の発光素子を形成する工程と、
前記複数の発光素子を形成した前記基板を前記蛍光体板と共に発光素子ごとに個片化する個片化工程と、
を含むこととした発光装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波長を変換する蛍光物質を含む蛍光体板、その蛍光体板を用いた発光装置及び、蛍光体板の製造方法、発光装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、ＬＥＤ等の発光素子を有する発光装置では、波長を変換する蛍光物質を含む蛍光体層や蛍光体板を使用して、白色光の取出し効率を高めることが行われている。例えば、従来の発光装置では、青色発光素子の前面に、青色光の一部を吸収して黄色光を発する蛍光体を含有するコーティング層と、光源の青色光とコーティング層からの黄色光を混色するためのモールド層とを設け、補色関係にある青色と黄色を混色することにより擬似的に白色を得るものである。そして、前記した発光装置では、コーティング層としては、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）粉末と樹脂の混合物が採用されている。

【0003】

ＬＥＤ等の発光素子と組み合わせるため、波長を変換する蛍光物質を含む蛍光体層や蛍光体板の例として、例えば、従来、特許文献１に記載されているような発光ダイオード用基板が提案されている。この発光ダイオード用基板は、発光ダイオード素子が形成可能な単結晶層と、単一金属酸化物および複合金属酸化物から選ばれる少なくとも２つ以上の酸化物相が連続的にかつ三次元的に相互に絡み合って形成されている凝固体からなる光変換用セラミックス複合体層とが積層されている。さらに、前記発光ダイオード用基板は、該凝固体中の酸化物相のうち少なくとも１つは蛍光を発する金属元素酸化物を含有し、前記単結晶層と前記光変換用セラミックス複合体層が直接に接合されているか、前記単結晶層と前記光変換用セラミックス複合体層とをシリカで接合された構成である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際交換番号ＷＯ２００７−０１８２２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記の発光ダイオード用基板では、凝固体中の酸化物相に蛍光を発する金属元素酸化物が含有されているが、蛍光の種類が酸化物相において特定されることになり、混色する光の設定に対する自由度が制限されていた。また、上記の発光ダイオード用基板では、蛍光物質を含有させた酸化物相の凝固体を形成するときに高い温度の熱処理が必要になるため、熱に弱い蛍光物質を使用することができなかった。

【0006】

本発明は、前記した問題点に鑑みて創案されたものであり、光取出し効率を維持しながら混色する光の自由度の制限を緩和することができ、蛍光物質の使用制限も緩和することができる蛍光体板、その製造方法及び発光装置、その製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記した課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、以下に示すような構成とした。すなわち、蛍光体板は、酸化物相と蛍光物質含有酸化物相とが断面視で斑状に設けられた第１の光変換部と、酸化物相と蛍光物質含有バインダ相とが断面視で斑状に設けられた第２の光変換部と、を備えており、前記第１の光変換部の酸化物相と前記第２の光変換部の酸化物相とが少なくとも一部で連続し、前記第１の光変換部の蛍光物質含有酸化物相と前記第２の光変換部の蛍光物質含有バインダ相とが板厚方向に並んで配置されている構成とした。

【0008】

また、本発明に係る蛍光体板の製造方法において、蛍光物質と酸化物の混合物を溶融した後に凝固させることにより、断面視で斑状に設けられた複数の酸化物相を有する凝固体を形成する凝固体形成工程と、前記凝固体をエッチング液に浸漬して当該凝固体の酸化物相の１つを板厚方向において所定深さまでエッチングすることで空隙を形成するエッチング工程と、前記空隙が形成された前記凝固体の面に、バインダに蛍光物質を含む蛍光物質含有バインダを塗布する塗布工程と、前記空隙に前記蛍光物質含有バインダを含浸させる含浸工程と、前記凝固体に含浸させた蛍光物質含有バインダを硬化させる硬化工程と、を含むこととした。

【0009】

また、発光装置として、前記した蛍光体板と、基板上に半導体層を積層してなる発光素子とを備え、前記蛍光体板と前記基板とが接合される構成とした。
さらに、前記した発光装置を製造する発光装置の製造方法において、前記した蛍光体板を製造して準備すると共に、基板上に半導体層を積層して複数の発光素子を製造して準備する準備工程と、前記蛍光体板のいずれか１つの酸化物相と同じ成分で形成された前記基板とを接合する接合工程と、前記蛍光体板と前記基板を接合した接合体を発光素子ごとに切断して個片化する個片化工程と、を含むこととした。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る蛍光体板その製造方法、及び、発光装置その製造方法では、以下に示すように優れた効果を奏するものである。
蛍光体板及び発光装置は、蛍光物質含有バインダを第２の光変換部に選択的に備えることができるので、光取出し効率を維持しながら混色する光の自由度の制限を緩和することができ、蛍光物質の使用制限も緩和することができる。

【0011】

蛍光体板の製造方法及び発光装置の製造方法では、酸化物相の少なくとも一部をエッチングして除去することにより形成した空隙に蛍光物質含有バインダを含浸させて硬化させることで、酸化物相と蛍光物質含有バインダとの光変換部を形成することができる。これにより、蛍光体板の製造方法及び発光装置の製造方法では、所望の光を混色する蛍光物質を選択でき、かつ、熱に対する蛍光物質の制限も緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る蛍光体板の構成を、一部を省略しかつ一部を断面にして模式的に示す斜視図である。

【図2】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る蛍光体板の製造方法の手順を模式的に示す模式図である。

【図3】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る蛍光体板の製造方法の手順を模式的に示す模式図である。

【図4】（ａ）は、本発明の実施形態に係る蛍光体板の第１の光変換部をエッチングする前の状態を断面斜視図として模式的に示す図、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る蛍光体板の第１の光変換部をエッチングした状態を断面斜視図として模式的に示す図、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る蛍光体板の第１の光変換部をエッチングすることにより形成された空隙に蛍光物質含有バインダ相を形成した状態を断面斜視図として模式的に示す図である。

【図5】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る蛍光体板の他の構成をそれぞれ模式的に示す断面図である。

【図6】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図7】本発明の実施形態に係る発光装置の他の構成を模式的に示す断面図である。

【図8】本発明の実施形態に係る支持基板付発光装置の構成を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため部分的に誇張して示すことがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一の構成、部材もしくは同質の構成、部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、各構成において、層と膜と板の違いは表現のみであり、厚み形成範囲等によって異なるものではない。

【0014】

＜蛍光体板の構成＞
図１に示すように、蛍光体板１は、第１の光変換部４と、第２の光変換部６とが凝固体として連続して一体で設けられている。そして、蛍光体板１において、第１の光変換部４は、単一金属酸化物及び複合金属酸化物から選択される酸化物を含む複数（図１で図示するものは２つ）の酸化物相２，３が断面視において斑状となる凝固体として形成されている。さらに、蛍光体板１において、第２の光変換部６は、前記した酸化物の１つである酸化物相２と、蛍光物質５ａ及びその蛍光物質５ａのバインダ５ｂを含む相（以下、「蛍光物質含有バインダ相」という。）５が断面視において斑状となる凝固体として形成されている。

【0015】

そして、蛍光体板１の第１の酸化物相は、例えば、単一金属酸化物の酸化物相（以下、「単一金属酸化物相」という。）２として構成されている。また、蛍光体板１の第２の酸化物相は、例えば、蛍光物質３ａを含むセラミック複合材料で形成された複合金属酸化物の酸化物相（以下、「複合金属酸化物相」という。）３として構成されている。この蛍光体板１は、後記する発光素子１２からの光を透過すると共に、蛍光物質３ａ，５ａに対応して光の波長を変換して、例えば、白色光として出力するものである。以下、蛍光体板１の各構成について更に詳しく説明する。

【0016】

第１の光変換部４は、単一金属酸化物を含有する単一金属酸化物相２と、複合金属酸化物であるセラミック複合材料で形成された複合金属酸化物相３とが斑状に（連続的にかつ３次元的に相互に絡み合って）設けられている凝固体からなる。この第１の光変換部４は、複合金属酸化物が、蛍光を発現する元素等である蛍光物質３ａを含有している。ここで用いられる単一金属酸化物とは、１種類の金属の酸化物であり、複合金属酸化物は、２種以上の金属の酸化物である。それぞれの酸化物相２，３は、断面視において不規則な斑状に形成され、互いに絡み合った構造に形成されている。

【0017】

単一金属酸化物としては、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化クロミウム（Ｃｒ₂Ｏ₃）等の他、希土類元素酸化物（Ｌａ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、Ｐｒ₆Ｏ₁₁、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｓｍ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｅｕ₂Ｏ₃、Ｔｂ₄Ｏ₇、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｈｏ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ₃、Ｔｍ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃、Ｌｕ₂Ｏ₃）が挙げられる。なお、単一金属酸化物相２は、例えば、前記した単一金属酸化物として酸化アルミニウムで形成されていることが好ましい。

【0018】

また、複合金属酸化物としては、ＬａＡｌＯ₃、ＣｅＡｌＯ₃、ＰｒＡｌＯ₃、ＮｄＡｌＯ₃、ＳｍＡｌＯ₃、ＥｕＡｌＯ₃、ＧｄＡｌＯ₃、ＤｙＡｌＯ₃、ＥｒＡｌＯ₃、Ｙｂ₄Ａｌ₂Ｏ₉、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂、Ｌｕ₃Ａｌ₆Ｏ₁₂、Ｅｒ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂、Ｔｂ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂、１１Ａｌ₂Ｏ₃・Ｌａ₂Ｏ₃、１１Ａｌ₂Ｏ₃・Ｎｄ₂Ｏ₃、３Ｄｙ₂Ｏ₃・５Ａｌ₂Ｏ₃、２Ｄｙ₂Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃、１１Ａｌ₂Ｏ₃・Ｐｒ₂Ｏ₃、ＥｕＡｌ₁₁Ｏ₁₈、２Ｇｄ₂Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃、１１Ａｌ₂Ｏ₃・Ｓｍ₂Ｏ₃、Ｙｂ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂、ＣｅＡｌ₁₁Ｏ₁₈、Ｅｒ₄Ａｌ₂Ｏ₉等が挙げられる。

【0019】

なお、複合金属酸化物相３には、単一金属酸化物相２と相性がよい酸化物、例えば、ＣｅＡｌＯ₃等の複合金属酸化物を選択することが好ましい。また、複合金属酸化物相３に含有している蛍光物質３ａは、一般的に用いられる酸化物、窒化物、酸窒化物等を用いることができる。そのような蛍光物質３ａとして、例えば、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）をＣｅ等で賦活したＹＡＧ系蛍光体や、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で賦活した窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体等が挙げられる。

【0020】

蛍光物質３ａは、後記する発光素子１２が発光する光により励起されて発光可能な、Ｃｅ（セリウム）で付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体をベースとしたものを用いることができる。具体的なイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体としては、ＹＡｌＯ₃：Ｃｅ、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂Ｙ：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）やＹ₄Ａｌ₂Ｏ₉：Ｃｅ、更にはこれらの混合物などが挙げられる。イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体にＢａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎの少なくとも一種が含有されていてもよい。

【0021】

他にも青色、青緑色や緑色を吸収して赤色が発光可能な蛍光物質３ａとしては、Ｅｕ及び／又はＣｒで付活されたサファイア（酸化アルミニウム）蛍光体やＥｕ及び／又はＣｒで付活された窒素含有Ｃａ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂蛍光体（オキシナイトライド蛍光硝子）等が挙げられる。また、例えば、組成式がＳｉ_6-zＡｌ_zＯ_zＮ_8-z：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）で示されるＥｕ付活βサイアロン蛍光体、（Ｙ，Ｌｕ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅで示される希土類アルミン酸塩蛍光体、これらの蛍光物質３ａを単数あるいは複数種組み合わせて利用して発光素子１２からの光と蛍光物質３ａからの光の混色により白色光を得ることもできる。

【0022】

また、前記したＣｅで付活されたＹＡＧ系蛍光体とＥｕ及び／又はＣｒで付活された窒素含有Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子とを組み合わせることにより青色系が発光可能な発光素子１２を利用してＲＧＢ（赤色、緑色、青色）成分を高輝度に含む極めて演色性の高い発光装置１０を形成させることもできる。このため、所望の顔料を添加するだけで任意の中間色も極めて簡単に形成させることができる。
なお、複合金属酸化物相３に添加される蛍光物質３ａは、凝固体として形成するときの温度に耐えることができるものが使用される。

【0023】

図１に示すように、第２の光変換部６は、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５が断面視において斑状に（単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５が連続的にかつ三次元的に相互に絡み合って）設けられている凝固体からなる。そして、第２の光変換部６は、単一金属酸化物相２と、第１の光変換部４の単一金属酸化物相２とが少なくとも一部で連続して形成されている。なお、第１の光変換部４の単一金属酸化物相２と第２の光変換部の単一金属酸化物相２とは、後記するように予め板厚方向に凝固体として一体に形成される場合には、第１の光変換部４から第２の光変換部６に板厚方向で必ず連続する部分と、第１の光変換部４又は第２の光変換部６のいずれかに偏在して独立した部分とを含んだ状態となる。したがって、第２の光変換部６の単一金属酸化物２と第１の光変換部４の単一金属酸化物相２とは、少なくとも一部で連続して形成される構成である。

【0024】

蛍光物質含有バインダ相５は、後記するように、予め形成されている第１の光変換部４から第２の光変換部６に連続する複合金属酸化物相３において、第２の光変換部６に対応する部分の複合金属酸化物相３を除去した後に、含浸して充填されることで形成されるものである。つまり、第１の光変換部４と第２の光変換部６とが、蛍光物質及び原料金属酸化物を融解後、複合材料を凝固して凝固体として一体に形成される。そして、その凝固体の複合金属酸化物相３の一部を除去することにより形成された空隙に蛍光物質含有バインダが充填されることで蛍光物質含有バインダ相５は形成されている。蛍光物質含有バインダ相５は、複合金属酸化物相３に間隔を空けて並んで配置される部分と、複合金属酸化物相３に間隔を空けないで当接して連続するように並んで配置される部分とが存在している。つまり、蛍光物質含有バインダ相５は、複合金属酸化物相３に少なくとも一部で連続し、その他の部分では空間を介して並んで配置されている構成である。

【0025】

蛍光物質含有バインダ相５は、蛍光物質５ａと、その蛍光物質５ａのバインダである結着剤５ｂとから構成されている。
蛍光物質５ａは、前記した蛍光物質３ａと同じものを使用することができ、一般的に用いられる酸化物、窒化物、酸窒化物等を用いることができる。そのような蛍光物質５ａとして、例えば、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）をＣｅ等で賦活したＹＡＧ系蛍光体や、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で賦活した窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体等が挙げられる。なお、蛍光物質含有バインダ５の蛍光物質５ａは、凝固体を形成するような温度をかけることがないので、例えば、次のようなものをさらに使用できる。すなわち、組成式がＳｉ_6-zＡｌ_zＯ_zＮ_8-z：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）で示されるＥｕ付活βサイアロン蛍光体、ＭＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ（Ｍ＝Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）で示されるＥｕ付活チオガレート蛍光体、（Ｙ，Ｌｕ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅで示される希土類アルミン酸塩蛍光体、Ｌａ₃Ｓｉ₆Ｎ₁₁：Ｃｅで表されるランタンシリコンナイトライド系蛍光体、例えば、Ｋ₂ＳｉＦ₆：Ｍｎ⁴⁺、Ｋ₂ＴｉＦ₆：Ｍｎ⁴⁺、Ｋ₂Ｓｉ_0.5Ｇｅ_0.5Ｆ₆：Ｍｎ⁴⁺等の組成を有する、Ｍｎ⁴⁺で付活されたフッ化物蛍光体も挙げることができる。
これらの蛍光物質３ａを単数あるいは複数種組み合わせて幅広い種類のものを使用することができる。

【0026】

結着剤５ｂは、蛍光物質５ａと結着し相として蛍光物質含有バインダ５を形成させるものである。この結着剤５ｂは、例えば、樹脂やガラスである。なお、結着剤５ｂとして、樹脂を使用した場合には、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂、あるいは、エポキシ樹脂及びシリコーン樹脂の混合樹脂を使用することができる。また、結着剤５ｂとして、ガラスを使用した場合には、ホウケイ酸ガラスその他一般的な低融点ガラスを使用することができる。

【0027】

以上のような構成とした蛍光体板１は、各結晶相である単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３、ならびに、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５が独立ではなく、各相が不可分な関係として斑状に絡み合って一体化した凝固体として形成されており、後記する発光素子１２と接合して使用される場合に発光素子１２の基板１１との成分を共通させることにより光の屈折率や熱に対して優位な構成となる。

【0028】

また、蛍光体板１は、例えば、第１の光変換部４において、前記したＡｌ₂Ｏ₃結晶（単一金属酸化物相２）とＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅからなる光変換用セラミックス複合体（複合金属酸化物相３）の場合、単に２つの結晶が存在するのではなく、Ａｌ₂Ｏ₃でもないＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂でもない組成をもつ一種類の融液から同時にＡｌ₂Ｏ₃結晶とＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ結晶が結晶化した結果として２つの結晶が存在しているのであって、独立に２つの結晶が存在する場合とは異なる。したがって、物理的な区画としては単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３が存在しているが、前記した意味において２つの結晶は不可分である。このような凝固体は、単なるＡｌ₂Ｏ₃結晶とＹＡＧ：Ｃｅ結晶が混在している状態とは本質的に異なっている。

【0029】

なお、蛍光体板１では、第１の光変換部４及び第２の光変換部６において、単一金属酸化物相２を残して、第２の光変換部６の複合金属酸化物相３を除去した部分に蛍光物質含有バインダ相５を形成しているため、第２の光変換部６においても第１の光変換部４と同様に２つの結晶である単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５とが断面視において斑状に（三次元的に）相互に絡み合った結晶化の状態で形成されることになる。
以上説明したように、蛍光体板１は、少なくとも第１の酸化物相２と第２の酸化物相３とを含む複数の酸化物相が斑状に設けられた第１の光変換部４と、第１の酸化物相２と同じ成分の酸化物相２と蛍光物質含有バインダ相５とが斑状に設けられた第２の光変換部６とを備えることにより、光取出し効率を維持して、蛍光物質の使用制限も緩和することができる。

【0030】

＜蛍光体板の製造方法＞
次に、蛍光体板１の製造方法について説明する。
蛍光体板１では、第１の光変換部４を構成する凝固体は、蛍光物質と原料金属酸化物の混合物を融解した後に、凝固させることで作製される。例えば、所定温度に保持したルツボに仕込んだ溶融物を、冷却温度を制御しながら冷却凝結させる簡単な方法で凝固体を得ることができるが、最も好ましいのは一方向凝固法により作製されたものである。一方向凝固をおこなうことにより含まれる結晶相が単結晶状態、またはそれに類似の状態で連続的に成長し、各相が単一の結晶方位となるためである。

【0031】

また、本発明に用いる第１の光変換部４は、少なくとも１つの相が蛍光を発する金属元素酸化物を含有していることを除き、特開平７−１４９５９７号公報、特開平７−１８７８９３号公報、特開平８−８１２５７号公報、特開平８−２５３３８９号公報、特開平８−２５３３９０号公報および特開平９−６７１９４号公報並びにこれらに対応する米国出願（米国特許第５，５６９，５４７号、同第５，４８４，７５２号、同第５，９０２，９６３号）等に開示したセラミックス複合材料と同様のものであることができ、これらの公報に開示した製造方法で製造できる。

【0032】

さらに、蛍光体板１の第２の光変換部６は、以下のような工程により製造することができる。なお、第２の光変換部６の蛍光物質含有バインダ相５を形成することで、ここでは、蛍光体板１を製造することができるものである。以下、図２、図３及び図４を参照して説明する。なお、第１の光変換部４は、単一金属酸化物相２としてＡｌ₂Ｏ₃結晶と、複合金属酸化物相３としてＹＡＧ：Ｃｅ結晶が混在したものとして説明する。つまり、第１の光変換部４は、単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３が、断面視で斑状に（連続的にかつ３次元的に相互に絡み合って）形成されている凝固体からなる。
図２（ａ）、図４（ａ）に示すように、すべての状態が第１の光変換部４である構成の凝固体Ｃを準備する。凝固体Ｃは、蛍光物質と酸化物を混合した混合物を溶融した後に凝固させることにより、断面視で斑状に設けられた複数の酸化物相を有するように形成され（凝固体形成工程）、準備される。
図２（ｂ）に示すように、第１の光変換部４のみの凝固体Ｃの一方の面に、例えば、ＣＶＤにてＳｉＯ₂のマスクＭｓを形成する（マスク形成工程）。

【0033】

そして、図２（ｃ）に示すように、加熱したリン酸：硫酸混合液となるエッチング液Ｈｃ中に凝固体Ｃを入れてエッチングを行う（エッチング工程）。なお、エッチングを行う場合、非マスク側からエッチング液Ｈｃに浸漬させると、ＹＡＧ：Ｃｅ結晶である複合金属酸化物相３が、Ａｌ₂Ｏ₃結晶である単一金属酸化物相２よりも相対的に速くエッチングされることになる。したがって、エッチングされた凝固体Ｃには、単一金属酸化物相２と複合金属酸化物相３との第１の光変換部４と、単一金属酸化物相２と複合金属酸化物相３の一部がエッチングにより除去されて空隙Ｅを有する層Ｅｐとが形成されている構成となる。なお、図２において、単一金属酸化物２は、ハッチング等を示していないが、酸化物相として常に存在している状態を示している。

【0034】

図２（ｄ）及び図４（ｂ）に示すように、空隙Ｅが形成された凝固体ＣからマスクＭｓを、例えば、既存の超高純度バッファードフッ酸（ＢＨＦ：５０％ＨＦ水溶液と４０％ＮＨ₄Ｆ水溶液を任意の配合比でブレンドした薬液）を使用してエッチングして除去する（マスク除去工程）。
つぎに、図３（ａ）に示すように、凝固体Ｃの空隙Ｅ側から、結着剤５ｂとなる樹脂と蛍光物質５ａの蛍光粉末とを混合した蛍光粉末樹脂混合材料Ｐｚを塗布する（例えば、キャスト法）（塗布工程）。
さらに、図３（ｂ）に示すように、蛍光粉末樹脂混合材料Ｐｚを塗布した凝固体Ｃを真空引きできる減圧装置Ｖａ（例えば、真空ポンプ）内に配置して真空引きする（減圧状態下に置く）ことで、空隙Ｅに蛍光粉末樹脂混合材料Ｐｚを含浸させて充填する（含浸工程）。

【0035】

そして、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、凝固体Ｃの表面の余分な蛍光粉末樹脂混合材料Ｐｚを除去した後に、オーブン等の加熱装置Ｈｔにより所定温度に加熱することで樹脂を硬化させて蛍光物質含有バインダ相５を形成する（硬化工程）ことで、図３（ｄ）に示すように、蛍光体板１を製造する。
以上のような各工程により、単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３の第１の光変換部４と、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５の第２の光変換部６とを備える蛍光体板１を製造することができる。つまり、蛍光体板１は、単一金属酸化物及び複合金属酸化物から選択された酸化物からなる複数の酸化物相２，３（少なくとも第１の酸化物相と第２の酸化物相とを含む複数の酸化物相）が断面視で斑状である凝固体において、第２の酸化物相である複合金属酸化物相３が、板厚方向の所定深さまで蛍光物質含有バインダ５に置き換えられることで形成されている。そして、蛍光体板１は、その置き換えられた蛍光物質含有バインダ相５の位置までを第２の光変換部６とし、残留している複合金属酸化物相３までの範囲（ここでは凝固体の板厚方向の略半分）を第１の光変換部４としている。

【0036】

以上説明したように製造される蛍光体板１では、後から含浸させて形成される蛍光物質含有バインダ相５に、凝固体を形成するような高い温度をかけることがないので、蛍光物質含有バインダ相５に所望の蛍光物質５ａを用いることが可能である。したがって、後記する発光装置１０として使用するときに光の混色状態を自由に設定することができる。また、第１の光変換部４の厚みと、第２の光変換部６の厚みとをエッチング工程におけるエッチング時間を変えることで調整することができるので、任意の色調に調整することが可能となる。

【0037】

つぎに、図５を参照して、蛍光体板の他の構成について順次説明する。なお、各図において、同じ構成には同じ符号を付して説明を適宜省略する。
図５（ａ）に示すように、蛍光体板１Ａは、単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３を有する第１の光変換部４と、この第１の光変換部４の一方の面に連続し、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５を有する第２の光変換部６と、第１の光変換部４の他方の面に連続し、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相１５を有する第３の光変換部１６とを備える構成としても構わない。

【0038】

この蛍光体板１Ａを製造するには、次のような手順で行っている。凝固体Ｃをエッチング液Ｈｃにエッチングしたい範囲の深さ（第３の光変換部１６に対応する深さ）で浸漬させる。エッチング液Ｈｃに浸漬させるときにはマスクＭｓ（図２（ｃ）参照）を設けない。そして、凝固体Ｃの一方の面側と、凝固体Ｃの他方の面側からエッチングを行う。このように凝固体Ｃの両面側から所定深さまでの複合金属酸化物相３を除去し、中央に複合金属酸化物相３が残るように調整したエッチング時間でエッチングを行う。つぎに、エッチングで複合金属酸化物相３が除去された後に形成された空隙Ｅ（図２（ｄ）参照）に、凝固体Ｃの一方の面から、蛍光物質５ａを含有する蛍光粉末樹脂混合材料を塗布する。併せて、エッチングで複合金属酸化物相３が除去された後に形成された空隙Ｅ（図２（ｄ）参照）に、凝固体Ｃの他方の面から、蛍光物質１５ａを含有する蛍光粉末樹脂混合材料を塗布する。そして、蛍光粉末樹脂混合材料を塗布した凝固体Ｃを真空引きすることで、空隙Ｅに蛍光粉末樹脂混合材料を含浸させる。

【0039】

そして、その後、凝固体Ｃを加熱することで蛍光粉末樹脂混合材料を硬化させて、第１の光変換部４の両側に第２の光変換部６及び第３の光変換部１６を備える蛍光体板１Ａを製造することができる。なお、蛍光体板１Ａでは、第２の光変換部６及び第３の光変換部１６の蛍光物質５ａ，１５ａが同じものであってもよいし、蛍光物質５ａと蛍光物質１５ａとが異なるものであっても構わない。なお、この蛍光体板１Ａでは、３層とすることができるので、例えば、光の三原色であるＲＧＢを変換することができる構成とすることもできる。蛍光体板１Ａは、本来、酸化物相（２，３）の凝固体Ｃで形成されている状態から、置き換えられた蛍光物質含有バインダ相５、１５の位置までを第２の光変換部６、第３の光変換部１６とし、残留している複合金属酸化物相３までの範囲を第１の光変換部４としている。

【0040】

つぎに、図５（ｂ）に示すような構成の蛍光体板１Ｂであっても構わない（請求項２に記載の蛍光体板に相当）。
図５（ｂ）に示すように、蛍光体板１Ｂは、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相１５を備える第１の光変換部１６Ａ（既に説明した第３の光変換部１６と同じ構成）と、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５を備える第２の光変換部６とを備えている。この蛍光体板１Ｂは、予め凝固体Ｃに単一金属酸化物相２と共に形成されていた複合金属酸化物相３を板厚方向において全部エッチングで除去した空隙Ｅに、蛍光物質含有バインダ相１５と、蛍光物質含有バインダ相５とが連続するように形成されたものである。

【0041】

蛍光体板１Ｂを製造するには、一例として、次のような手順で行っている。はじめに、単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３とからなる凝固体Ｃ（図２〜３参照）からマスクＭｓを設けることなく、エッチングすることで、凝固体Ｃから単一金属酸化物相２を残した状態で複合金属酸化物相３を全て除去する。そして、凝固体Ｃの一方の面から蛍光物質５ａを含有する蛍光粉末樹脂混合材料を塗布すると共に、凝固体Ｃの他方の面から蛍光物質１５ａを含有する蛍光粉末樹脂混合材料を塗布する。そして、両面に異なる蛍光粉末樹脂混合材料を塗布した凝固体Ｃを真空引きすることで、空隙Ｅの板厚方向の全てに蛍光粉末樹脂混合材料を含浸させ、その後、硬化させて蛍光体板１Ｂを製造する。製造した蛍光体板１Ｂは、第１の光変換部１６Ａ及び第２の光変換部６に所望の蛍光物質５ａ，１５ａを備えることができるので、光の混色の調整を自在にすることができる。蛍光体板１Ｂは、本来、酸化物相（２，３）の凝固体Ｃで形成されている状態から、置き換えられた蛍光物質含有バインダ相５，１５の位置までを第１の光変換部１６Ａ、第２の光変換部６としている。

【0042】

つぎに、図５（ｃ）に示すように、蛍光体板１Ｃは、板厚方向に連続して第３の光変換部２６と、この第３の光変換部２６に連続する第１の光変換部１６Ａ（既に説明した第３の光変換部１６と同じ構成）と、この第１の光変換部１６に連続する第２の光変換部６と、を備えるように構成されている。そして、第３の光変換部２６は、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相２５が断面視で斑状になるように構成されている。また、第１の光変換部１６Ａは、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相１５が断面視で斑状になるように構成されている。さらに。第２の光変換部６は、単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５が断面視で斑状になるように構成されている。

【0043】

この蛍光体板１Ｃを製造するには、一例として、次のような手順で行っている。はじめに、単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３とからなる凝固体Ｃ（図２（ａ）参照）にマスクＭｓを設けることなく、エッチングすることで、凝固体Ｃから単一金属酸化物相２を残した状態で複合金属酸化物相３を全て除去する。そして、凝固体Ｃの一方の面から蛍光物質５ａを含有する蛍光粉末樹脂混合材料を塗布すると共に、凝固体Ｃの他方の面から蛍光物質１５ａ、蛍光物質２５ａを含有する蛍光粉末樹脂混合材料を重ねて塗布する。そして、異なる蛍光粉末樹脂混合材料を塗布した凝固体Ｃを真空引きすることで、空隙Ｅの板厚方向の全てに３種類の蛍光粉末樹脂混合材料を含浸させ、その後、硬化させることで、蛍光体板１Ｃを製造する。なお、蛍光体板１Ｃにおいて、第３の光変換部２６、第１の光変換部１６Ａ、第２の光変換部６が形成されるため、光の混色の調整を容易とする。蛍光体板１Ｃは、本来、酸化物相（２，３）の凝固体Ｃで形成されている状態から、置き換えられた蛍光物質含有バインダ相５の位置までを第２の光変換部６、置き換えられた蛍光物質含有バインダ相２５の位置までを第３の光変換部２６とし、残留している複合金属酸化物相３までの範囲を第１の光変換部１６Ａとしている。

【0044】

つぎに、図５（ｄ）に示すように、蛍光体板１Ｄは、板厚方向に連続して単一金属酸化物相２及び蛍光物質含有バインダ相５からなる光変換部６Ａ（既に説明した第２の光変換部６と同じ構成）から構成されている。この蛍光体板１Ｄは、予め形成されていた単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３のうち、複合金属酸化物相３を除去した後の空隙に蛍光物質含有バインダ相５を形成することで製造されている。

【0045】

この蛍光体板１Ｄを製造するには、一例として、次のような手順で行っている。はじめに、単一金属酸化物相２及び複合金属酸化物相３とからなる凝固体Ｃ（図２（ａ）参照）にマスクＭｓを設けることなく、エッチングすることで、凝固体Ｃから単一金属酸化物相２を残した状態で複合金属酸化物相３を全て除去する。そして、凝固体Ｃの一方の面または両方の面から蛍光物質５ａを含有する蛍光粉末樹脂混合材料を塗布する。そして、蛍光粉末樹脂混合材料を塗布した凝固体Ｃを真空引きすることで、空隙Ｅの板厚方向の全てに蛍光粉末樹脂混合材料を含浸させ、その後、硬化させることで、蛍光体板１Ｄを製造することができる。

【0046】

以上説明した蛍光体板１Ａ〜１Ｄは、すでに説明した蛍光体板１と同様に、凝固体Ｃを形成する温度よりも低い温度で蛍光物質５ａ（１５ａ，２５ａ）を含浸させて充填することができるので、光の混色の調整の制限が緩和され、かつ、異なる蛍光物質５ａ（１５ａ，２５ａ）を多層にして使用することが可能となる。

【0047】

なお、蛍光体板１、１Ａ〜１Ｄは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、発光素子１２に接合して発光装置１０の一部として使用することができる。以下、発光装置１０について説明する。なお、既に説明した各構成は、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。なお、図６では、蛍光体板１を使用した例として説明する。
図６に示すように、蛍光体板１と、発光素子１２とを接合して発光装置１０の構成としている。発光装置１０は、発光素子１２と、この発光素子１２の基板１１と、この基板１１に接合される蛍光体板１とを備えている。そして、発光素子１２では、例えば、透光性のサファイア基板を基板１１として使用している。なお、図６（ａ）、（ｂ）では、複数の発光素子（発光素子群）１２を形成したウエハから個別の発光素子１２に切断された後の状態を示している。

【0048】

発光装置１０は、基板１１に積層して形成した半導体層である半導体積層構造の発光素子１２を備えている。発光素子１２は、構成の詳細を省略しているが、例えば、基板１１上に形成されたｎ型半導体層と、このｎ型半導体層上に形成されるｐ型半導体層と、ｎ型半導体層とｐ型半導体層の間に形成される活性層と、ｐ型半導体層上に形成されたｐ側全面電極層と、を備えている。なお、発光層の材料としては、例えばＩｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等が利用できる。そして、発光素子１２は、ｐ型半導体層が積層されていないｎ型半導体層上には、ｎ側パッド電極１３が形成されると共に、ｐ側全面電極層上に突出させてｐ側パッド電極１４が形成されている。また、発光素子１２には、ｎ側パッド電極１３の接続端面側、及び、ｐ側パッド電極１４の接続端面側を露出させるように保護膜（図示せず）が設けられている。

【0049】

発光装置１０の製造方法としては、一例として、液相成長法、ＨＤＶＰＥ法やＭＯＣＶＤ法により基板１１上にＺｎＳ、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＺｎＳｅ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させた半導体の積層構造であるｎ型半導体層、ｐ型半導体層等を積層して発光素子１２を形成する。

【0050】

また、蛍光体板１を図２、図３及び図４で示すように製造する。そして、発光素子１２及び蛍光体板１を準備して（準備工程）、準備した蛍光体板１と発光素子１２とを基板１１を介して直接接合させる（接合工程）。発光素子１２の基板１１と蛍光体板１との直接接合としては、例えば、表面活性化接合、原子拡散接合、水酸基接合などが挙げられ、これらのうちの一つを選択して用いることができる。なお、表面活性化接合とは、接合対象である部材の表面層に付着した酸化物や水分、有機物などといった不純物を表面層の一部ごと除去し、表面の原子の結合手同士を常温で直接結合する方法である（参考文献：国際公開第２０１１／１２６０００号公報）。

【0051】

発光素子１２の基板１１と蛍光体板１を接合した後、ダイシング等により発光装置１０の切断しろ部分に沿って一つ一つ個片化（個片化工程）させることで、図６（ｂ）に示すように、発光装置１０を製造している。なお、図６（ｂ）中で示す矢印は光が取出された方向を示している。
この発光装置１０は、発光素子１２の基板１１に接続された蛍光体板１側の面を光取出面として構成されており、半導体層の材料やその混晶度の選択により、発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができ、さらに、蛍光体板１により光を混色して調整することができるものである。

【0052】

なお、発光装置１０として使用されるときの発光素子１２では、その基板１１の材料が、蛍光体板１の単一金属酸化物相２と同等の素材であることが好ましい。すなわち、蛍光体板１では、単一金属酸化物相２として、例えば、酸化アルミニウム（サファイア）が使用されている場合、発光素子１２の基板１１の材料にも酸化アルミニウムが使用されることが望ましい。ここで材料が同等とは、共通の成分を含み、屈折率差が０．１を越えることがない状態であるものをいう。また、発光素子１２から基板１１及び単一金属酸化物相２の素材が酸化アルミニウムであると、ガラスや樹脂あるいはＹＡＧ単体と比較しても熱伝導率が高く蛍光体板１の温度上昇を抑えることができる。そのため、蛍光体板１の温度上昇に伴う変換効率の低下を抑制し、光束低下や色調ズレの少ない白色ＬＥＤである発光装置１０を得ることができる。

【0053】

なお、図７に示すように、発光装置１０を製造するときに、発光素子１２の基板１１と蛍光体板１とを接合する場合に、接合層３０を介して接合するように構成しても構わない。ここで使用される接合層３０は、低融点材料、例えばシリカ、樹脂、ガラス等であることが好ましい。なお、接合層３０には、蛍光物質を含有させることができる。この含有させた蛍光物質によって発光ダイオードの色調の制御が可能になる。接合部分に存在させる蛍光物質としては、各種の蛍光材料が挙げられるが、白色発光ダイオードへの適用を考えた場合、赤色の蛍光を発するユーロピウムで付活したＣａ₂Ｓｉ₅Ｎ₈、ユーロピウムで付活したＣａＡｌＳｉＮ₃のような材料が好ましい。接合層３０の蛍光物質の接着材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを用いることが可能である。なお、図７中で示す矢印は光が取出された方向を示している。

【0054】

さらに、図８に示すように、発光装置１０を使用して支持基板付発光装置２０の構成としても構わない。なお、図８中で示す矢印は光が取出された方向を示している。
この支持基板付発光装置２０は、発光装置１０のｎ側パッド電極１３及びｐ側パッド電極１４を支持基板２１の実装位置に接合し、発光装置１０の下方及び側面に白樹脂２２を設けることで構成されている。
この支持基板付発光装置２０は、例えば、支持基板２１に発光装置１０を複数実装し、各発光装置１０の間に樹脂を充填して発光装置１０の上端と揃えて硬化させ、その後個片化することで支持基板付発光装置２０を製造することができる。なお、支持基板付発光装置２０は、例えば、一つあるいは複数を並列させて用いることで車載外装用として使用することができる。

【0055】

以上説明したように、蛍光体板１、１Ａ〜１Ｄを発光装置１０あるいは支持基板付発光装置２０に使用することで、蛍光物質５ａ（１５ａ，２５ａ）の選択の範囲を広げることができ、光の混色の設定を行う自由度を高めることができ、また、熱の影響を受け難い構成とすることができる。
なお、前記した発光素子１２の基板１１と蛍光体板１との接合方法において、原子拡散接合とは、互いの部材の接合面に超高真空中で微細結晶膜を形成し、それらの薄膜を真空中で重ね合わせて接合する方法である。さらに、水酸基接合とは、接合対象である部材の接合面に親水化処理を施すことにより水酸基（ＯＨ基）を形成し、接合面を接触させることにより互いの水酸基同士を水素結合させて接合する方法である。

【0056】

また、蛍光物質含有バインダ相５は、加熱することで硬化する結着剤５ｂを使用することとして説明したが、紫外線等の光を照射することにより硬化する樹脂等であっても構わない。
さらに、蛍光体板１，１Ａ〜１Ｄは、単一金属酸化物及び複合金属酸化物の酸化物相が３次元的に相互に絡み合って形成されている既存の蛍光体板からエッチングして空隙Ｅを設けて蛍光物質含有バインダ５を含浸させて形成したが、第１の光変換部と、第２の光変換部、あるいは、第３の光変換部とを共通する酸化物相を備える別々な凝固体として設け、設けた凝固体を直接接合することで蛍光体板を形成しても構わない。

【0057】

そして、蛍光体板１，１Ａ〜１Ｄは、単一金属酸化物の酸化物相と、複合金属酸化物の酸化物相とからなる凝固体の第１の光変換部４として説明したが、つぎの構成であってもよい。すなわち、第１の光変換部は、２つの異なる単一金属酸化物の酸化物相からなる凝固体、異なる２つ以上の単一金属酸化物の酸化物相からなる凝固体、２つの異なる複合金属酸化物の酸化物相からなる凝固体、あるいは、異なる２つ以上の複合金属酸化物の酸化物相からなる凝固体であっても構わない。

【0058】

また、第２の光変換部及び第３の光変換部においても、蛍光物質含有バインダ相と酸化物相が単一金属酸化物である凝固体として説明したが、酸化物相が複合金属酸化物であっても構わず、第１の光変換部に連続する同じ材料であれば限定されるものではない。
なお、発光装置では、蛍光体板１，１Ａ〜１Ｄが凝固体の金属酸化物の一方として単一金属酸化物でその単一金属酸化物がＡｌ₂Ｏ₃の単結晶である例として説明したが、発光装置の基板と同一の材料を蛍光体板１，１Ａ〜１Ｄの基板を接合する側に備える場合であれば、前記した以外の材料であってもよく、限定されるものではない。また、発光装置では、基板と接合する材料を蛍光体板１，１Ａ〜１Ｄの接合する側に備えていことがより好ましいが、互いに接合する材料が異なる材料であっても構わない。

【0059】

なお、蛍光体板１，１Ａ、１Ｂ、１Ｃでは、各層の境目における蛍光物質含有バインダ相５，１５、２５等が同一直線平面上で区画される必要はなく境目部分は凹凸状態となっても構わない。また、蛍光物質含有バインダ相５，１５，２５は、板厚方向に対向する層に空間を挟んで並んで配置される状態と、板厚方向に空間を設けずに当接（連続）して並んで配置される状態とが存在する構成であってもよい。さらに、蛍光物質含有バインダ相５，１５，２５は、対向している全ての相に空間を設けずに板厚方向に連続するように構成されてもよい。つまり、蛍光物質含有バインダ相５，１５，２５は、発光装置に使用されるときに所望の光を取り出すことができれば、その対向する相との接続関係（充填状態）が限定されるものではない。
さらに、第１の光変換部と第２の光変換部との板厚方向の割合、及び、第１の光変換部〜第３の光変換部までのそれぞれの板厚方向の割合は、均等であることや、任意に設定される構成であっても構わない。
また、蛍光体板１，１Ａ〜１Ｄでは、断面視において斑状に絡み合った酸化物相（２，３）の間に他の酸化物相が存在する事もある。そして、斑状とは、不規則な相（２，３あるいは２，５等）が互いに絡み合って３次元方向に連続あるいは非連続になっている状態である。

【0060】

さらに、蛍光体板の製造方法において、凝固体形成工程と、エッチング工程と、塗布工程と、含浸工程と、硬化工程とを行うことで蛍光体板を製造することとしてもよい。含浸工程においては、通常の塗布工程で蛍光物質含有バイダが空隙に含浸さえすれば、真空引きは必ずしも必須ではないが、真空引きすることで行うようにすれば、蛍光物質含有バインダが空隙の奥深くまで含浸され、対向する相に対して連続して設けられる状態がより増える構成となる。
また、蛍光体板の製造方法において、前記したように予め準備される凝固体を切断し、切断した一方の凝固体における一方の酸化物相をエッチングで除去し蛍光物質含有バインダを充填することとしてもよい。そして、蛍光物質含有バインダ相を形成した後に、切断した他方の凝固体と接合する手順を行う。この製造方法で切断する凝固体の位置は、充填したい蛍光物質含有バインダ相の範囲が予め分かっていたときにその範囲で設定することができる。したがって、この製造方法では、光を混色する自由度をさらに向上することができ、都合がよい。

【0061】

つまり、蛍光体板は、蛍光物質を含む蛍光相（３，５）と蛍光物質を含まない非蛍光相（酸化物相２）と、が断面視で斑状に設けられた蛍光体板であって、前記蛍光相（３，５）は、第１蛍光物質（３ａ）を含む第１領域（複合酸化物相３）と、第２蛍光物質（５ａ）を含む第２領域（蛍光物質含有バインダ相５）と、が板厚方向に並んで設けられている構成であればよい。また、図５（ａ）、（ｃ）に示すような第３の光変換部が設けられる場合には、第３領域（蛍光物質含有バインダ相１５，２５）が既に説明したように、板厚方向に並んで設けられることとしても構わない。
さらに、蛍光体板の製造方法において、第１の光変換部の蛍光物質含有層である複合酸化物相をエッチングにより一部を除去して蛍光物質含有バインダ層にすることとして説明したが、第１の光変換部の酸化物相をエッチングにより除去して蛍光物質含有バインダ相を形成する構成としても構わない。
また、発光装置を製造する製造方法において、蛍光体板１，１Ａ〜１Ｄを製造し、基板１１と先に接合した後に、基板１１に半導体層を前記したようにして積層して製造する手順としても構わない。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本願発明は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車両用ヘッドライトを含む車載光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。

【符号の説明】

【0063】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 蛍光体板
２ 酸化物相、第１の酸化物相（単一金属酸化物相）
３ 第２の酸化物相（複合金属酸化物相）
３ａ 蛍光物質（金属元素酸化物）
４，１６Ａ 第１の光変換部
５，１５，２５ 蛍光物質含有バインダ相
５ａ，１５ａ，２５ａ 蛍光物質
５ｂ 結着剤
６ 第２の光変換部
１０ 発光装置
１１ 基板
１２ 発光素子
１３ ｎ側パッド電極
１４ ｐ側パッド電極
１６，２６ 第３の光変換部
２０ 支持基板付発光装置
２１ 支持基板
２２ 白樹脂
３０ 接合層
Ｃ 凝固体
Ｅ 空隙
Ｅｐ 層
Ｈｃ エッチング液
Ｈｔ 加熱装置
Ｍｓ マスク
Ｐｚ 蛍光粉末樹脂混合材料
Ｖａ 減圧装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】