(57)【要約】      （修正有）【課題】薄型で広配光の発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１００は、上面と、一対の電極１２を有する下面と、側面とを有する発光素子１０と、側面を覆い、発光素子１０が発する光の波長を変換して異なる波長の光を発する波長変換部材２０と、波長変換部材２０の外側面を覆う透光性部材３０と、発光素子１０の上面、波長変換部材２０の上面、及び透光性部材３０の上面を覆う遮光層４０と、発光素子１０の下面、及び波長変換部材２０の下面を覆う光反射性層５０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と、一対の電極を有する下面と、側面とを有する発光素子と、
前記側面を覆い、前記発光素子が発する光の波長を変換して異なる波長の光を発する、波長変換部材と、
前記波長変換部材の外側面を覆う透光性部材と、
前記発光素子の上面、波長変換部材の上面、及び透光性部材の上面を覆う遮光層と、
前記発光素子の下面、及び波長変換部材の下面を覆う光反射性層と
を備える発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光反射性層は、さらに前記透光性部材の下面を覆う発光装置。
発光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光装置であって、
前記透光性部材は、光拡散材を含む発光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記遮光層が、光反射性樹脂を含む層、又は金属を含む層で構成されてなる発光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記遮光層が、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3又はガラスフィラーを含む樹脂で構成されてなる発光装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記波長変換部材が、ＹＡＧ蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体又はＭＧＦ系蛍光体の少なくともいずれかを含む発光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発光装置であって、
前記波長変換部材が、フェニル系樹脂を含んでなる発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を用いた発光装置は、液晶ディスプレイのバックライトやディスプレイ、照明等の各種の光源として広く利用されている。これに対して、例えば特許文献１や２に示すような半導体発光装置が提案されている。このような半導体発光装置で面状の発光を得るため、導光板の裏面側に複数のＬＥＤをマトリックス状に配置した構成が知られている。このような配置においては、発光装置の薄型化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１５０８８号公報
【特許文献２】特開２０１４−４５１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の一は、薄型で広配光の発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態に係る発光装置は、上面と、一対の電極を有する下面と、側面とを有する発光素子と、前記側面を覆い、前記発光素子が発する光の波長を変換して異なる波長の光を発する、波長変換部材と、前記波長変換部材の外側面を覆う透光性部材と、前記発光素子の上面、波長変換部材の上面、及び透光性部材の上面を覆う遮光層と、前記発光素子の下面、及び波長変換部材の下面を覆う光反射性層とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一形態に係る発光装置によれば、上面からの光を抑制して側面側からの光を増し、色ムラや輝度ムラを抑制して均一な面発光に近付けた発光装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１に係る発光装置を示す模式断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における水平断面図である。
【図３】実施形態４に係る発光装置の水平断面図である。
【図４】実施形態５に係る発光装置の水平断面図である。
【図５】実施形態６に係る発光装置の水平断面図である。
【図６】実施形態１に係る発光装置を用いた面状発光体を示す模式平面図である。
【図７】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図８】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図９】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１０】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１１】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１２】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１３】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１４】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１５】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１６】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１７】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１８】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図１９】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図２０】実施形態１に係る発光装置の製造工程の一状態を示す模式断面図である。
【図２１】比較例に係る発光装置を示す模式断面図である。
【図２２】実施例１及び比較例１に係る発光装置の配向特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
【０００９】
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下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、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、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、誇張していることがある。
［実施形態１］
【００１０】
本発明の実施形態１に係る発光装置を、図１の模式断面図及び図２の水平断面図に示す。これらの図に示す発光装置１００は、発光素子１０と、波長変換部材２０と、透光性部材３０と、遮光層４０と、光反射性層５０を備えている。
（発光素子１０）
【００１１】
発光素子１０は、発光ダイオードなどの半導体発光素子が好適に利用できる。また発光素子１０は、上面と、一対の電極１２を有する下面と、側面とを有する。以下では、発光素子１０の上面を素子主面、側面を素子側面、下面を素子電極形成面とも呼ぶ。
【００１２】
発光素子１０として、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の光を出射する素子としては、窒化物系半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）又はＧａＰを用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する素子としては、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を含む発光素子を用いることができる。さらに、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。半導体層の材料及びその混晶度を変更することによって発光波長を変化させることができる。用いる発光素子の組成、発光色、大きさ、個数などは、目的に応じて適宜選択できる。図１の例では、発光素子１０を１個のみ用いているが、２個以上の発光素子を発光装置に含めてもよい。
【００１３】
また発光素子１０は、半導体層と成長基板との間に光反射層を設け、これにより発光素子の輝度および配光を調整してもよい。発光素子に設けられる光反射層とは、例えばｎ型半導体の一部として形成したＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）を用いることができる。ＤＢＲは、空間周期がλ／２ｎの回折格子である（ここで、λは真空における光の波長、ｎは媒体（具体的にはｎ型半導体層）における屈折率である。）。
（波長変換部材２０）
【００１４】
波長変換部材２０は、発光素子１０の側面を覆うように発光素子１０の周囲に配置される。この波長変換部材２０は、発光素子１０が発する光の波長を変換して異なる波長の光を発する。ここでは、波長変換部材２０は、素子側面から出射される光を受けて、その光の波長を変換して、側面から透光性部材３０側に出射する。
【００１５】
波長変換部材２０は、発光素子１０からの光で励起されて、異なる波長の光を発光する波長変換物質を含む。このようにして発光素子１０が発する光の内、波長変換部材２０を透過する成分と、波長変換部材２０で波長変換された成分とが混色されて、混色光が出射される。
【００１６】
このように発光素子１０の周囲を囲むように連続的に波長変換部材２０で覆うことにより、発光素子１０が発する光を広い面積で波長変換部材２０により波長変換して、発光素子本来の発光との混色を効率良く行うことが可能となる。特に図１に示すように、発光素子１０の上面に、遮光層４０を当接させて発光装置１００全体の高さを低くして薄型化を実現しつつ、側面側により多くの光を出射させる構成とすることで、色むらや輝度むらを低減できる。
【００１７】
波長変換部材２０は、波長変換物質を母材となる第一樹脂に分散させたものとできる。また波長変換部材２０を、複数層で構成してもよい。
【００１８】
母材となる第一樹脂を構成する材質は、例えばフェニル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料を用いることができる。中でも、硬化後に硬度が高く、加工性に優れるフェニル系樹脂とすることが好ましい。波長変換部材２０の耐光性及び成形容易性の観点からは、第一樹脂としてシリコーン樹脂を選択すると有益である。また、第一樹脂を、後述する導光板７０を構成する材料よりも高い屈折率を有する材料が好ましい。これにより研削等で加工し易い利点が得られる。
【００１９】
波長変換部材２０が含有する波長変換物質には、蛍光体が好適に利用できる。例えば、ＹＡＧ蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体又はＭＧＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、窒化物系蛍光体などが挙げられる。組成式の具体例としては、以下の一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）を挙げることができる。
【００２０】
Ａ2［Ｍ1-aＭｎ4+aＦ6］・・・（Ｉ）
（ただし、上記一般式（Ｉ）中、Ａは、Ｋ+、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+及びＮＨ4+からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｍは、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ａは０＜ａ＜０．２を満たす。）
【００２１】
（ｘ−ａ）ＭｇＯ・ａ（Ｍａ）Ｏ・ｂ／２（Ｍｂ）2Ｏ3・ｙＭｇＦ2・ｃ（Ｍｃ）Ｘ2・（１−ｄ−ｅ）ＧｅＯ2・ｄ（Ｍｄ）Ｏ2・ｅ（Ｍｅ）2Ｏ3：Ｍｎ・・・（ＩＩ）
（ただし、上記一般式（ＩＩ）中、Ｍａは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎから選択された少なくとも１種であり、Ｍｂは、Ｓｃ，Ｌａ，Ｌｕから選択された少なくとも１種であり、Ｍｃは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎから選択された少なくとも１種であり、Ｘは、Ｆ，Ｃｌから選択された少なくとも１種であり、Ｍｄは、Ｔｉ，Ｓｎ，Ｚｒから選択された少なくとも１種であり、Ｍｅは、Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎから選択された少なくとも１種である。また、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅについて、２≦ｘ≦４、０＜ｙ≦２、０≦ａ≦１．５、０≦ｂ＜１、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦０．５、０≦ｅ＜１）
【００２２】
ＭａxＭｂｙＡｌ3Ｎz：Ｅｕ・・・（ＩＩＩ）
（ただし、上記一般式（ＩＩＩ）中、Ｍａは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｂは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ、０．５≦ｘ≦１．５、０．５≦ｙ≦１．２、及び３．５≦ｚ≦４．５を満たす。
【００２３】
一般式（Ｉ）に表されるＫＳＦ蛍光体の半値幅は、１０ｎｍ以下とできる。また、一般式（ＩＩ）に表されるＭＧＦ蛍光体の半値幅は、１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下とできる。上記一般式（Ｉ）に示されるように、ＫＳＦ蛍光体の組成Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+を構成するＳｉの一部を、別の４価の元素であるＴｉやＳｉで置換（組成式では、Ｋ2（Ｓｉ，Ｔｉ，Ｇｅ）Ｆ6：Ｍｎと表される）したり、またＫＳＦ蛍光体の組成Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+を構成するＫの一部を別のアルカリ金属に置換したり、Ｓｉの一部を３価の元素のＡｌ等で置換したり、複数の元素の置換を組み合わせたりしても構わない。
【００２４】
波長変換部材２０は、一つの波長変換物質が含有されていてもよいし、複数の波長変換物質が含有されていてもよい。複数の波長変換物質を含有する場合は、例えば、波長変換部材が緑色系の発光をするβサイアロン蛍光体と赤色系の発光をするＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことができる。これにより、発光装置の色再現範囲を広げることができる。この場合、発光素子１０は長変換部材を効率良く励起できる短波長の光を出射することが可能な窒化物系半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を備えることが好ましい。また、例えば、青色系の光を出射する発光素子を用いた際に、発光装置として赤色系の光を得たい場合は、波長変換部材にＫＳＦ系蛍光体（赤色蛍光体）を６０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有させてもよい。つまり、特定の色の光を出射する波長変換物質を波長変換部材に含有させることで、特定の色の光を出射するようにしてもよい。また、波長変換物質は量子ドットであってもよい。波長変換部材内において、波長変換物質はどのように配置されていてもよい。例えば、略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。また、波長変換部材をそれぞれ含有する複数の層が積層されて設けられていてもよい。また波長変換部材は、光を拡散、反射させる部材を付加してもよい。例えば波長変換部材の内部に光拡散部材を混入させてもよい。
【００２５】
波長変換部材２０の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．４０ｍｍとすることが好ましい。発光モジュールの薄型化及び種々の波長変換の効果を発揮するため、上記範囲内とすることが好ましい。
（透光性部材３０）
【００２６】
波長変換部材２０の外側面は、透光性部材３０で覆われている。この透光性部材３０は、発光素子１０が発する光と、波長変換部材２０で波長変換された光とを透過させる。
【００２７】
透光性部材３０は、発光素子１０の上面を開口させている。いいかえると、発光素子１０の上面には透光性部材３０を配置しないことが好ましい。これにより発光素子１０の上面から透光性部材３０を通じて高輝度の光が出射される事態を抑制しつつ、発光素子１０の側面側からの光は透光性部材３０を通じて透過させることで光量を増し、色ムラや輝度ムラを抑制して均一な面発光に近付けることが可能となる。透光性部材３０は、好ましくは図２に示すように、発光素子１０の周囲を離間して取り囲む枠状に構成される。図２の水平断面図の例では、平面視において矩形状に形成された波長変換部材２０の外周をすべて、透光性部材３０で被覆している。この透光性部材３０は、発光装置１００から光を外部に放射させる発光領域となる。
（光拡散材）
【００２８】
また透光性部材３０は、光拡散材を含んでもよい。これにより、発光素子１０が発する光と波長変換部材２０で波長変換された光とを光拡散材で拡散させ、混色効果を高めることができる。この透光性部材３０は、発光素子１０が発する光と、波長変換部材２０で波長変換された光とをさらに拡散させて、これらの混色を促進する。このような透光性部材３０を設けることで、発光装置１００から放射される光をより均一にできる。なお透光性部材３０は、透光性部材過率５０％以上が好ましい。また、複数の透光性部材を外周方向に積層させて、光拡散領域を構成する。
【００２９】
この透光性部材３０は、母材に拡散材を添加して構成できる。例えば第二樹脂を母材として、これに拡散材としてＳｉＯ2やＴｉＯ2等の白色の無機微粒子を含有させたものを、透光性部材３０として用いることができる。母材となる第二樹脂の樹脂材料には、フェニル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料が利用できる。好ましくは、硬化後に硬度が高く、加工性に優れるフェニル系樹脂を用いる。透光性部材３０の母材に、波長変換部材２０と同じ樹脂を用いることで、接着性に優れ、硬化時の樹脂引けや膨張時の変形などによって波長変換部材２０と光拡散との接合界面に応力が生じて剥離の原因となることを抑制できる。
【００３０】
また拡散材には、光反射性部材である白色系の樹脂や金属を微粒子状に加工したものを使用することもできる。これらの拡散材は、母材の内部に不規則に含有されることで、透光性部材３０の内部を通過する光を不規則に、かつ繰り返し反射させて、透過光を多方向に拡散することで、照射光が局部的に集中するのを抑制して、輝度ムラが生じるのを防止する。
【００３１】
加えて、透光性部材３０及び後述する遮光層４０が、波長変換部材２０を覆うように配置されることにより、波長変換部材２０を水分などから保護することができる。そのため、外部からの水分による悪影響を受けることがある蛍光体を用いる場合であっても、発光装置１００の製造を容易に行える。
（遮光層４０）
【００３２】
遮光層４０は、発光素子１０の上面、波長変換部材２０の上面、及び透光性部材３０の上面を覆う部材である。遮光層４０は、遮光性を備える部材であり、発光装置１００の上面を遮光層４０で覆うことにより、発光素子１０や波長変換部材２０からの光が発光素子１０の上面の輝度が高くなることを抑制する。遮光層４０は光の透過率５０％以下が好ましい。このように遮光層４０は、完全な遮光性を備えていることを必ずしも要求するものではなく、不完全であっても遮光性を発揮されていれば足りる。本明細書において「遮光性」とは、透過率０％を意味するものでない。
【００３３】
遮光層４０は、光反射性樹脂を含む層や、金属を含む層で構成することができる。例えば遮光層４０は、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3又はガラスフィラーを含む樹脂で構成される。図１の例では、遮光層４０は、母材となる第三樹脂に光反射性材料を分散させて構成される。例えば、母材中に含まれるフィラー濃度は２０〜７０％程度とできる。母材となる第三樹脂の樹脂材料には、フェニル系樹脂、ジメチル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料が利用できる。好ましくは、フェニル系樹脂を用いる。これにより、樹脂硬化後に硬度が高く、加工し易い等の効果が得られる。特に遮光層４０の母材に、波長変換部材２０や透光性部材３０と同じ樹脂を用いることで、接着性に優れ、硬化時の樹脂引けや膨張時の変形などによって接合界面に応力が生じて剥離の原因となることを抑制できる。また、遮光層４０にジメチル系の樹脂を用いた場合は、波長変換部材２０及び透光性部材３０がフェニル系樹脂であれば、これらとの界面に屈折率差を設けることで遮光層４０への入光を減らすことが可能となる。光反射性材料には、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3又はガラスフィラー等が利用できる。ガラスフィラーを用いることで、屈折率を選択できる。ここではフィラーの含有量を調整することで、透過率を調整できる。透光性部材３０は透過率５０％以上、遮光層４０は透過率５０％以下とすることが好ましい。透光性部材３０は積層させてもよく、例えば発光素子１０の上面のみに先に形成し、その直上及び、波長変換部材２０の上面、及び透光性部材３０の上面を覆うように設けてもよい。積層する場合は、フィラーの含有量及び形成範囲を調整することで、発光素子の直上方向への輝度を抑制したり、色むらを低減することができる。
【００３４】
以上の発光装置１００は、このような構成を採用したことで、輝度ムラを抑制して広配光な発光を実現できる。すなわち発光素子１０の上面の発光面から発する、最も輝度が高い光を遮光層４０で遮光しつつ、拡散層を通じて側面方向から光を出射する構成としたことで、この側面を導光板等の端面に光学的に結合させて、均一な発光を得ることができる。
【００３５】
また遮光層４０は、厚膜に形成することもできる。例えば白色の樹脂で構成された遮光層４０を、５０μｍ〜５００μｍ程度の厚さに形成する。このように、厚膜化することで遮光効果を高めることが可能となる。
（光反射性層５０）
【００３６】
光反射性層５０は、発光素子１０の下面、波長変換部材２０の下面を覆う部材である。ただし発光素子１０の電極は、光反射性層５０から外部に表出されている。また光反射性層５０は、透光性部材３０の下面も覆うことが好ましい。図１の例では、発光素子１０の下面、波長変換部材２０の下方、透光性部材３０の下方に、光反射性層５０が配置される。光反射性層５０は、発光素子１０が発する光や波長変換部材２０で波長変換された光を反射させて、発光装置１００の下面から光が漏れることを抑止する。
【００３７】
光反射性層５０も、遮光層４０と同じく、母材となる第四樹脂に光反射性材料を分散させて構成される。母材となる第四樹脂の樹脂材料には、フェニル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又はガラスなどの透光性材料が利用できる。好ましくは、フェニル系樹脂を用いる。これにより、樹脂硬化後に硬度が高く、加工し易い等の効果が得られる。特に光反射性層５０の母材に、波長変換部材２０や透光性部材３０と同じ樹脂を用いることで、接着性に優れ、硬化時の樹脂引けや膨張時の変形などによって接合界面に応力が生じて剥離の原因となることを抑制できる。また光反射性材料には、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ガラスフィラー等が利用できる。
（金属膜６０）
【００３８】
また光反射性層５０から露出される発光素子１０の電極１２の端面は、金属膜６０で覆われている。この金属膜６０は、発光装置１００の外部電極として機能する。金属膜６０を、発光素子１０の電極１２の端面より大きくすることで、発光装置１００を外部と電気接続し易くできる。この金属膜６０を用いて、発光装置１００を実装基板に実装したり、ワイヤボンディングするなどして、外部の配線と電気接続することにより、発光素子１０に給電できる。金属膜６０は、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属又はこれらの合金の単層膜又は積層膜によって形成できる。具体的には、発光素子１０側からＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ等のように積層された積層膜が利用できる。特に、酸化し易いＣｕをＡｕ等の安定した金属で保護することにより、電気接続の信頼性が高められる。
【００３９】
このような構成により、上面からの光を抑制して側面側からの光を増し、色ムラや輝度ムラを抑制して均一な面発光に近付けた発光装置１００を得ることが可能となる。すなわち、従来の発光装置ではＬＥＤの直上方向への輝度が強く、色むらが生じるという問題があった。これに対し、発光素子１０の上面に遮光層４０を設けたことで、この面における輝度を抑制して、色むらの少ない広配光の発光装置１００が得られる。
［実施形態２、３］
【００４０】
以上の例では、発光装置の外形を、平面視において矩形状としている。図２に示した例では横長の長方形状としたが、図３に示す実施形態２に係る発光装置４００のように、正方形状としてもよい。また矩形状に限らず、図４に示す実施形態３に係る発光装置５００のように、隅部の一部で角を落とした六角形状としたり、四隅を落とした八角形状とする等、多角形状や円形とすることもできる。
［実施形態４］
【００４１】
また以上の例では、平面視において波長変換部材２０の全周を透光性部材３０で覆う構成を示したが、本発明はこの構成に限らず、波長変換部材の周囲の一部を透光性部材で被覆し、周囲の他の部分を別の部材で被覆する構成としてもよい。例えば図５に示す実施形態４に係る発光装置６００のように、波長変換部材２０の対向する側面の一方（図５において波長変換部材２０の左右）を透光性部材３０で被覆しつつ、側面の他方（図５において波長変換部材２０の上下）を、第二遮光層４２で被覆してもよい。この構成では、発光装置６００の側面の内、透光性部材３０で被覆した部分を発光領域とし、第二遮光層４２で被覆した面は非発光領域として、発光領域を制限することで余計な発光を規制できる。また発光領域を集中させることにより、輝度の向上も得られる。さらに発光素子１０の上下を遮光し、側方の４面のうち、主に左右方向への出射光を得ることで光に異方性を持たせ、左右方向にのみ輝度が求められる用途に好適となる。
（導光板７０）
【００４２】
以上のような実施形態１〜４に係る発光装置は、照明や液晶用バックライドなど、面状に発光させるための光源として利用できる。一例として、発光装置を面状発光体に適用する例を図６に示す。この例では、複数の発光装置１００を、導光板７０の背面に互いに離間させて配置している。各発光装置１００は、導光板７０と光学的に接続されている。このような発光装置を配置することにより、面状発光体の薄型化が可能となる。
【００４３】
導光板７０は、長方形や正方形などの矩形状に形成することが好ましい。また導光板７０を構成する材質としては、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料、ガラスなどの光学的に透明な材料を用いることができる。特に、熱可塑性の樹脂材料は、射出成型によって効率よく製造することができるため、好ましい。中でも、透明性が高く、安価なポリカーボネートが好ましい。また、導光板７０は、単層で形成されていてもよく、複数の透光性の層が積層されて形成されていてもよい。複数の透光性の層が積層されている場合には、任意の層間に屈折率の異なる層、例えば空気の層等を設けることが好ましい。これにより、光をより拡散させやすくなり、輝度ムラを低減した面状発光体とすることができる。
（発光装置の製造方法）
【００４４】
次に、実施形態１に係る発光装置の製造方法を、図７〜図２０の模式断面図に基づいて説明する。まず、図７に示すように、光反射性層５０を準備する。ここでは、ベースシート８０上に、光反射性材料を分散させた第四樹脂５２を形成する。ベースシート８０には、耐熱性を有する部材が好適に利用でき、例えば粘着層を有する耐熱テープが利用できる。このベースシート８０上に、光反射性材料を分散させた第四樹脂５２として白樹脂を塗布する。白樹脂は、フェニル系樹脂にＴｉＯ2を分散させている。ここでは、粘着層を有する耐熱テープを、リングＲＧに貼付け保持しているが、ベースシートを保持できれば、支持プレート等適宜使用できる。
【００４５】
次に図８に示すように、白樹脂が未硬化の状態で、この上に発光素子１０を実装する。ここでは白樹脂の上面に、複数の発光素子１０を互いに離間して配置する。発光素子１０は、ＧａＮ系半導体層をサファイア基板上に成長させた発光ダイオードである。発光ダイオードは、素子電極形成面から一対の電極１２を突出させている。この素子電極形成面を、電極１２が白樹脂から貫通させるように押し付ける。この状態で白樹脂を硬化させて、光反射性層５０を形成する。
【００４６】
次に図９に示すように、発光素子１０を実装した光反射性層５０の上面を、波長変換部材２０で被覆する。ここでは、波長変換材料としてＹＡＧ蛍光体を分散させた第一樹脂２２であるフェニル系樹脂を、光反射性層５０の周囲及び上面を覆うように圧縮成形する。この状態で第一樹脂２２を硬化させて、波長変換部材２０を形成する。
【００４７】
また必要に応じて、硬化された波長変換部材２０を含む形成体の上面を研削して、所定の厚みに形成する。図１０に示す例では、硬化された波長変換部材２０の上面を、グラインダ等で機械的に研削している。なお、波長変換部材２０の形成時に、第一樹脂２２の量を調整する等して厚み制御が行える場合は、機械的な研削工程を省略することができる。
【００４８】
また図１０に示す例では、成形体をベースシート８０からＵＶテープ９０に転写している。ＵＶテープ９０は、十分な粘着力を有しつつ、ＵＶ光（紫外線）を照射することにより粘着力を弱める性質を持った粘着テープである。ＵＶテープ９０を用いることで、波長変換部材２０の研削や切断加工中は強力な粘着力でウエハを確実に固定しながら、加工終了後にはＵＶ光を照射して粘着力を弱め、テープ剥離やダイピックアップを容易にする。これにより、半導体デバイス製造の品質向上やコストダウンが可能となる。
【００４９】
さらに図１１に示すように、発光装置の個片化を行う。ここでは、ダイサ等を用いて、波長変換層を発光素子１０毎に切断して切り出す。個片化された波長変換層はそれぞれ、第二ベースシート８２上に配置される。例えば図７と同様に、図１２に示すように、第二ベースシート８２上に、新たに光反射性層５０を準備し、各個片を離間させて再配置する。なお、図１２の前に図７と同様の工程を行って、光反射性層５０を再度準備し、切り出した発光素子を再配列する。
【００５０】
さらに透光性部材３０を形成する。例えば、図１３に示すように第二ベースシート８２上に配置された各個片を覆うように、光拡散材を分散させた第二樹脂３２を塗布する。ここでは、光拡散材としてＳｉＯ2を分散させた第二樹脂３２であるフェニル系樹脂を、各個片の周囲及び上面を覆うように圧縮成形する。この状態で第二樹脂３２を硬化させて、透光性部材３０を形成する。
【００５１】
また必要に応じて、硬化された透光性部材３０の上面を研削して、所定の厚みに形成する。図１４に示す例では、透光性部材３０の上面を、グラインダ等で機械的に研削している。なお、透光性部材３０の形成時に、第二樹脂３２の量を調整するなどして厚み制御が行える場合は、機械的な研削工程を省略することができる。
【００５２】
さらに波長変換部材２０上に遮光層４０を形成する。例えば図１５に示すように、透光性部材３０を設けた波長変換部材２０を含む形成体の上面及び側面に、光反射性材料を分散させた第三樹脂４１を塗布する。ここでは、光反射性材料としてＴｉＯ2を分散させた第三樹脂４１であるフェニル系樹脂を形成体の周囲に圧縮成形する。この状態で第三樹脂４１を硬化させて、遮光層４０を形成する。
【００５３】
さらに転写及び裏面研削を行う。例えば図１６に示すように、第二ベースシート８２上から形成体を剥離して、第二ＵＶテープ９２上に、光反射性層５０となる第四樹脂５２側が上面となる姿勢に転写する。
【００５４】
さらにまた、表出された電極１２の表面を保護する。ここでは図１７に示すように、端子保護膜１４をスパッタ等で形成する。端子保護膜１４にはＡｕ等が利用できる
【００５５】
さらに端子保護のための金属膜６０を形成する。ここでは図１８のように発光素子毎に分離した後、図１９に示すように、電極１２の端面が光反射性層５０から表出された形成体の上面に、金属被膜６２を形成する。金属被膜６２は、電極１２と電気接続されるように形成される。この金属被膜６２は、スパッタ、蒸着、原子層堆積（Atomic Layer Deposition；ＡＬＤ）法や有機金属化学的気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ）法、プラズマＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition；ＰＥＣＶＤ）法、大気圧プラズマ成膜法などによって形成できる。
【００５６】
金属被膜６２は、例えば最表面の層をＡｕ、Ｐｔ等の白金族元素の金属とすることが好ましい。また、最表面にはんだ付け性の良好なＡｕを用いることもできる。なお金属膜は単一の材料の一層のみで構成されてもよく、異なる材料の層が積層されて構成されていてもよい。特に高融点の金属膜を用いるのが好ましく、例えばＲｕ、Ｍｏ、Ｔａ等を挙げることができる。また、これら高融点の金属を、発光素子１０の電極１２と最表面の層との間に設けることにより、はんだに含まれるＳｎが電極１２や電極１２に近い層に拡散することを低減することが可能な拡散防止層とすることができる。このような拡散防止層を備えた積層構造の例としては、Ｎｉ／Ｒｕ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等が挙げられる。また、拡散防止層（例えばＲｕ）の厚みとしては、１０Å〜１０００Å程度が好ましい。
【００５７】
金属被膜６２の厚みは、種々選択することができる。レーザアブレーションが選択的に起こる程度とすることができ、例えば１μｍ以下であることが好ましく、１０００Å以下がより好ましい。また、電極１２の腐食を低減することができる厚み、例えば５ｎｍ以上であることが好ましい。ここで、金属被膜６２の厚みとは、金属膜が複数の層が積層されて構成されている場合には、該複数の層の合計の厚みのことをいう。
【００５８】
そして、金属被膜６２の一部を除去する。ここでは図１９〜図２０に示すように、金属被膜６２にレーザ光を照射して、金属膜のない電極間スリットを絶縁領域として設ける。レーザ光は、発光素子１０の一対の電極１２の間に設ける絶縁領域となる第四樹脂５２の領域に照射する。レーザ光は、発光素子１０の一対の電極１２の間だけでなく、その近傍にも照射され、金属被膜６２を分割乃至除去し、所定パターンの金属膜６０を形成している。
【００５９】
電極間スリットの絶縁領域は、発光素子１０の電極１２間の幅と略同じ幅である。絶縁領域は、レーザアブレーションにより金属被膜６２が除去される。金属被膜６２が絶縁領域で除去されて、発光素子１０の一対の電極１２の間にスリット状に第四樹脂５２が露出する。
【００６０】
レーザ光は、その照射スポットを部材上で連続的又は逐次移動させることにより、金属被膜６２に照射することができる。レーザ光は、連続して照射してもよく、パルス照射でもよい。レーザ光の強度、照射スポットの径及び照射スポットの移動速度は、第四樹脂５２や金属被膜６２の熱伝導率及びそれらの熱伝導率差等を考慮して、第四樹脂５２上の金属被膜６２にレーザアブレーションが生じるように、設定することができる。
【００６１】
レーザー光の波長は、金属膜６０に対する反射率が低い波長、例えば反射率が９０％以下である波長を選択することが好ましい。例えば、金属膜６０の最表面がＡｕである場合には、赤色領域（たとえば６４０ｎｍ）のレーザよりも、緑色領域（例えば５５０ｎｍ）より短い発光波長のレーザを用いることが好ましい。これにより、アブレーションを効率よく発生させ、量産性を高めることができる。
【００６２】
このようにして得られた成形体を、所定の大きさに個片化して、発光装置１００を得ることができる。
［実施例１及び比較例１］
【００６３】
次に、実施例１として図３に示した発光装置を作成し、比較例として、図２１に示すように遮光層に代えて、白色の樹脂層を発光素子１０の上面に形成し、また発光素子１０の周囲には波長変換部材２０を設けつつ、その周囲には透光性部材を設けない発光装置９００を作成し、配向特性を測定した。この結果を、図２２に示す。このグラフから、配向角度０°の近傍で相対光度の谷間が形成されており、遮光層４０の作用によって相対的に直上方向への光が低減されていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本開示に係る発光装置は、テレビやタブレット、液晶ディスプレイ装置のバックライトとして、テレビやタブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、ヘッドアップディスプレイ、デジタルサイネージ、掲示板などに好適に利用できる。また、照明用の光源としても利用でき、非常灯やライン照明、あるいは各種のイルミネーションや車載用のインストールなどにも利用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１００、４００、５００、６００、９００…発光装置
１０…発光素子
１２…電極
１４…端子保護膜
２０…波長変換部材
２２…第一樹脂
３０…透光性部材
３２…第二樹脂
４０…遮光層
４１…第三樹脂
４２…第二遮光層
５０…光反射性層
５２…第四樹脂
６０…金属膜
６２…金属被膜
７０…導光板
８０…ベースシート
８２…第二ベースシート
９０…ＵＶテープ
９２…第二ＵＶテープ
ＲＧ…リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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