(57)【要約】【課題】光の出力と演色性とを高めることができる発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１００は、基台であるパッケージ２と、パッケージ２に配置される発光素子１と、発光素子１の側面を覆い、発光素子１が発する光を、発光素子１の発光ピーク波長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する第１蛍光体を含有する第１波長変換部材３と、発光素子１の上面及びパッケージ２を覆い、発光素子１が発する光を、発光素子１の発光ピーク波長よりも長く、第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する第２蛍光体を含有する第２波長変換部材４と、を備える。第２波長変換部材４の、パッケージ２を覆う部分は、発光素子１の上面の高さにおける第２蛍光体の濃度が、発光素子１の下面の高さにおける第２蛍光体の濃度より小さく、第２蛍光体は、第１蛍光体の発光ピーク波長の光を反射する。【選択図】図１Ｃ
2020080431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に配置される発光素子と、
前記発光素子の側面を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する第１蛍光体を含有する第１波長変換部材と、
前記発光素子の上面及び前記基台を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長く、前記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する第２蛍光体を含有する第２波長変換部材と、を備え、
前記第２波長変換部材の、前記基台を覆う部分は、前記発光素子の上面の高さにおける前記第２蛍光体の濃度である第１濃度が、前記発光素子の下面の高さにおける前記第２蛍光体の濃度である第２濃度よりも小さく、前記第２蛍光体は、前記第１蛍光体の発光ピーク波長の光を反射する、発光装置。
【請求項２】
前記第１濃度が前記第２濃度の２分の１以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
基台と、
前記基台に配置される発光素子と、
前記発光素子の側面を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する第１蛍光体を含有する第１波長変換部材と、
前記発光素子の上面及び前記基台を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長く、前記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する第２蛍光体を含有する第２波長変換部材と、を備え、
前記第２波長変換部材を上面から下面に向かって切断した断面において、前記発光素子の高さの２分の１の高さから前記発光素子の上面までの高さにおける前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合である第１面積率は、前記基台の上面から前記発光素子の高さの２分の１の高さにおける前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合である第２面積率よりも小さい、発光装置。
【請求項４】
前記第１面積率及び前記第２面積率は、前記第２波長変換部材の前記断面において、それぞれが該当する高さ範囲の全領域における前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合で定められる、請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１面積率及び前記第２面積率は、前記第２波長変換部材の前記断面において、前記発光素子の側方から前記発光素子の高さ分の長さまで延ばした長方形の領域における前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合で定められる、請求項３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１面積率は、５０％以下である、請求項３乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１面積率は、前記第２面積率の２分の１以下である、請求項３乃至請求項６の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記基台は、上面側に開口する凹部を有し、
前記発光素子は前記凹部の底面に配置される、請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
基台と、
前記基台に配置される発光素子と、
前記発光素子の側面を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波
長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する第１蛍光体を含有する第１波長変換部材と、
前記発光素子の上面及び前記基台を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長く、前記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する第２蛍光体を含有する第２波長変換部材と、を備え、
前記第２波長変換部材は、少なくとも前記基台に配置された部分において、前記第２蛍光体が層状に配置されており、当該層の厚さが、前記発光素子の高さの４分の３以下である、発光装置。
【請求項１０】
前記第２波長変換部材は、少なくとも前記基台に配置された部分において、前記発光素子の高さの４分の３より上には前記第２蛍光体が実質的に配置されていない、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子は、青色光を発し、
前記第１蛍光体は、赤色光を発し、
前記第２蛍光体は、緑色乃至黄色光を発する、請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、下面が透光性を有する接合部材を介して前記基台に接合されている、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子は、下面に光反射膜を有し、
前記光反射膜は、前記発光素子の発光ピーク波長の光を反射し、前記第１蛍光体の発光ピーク波長の光を透過する、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記光反射膜は、誘電体多層膜からなる分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）膜であり、前記発光素子が発する光を反射し、前記第１波長変換部材が発する光を透過する、請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記第２波長変換部材は、少なくとも前記基台に配置された部分において、前記第２蛍光体が層状に配置されており、当該層の厚さが、前記第１波長変換部材の高さの４分の３以下である、請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記第１波長変換部材は、前記発光素子の上面を覆っておらず、
前記第２波長変換部材は、前記発光素子の上面と接している、請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１７】
支持部材上に、少なくとも１つの発光素子を配置する工程と、
前記発光素子の側面に、第１蛍光体を含有する第１波長変換部材を配置する工程と、
基台上に、前記第１波長変換部材が設けられた前記発光素子を配置する工程と、
前記第１波長変換部材が設けられた前記発光素子の上面及び側面を被覆し、第２蛍光体を含有する第２波長変換部材を配置する工程と、をこの順で含む、発光装置の製造方法。
【請求項１８】
前記基台は、上面側に開口する凹部を有し、
前記第１波長変換部材が設けられた前記発光素子を配置する工程において、前記第１波長変換部材が設けられた前記発光素子は、前記凹部の底面に配置される、請求項１７に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第１波長変換部材を配置する工程は、
前記支持部材上であって前記複数の発光素子の間に、前記第１蛍光体を含有する未硬化の第１樹脂を配置する工程と、
前記第１樹脂を硬化する工程と、
前記第１樹脂を、前記発光素子の間を厚さ方向に貫通する溝を形成することで切断する工程と、をこの順で含む、請求項１７又は請求項１８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２０】
前記第２波長変換部材を形成する工程は、
前記第２蛍光体の粒子を含有する未硬化の第２樹脂を前記凹部に配置する工程と、
前記第２蛍光体の粒子を、前記凹部の底面側に強制沈降させる工程と、
前記第２樹脂を硬化する工程と、をこの順で含む、請求項１７乃至請求項１９の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２１】
前記支持部材上に配置される発光素子は、前記支持部材と対向する面に光反射膜が設けられている、請求項１７乃至請求項２０の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２２】
前記第１波長変換部材を配置する工程において、前記発光素子の上面には前記第１波長変換部材を配置しない、請求項１７乃至請求項２１の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２３】
前記第２波長変換部材を配置する工程において、前記発光素子の上面に接するように前記第２波長変換部材を配置する、請求項１７乃至請求項２２の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）などの半導体発光素子を用いた発光装置は、バックライト、照明、車載ライトなどの市場において、幅広く用いられている。また、演色性の高い白色光を出力するために、青色ＬＥＤと、緑色乃至黄色蛍光体や赤色蛍光体などの複数種類の蛍光体と、を使用する発光装置が提案されている。複数種類の蛍光体は、封止樹脂に混ぜてＬＥＤの表面に塗布する構成が一般的だが、複数種類の蛍光体を混ぜて使用すると、比重や粒径が大きな黄緑色の蛍光体が先に沈むため、黄緑色蛍光体からの光が、赤色蛍光体に吸収され易くなる。赤色蛍光体は、黄緑色蛍光体からの光でも励起されて、赤色光を発光するが、２段階の励起となるため、青色ＬＥＤからの青色光から見ると波長変換効率が低くなり、白色光源としての出力の低下につながる。
【０００３】
例えば、特許文献１〜５には、青色ＬＥＤと、緑色蛍光体や赤色蛍光体などの複数種類の蛍光体と、を使用する発光装置が提案されている。これらの特許文献には、青色ＬＥＤ側から光が取り出される外側に向かって、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層をこの順に配置して、緑色蛍光体からの緑色光が赤色蛍光体に吸収され難い構成の発光装置が提案されている。
また、例えば、特許文献６には、ＬＥＤの下面側に光反射膜を設けることで、上面側及び側面側からの光出力を高めることができる発光装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８４３３０号公報
【特許文献２】特開２００７−１８４３２６号公報
【特許文献３】特開２００９−１８２２４１号公報
【特許文献４】特開２００５−２２８９９６号公報
【特許文献５】特開２００４−７１７２６号公報
【特許文献６】特開２０１１−２４３９７７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、特許文献１〜特許文献５に記載されている発光装置において、光の出力と演色性との両方において改善の余地がある。また、特許文献６に記載されている発光装置において、複数種類の蛍光体が混在して配置されていると、発光装置の出力の向上にも限界がある。
【０００６】
本開示に係る実施形態は、光の出力と演色性とを高めることができる発光装置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】
本開示の実施形態に係る発光装置は、基台と、前記基台に配置される発光素子と、前記発光素子の側面を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する第１蛍光体を含有する第１波長変換部材と、前記発光素子の上面及び前記基台を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長く、前記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する第２蛍光体を含有する第２波長変換部材と、を備え、前記第２波長変換部材の、前記基台を覆う部分は、前記発光素子の上面の高さにおける前記第２蛍光体の濃度である第１濃度が、前記発光素子の下面の高さにおける前記第２蛍光体の濃度である第２濃度よりも小さく、前記第２蛍光体は、前記第１蛍光体の発光ピーク波長の光を反射する、ように構成する。
【０００８】
また、別の側面における本開示の実施形態に係る発光装置は、基台と、前記基台に配置される発光素子と、前記発光素子の側面を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する第１蛍光体を含有する第１波長変換部材と、前記発光素子の上面及び前記基台を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長く、前記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する第２蛍光体を含有する第２波長変換部材と、を備え、前記第２波長変換部材を上面から下面に向かって切断した断面において、前記発光素子の高さの２分の１の高さから前記発光素子の上面までの高さにおける前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合である第１面積率は、前記基台の上面から前記発光素子の高さの２分の１の高さにおける前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合である第２面積率よりも小さい、ように構成する。
【０００９】
また、更に別の側面における本開示の実施形態に係る発光装置は、基台と、前記基台に配置される発光素子と、前記発光素子の側面を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する第１蛍光体を含有する第１波長変換部材と、前記発光素子の上面及び前記基台を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長く、前記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する第２蛍光体を含有する第２波長変換部材と、を備え、前記第２波長変換部材は、少なくとも前記基台に配置された部分において、前記第２蛍光体が層状に配置されており、当該層の厚さが、前記発光素子の高さの４分の３以下である、ように構成する。
【００１０】
本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、支持部材上に、少なくとも１つの発光素子を配置する工程と、前記発光素子の側面に、第１蛍光体を含有する第１波長変換部材を配置する工程と、基台上に、前記第１波長変換部材が設けられた前記発光素子を配置す
る工程と、前記第１波長変換部材が設けられた前記発光素子の上面及び側面を被覆し、第２蛍光体を含有する第２波長変換部材を配置する工程と、をこの順で含む、ように構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の実施形態に係る発光装置及びその製造方法によれば、光の出力と演色性とを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。
【図１Ｂ】実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。
【図１Ｃ】実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図１ＢのＩＣ−ＩＣ線における断面を示す。
【図２】実施形態に係る発光装置における発光素子の構成例を示す断面図である。
【図３】実施形態に係る発光装置に用いられる蛍光体例の発光スペクトル及び反射スペクトルを示すグラフ図である。
【図４Ａ】実施形態に係る発光装置における光取り出しを説明する図である。
【図４Ｂ】実施形態に係る発光装置における光取り出しを説明する図であり、図４Ａの領域ＶＩＢの拡大図である。
【図５】実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図６Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法において、第１波長変換部材配置工程における第１発光素子配置工程を示す断面図である。
【図６Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法において、第１波長変換部材配置工程における第１樹脂配置工程を示す断面図である。
【図６Ｃ】実施形態に係る発光装置の製造方法において、第１波長変換部材配置工程における第１樹脂切断工程を示す断面図である。
【図７】実施形態に係る発光装置の製造方法における第２発光素子配置工程を示す断面図である。
【図８Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法において、第２波長変換部材配置工程における第２樹脂配置工程を示す断面図である。
【図８Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法において、第２波長変換部材配置工程における第２蛍光体沈降工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態に係る発光装置及びその製造方法について説明する。
なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、例えば平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
【００１４】
また、実施形態に係る発光装置及びその製造方法において、「上」、「下」、「左」及び「右」などは、状況に応じて入れ替わるものである。本明細書において、「上」、「下」などは、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
【００１５】
また、本明細書において、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、特に断らない限り、日本工業規格ＪＩＳＺ８１１０に従うものとする。具体的には、単色光の波長範囲が、３８０ｎｍ〜４５５ｎｍは青紫色、４５５ｎｍ〜４８５ｎｍは青色、４８５ｎｍ〜４９５ｎｍは青緑色、４９５ｎｍ〜５４８ｎｍは緑色、５４８ｎｍ
〜５７３ｎｍは黄緑色、５７３ｎｍ〜５８４ｎｍは黄色、５８４ｎｍ〜６１０ｎｍは黄赤色、６１０ｎｍ〜７８０ｎｍは赤色である。
【００１６】
［発光装置の構成］
実施形態に係る発光装置の構成について、図１Ａ〜図１Ｃを参照して説明する。
図１Ａは、実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。図１Ｂは、実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１Ｃは、実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であり、図１ＢのＩＣ−ＩＣ線における断面を示す。
なお、図１Ａ、図１Ｂにおいて、ドットによるハッチングは、凹部２３ａに第２波長変換部材４が存在することを示すものである。
また、図１Ｃに示す断面図において、ワイヤ５の一部、保護素子６及び接合部材７２は断面よりも手前側に位置するため観察されないが、便宜的に破線で図示している。後記する図４Ａ、図７〜図８Ｂについても同様である。
また、図１Ａ〜図１Ｃ、及び後記する図６Ａ〜図８Ｂにおいて、発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１４は、簡略化して両極の外部接続部１３ａ，１４２ａに相当する部分のみを図示している。
【００１７】
本実施形態に係る発光装置１００は、平面視形状が略正方形である発光素子１と、発光素子１を載置するための基台であって平面視形状が略正方形であるパッケージ２と、発光素子１の側面を覆う第１波長変換部材３と、発光素子１の上面並びに第１波長変換部材３の上面及び側面を覆う第２波長変換部材４と、を備えて構成されている。
発光素子１は、パッケージ２の、上面側に開口を有する凹部２３ａ内に設けられ、凹部２３ａの底面２３ｂに透光性を有する接合部材７１を用いて接合されている。また、発光素子１は、その正負のパッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１４が、凹部２３ａの底面２３ｂに露出する対応する極性のリード電極２１，２２と、それぞれボンディング用のワイヤ５を用いて電気的に接続されている。
また、凹部２３ａ内には、保護素子６が設けられ、導電性を有する接合部材７２とワイヤ５とで、リード電極２１，２２と電気的に接続されている。第２波長変換部材４は、凹部２３ａ内に設けられ、発光素子１及び保護素子６を封止している。
【００１８】
また、発光素子１が発する光は、一部が第１波長変換部材３に含有されている第１蛍光体で波長変換され、他の一部が第２波長変換部材４に含有されている第２蛍光体で波長変換され、また、残りの部分が波長変換されずに、それぞれの光が混合されて凹部２３ａの開口から上方向に出射される。
また、本実施形態の発光装置１００において、発光素子１は、１個搭載されているが、２個以上搭載することもできる。
【００１９】
ここで、発光素子１の構成例について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る発光装置における発光素子の構成例を示す断面図である。
なお、本実施形態において、発光装置１００はトップビュー型であるため、基板１１の主面が発光装置１００の上面側を向いた面である凹部２３ａの底面２３ｂに対して平行となるように、発光素子１が実装される。
【００２０】
発光素子１は、ＬＥＤなどの半導体発光素子を好適に用いることができる。本実施形態における発光素子１は、平面視で略正方形に形成され、基板１１と、半導体積層体１２と、ｎ側電極１３と、ｐ側電極１４と、保護膜１５と、光反射膜１６と、を備えて構成されている。また、本実施形態における発光素子１は、基板１１の一方の主面上に、ＬＥＤ（発光ダイオード）構造を有する半導体積層体１２を備え、更に半導体積層体１２の一方の面側にｎ側電極１３及びｐ側電極１４を備え、フェイスアップ型の実装に適した構造を有している。
【００２１】
基板１１は、半導体積層体１２を支持するものである。また、基板１１は、半導体積層体１２をエピタキシャル成長させるための成長基板であってもよい。基板１１としては、例えば、半導体積層体１２に窒化物半導体を用いる場合、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）基板を用いることができる。
【００２２】
半導体積層体１２は、基板１１の一方の主面上に、ｎ型半導体層１２ｎ及びｐ型半導体層１２ｐが積層されてなり、ｎ側電極１３及びｐ側電極１４間に電流を通電することにより発光するようになっている。半導体積層体１２は、ｎ型半導体層１２ｎとｐ型半導体層１２ｐとの間に活性層１２ａを備えることが好ましい。
【００２３】
半導体積層体１２には、ｐ型半導体層１２ｐ及び活性層１２ａが部分的に存在しない領域、すなわちｐ型半導体層１２ｐの表面から凹んだ段差部１２ｂが形成されている。段差部１２ｂの底面はｎ型半導体層１２ｎで構成されている。段差部１２ｂの底面にはｎ側電極１３が設けられ、ｎ型半導体層１２ｎと電気的に接続されている。
また、発光素子１の外縁部にも、ｐ型半導体層１２ｐ及び活性層１２ａが存在しない段差部１２ｃが形成されている。段差部１２ｃは、ウエハを個片化する際の切断領域であるダイシングストリートである。
【００２４】
半導体積層体１２は、液相成長法、ＭＯＣＶＤ法などにより基板上に半導体を積層して形成したものが好適に用いられる。半導体材料としては、混晶度の選択により、紫外光から赤外光までの発光波長を種々選択することができるため、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）で表される窒化ガリウム系の半導体をより好適に用いることができる。
【００２５】
ｎ側電極１３は、半導体積層体１２の段差部１２ｂの底面において、ｎ型半導体層１２ｎと電気的に接続されるように設けられ、発光素子１に外部からの電流を供給するための負極側の電極である。また、ｎ側電極１３は、平面視で発光素子１の角部に外部接続部１３ａを有している。
ｎ側電極１３は、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれらの何れかの金属を主成分とする合金を用いることができる。
【００２６】
ｐ側電極１４は、ｐ型半導体層１２ｐの上面において、ｐ型半導体層１２ｐと電気的に接続されるように設けられ、発光素子１に外部からの電流を供給するための正極側の電極である。また、ｐ側電極１４は、透光性電極１４１とパッド電極１４２とが積層された構造を有している。
【００２７】
下層側の透光性電極１４１は、ｐ型半導体層１２ｐの上面の略全面を被覆するように設けられている。透光性電極１４１は、パッド電極１４２を介して外部から供給される電流をｐ型半導体層１２ｐの全面に拡散するための電流拡散層として機能するものである。透光性電極１４１は、導電性金属酸化物を用いて形成することができ、特にＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ2Ｏ3）は、可視光（可視領域）において高い透光性を有し、導電率の高い材料であることから好適である。
【００２８】
上層側のパッド電極１４２は、透光性電極１４１の上面の一部に設けられ、外部の電極と接続するための層である。また、パッド電極１４２は、ワイヤボンディングなどにより外部と接続するための外部接続部１４２ａと、外部接続部１４２ａから延伸する延伸部１４２ｂとから構成されている。延伸部１４２ｂは、電流をより効率的に拡散させることができるように配置されている。パッド電極１４２は、前記したｎ側電極１３と同様に、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれ
らの何れかの金属を主成分とする合金を用いることができる。
なお、本実施形態において、パッド電極１４２は、外部接続部１４２ａ及び延伸部１４２ｂが、ともに同じ材料で構成されている。
【００２９】
保護膜１５は、透光性及び絶縁性を有し、基板１１の側面及び下面を除き、発光素子１の上面及び側面の略全体を被覆する膜である。また、保護膜１５は、ｎ側電極１３の上面に開口部１５ｎを有し、ｐ側電極１４のパッド電極１４２の上面に開口部１５ｐを有している。当該開口部１５ｎ，１５ｐから露出した領域が、外部接続部１３ａ，１４２ａである。
保護膜１５としては、例えば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの酸化物、ＳｉＮなどの窒化物、ＭｇＦなどのフッ化物を好適に用いることができる。
【００３０】
光反射膜１６は、発光素子１の光取り出し面と反対側の面である基板１１の下面側に設けられている。光反射膜１６は、屈折率が互いに異なる２種以上の誘電体を積層した分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）膜を用いることが好ましい。ＤＢＲ膜に用いる誘電体としては、例えば、ＳｉＯ2とＮｂ2Ｏ5との組み合わせを挙げることができる。
また、光反射膜１６として、ＤＢＲ膜を用いる場合は、高率で光反射する波長域の中心が、発光素子１の発光ピーク波長となるように、誘電体多層膜の各層の膜厚を定めることが好ましい。これによって、発光素子１が発する光を、発光素子１の上面に設けられている第１波長変換部材３又は発光素子１の側面に設けられている第２波長変換部材４に導入させることができる。
【００３１】
ここで、発光素子１が青色光を発し、第１波長変換部材３に含有される第１蛍光体が赤色光を発する場合について説明する。光反射膜１６であるＤＢＲ膜は、高い光反射率を示す波長域の中心が、発光素子１の発光ピーク波長となるように設計すると、光反射膜１６は、第１蛍光体からの赤色光の多くを透過するような特性となる。
従って、第１蛍光体によって波長変換される光の内で、下方に伝播する光は、光反射膜１６を透過して透光性の接合部材７１に入射する。
【００３２】
なお、発光素子１の平面視での外形形状は正方形に限定されず、長方形、三角、六角形などの多角形でもよく、円形や楕円形などであってもよい。また、発光素子１において、ｎ側電極１３及びｐ側電極１４の配置領域や形状、層構造など、段差部１２ｂの配置領域や形状などは、本実施形態に限定されるものではなく、適宜に定めることができる。
【００３３】
図１Ａ〜図１Ｃに戻って、発光装置１００の構成について説明を続ける。
パッケージ（基台）２は、リード電極２１，２２と、樹脂部２３とを有して構成されている。パッケージ２は、外形が、平面視で略正方形であり、発光装置１００の厚さ方向に扁平に形成された略四角柱形状を有している。パッケージ２は、発光素子１を搭載する凹部２３ａの開口を上面に有しており、当該開口から光が出射されるように構成されており、トップビュー型の実装に適している。
【００３４】
リード電極２１及びリード電極２２は、正負の極性に対応した一対の電極である。リード電極２１，２２は、樹脂部２３に支持されるように設けられ、リード電極２１の上面とリード電極２２の上面とが互いに離間して、凹部２３ａの底面２３ｂに露出するように配置されている。
【００３５】
また、パッケージ２の下面は、リード電極２１，２２が露出しており、外部と接続するための発光装置１００の実装面となっている。従って、発光装置１００は、底面を実装基板と対向させ、半田などの導電性の接合部材を用いて、リード電極２１，２２の下面が実装基板の配線パターンと接合されることで実装される。
【００３６】
リード電極２１，２２は、板状の金属を用いて形成され、その厚みは均一であってもよいし、部分的に厚く又は薄くなってもよい。
リード電極２１，２２を構成する材料は特に限定されないが、熱伝導率の比較的大きな材料、比較的大きい機械的強度を有するもの、あるいは打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料が好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金等が挙げられる。また、内部リード部２１ａ，２２ａの凹部２３ａの底面２３ｂに露出した面には、搭載される発光素子１、第１波長変換部材３及び第２波長変換部材４からの光を効率よく取り出すために、良好な光反射性を有するＡｇなどの反射メッキが施されていることが好ましい。
【００３７】
樹脂部２３は、リード電極２１，２２を支持するためのパッケージ２の母体である。樹脂部２３は、上面側に開口を有する凹部２３ａを有し、当該凹部２３ａの底面２３ｂにリード電極２１，２２が互いに離間して露出するように構成されている。また、樹脂部２３の下面側は、リード電極２１，２２が露出し、実装面となっている。
【００３８】
凹部２３ａの底面２３ｂであるリード電極２１，２２上には１個の発光素子１と１個の保護素子６とが搭載されている。凹部２３ａの内側面は、上方ほど広がるように傾斜した傾斜面となっており、発光素子１から側方に出射した光を、光取り出し方向である上方に反射させるように構成されている。
また、平面視で略正方形である凹部２３ａの１つの角は面取りされた形状に形成され、リード電極２１，２２の極性を識別するためのカソードマーク２３ｃとなっている。
【００３９】
樹脂部２３は、透光性を有する樹脂に光反射性物質の粒子を含有することで光反射性を付与された材料で形成され、凹部２３ａにおいて、発光素子１からの光を反射して、上方に効率的に出射させるための光反射部材としても機能する。
また、凹部２３ａ内には透光性の第２波長変換部材４が充填されている。
【００４０】
樹脂部２３に用いられる樹脂材料としては、発光素子１が発する光の波長に対して良好な透光性を有することが好ましく、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、熱硬化性樹脂では、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーンハイブリッド樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂又はこれらの樹脂を１種類以上含むハイブリッド樹脂などが挙げられる。
【００４１】
樹脂部２３に含有させる光反射性物質としては、前記した樹脂材料との屈折率差が大きく、良好な透光性を有する材料の粒子を用いることが好ましい。このような光反射性物質としては、屈折率が、例えば１．８以上であることが好ましく、樹脂材料との屈折率差は、例えば０．４以上であることが好ましい。また、光反射性物質の粒子の平均粒径は、高い効率で光散乱効果を得られるように、０．０８μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
また、特に断らない限り、光反射性物質や蛍光体などの粒子の粒径の値は、空気透過法又はFisher Sub-Sieve Sizersによる平均粒径とする。
【００４３】
また、光反射性物質として、具体的には、ＴｉＯ2（酸化チタン）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）などの白色顔料の粒子を用いることができる。なかでも、ＴｉＯ2は、水分などに対して比較的安定でかつ高屈折率であり、また熱伝導性にも優れるため好ましい。
【００４４】
また、当該樹脂材料は、十分な光反射性が得られ、かつ、パッケージの形状を形成する際の成形性が損なわれない範囲で、光反射性物質が含有されている。そのためには、樹脂部２３に含有される光反射性物質の含有率は、１０質量％以上６０質量％以下とすることが好ましい。
【００４５】
第１波長変換部材３は、発光素子１の側面を覆うように設けられ、発光素子１が発する光の一部を異なる波長の光に変換するものである。このために、第１波長変換部材は、発光素子１が発する光を、発光素子１の発光ピーク波長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する波長変換物質である第１蛍光体の粒子を含有している。
第１波長変換部材３は、第１蛍光体の粒子を含有する透光性の樹脂材料を用いて形成することができる。樹脂材料としては、前記したパッケージ２の樹脂部２３に用いられるものと同様の材料を用いることができる。
【００４６】
なお、第１波長変換部材３は、発光素子１の側面の全体を覆うように設けられているが、発光素子１の上面には設けられていない。従って、発光素子１の上面には、第２変換部材４が発光素子１と接するように設けられている。
【００４７】
第２波長変換部材４は、発光素子１の上面並びに第１波長変換部材３の上面及び側面を覆うように、基台であるパッケージ２の凹部２３ａ内に設けられ、発光素子１が発する光の一部を異なる波長の光に変換するものである。このために、第２波長変換部材４は、発光素子１が発する光を、発光素子１の発光ピーク波長よりも長く、第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する波長変換物質である第２蛍光体の粒子を含有している。
また、本実施形態において、第２波長変換部材４は、発光素子１、第１波長変換部材３、保護素子６、ワイヤ５などを封止する封止部材でもある。
【００４８】
第２波長変換部材４は、凹部２３ａの底面２３ｂ側、すなわち、底面２３ｂの近傍、発光素子１及び第１波長変換部材３の上面の近傍に、第２蛍光体を相対的に高濃度に含有する高濃度領域４ａを有している。
発光素子１の上面の高さにおける第２蛍光体の濃度である第１濃度が、発光素子１の下面の高さ、すなわち高濃度領域４ａにおける第２蛍光体の濃度である第２濃度の２分の１以下となるように、第２蛍光体の粒子を配置することが好ましい。特に第１濃度は、第２濃度の５分の２以下であることがより好ましい。言い換えれば、第２波長変換部材４において、第２蛍光体は、底面２３ｂ側に偏在しており、第２蛍光体が、実質的に層状に配置されている。これにより第１波長変換部材３からの光が第２波長変換部材４によって遮られる割合を減らし、第１波長変換部材３からの光を側方に出射することができる。
【００４９】
また、層状の高濃度領域４ａは、上端が、第１波長変換部材３の高さの４分の３以下の高さとなるように設けることが好ましく、３分の２以下の高さとなるように設けることがより好ましい。言い換えれば、第１波長変換部材３の外側面の上層部の４分の１以上の領域に、より好ましくは３分の１以上の領域に、実質的に第２蛍光体を配置しないようにすることが好ましい。
【００５０】
このように、発光素子１の側面に設けられた第１波長変換部材３の外側面の上層部において、第２蛍光体を含有しない領域乃至は第２蛍光体の濃度が低い領域を設けることによって、第１波長変換部材３に含有される第１蛍光体が発する光を、第２蛍光体によって反射や吸収などされることなく、外部に取り出し易くすることができる。
また、第２蛍光体を、第２波長変換部材４の母材である樹脂よりも熱伝導性の高い発光素子１やリード電極２１，２２の近傍に偏在して配置することにより、第２蛍光体が発するストークスロスに伴って発生する熱を効率よく外部に放熱することができる。
【００５１】
なお、第２蛍光体の濃度が低い領域とは、例えば、発光素子１の下面の高さにおける第２蛍光体の濃度の２分の１以下の濃度の領域とすることができる。また、高濃度領域４ａとは、発光素子１の下面の高さにおける第２蛍光体の濃度の２分の１よりも濃度が高い領域とすることができる。
【００５２】
また、第２蛍光体の配置は、前記した濃度による規定に代えて、第２波長変換部材４の断面における第２蛍光体の粒子の断面の面積率によって規定することもできる。
具体的には、第２波長変換部材５を上面から下面に向かって切断した断面において、発光素子１の高さの２分の１の高さから発光素子１の上面までの高さにおける第２蛍光体の断面が占める面積の割合である第１面積率が、基台であるパッケージ２の上面から発光素子１の高さの２分の１の高さにおける第２蛍光体の断面が占める面積の割合である第２面積率よりも小さいように定めることができる。
【００５３】
ここで、第１面積率及び第２面積率を定める際に参照する第２波長変換部材４の断面の領域は、それぞれに該当する前記した高さ範囲に該当する帯状の全領域とすることができる。すなわち、第１面積率及び第２面積率は、第２波長変換部材４の断面において、それぞれが該当する高さ範囲の全領域における第２蛍光体の断面が占める面積の割合で定められる。参照領域を該当する高さ範囲の全領域とすることで、横方向についての第２蛍光体の局所的な分布むらがあっても、第１波長変換部材３に含有されている第１蛍光体からの光の外部取り出しに対する影響を適切に評価することができる。
【００５４】
また、第１面積率及び第２面積率を定めるための参照領域は、第２波長変換部材４の断面の、それぞれに対応する高さ範囲の全領域ではなく、部分的な領域としてもよい。このとき、参照する部分領域は、発光素子１の側方から発光素子１の高さ分の長さまで延ばした長方形の領域とすることができる。すなわち、第１面積率及び第２面積率は、それぞれが対応する高さ範囲の当該長方形の領域における第２蛍光体の粒子の断面が占める面積の割合で定められる。第１面積率及び第２面積率を定めるにあたって、発光素子１の側面を第１波長変換部材３が覆っているため、この第１波長変換部材３が占める面積を除いた、残りの部分の第２波長変換部材４の面積を比較することになる。
【００５５】
例えば、発光素子１の高さが２００μｍである場合は、第２波長変換部材４の発光素子１の側方の近傍領域、より好ましくは、第１波長変換部材３の外側面に接する領域であって、高さが１００μｍ、発光素子１の側面に垂直な方向の長さである幅が２００μｍの長方形領域が第１面積率及び第２面積率を定めるために参照する領域である。第２面積率を定めるための領域は、パッケージ２の凹部２３ａの底面から高さ１００μｍまでの領域であり、第１面積率を定めるための領域は、高さ１００μｍから発光素子１の上面の高さである高さ２００μｍまでの領域である。
第１面積率及び第２面積率を定めるための参照領域を、発光素子１の側方の近傍領域とすることで、第１波長変換部材３に含有されている第１蛍光体からの光の外部取り出しに対する影響を、より適切に評価することができる。
【００５６】
また、第１面積率及び第２面積率を定めるための参照領域は、第１波長変換部材３が設けられた発光素子１の近傍であって、前記した高さ範囲における任意の形状の所定面積の領域とすることもできる。所定面積の領域の形状は、例えば、円形や正方形、その他の多角形などとすることができる。所定面積の領域の大きさは、第２蛍光体の粒径に応じて定めることができる。例えば、所定面積の領域の形状を正方形又は円形とする場合は、正方形の一辺の長さ又は円の直径は、第２蛍光体の平均粒径や粒径の中央値であるＤ５０の４倍以上とすることが好ましい。あるいは、参照領域に第２蛍光体の粒子が１０個以上含まれている部分としてもよい。
【００５７】
第１面積率は、低いほど第１蛍光体からの光を良好に取り出すことができる。また、第１面積率は、第２面積率と比較して小さいほど第１蛍光体からの光を良好に取り出すことができる。
具体的には、第１面積率は、５０％以下であることが好ましい。また、第１面積率は、第２面積率の２分の１以下とすることが好ましい。特に、第１面積率は、４０％以下であることがより好ましく、２０％以下であることが更に好ましい。また、第１面積率は第２面積率の５分の２以下とすることがより好ましい。
【００５８】
第２波長変換部材４は、第２蛍光体の粒子を含有する透光性の樹脂材料を用いて形成することができる。樹脂材料としては、発光素子１、第１蛍光体及び第２蛍光体が発する光の波長に対して良好な透光性を有し、封止部材として耐候性、耐光性及び耐熱性の良好な材料が好ましい。このような材料としては、前記したパッケージ２の樹脂部２３に用いられるものと同様の材料を用いることができる。また、後記する製造工程において、第２蛍光体の粒子を沈降させることによって凹部２３ａの底面２３ｂ側に高濃度に配置するために、樹脂材料として熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。従って、樹脂材料としては、特に、耐熱性、耐光性に優れているシリコーン樹脂、フッ素樹脂が好ましい。
【００５９】
波長変換物質である第１蛍光体及び第２蛍光体としては、当該分野で公知のものを使用することができ、例えば、以下に示す蛍光体の中から、発光素子１、第１蛍光体及び第２蛍光体のそれぞれの発光ピーク波長と、発光装置１００としての発光色とを勘案して適宜に選択することができる。
【００６０】
例えば、発光素子１が青色光を発する場合において、第１波長変換部材３は、青色光を赤色光に変換する第１蛍光体を含有し、第２波長変換部材４は、青色光を緑色乃至黄色光に変換する第２蛍光体を含有するように構成することで、白色光を発する発光装置１００を構成することができる。
また、第１蛍光体及び第２蛍光体として、その一方又は両方に、２種以上の蛍光体材料を用いるようにしてもよい。
【００６１】
波長変換物質としては、例えば、緑〜黄色に発光するセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体、緑色に発光するセリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）系蛍光体、緑〜赤色に発光するユーロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2）系蛍光体、青〜赤色に発光するユーロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4）系蛍光体、緑色に発光する組成が（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕで表されるβサイアロン蛍光体、組成がＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕで表される硫化物系蛍光体、赤色に発光する組成がＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕで表されるＣＡＳＮ系又は（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕで表されるＳＣＡＳＮ系蛍光体などの窒化物系蛍光体、赤色に発光する組成が（Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ）で表されるＫＳＦ系蛍光体などのフッ化物蛍光体、赤色に発光する硫化物系蛍光体、赤色に発光する組成が（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ）で表されるゲルマン酸塩系（ＭＧＦ系）蛍光体、などが挙げられる。
また、第１蛍光体及び第２蛍光体は、平均粒径が１μｍ〜４０μｍ程度のものを用いることが好ましく、５μｍ〜３０μｍ程度のものを用いることがより好ましい。第１蛍光体及び第２蛍光体の平均粒径をこのような範囲とすることで、明るさを維持しつつ、高密度に配置することができる。
【００６２】
また、第２蛍光体は、第１蛍光体の発光ピーク波長の光を良好に反射することが好ましい。ここで、第２蛍光体の第１蛍光体の発光ピーク波長における反射率は、６０％以上で
あることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。
第２蛍光体として、第１蛍光体が発する光を良好に反射するものを用いることで、第１蛍光体が発する光を効率よく外部に取り出すことができる。
なお、光取り出しについての詳細な説明は後記する。
【００６３】
ここで、このような第１蛍光体と第２蛍光体との組み合わせについて、図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る発光装置に用いられる蛍光体例の発光スペクトル及び反射スペクトルを示すグラフ図である。
図３において、ＳＣＡＳＮ系蛍光体についての発光スペクトルを実線で、反射スペクトルを一点鎖線で示し、ＬＡＧ系蛍光体についての発光スペクトルを破線で、反射スペクトルを二点鎖線で示している。
【００６４】
ＳＣＡＳＮ系蛍光体は、発光ピーク波長が６３０ｎｍ近傍である赤色光を発し、ＬＡＧ系蛍光体は、発光ピーク波長が５４０ｎｍ近傍である緑色光を発する。
赤色蛍光体であるＳＣＡＳＮ系蛍光体は、その発光波長よりも短波長側の光である発光素子１が発する青色光の他に、ＬＡＧ系蛍光体が発する光に対しても、比較的大きな吸収を示す。これに対して、緑色蛍光体であるＬＡＧ系蛍光体は、ＳＣＡＳＮ系蛍光体の発する光に波長域の全体において、高い反射率を有している。
従って、第１蛍光体としてＳＣＡＳＮ系蛍光体を用い、第２蛍光体としてＬＡＧ系蛍光体を用い、第１蛍光体に対して第２蛍光体からの光の照射量が少なくなるように、第１波長変換部材３及び第２波長変換部材４の高濃度領域４ａを配置することで、第１蛍光体からの赤色光と、第２蛍光体からの緑色光とを効率よく外部に取り出すことができる。
なお、発光装置１００からの光取り出しの詳細については後記する。
【００６５】
また、第２波長変換部材４は、光拡散性物質を含有させてもよい。第２波長変換部材４に含有させる光拡散性物質としては、具体的には、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの白色顔料の粒子を用いることができる。なかでも、ＴｉＯ2は、水分などに対して比較的安定でかつ高屈折率であり、また熱伝導性にも優れるため好ましい。
【００６６】
また、第２波長変換部材４に含有させる光拡散性物質の粒子の平均粒径は、０．００１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、これによって高い効率の光散乱性を得ることができる。特に、第２波長変換部材４における光拡散性物質の粒子の平均粒径は、０．００１μｍ〜０．０５μｍがより好ましい。これによって、高い光散乱効果、つまり、レイリー散乱効果が得られ、発光装置１００としての光取り出し効率をより高くすることができる。また、光取り出し効率が向上する分、蛍光体の使用量を低減することで蛍光体の発熱による温度上昇が抑制できるため、蛍光体の劣化が低減され、発光装置１００の信頼性を向上することができる。
【００６７】
ワイヤ５は、発光素子１のｎ側電極１３の外部接続部１３ａ及びｐ側電極１４の外部接続部１４２ａと、それぞれが対応する極性のリード電極２１，２２とを電気的に接続するものである。また、ワイヤ５は、保護素子６の一方の電極とリード電極２１とを電気的に接続するためにも用いられる。
ワイヤ５としては、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｇ又はこれらの何れかの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる。
【００６８】
保護素子６は、発光素子１を静電放電から保護するために設けることが好ましい。保護素子６としては、ツェナーダイオードを発光素子１と並列に、かつ、逆極性に接続して用いることができる。また、保護素子６として、バリスタ、抵抗、キャパシタなどを用いることもできる。
保護素子６は、リード電極２２上に導電性を有する接合部材７２を用いて接合されるととともに、保護素子６の一方の電極と電気的に接続されている。また、保護素子６の他方の電極は、ワイヤ５を用いてリード電極２１と接続されている。
【００６９】
接合部材７１は、発光素子１を凹部２３ａの底面２３ｂに設けられたリード電極２１に接着するための透光性を有する接着材である。
接合部材７１としては、発光素子１が発する光や熱によって変色や劣化が起き難い樹脂材料が好ましく、更に、良好な透光性を有し、第２波長変換部材４に用いられる樹脂材料の屈折率と同等以下が好ましい。接合部材７１の屈折率を第２波長変換部材４に用いられる樹脂材料の屈折率と同等以下にすることで、接合部材７１に入射した光を、接合部材７１と第２波長変換部材４との界面で全反射させずに、効率的に外部に取り出すことができる。このような樹脂材料としては、シロキサン骨格を有するシリコーン系のダイボンド樹脂が好ましい。シリコーン系のダイボンド樹脂としては、シリコーン樹脂、シリコーンハイブリッド樹脂、シリコーン変性樹脂が挙げられる。
【００７０】
接合部材７２は、保護素子６をリード電極２２に接合するとともに、保護素子６の一方の電極とリード電極２２とを電気的に接続するための、半田などの導電性を有する接着材である。
【００７１】
（変形例）
なお、本実施形態にでは、発光素子１を載置する基台として、樹脂パッケージを用いるようにしたが、セラミックパッケージを用いるようにしてもよい。
また、基台として、凹部２３ａを有するパッケージ２を用いたが、凹部２３ａを有さない平板状の基台を用いるようにしてもよい。
【００７２】
［発光装置の動作］
次に、発光装置１００の動作について、図１Ａ〜図１Ｃ、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。
図４Ａは、実施形態に係る発光装置における光取り出しを説明する図である。図４Ｂは、実施形態に係る発光装置における光取り出しを説明する図であり、図４Ａの領域ＩＶＢの拡大図である。
なお、説明の便宜上、発光素子１は青色光を発し、第１波長変換部材３には波長変換物質として青色光を吸収して赤色光を発する第１蛍光体の粒子が含有され、第２波長変換部材４には波長変換物質として青色光を吸収して緑色光を発する第２蛍光体の粒子が含有されているものとして説明する。また、光反射膜１６は、発光素子１が発する青色光を反射し、第１波長変換部材３に含有されている第１蛍光体が発する赤色光を透過する反射特性を有するものとする。
【００７３】
発光装置１００は、リード電極２１，２２を介して外部電源に接続されると、ワイヤ５を介して発光素子１に電流が供給され、発光素子１が青色光を発する。発光素子１が発した青色光の内で、上方に伝播する光線Ｌ１は、発光素子１の上面に配置されている第２波長変換部材４の高濃度領域４ａ中の第２蛍光体によって緑色光に変換されて光線Ｌ２として発光装置１００の上面から外部に取り出される。
本実施形態の発光装置１００において、第２蛍光体を高濃度に含有する高濃度領域４ａは、発光装置１００の光取り出し面である上面側に第１蛍光体を含有する第１波長変換部材３が設けられていない。このため、第２蛍光体によって、発光素子１の上面から出射される青色光を、効率よく緑色光に変換して外部に取り出すことができる。
【００７４】
また、発光素子１内を横方向に伝播する青色の光線Ｌ３は、発光素子１の側面に配置されている第１波長変換部材３に含有されている第１蛍光体によって赤色光に変換される。
赤色光の一部は、光線Ｌ４のように、第２波長変換部材４の第２蛍光体の含有濃度が低い領域を上方に向かって伝播して外部に取り出される。
本実施形態の発光装置１００において、第１波長変換部材３の外側面の一部に、第２蛍光体の含有濃度が低い領域を設けているため、第１蛍光体によって変換された赤色光を、効率よく外部に取り出すことができる。
【００７５】
また、赤色光の他の一部で下方に伝播する光線Ｌ５は、凹部２３ａの底面２３ｂの高濃度領域４ａに含有されている第２蛍光体によって反射される。その反射光である光線Ｌ６は、第２波長変換部材４内を上方に伝播して外部に取り出される。
本実施形態の発光装置１００において、第２蛍光体として、第１蛍光体が発する赤色光に対する反射率が高い材料を用いることで、凹部２３ａの底面２３ｂに配置された高濃度領域４ａが、第１蛍光体が発する光に対する反射層として機能する。このため、第１蛍光体が発する赤色光を、効率よく外部へ取り出すことができる。
【００７６】
また、発光素子１が発する青色光の内で、下方に伝播する光線Ｌ１１は、発光素子１の下面に設けられている光反射膜１６によって反射され、光線Ｌ１２として示すように上方に伝播する。
【００７７】
発光素子１が発する青色光の内で、横方向に伝播する光線Ｌ１３は、第１波長変換部材３に含有される第１蛍光体によって赤色光に変換される。赤色光の内で、第２波長変換部材４の第２蛍光体の含有濃度が低い低濃度領域に向かって伝播する光線Ｌ１４は、光線Ｌ１５として示すように、第２波長変換部材４中を伝播して、外部に取り出される。
【００７８】
赤色光の内で、第２波長変換部材４の高濃度領域４ａに向かって伝播する光線Ｌ１６は、高濃度領域４ａに含有される第２蛍光体の粒子によって、光線Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ１９で示すように第２蛍光体の粒子によって散乱されながら伝播し、更に第２波長変換部材４の上層部である第２蛍光体の低濃度領域を伝播して外部に取り出される。ここで、第２蛍光体として赤色光に対する反射率が高い材料を用いることで、赤色光を散乱させながらも、赤色光の光量の低減を抑制しつつ伝播させて、外部に取り出すことができる。
【００７９】
赤色光の内で、発光素子１内に入射して、下方に向かって伝播する光線Ｌ２０は、光反射膜１６を透過して、透光性の接合部材７１に入射する。接合部材７１内を下方に伝播する光線Ｌ２１は、凹部２３ａの底面２３ｂに設けられているリード電極２１の上面で反射され、光線Ｌ２２として示すように、上方に伝播する。光線Ｌ２２は、光反射膜１６を透過して、光線Ｌ２３として示すように、発光素子１内を上方に向かって伝播し、発光素子１の上面側から外部に取り出される。
【００８０】
また、接合部材７１に入射した赤色光の一部は、光線Ｌ２４として示すように、接合部材７１内を横方向に伝播して、凹部２３ａの底面２３ｂ上に設けられている第２波長変換部材４の高濃度領域４ａに入射して、光線Ｌ２５，Ｌ２６，Ｌ２７，Ｌ２８で示すように第２蛍光体の粒子によって散乱されながら伝播し、更に第２波長変換部材４の上層部である第２蛍光体の低濃度領域を伝播して外部に取り出される。
このように、接合部材７１を介するという、赤色光を外部に取り出す経路を増やすことで、発光装置１００の出力光における赤色光の光量を増加させることができる。これによって、発光装置１００の、特に赤色の色票に対する演色性を向上させることができる。
【００８１】
なお、発光素子１の側面に設けられた第１波長変換部材３及び発光素子１の上面に設けられた第２波長変換部材４の高濃度領域４ａの入射した青色光は、一部が波長変換されずに、第１波長変換部材３及び第２波長変換部材４の高濃度領域４ａを透過する。
第１波長変換部材３及び第２波長変換部材４の高濃度領域４ａを透過した青色光の一部
は、青色光のまま発光装置１００から外部に取り出される。また、青色光の他の一部は、凹部２３ａ内に配置された各部材の界面で反射されて、凹部２３ａの底面２３ｂに設けられた高濃度領域４ａに含有されている第２蛍光体で緑色光に波長変換されて外部に取り出される。
【００８２】
また、第２波長変換部材４の高濃度領域４ａが発する緑色光の一部は、第１波長変換部材３に入射されて赤色光に変換されるが、本実施形態の発光装置１００において、第１波長変換部材３と第２波長変換部材４の高濃度領域４ａとは、互いに接する領域が少なくなるように配置されている。このため、緑色光が赤色光に変換されて、緑色光の成分が減少することを抑制することができる。
【００８３】
以上説明したように、発光素子１が発した青色光は、一部はそのまま外部に取り出され、一部は第１波長変換部材３中の第１蛍光体によって赤色光に変換されて外部に取り出され、一部は第２波長変換部材４の主として高濃度領域４ａ中の第２蛍光体によって緑色光に変換されて外部に取り出される。そして、これらの光が混合した白色光が、発光装置１００から出力される。
このとき、第１蛍光体が発する光である赤色光を効率よく外部に取り出すことができるため、発光装置１００の演色性を向上することができる。また、第２蛍光体が発する光である緑色光を効率よく外部に取り出すことができるため、発光装置１００の出力を高めることができる。
【００８４】
［発光装置の製造方法］
次に、発光装置１００の製造方法について、図５〜図８Ｂを参照して説明する。
図５は、実施形態に係る発光装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。図６Ａは、実施形態に係る発光装置の製造方法において、第１波長変換部材配置工程における第１発光素子配置工程を示す断面図である。図６Ｂは、実施形態に係る発光装置の製造方法において、第１波長変換部材配置工程における第１樹脂配置工程を示す断面図である。図６Ｃは、実施形態に係る発光装置の製造方法において、第１波長変換部材配置工程における第１樹脂切断工程を示す断面図である。図７は、実施形態に係る発光装置の製造方法における第２発光素子配置工程を示す断面図である。図８Ａは、実施形態に係る発光装置の製造方法において、第２波長変換部材配置工程における第２樹脂配置工程を示す断面図である。図８Ｂは、実施形態に係る発光装置の製造方法において、第２波長変換部材配置工程における第２蛍光体沈降工程を示す断面図である。
なお、図７〜図８Ｂは、図１ＢのＩＣ−ＩＣ線に相当する位置における断面を示す。
【００８５】
実施形態に係る発光装置１００の製造方法は、パッケージ準備工程Ｓ１１と、発光素子準備工程Ｓ１２と、第１波長変換部材配置工程Ｓ１３と、第２発光素子配置工程Ｓ１４と、第２波長変換部材配置工程Ｓ１５と、が含まれている。第１波長変換部材配置工程Ｓ１３には、第１発光素子配置工程Ｓ１３１と、第１樹脂配置工程Ｓ１３２と、第１樹脂硬化工程Ｓ１３３と、第１樹脂切断工程Ｓ１３４とが含まれている。第２波長変換部材配置工程Ｓ１５には、第２樹脂配置工程Ｓ１５１と、第２蛍光体沈降工程Ｓ１５２と、第２樹脂硬化工程Ｓ１５３とが含まれている。
【００８６】
パッケージ準備工程（基台を準備する工程）Ｓ１１は、発光装置１００における基台であるパッケージ２を準備する工程である。この工程で準備されるパッケージ２は、発光素子１、第１波長変換部材３及び第２波長変換部材４が配置されていない状態のものである。
パッケージ準備工程Ｓ１１において、パッケージ２を準備するために、例えば、トランスファー成形法や射出成形法、圧縮成形法、押出成形法などの金型を用いた成形方法で製造するようにしてもよいし、市販のパッケージを入手するようにしてもよい。
【００８７】
パッケージ２の製造方法の例について説明する。
まず、板金を打ち抜き加工することでリード電極２１，２２の外形を有するリードフレームを形成する。次に、リードフレームを樹脂部２３の形状の空洞を有する上下の金型で挟み込み、金型の一部に設けられたゲート穴から樹脂材料を注入する。次に、注入した樹脂材料を硬化又は固化させた後に金型から取り出す。以上の工程を行うことで、パッケージ２を製造することができる。また、複数のパッケージ２がリードフレームで連結された状態で製造する場合は、リードフレームを切断することでパッケージ２を個片化する。
なお、パッケージ２の個片化は、第２波長変換部材配置工程Ｓ１５の後で行うようにしてもよい。
【００８８】
発光素子準備工程Ｓ１２は、個片化された発光素子１を準備する工程である。
【００８９】
第１波長変換部材配置工程Ｓ１３は、発光素子準備工程Ｓ１２で準備した発光素子１の側面を覆うように、第１波長変換部材３を配置する工程である。前記したように、第１波長変換部材配置工程Ｓ１３には、第１発光素子配置工程Ｓ１３１と、第１樹脂配置工程Ｓ１３２と、第１樹脂硬化工程Ｓ１３３と、第１樹脂切断工程Ｓ１３４とが含まれている。
【００９０】
第１発光素子配置工程Ｓ１３１は、発光素子１を支持部材８１上に配置する工程である。支持部材８１は、平板状の台座であり、第１樹脂配置工程Ｓ１３２〜第１樹脂切断工程Ｓ１３４を行う間に、発光素子１が支持部材８１から脱落しない程度に保持可能なように構成されている。
このために、支持部材８１の上面に粘着層を備え、粘着力によって発光素子１を上面側に保持するように構成することができる。また、粘着層として熱硬化性樹脂又は紫外線硬化樹脂を用いることで、第１波長変換部材３を形成した後に、当該粘着層を加熱又は紫外線を照射することで硬化させ、粘着力を喪失させることで、第１波長変換部材３付き発光素子１を、支持部材８１から容易に剥離することができる。
【００９１】
本実施形態では、支持部材８１上に、複数の発光素子１を所定の間隔を空けて配置している。ここで、所定の間隔とは、配置しようとする第１波長変換部材３の幅、すなわち発光素子１の側面に垂直な方向の厚さと、第１樹脂切断工程Ｓ１３４において切り代となる幅とを考慮した間隔である。
なお、本実施形態では、支持部材８１上に複数の発光素子１を配置するようにしたが、１個の発光素子１を配置するようにしてもよい。
【００９２】
第１樹脂配置工程Ｓ１３２は、第１蛍光体の粒子を含有した樹脂材料である第１樹脂３１を、支持部材８１上に配置されている発光素子１の側面を覆うように配置する工程である。
第１樹脂３１は、母材である樹脂材料として熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。第１樹脂３１は、未硬化の熱硬化性樹脂と、第１蛍光体の粒子とを含有するスラリーを、各種の塗布方法によって、支持部材８１の上面側に塗布することで配置することができる。ここで、塗布されるスラリーは、溶媒の添加量やシリカなどのフィラーの添加量を加減することで、用いる塗布方法に適した粘度に調整することができる。
スラリーを塗布する方法としては、スプレー法、シルクスクリーン印刷法、インクジェット法、ポッティング法、スピンコート法などを挙げることができる。これらの中で、発光素子１の上面側にスラリーを塗布せずに、かつ、複数の発光素子１の間にスラリーを充填するには、スピンコート法が簡便である。
【００９３】
第１樹脂硬化工程Ｓ１３３は、第１樹脂３１を硬化させる工程である。
第１樹脂３１として熱硬化性樹脂を用いる場合は、加熱処理を行うことで第１樹脂３１
を硬化させることができる。
また、第１樹脂３１として熱可塑性樹脂を用いることもできる。この場合は、第１樹脂配置工程Ｓ１３２において、第１蛍光体の粒子を含有する第１樹脂３１を溶融させて、発光素子１の側面に配置する。その後、第１樹脂硬化工程Ｓ１３３において、放冷又は冷却することで第１樹脂３１を固化させる。
【００９４】
第１樹脂切断工程Ｓ１３４は、発光素子１の間に設定された境界線ＢＤに沿って第１樹脂３１を切断する工程である。具体的には、ダイサー８２などを用いて、境界線ＢＤに沿って、第１樹脂３１に、厚さ方向に貫通する溝を形成することで、第１樹脂３１を切断する。このとき、発光素子１の側面から所定の幅が残るように第１樹脂３１を切断する。発光素子１の側面に残された第１樹脂３１が第１波長変換部材３となる。
以上の工程によって形成された第１波長変換部材３付き発光素子１は、支持部材８１から剥離して用いられる。
【００９５】
なお、発光素子準備工程Ｓ１２及び第１波長変換部材配置工程Ｓ１３を含む第１波長変換部材３付き発光素子１を形成する工程と、パッケージ準備工程Ｓ１１とは、何れを先に行ってもよく、並行して行うようにしてもよい。
【００９６】
第２発光素子配置工程Ｓ１４は、第１波長変換部材３付き発光素子１を、基台であるパッケージ２の凹部２３ａ内に実装する工程である。まず、透光性を有する接合部材７１を用いて、第１波長変換部材３付き発光素子１を、パッケージ２の凹部２３ａの底面２３ｂであるリード電極２１上に接合する。このとき、光反射膜１６が設けられている面を下向きとして、第１波長変換部材３付き発光素子１を凹部２３ａの底面２３ｂに接合する。
次に、導電性のワイヤ５を用いて、発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１４と、それぞれが対応する極性のリード電極２１，２２とを電気的に接続する。また、本工程において、保護素子６も、接合部材７２及びワイヤ５を用いて、パッケージ２の凹部２３ａ内に実装する。
【００９７】
第２波長変換部材配置工程Ｓ１５は、第１波長変換部材３付き発光素子１の上面及び側面を覆うように、第２波長変換部材４を配置する工程である。前記したように、第２波長変換部材配置工程Ｓ１５には、第２樹脂配置工程Ｓ１５１と、第２蛍光体沈降工程Ｓ１５２と、第２樹脂硬化工程Ｓ１５３とが含まれている。
【００９８】
第２樹脂配置工程Ｓ１５１は、第２蛍光体の粒子を含有する第２樹脂４１を、第１波長変換部材３付き発光素子１の上面及び側面を覆うように配置する工程である。
第２樹脂４１は、母材である樹脂材料として熱硬化性樹脂が用いられる。第２蛍光体の粒子と樹脂材料とを含有し、溶媒と、必要に応じてフィラーとで粘度調整されたスラリーを準備し、例えば、ディスペンサ８３を用いて凹部２３ａ内を充填するように供給する。
なお、第２蛍光体は、未硬化の樹脂材料よりも比重が大きいものが用いられる。
【００９９】
第２蛍光体沈降工程Ｓ１５２は、パッケージ２の凹部２３ａに供給された第２樹脂４１を未硬化の状態で保持し、第２蛍光体の粒子を凹部２３ａの底面２３ｂ側に沈降させる工程である。第２蛍光体の粒子を凹部２３ａの底面２３ｂ側に沈降させるとは、底面２３ｂ上に沈降させるとともに、第１波長変換部材３付き発光素子１が配置されている領域では、第１波長変換部材３付き発光素子１の上面に沈降させることをいうものである。第２蛍光体の粒子が沈降して、第２波長変換部材４内において、相対的に高濃度に第２蛍光体の粒子を含有する高濃度領域４ａが形成される。
前記したように、第２蛍光体は、未硬化の樹脂材料よりも比重が大きいため、重力方向である下方に沈降する。従って、第２樹脂４１を未硬化のままで放置することで、第２蛍光体を自然に沈降させることができる。
【０１００】
また、遠心分離器を用いて、第２蛍光体の粒子を、凹部２３ａの底面２３ｂ側に強制沈降させるようにしてもよい。このとき、未硬化の第２樹脂４１を配置したパッケージ２を、遠心力が底面２３ｂの垂直下向きに作用するように遠心分離器に設置する。
遠心分離器を用いて第２蛍光体の粒子を強制沈降させることにより、本工程にかかる時間を、自然沈降させる場合よりも短時間で済ませることができる。
また、強制沈降により、自然沈降させた場合よりも、第２蛍光体の粒子を、底面２３ｂ側のより狭い領域に、高濃度に配置することができる。言い換えれば、第１波長変換部材３の上部側面において、第２蛍光体の粒子が配置されないか、低濃度で配置される領域を多くすることができる。その結果として、第１波長変換部材３によって波長変換された光が、外部に取り出される効率をより高めることができる。
【０１０１】
第２樹脂硬化工程Ｓ１５３は、第２蛍光体の粒子を沈降させた後で、加熱処理を行うことにより、第２樹脂４１を硬化させる工程である。これによって、第２波長変換部材４が形成される。
以上説明した手順により、発光装置１００を製造することができる。
【０１０２】
（変形例）
なお、前記したように、凹部２３ａを有さない基台を用いて発光装置を構成するようにしてもよい。この場合は、第２波長変換部材配置工程Ｓ１５において、平面視で第１波長変換部材３付き発光素子１を囲むように枠体を配置して、枠体内に未硬化の第２樹脂４１を配置し、第２蛍光体の粒子を沈降させ、第２樹脂４１を硬化させることで第２波長変換部材４を形成した後に、枠体を除去することで形成することができる。
また、枠体を用いずに、適度な粘度に調製された第２樹脂４１をポッティング法で滴下して、第１波長変換部材３付き発光素子１を覆うように配置し、第２蛍光体の粒子を自然沈降させた後に硬化させるようにしてもよい。
【実施例】
【０１０３】
＜実施例１＞
実施例及び比較例として、下記の条件で図１Ａ〜図１Ｃに示した形状の発光装置を作製した。また、作製した各発光装置について、光束、並びに、日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ８７２６：１９９０で規定される平均演色評価数Ｒａ及び赤色の色票に対する特殊演色評価数Ｒ９を測定した。
【０１０４】
［作製条件］
（発光素子）
・平面視形状：一辺が６５０μｍの正方形
・厚さ：２００μｍ
・半導体材料：窒化ガリウム系半導体
・基板：サファイア
・発光ピーク波長：４４８ｎｍ
・光反射膜：ＤＢＲ膜（サファイア基板と接する層をＳｉＯ2として、ＳｉＯ2及びＮｂ２Ｏ５を交互に２１層積層）
ＤＢＲ膜は、発光素子の発光ピーク波長に対して、設計上は入射角が０°のときの反射率が９８％であり、第１蛍光体の発光ピーク波長に対しては、設計上は入射角が０°のときに反射率が８１％である。
【０１０５】
（パッケージ）
日亜化学工業株式会社製の型番ＮＦｘＷ７５７Ｇのパッケージを用いた。その主要な仕様を以下に示す。
・平面視形状：外形は一辺が３．０ｍｍの正方形
凹部の開口は一辺が２．６ｍｍの略正方形
・樹脂部：白色樹脂
・リード電極：上面にＡｇメッキによる反射膜あり
・発光素子の接合部材（ダイボンド樹脂）：ジメチル系シリコーン樹脂
【０１０６】
（第１波長変換部材）
・母材：シリコーン樹脂（信越化学工業株式会社製の製品名ＳＣＲ−１０１１）、屈折率１．５３
・第１蛍光体：ＳＣＡＳＮ系蛍光体（発光ピーク波長：６２０ｎｍ）、平均粒径１０μｍ
・第１蛍光体の含有量：母材１００質量部に対して１００質量部
【０１０７】
（第２波長変換部材）
・母材：フェニル系シリコーン樹脂（東レ・ダウコーニング株式会社製の製品名ＯＥ−６６３０）、屈折率１．５３
・第２蛍光体：ＬＡＧ系蛍光体（発光ピーク波長：５１７ｎｍ）、平均粒径２２μｍ
・第２蛍光体の含有量：母材１００質量部に対して６０質量部
・光拡散剤：母材１００質量部に対して、１８．２質量部
・第２波長変換部材を形成時に、第２蛍光体を自然沈降させた。
【０１０８】
（比較例１：実施例１と相違する条件）
・第１蛍光体に相当する蛍光体：ＳＣＡＳＮ系蛍光体（発光ピーク波長：６２５ｎｍ）
但し、実施例１と色度及び平均演色評価数Ｒａを合わせるため、実施例１とは発光ピーク波長が若干異なるＳＣＡＳＮ系蛍光体を用いた。
・第１蛍光体に相当する蛍光体の含有量：パッケージの凹部に充填する封止部材の母材１００質量部に対して３質量部
・第２蛍光体に相当する蛍光体：ＬＡＧ系蛍光体（発光ピーク波長：５１７ｎｍ）
・第２蛍光体に相当する蛍光体の含有量：パッケージの凹部に充填する封止部材の母材１００質量部に対して、７２質量部
・比較例１における第１蛍光体及び第２蛍光体は、配置領域を区分せずに、実施例１の第１波長変換部材及び第２波長変換部材に相当する封止部材中に分散させた。
【０１０９】
［評価結果］
表１〜表３に、実施例１と比較例１について、前記した項目の測定結果を示す。表１は、発光素子の下面に光反射膜としてＤＢＲ膜を設けない場合の実施例１及び比較例１のサンプルを示す。表２は、発光素子の下面に光反射膜としてＤＢＲ膜を設けた場合の実施例１及び比較例１のサンプルを示す。表３は、発光素子の下面に光反射膜としてＤＢＲ膜を設けた場合とＤＢＲ膜を設けない場合とにおける実施例１のサンプルを示す。
なお、表１〜表３において、ｘ値及びｙ値は、ＣＩＥ（国際照明委員会）で規定されるＸＹＺ表色系に基づいて算出される色度値である。後記する表４及び表５についても同様である。
また、各表において、同じ表に示したサンプル同士は、明示的に示した相違点以外は、同じ条件で作製したものであるが、互いに異なる表に示したサンプル同士は、作製条件が若干相違する場合がある。
【０１１０】
【表１】
2020080431.tif 000003
【０１１１】
【表２】
2020080431.tif 000004
【０１１２】
【表３】
2020080431.tif 000005
【０１１３】
表１に示すように、ＤＢＲ膜なしの場合において、実施例１は比較例１に対して、光束及び平均演色評価数Ｒａが高くなっていることが確認できる。また、赤色の色票に対する特殊演色評価数Ｒ９は、比較例１の方が高いことが確認できる。
比較例１では、第１蛍光体と第２蛍光体とが混ざって配置されているため、第２蛍光体が発する緑色光の内で、第２蛍光体によって赤色光に変換される量が多いと考えられる。これに対して、実施例１では、第１蛍光体と第２蛍光体とが、互いに分離して配置され、第２蛍光体が発する緑色光が、第１蛍光体に吸収され難いように配置されている。これによって、実施例１では、視感度の高い緑色光の光量の減少が抑制されるため、光束が相対的に高くなるとともに、種々の色相の色票に対する演色性の評価値である平均演色評価数Ｒａも高くなるものと考えられる。
また、表２に示すように、ＤＢＲ膜ありの場合においても、ＤＢＲ膜なしの場合と、光束、平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数Ｒ９は、同じ傾向にあることが確認できる。
【０１１４】
なお、比較例１では、赤色光の光量が増加するため、特殊演色評価数Ｒ９は実施例１よりも高くなる。これに対して、実施例１では、特殊演色評価数Ｒ９は低下するが、それ以上に平均演色評価数Ｒａが向上しており、総合的にみて、実施例１の方が高い演色性を得られているということができる。
従って、実施例１のように、第１蛍光体と第２蛍光体とを分離して配置するとともに、第２蛍光体が発する光が第１蛍光体に吸収され難くいように配置することにより、光束及び演色性が向上することが分かる。
【０１１５】
また、表３に示すように、実施例１は、光束が向上することが確認できる。また、実施例１は、特殊演色評価数Ｒ９が向上することが確認できる。
従って、ＤＢＲ膜を設けることで発光素子が発する青色光の上面側からの光取り出し効率が向上するため、発光装置の出力を向上できることが分かる。
また、ＤＢＲ膜に赤色光を透過する特性を持たせ、透光性を有する接合部材で発光素子を接合して、赤色光の外部への取り出し経路を増やすことで、赤色光の光量が増加し、赤色の色票に対する演色性を向上できることが分かる。
【０１１６】
＜実施例２＞
（作製条件）
・実施例２は、実施例１と第１蛍光体及び第２蛍光体の含有量及び粒径が若干異なるが、その他の条件は実施例１と同じである。
・比較例２は、実施例２に対して、第２蛍光体を沈降させずに第２波長変換部材の母材中に分散させたことが異なる。その他の条件は、実施例２と同じである。
【０１１７】
［評価結果］
表４及び表５に、実施例２及び比較例２について、前記した項目の測定結果を示す。表４は、発光素子の下面に光反射膜としてＤＢＲ膜を設けない場合の実施例２及び比較例２のサンプルを示す。表５は、発光素子の下面に光反射膜としてＤＢＲ膜を設けた場合の実施例２及び比較例２のサンプルを示す。
【０１１８】
【表４】
2020080431.tif 000006
【０１１９】
【表５】
2020080431.tif 000007
【０１２０】
表４に示すように、ＤＢＲ膜なしの場合において、実施例２は、比較例２に対して、光束及び平均演色評価数Ｒａは略同じであるが、赤色の色票に対する特殊演色評価数Ｒ９が、約１％向上していることが確認できる。
また、表５に示すように、ＤＢＲ膜ありの場合においても、実施例２は、比較例２に対して、ＤＢＲ膜なしのサンプルと同様の傾向にあることが確認できる。
従って、実施例２の発光装置のように、第２蛍光体を底面側に沈降させることで、赤色の色票に対する演色性が向上することが分かる。
【０１２１】
以上、本実施形態に係る発光装置について、発明を実施するための形態をより具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本開示の実施形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内などの各種表示装置、更には、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、種々の光源に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１        発光素子
１１      基板
１２      半導体積層体
１２ｎ    ｎ型半導体層
１２ａ    活性層
１２ｐ    ｐ型半導体層
１２ｂ    段差部
１３      ｎ側電極
１３ａ    外部接続部
１３ｂ    延伸部
１４      ｐ側電極
１４１    透光性電極
１４２    パッド電極
１４２ａ  外部接続部
１４２ｂ  延伸部
１５      保護膜
１５ｎ，１５ｐ  開口部
１６      光反射膜
２        パッケージ（基台）
２１，２２  リード電極
２３      樹脂部
２３ａ    凹部
２３ｂ    底面
２３ｃ    カソードマーク
３        第１波長変換部材
３１      第１樹脂
４        第２波長変換部材
４１      第２樹脂
４ａ      高濃度領域
５        ワイヤ
６        保護素子
７１      接合部材
７２      接合部材
８１      支持部材
８２      ダイサー
８３      ディスペンサ
１００    発光装置
ＢＤ      境界線
【図１Ａ】
2020080431.tif 000008
【図１Ｂ】
2020080431.tif 000009
【図１Ｃ】
2020080431.tif 000010
【図２】
2020080431.tif 000011
【図３】
2020080431.tif 000012
【図４Ａ】
2020080431.tif 000013
【図４Ｂ】
2020080431.tif 000014
【図５】
2020080431.tif 000015
【図６Ａ】
2020080431.tif 000016
【図６Ｂ】
2020080431.tif 000017
【図６Ｃ】
2020080431.tif 000018
【図７】
2020080431.tif 000019
【図８Ａ】
2020080431.tif 000020
【図８Ｂ】
2020080431.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月23日(2020.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に配置される発光素子と、
前記発光素子の側面を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長い発光ピーク波長の光に変換する第１蛍光体を含有する第１波長変換部材と、
前記発光素子の上面及び前記基台を覆い、前記発光素子が発する光を、前記発光素子の発光ピーク波長よりも長く、前記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長の光に変換する第２蛍光体を含有する第２波長変換部材と、を備え、
前記発光素子の上面を覆う前記第２蛍光体と、前記基台を覆う前記第２蛍光体と、は離間しており、
前記発光素子の上面を覆う前記第２蛍光体と前記基台を覆う前記第２蛍光体との間に前記第１蛍光体が配置されている発光装置。
【請求項２】
前記第２波長変換部材の、前記基台を覆う部分は、前記発光素子の上面の高さにおける前記第２蛍光体の濃度である第１濃度が、前記発光素子の下面の高さにおける前記第２蛍光体の濃度である第２濃度よりも小さく、前記第２蛍光体は、前記第１蛍光体の発光ピーク波長の光を反射する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第２波長変換部材を上面から下面に向かって切断した断面において、前記発光素子の高さの２分の１の高さから前記発光素子の上面までの高さにおける前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合である第１面積率は、前記基台の上面から前記発光素子の高さの２分の１の高さにおける前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合である第２面積率よりも小さい、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１面積率及び前記第２面積率は、前記第２波長変換部材の前記断面において、それぞれが該当する高さ範囲の全領域における前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合で定められる、請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１面積率及び前記第２面積率は、前記第２波長変換部材の前記断面において、前記発光素子の側方から前記発光素子の高さ分の長さまで延ばした長方形の領域における前記第２蛍光体の断面が占める面積の割合で定められる、請求項３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１面積率は、５０％以下である、請求項３乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１面積率は、前記第２面積率の２分の１以下である、請求項３乃至請求項６の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記基台は、上面側に開口する凹部を有し、
前記発光素子は前記凹部の底面に配置される、請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記第２波長変換部材は、少なくとも前記基台に配置された部分において、前記第２蛍光体が層状に配置されており、当該層の厚さが、前記発光素子の高さの４分の３以下である、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第２波長変換部材は、少なくとも前記基台に配置された部分において、前記発光素子の高さの４分の３より上には前記第２蛍光体が実質的に配置されていない、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子は、青色光を発し、
前記第１蛍光体は、赤色光を発し、
前記第２蛍光体は、緑色乃至黄色光を発する、請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、下面が透光性を有する接合部材を介して前記基台に接合されている、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子は、下面に光反射膜を有し、
前記光反射膜は、前記発光素子の発光ピーク波長の光を反射し、前記第１蛍光体の発光ピーク波長の光を透過する、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記光反射膜は、誘電体多層膜からなる分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）膜であり、前記発光素子が発する光を反射し、前記第１波長変換部材が発する光を透過する、請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記第２波長変換部材は、少なくとも前記基台に配置された部分において、前記第２蛍光体が層状に配置されており、当該層の厚さが、前記第１波長変換部材の高さの４分の３以下である、請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記第１波長変換部材は、前記発光素子の上面を覆っておらず、
前記第２波長変換部材は、前記発光素子の上面と接している、請求項１乃至請求項１５の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１７】
第１蛍光体を含有する第１波長変換部材を側面に配置した少なくとも１つの発光素子を基台上に配置する工程と、
前記第１波長変換部材が設けられた前記発光素子の上面及び側面を被覆し、第２蛍光体を含有する第２波長変換部材を配置する工程と、をこの順で含み、
前記第２波長変換部材を配置する工程は、前記発光素子の上面及び前記基台を覆う前記第２蛍光体を離間させ、前記発光素子の上面を覆う前記第２蛍光体と前記基台を覆う前記第２蛍光体との間に前記第１蛍光体を配置する、発光装置の製造方法。
【請求項１８】
前記基台は、上面側に開口する凹部を有し、
前記発光素子を基台上に配置する工程において、前記第１波長変換部材が設けられた前記発光素子を、前記凹部の底面に配置する、請求項１７に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第２波長変換部材を配置する工程は、
前記第２蛍光体の粒子を含有する未硬化の第２樹脂を前記凹部に配置する工程と、
前記第２蛍光体の粒子を、前記凹部の底面側に強制沈降させる工程と、
前記第２樹脂を硬化する工程と、をこの順で含む、請求項１８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２０】
前記発光素子を基台上に配置する工程において、前記発光素子の上面には前記第１波長変換部材を配置しない、請求項１７乃至請求項１９の何れか一項に記載の発光装置の製造方法。