(57)【要約】【課題】色むらをより低減させることが可能で、かつ、蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのを抑制することが可能な半導体発光装置を提供する。【解決手段】このＬＥＤランプ１０（半導体発光装置）は、ＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１の光の出射方向（Ｂ２方向）側に少なくとも２層以上設けられ、ＬＥＤチップ１から出射された光の波長を変換する蛍光体を含む蛍光体層５および６と、蛍光体層５および６の間に挟まれるように配置されたＡｌからなる薄膜状の光拡散部７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】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の光の出射方向側に少なくとも２層以上設けられ、前記半導体発光素子から出射された光の波長を変換する蛍光体を含む波長変換部と、
前記波長変換部の間に挟まれるように配置された光拡散部とを備える、半導体発光装置。
【請求項２】
前記光拡散部は、平面的に見て、金属からなる前記光拡散部が島状に分布した状態、または、隣接する前記光拡散部同志が前記光拡散部の外縁部において部分的に結合して網状に形成された薄膜状の光拡散部を含む、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記光拡散部は、２層以上設けられている、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記光拡散部は、平面的に見て、島状に分布した状態に形成される金属からなる薄膜状の光拡散部を含み、
前記半導体発光素子に近い側に配置された前記光拡散部と、前記半導体発光素子から遠い側に配置された前記光拡散部とは、平均粒径、または、前記光拡散部の全平面積に対する前記島状の部分の平面積の占める割合の少なくとも一方が異なる、請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記光拡散部は、前記波長変換部の表面を連続的な膜の状態で覆うように形成された光拡散層を含む、請求項１に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に、半導体発光素子と波長変換部と光拡散部とを備えた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、小型であり、低消費電力および長寿命などの特徴を有し、かつ、可視光を含む赤外光から紫外光までの波長領域で発光可能であることから、従来の小型電球（豆電球やナツメ球など）の代替品や液晶ディスプレイのバックライトとして既に実用化されている。さらに、ＬＥＤの発光の高効率化や製造時の低コスト化により、白熱灯や蛍光灯に代わる一般照明用の光源としての利用が期待されている。
【０００３】
一般照明用に使用される白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤまたは紫外ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた場合に、ＬＥＤから出射された光の一部が蛍光体を励起させて赤色や緑色に発光させることにより、ＬＥＤ自体の発色光と蛍光体の発色光とが混合されて白色光を発するように構成されている。
【０００４】
ここで、ＬＥＤチップから出射される光には指向性があり、白色ＬＥＤの発光観察面は、見る角度によって色調が大きく変化する。たとえば、ＬＥＤチップの垂直方向に強い出力ピークを有する青色ＬＥＤと黄色発光蛍光体とを組み合わせた場合、ＬＥＤチップに垂直な方向にはやや青みがかった白色を呈す一方、ＬＥＤチップに斜め方向には若干黄色みがかった白色を呈す傾向がある。したがって、一般照明用に応用される白色ＬＥＤには、このような色むらの発生を低減させる必要がある。
【０００５】
このため、従来、ＬＥＤチップと蛍光体との間に介在する透明樹脂に拡散材を混入して色むらを低減させる試みがなされていた。しかしながら、透明樹脂中へ拡散材が均一に分散しないため、拡散材の透明樹脂中の局所的な濃度差に起因して色むらを引き起こすという不都合があった。また、透明樹脂中に拡散材と蛍光体とを同時に混入させた場合、色むらはより顕著となる。
【０００６】
そこで、従来、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップ上に蛍光体を含有する樹脂と拡散材を含有する樹脂とを個別に形成して積層した発光ダイオード装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
上記特許文献１には、ＬＥＤチップの光の出射方向側に透明な層を介して光拡散層と蛍光体層とからなる蛍光体シートが設けられた発光ダイオード装置が開示されている。この発光ダイオード装置では、光拡散層が、蛍光体層の下面上または上面上のいずれか一方、または、蛍光体層の下面および上面の両面上に配置された３種類の断面構造が提案されている。ＬＥＤチップからの光は、それぞれの種類の断面構造からなる蛍光体シートを透過する際、光拡散層では入射光が拡散されて出射されるとともに、蛍光体層では蛍光体を励起させて可視光を発光させることにより、白色光が発光観察面から出射されるように構成されている。この発光ダイオード装置では、光拡散層によるＬＥＤ光の拡散光の割合と蛍光体の励起光の割合とを適宜調整することにより、白色光の色むらを低減させることが可能に構成されている。なお、光拡散層に入射する光は、ＬＥＤチップから遠ざかる方向に拡散される一方、ＬＥＤチップ（光源）に戻る方向にも拡散される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−６７２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示された発光ダイオード装置では、光拡散層が蛍光体層の下面上にしか配置されていない場合、光拡散層による拡散光のうち、蛍光体層側に拡散する光の成分しか蛍光体層に入射されない。また、光拡散層が蛍光体層の上面上にしか配置されていない場合、蛍光体による励起光の一部が光拡散層によって蛍光体層に戻されてしまう。拡散光の一部の成分しか蛍光体層に入射されない状態では、蛍光体層に入射する光量が低下して蛍光体が充分に励起されないため、蛍光体の励起効率が低下するという問題点がある。また、蛍光体の励起光の一部が光拡散層によって蛍光体層に戻される状態では、発光観察面の方向への光量が低下するため、光の取り出し効率が低下するという問題点がある。また、光拡散層が、蛍光体層の両面上に配置された場合であっても、ＬＥＤチップの出射光が光拡散層から蛍光体層に入射する際、および、蛍光体層から光拡散層に入射する際の両方の状態においても上述と同様の現象が生じるため、蛍光体の励起効率および光の取り出し効率がともに低下するという問題点がある。また、蛍光体の励起効率の低下および光の取り出し効率の低下に起因して、発光ダイオード装置の発光観察面に生じる色むらを抑制しにくいという問題点もある。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、色むらをより低減させることが可能で、かつ、蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのを抑制することが可能な半導体発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子の光の出射方向側に少なくとも２層以上設けられ、半導体発光素子から出射された光の波長を変換する蛍光体を含む波長変換部と、波長変換部の間に挟まれるように配置された光拡散部とを備える。
【００１２】
この発明の一の局面による半導体発光装置では、上記のように、少なくとも２層以上設けられた波長変換部と、波長変換部の間に挟まれるように配置された光拡散部とを備えることによって、たとえば、半導体発光素子から第１層目の波長変換部を透過した光のうち、第１層目の波長変換部に隣接する光拡散部によって第１層目の波長変換部から遠ざかる方向に拡散された光が第２層目の波長変換部に入射する一方、第１層目の波長変換部に隣接する光拡散部によって第１層目の波長変換部に戻る方向に拡散された光が第１層目の波長変換部にも入射するので、光拡散部による拡散光が２つの波長変換部において各々の蛍光体を励起させることができる。これにより、蛍光体の励起効率の低下が抑制される。また、第１層目の波長変換部において励起した光および第２層目の波長変換部において励起した光の両方が半導体発光装置の外部に向かって出射される。これにより半導体発光装置から出射される光の取り出し効率の低下が抑制される。以上により、蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのを抑制することができる。また、蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのが抑制されるので、半導体発光装置から出射される光に色むらが生じるのをより低減させることができる。
【００１３】
上記一の局面による半導体発光装置において、好ましくは、光拡散部は、平面的に見て、金属からなる光拡散部が島状に分布した状態、または、隣接する光拡散部同志が光拡散部の外縁部において部分的に結合して網状に形成された薄膜状の光拡散部を含む。このように構成すれば、半導体発光素子からの光が上記島状または網状に形成された薄膜状の光拡散部を透過する際、光拡散部により拡散されて薄膜の入射面および入射面と反対側の面の両方から放出されやすくなるので、光拡散部による拡散光の光量が低下するのをより抑制することができる。
【００１４】
上記一の局面による半導体発光装置において、好ましくは、光拡散部は、２層以上設けられている。このように構成すれば、複数の層からなる光拡散部によって拡散光の拡散を繰り返すことができるので、充分な拡散効果を得ることができる。
【００１５】
上記光拡散部が２層以上設けられている構成において、好ましくは、光拡散部は、平面的に見て、島状に分布した状態に形成される金属からなる薄膜状の光拡散部を含み、半導体発光素子に近い側に配置された光拡散部と、半導体発光素子から遠い側に配置された光拡散部とは、平均粒径、または、光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合の少なくとも一方が異なる。このように構成すれば、たとえば、半導体発光素子に近い側の光拡散部の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合が、半導体発光素子から遠い側の光拡散部の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合よりも小さい場合、まず、半導体発光素子の出射光が、半導体発光素子に近い側の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合が小さい光拡散部において拡散の少ない状態で透過するので、隣接する波長変換部の蛍光体を盛んに励起して発色が促進される。その後、充分に発色した光が半導体発光素子から遠い側の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合が大きい光拡散部で盛んに拡散されるので、蛍光体の発色と光拡散との両方が効果的に行われる。この結果、半導体発光装置の外部に到達する半導体発光素子および蛍光体の合成光の色むらをより効果的に低減させることができる。
【００１６】
また、半導体発光素子に近い側の光拡散部の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合が、半導体発光素子から遠い側の光拡散部の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合よりも大きい場合、まず、半導体発光素子の出射光が半導体発光素子に近い側の光拡散部で盛んに拡散される。その後、充分に拡散された光が半導体発光素子から遠い側の波長変換部の蛍光体を盛んに励起して蛍光体の発色が促進されるので、光拡散と蛍光体の発色との両方が効果的に行われる。そして、この状態の光が半導体発光素子から遠い側の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合が小さい光拡散部を拡散の少ない状態で透過する。この結果、半導体発光装置の外部に到達する半導体発光素子および蛍光体の合成光の色むらをより効果的に低減させることができる。
【００１７】
また、半導体発光素子の出射光が紫外光である場合、紫外光が半導体発光装置の外部に出射されるのを抑制したいという要求があるので、半導体発光素子に近い側の光拡散部の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合が、半導体発光素子から遠い側の光拡散部の平均粒径または光拡散部の全平面積に対する島状の部分の平面積の占める割合よりも大きい場合、紫外光が半導体発光素子に近い側の光拡散部で盛んに拡散されるので、紫外光が半導体発光装置の外部に出射されるのを容易に抑制することができる。
【００１８】
上記一の局面による半導体発光装置において、好ましくは、光拡散部は、波長変換部の表面を連続的な膜の状態で覆うように形成された光拡散層を含む。このように構成すれば、半導体発光素子から波長変換部を透過した光は、連続的な膜の状態に形成された光拡散層の部分に全て入射する。これにより、光拡散部に入射する光をより確実に拡散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるＬＥＤランプの構造を示した断面図である。図２〜図６は、それぞれ、図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの構成を説明するための図である。まず、図１〜図６を参照して、第１実施形態によるＬＥＤランプ１０の構造について説明する。なお、この第１実施形態では、半導体発光装置の一例であるＬＥＤランプに本発明を適用した場合について説明する。
【００２１】
本発明の第１実施形態による砲弾型のＬＥＤランプ１０では、図１に示すように、発光波長ピークが約４２０ｎｍ〜約４８０ｎｍの青色光を発光するＬＥＤチップ１が、半田など（図示せず）によって金属製のリードフレーム２の凹部底面に固定されている。これにより、ＬＥＤチップ１のｎ側電極１５（図６参照）は、リードフレーム２と電気的に接続されている。また、リードフレーム２の凹部内側面２ａは、ＬＥＤチップ１からの出射光が反射しやすいように鏡面状態に仕上げられており、光反射部として機能するように構成されている。また、リードフレーム２には、リード３の一方の端部が取り付けられている。また、ＬＥＤチップ１のｐ側透光性電極１６（図６参照）は、金属製のワイヤ（図示せず）を介してリード４の一方の端部と電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１は、本発明の「半導体発光素子」の一例である。
【００２２】
また、リードフレーム２の凹部内には、底面側（矢印Ｂ１方向側）に配置されたＬＥＤチップ１を覆うシリコン樹脂からなる蛍光体層５と、蛍光体層５の矢印Ｂ２方向側に配置されたシリコン樹脂からなる蛍光体層６とが形成されている。なお、蛍光体層５および６は、それぞれ、本発明の「波長変換部」の一例である。また、蛍光体層５および６は、共に数百μｍ以上約１ｍｍ以下の厚みを有する。また、蛍光体層５および６には、黄色に発色する蛍光体が混入されている。
【００２３】
ここで、第１実施形態では、図１に示すように、蛍光体層５と蛍光体層６との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部７が形成されている。また、光拡散部７は、蛍光体層５の表面（上面）の全体にわたって形成されるとともに、蛍光体層５の表面形状に沿って湾曲するように形成されている。また、光拡散部７の厚み（数ｎｍ）は、蛍光体層５および蛍光体層６の厚み（数百μｍ以上約１ｍｍ以下）よりも充分に小さく形成されている。なお、図１では、図面の都合上、Ａｌの粒子を複数の円形状で表現して光拡散部７が形成されている様子を示している。
【００２４】
また、第１実施形態では、図２に示すように、光拡散部７であるＡｌ薄膜は、平面的に見て、蛍光体層５（図１参照）上に島状に分布した状態に形成されており、たとえば、Ａｌ薄膜が約３ｎｍの厚みを有する場合は、連続膜とはなっていない。すなわち、約３ｎｍの厚みを有するＡｌ薄膜は、蛍光体層５（図１参照）の微細な凹部に複数の島状に分布して形成されている。なお、Ａｌの島が略円形状である場合の平均粒径は、数１０ｎｍ以上数μｍ以下の範囲に形成されるのが好ましく、平均粒径が約１００ｎｍ以下であるのがより好ましい。また、Ａｌの島が歪んだ島の形状である場合、少なくとも１つの方向に数１０ｎｍ以上数μｍ以下の幅を有するのが好ましく、約１００ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００２５】
また、光拡散部７は、平面的に見て、Ａｌの島の合計した平面積が光拡散部７の全平面積のうちの約７０％以下であるのが好ましく、光拡散部７の全平面積のうちの約５％以上約７０％以下であるのがより好ましい。なお、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などを用いることにより、Ａｌ薄膜の島の状態を観察して粒径の計測やＡｌの島の平面積の割合を算出することが可能である。さらに、平均粒径が数μｍの場合には、光学顕微鏡を用いてＡｌ薄膜の観察および粒径の測定を行うことが可能である。
【００２６】
また、図３に示すように、Ａｌ薄膜の厚みが大きく（約６ｎｍ以上約５０ｎｍ以下）なるにつれて各島の平面積が大きくなるとともに、隣接する島同志の間隔が狭まり始める。なお、Ａｌ薄膜の厚みは、約３０ｎｍ以下に形成されるのが好ましく、厚みが約１０ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００２７】
また、図４に示すように、Ａｌ薄膜の厚みがさらに大きく（約１００ｎｍ以上約１μｍ以下）なると、隣接する島同志の間隔が小さい部分に加えて、隣接する島同志の外縁部が部分的に結合する。この結果、Ａｌ薄膜が網状の状態に形成されて連続膜的な状態に近づく。なお、Ａｌ薄膜が網状に形成される場合、隣接する網の穴と穴との平均間隔（Ａｌ金属が形成されている部分の幅）は、数十ｎｍ以上数μｍ以下の範囲に形成されるのが好ましく、隣接する網の穴の間の平均間隔が約１００ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００２８】
また、図５に示すように、Ａｌ膜の厚みが小さい（数ｎｍ）薄膜状態では、光拡散部７を構成する各島が蛍光体層５の微細な凹部に形成されるので、各島の底部（蛍光体層５と接する側）は、蛍光体層５の微細な凹部の形状に沿って曲面状に形成される。これにより、蛍光体層５をＢ２方向に透過して光拡散部７に到達する出射光は、各島の底部の曲面形状によって拡散されやすくなるように構成されている。
【００２９】
また、図１に示すように、ＬＥＤチップ１を含むリードフレーム２、金属製のワイヤ（図示せず）およびワイヤとリード４との接続部を密封するように、シリコン樹脂からなる砲弾状の封止部８が形成されている。また、リード３および４の他方の端部は、封止部８からＢ１方向に露出している。
【００３０】
また、図６に示すように、ＬＥＤチップ１は、ＧａＮやサファイアなどからなる基板１１上に、ＧａＮ、ＡｌＧａＮまたはＩｎＧａＮなどからなるｎ型クラッド層１２と、発光層１３と、ＧａＮ、ＡｌＧａＮまたはＩｎＧａＮなどからなるｐ型クラッド層１４とがこの順に形成されている。また、基板１１の下面上には、ｎ側電極１５が形成されるとともに、ｐ型クラッド層１４上には、ＩＴＯからなるｐ側透光性電極１６が形成されている。また、ＬＥＤチップ１は、ｎ側電極１５の下面が半田を介してリードフレーム２の凹部底面に固定されている。また、ｐ側透光性電極１６上には、リード４（図１参照）と接続されているワイヤの一端がボンディングされている。
【００３１】
また、ＬＥＤチップ１は、Ａ方向（平面方向）に約２００μｍ以上約１０００μｍ以下の範囲の長さを有するとともに、Ｂ方向（高さ方向）に約１００μｍ以上約３００μｍ以下の範囲の厚みを有するように形成されている。これにより、ＬＥＤチップ１は、上面の平面積に比べて側面の面積が小さい。したがって、ＬＥＤチップ１の出射光は、主に、ＬＥＤチップ１の上面（ｐ側透光性電極１６）側からこの面に垂直な方向（矢印Ｂ２方向）に出射する指向性を有している。
【００３２】
ＬＥＤランプ１０は、上記の構成によって、図１に示すように、ＬＥＤチップ１からＢ２方向に出射された青色光が、まず蛍光体層５に入射して蛍光体を黄色に発光させる。これにより、ＬＥＤチップ１の青色光と蛍光体層５の黄色光とが混合された状態で光拡散部７にＢ２方向に入射する。そして、島状のＡｌ薄膜により入射光がさらにＢ２方向に拡散された状態で蛍光体層６に入射して蛍光体を黄色に発光させる。その後、蛍光体層５と光拡散部７とを透過したＬＥＤチップ１の青色光と蛍光体層６の黄色光とが混合されて白色光となり封止部８をＢ２方向に透過して外部に出射される。また、光拡散部７においてＢ１方向に拡散された光（図５参照）が再度蛍光体層５に入射して蛍光体を黄色に発光させる。第１実施形態では、上記の作用が繰り返されることにより、色むらの低減された白色光がＬＥＤランプ１０からＢ２方向に出射されるように構成されている。なお、本明細書において「白色」とは、「人間の目に白色に見える」という意味である。
【００３３】
図７および図８は、図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの製造プロセスを説明するための図である。次に、図１および図６〜図８を参照して、第１実施形態によるＬＥＤランプ１０の製造プロセスについて説明する。
【００３４】
まず、ＭＯＣＶＤ法により、基板１１の上面上に、ｎ型クラッド層１２、発光層１３およびｐ型クラッド層１４をこの順に形成する。その後、真空蒸着法を用いて、ｐ型クラッド層１４上にＩＴＯからなるｐ側透光性電極１６を形成する。また、基板１１を所定の厚みに研磨した後に、真空蒸着法を用いて、基板１１の下面上にｎ側電極１５を形成する。その後、素子分割を行うことにより、図６に示すようなチップ化されたＬＥＤチップ１が形成される。
【００３５】
次に、図７に示すように、ＬＥＤチップ１の下面（ｎ側電極１５）を半田によりリードフレーム２の凹部底面に固定する。その後、ｐ側透光性電極１６とリード４とをワイヤ（図示せず）接続する。そして、ＬＥＤチップ１を覆うように、リードフレーム２の凹部にシリコン樹脂を注入するとともにシリコン樹脂を加熱により硬化させて蛍光体層５を形成する。この際、蛍光体層５は、表面（上面）がＢ２方向に若干湾曲するように形成される。その後、真空蒸着法を用いて、蛍光体層５の表面上に、数ｎｍの厚みを有するＡｌ薄膜を形成して光拡散部７を形成する。続いて、図８に示すように、Ａｌ薄膜からなる光拡散部７を覆うように、リードフレーム２の凹部にシリコン樹脂を注入するとともにシリコン樹脂を加熱により硬化させて蛍光体層６を形成する。なお、蛍光体層６は、表面（上面）がリードフレーム２の上端面と同じ位置になるように平坦面状に形成される。
【００３６】
その後、シリコン樹脂を充填した砲弾型のモールドにＬＥＤチップ１を含むリードフレーム２の部分を差し込むとともにシリコン樹脂を加熱により硬化させて砲弾状の封止部８（図１参照）を形成する。この際、封止部８により、ＬＥＤチップ１を含むリードフレーム２（リード３）、金属製のワイヤ（図示せず）およびワイヤとリード４との接続部が密封される。最後に、封止部８をモールドから取り出すことによって、図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプ１０が形成される。
【００３７】
第１実施形態では、上記のように、蛍光体層５および６と、蛍光体層５および６の間に挟まれるように配置されたＡｌからなる薄膜状の光拡散部７とを備えることによって、たとえば、ＬＥＤチップ１から第１層目の蛍光体層５を透過した光のうち、蛍光体層５に隣接する光拡散部７によって蛍光体層５から遠ざかる方向（Ｂ２方向）に拡散された光が第２層目の蛍光体層６に入射する一方、光拡散部７によって第１層目の蛍光体層５に戻る方向（Ｂ１方向）に拡散された光が蛍光体層５にも入射するので、光拡散部７による拡散光が蛍光体層５および６において各々の蛍光体を励起させることができる。これにより、蛍光体層５における励起光および蛍光体層６における励起光（黄色光）の両方が、ＬＥＤチップ１が発する青色光と合成された白色光の状態でＬＥＤランプ１０の外部（Ｂ２方向）に向かって出射される。この結果、ＬＥＤランプ１０における蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのを抑制することができる。また、蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのが抑制されるので、ＬＥＤランプ１０からの出射光に色むらが生じるのをより低減させることができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、Ａｌからなる薄膜状の光拡散部７を、平面的に見て、Ａｌが島状に分布した状態（図２および図３参照）、または、隣接するＡｌの島同志が部分的に結合して網状に形成された状態（図４参照）となるように形成することによって、ＬＥＤチップ１からの光が島状または網状に形成された薄膜状の光拡散部７をＢ２方向に透過する際、光拡散部７により拡散されて薄膜の入射面および入射面と反対側の面の両方から蛍光体層５および６に放出されやすくなるので、光拡散部７による拡散光の光量が低下するのをより抑制することができる。
【００３９】
（第１実施形態の変形例）
図９は、本発明の第１実施形態の変形例によるＬＥＤランプの発光部の詳細構造を示した断面図である。図９を参照して、第１実施形態の変形例によるＬＥＤランプ２０では、上記第１実施形態と異なり、３層の蛍光体層２１〜２３の間に２層の光拡散部２４および２５が形成される場合について説明する。
【００４０】
ここで、第１実施形態の変形例によるＬＥＤランプ２０では、図９に示すように、青色光を発光するＬＥＤチップ１を覆うシリコン樹脂からなる蛍光体層２１、２２および２３がこの順に形成されている。なお、蛍光体層２１、２２および２３は、それぞれ、本発明の「波長変換部」の一例である。また、蛍光体層２１、２２および２３には、黄色に発色する蛍光体が混入されている。また、蛍光体層２１、２２および２３は、それぞれ、リードフレーム２の凹部内を深さ方向（Ｂ１方向）に略均等な厚みを有するように積層されている。なお、図９では、上記第１実施形態のＬＥＤランプ１０と同様の外形形状を有するＬＥＤランプ２０のうちのリードフレーム２を含む発光部周辺の詳細構造を示している。
【００４１】
また、第１実施形態の変形例では、蛍光体層２１と蛍光体層２２との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部２４が形成されるとともに、蛍光体層２２と蛍光体層２３との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部２５が形成されている。また、光拡散部２４および２５の厚み（数ｎｍ）は、蛍光体層２１、蛍光体層２２および蛍光体層２３の厚みよりも充分に小さく形成されている。なお、図９では、図面の都合上、Ａｌの粒子を複数の円形状で表現して光拡散部２４および２５が形成されている様子を示している。
【００４２】
なお、第１実施形態の変形例のように、光拡散部（光拡散部２４および２５）が２層設けられている場合、光拡散部が１層のみ設けられている場合（第１実施形態の光拡散部７では、Ａｌの島の合計平面積が光拡散部７の全平面積のうちの約５％以上約７０％以下であるのが好ましい）と比較して、光拡散部２４のＡｌの島の合計平面積が光拡散部２４の全平面積のうちの約５％以下であり、かつ、光拡散部２５のＡｌの島の合計平面積が光拡散部２５の全平面積のうちの約５％以下であるように、光拡散部２４および２５をそれぞれ構成してもよい。ただし、それぞれの層の全平面積に対するＡｌの島の合計平面積の割合の合計が、約５％以上確保されるのが好ましい。たとえば、光拡散部２４または２５におけるＡｌの島の合計平面積が、光拡散部２４または２５の全平面積の約２．５％以上であるのが好ましい。また、光拡散部２４におけるＡｌの島の合計平面積が全平面積の約２％である場合、光拡散部２５におけるＡｌの島の合計平面積が全平面積の約３％以上となるように光拡散部２５を形成するのが好ましい。また、光拡散部２４および２５を個別に見た場合、上記第１実施形態の単層からなる光拡散部７の場合と同様に、光拡散部の全平面積に対するＡｌの島の合計平面積の割合は、約７０％以下であるの好ましく、約５０％以下であるのがより好ましい。なお、各層（光拡散部２４および２５）におけるＡｌの島の上記割合の合計が１００％以上であってもよい。
【００４３】
なお、第１実施形態の変形例によるＬＥＤランプ２０のその他の構造および製造プロセスは、上記第１実施形態と同様である。
【００４４】
第１実施形態の変形例では、上記のように、蛍光体層２１〜２３の各層の間に、Ａｌからなる薄膜状の光拡散部２４および２５をそれぞれ設けることによって、複数の層からなる光拡散部２４および２５によって拡散光の拡散作用を繰り返すことができるので、充分な拡散効果を得ることができる。
【００４５】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態によるＬＥＤランプの詳細構造を示した断面図である。図１０を参照して、第２実施形態によるＬＥＤランプ３０では、上記第１実施形態と異なり、ＬＥＤチップ１の上方に平坦なシート状の蛍光体層３１および３２を用いる場合について説明する。
【００４６】
ここで、第２実施形態によるＬＥＤランプ３０では、図１０に示すように、リードフレーム２の凹部内を完全に埋め込むように青色光を発光するＬＥＤチップ１を覆う透明なシリコン樹脂からなる透過部９が形成されている。そして、透過部９の平坦な上面上に、シリコン樹脂からなるシート状の蛍光体層３１と蛍光体層３２とがこの順に形成されている。なお、蛍光体層３１および３２は、それぞれ、本発明の「波長変換部」の一例である。また、蛍光体層３１および３２には、黄色に発色する蛍光体が混入されている。
【００４７】
また、第２実施形態では、蛍光体層３１と蛍光体層３２との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部３３が形成されている。なお、光拡散部３３の厚み（数ｎｍ）は、蛍光体層３１および蛍光体層３２の厚みよりも充分に小さく形成されている。なお、第２実施形態によるＬＥＤランプ３０のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００４８】
次に、図６および図１０を参照して、第２実施形態によるＬＥＤランプ３０の製造プロセスについて説明する。
【００４９】
まず、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、青色光を発光するＬＥＤチップ１（図６参照）を形成するとともに、リードフレーム２（図６参照）の凹部底面に固定してワイヤ接続などを行う。そして、図１０に示すように、ＬＥＤチップ１を覆うように、リードフレーム２の凹部にシリコン樹脂を注入するとともにシリコン樹脂を加熱により硬化させて透過部９を形成する。なお、透過部９は、表面（上面）がリードフレーム２の上端面と同じ位置に平坦面状に形成される。
【００５０】
その後、図１０に示すように、透過部９の平坦な上面上に、シート状の蛍光体層３１を貼り合わせる。その後、真空蒸着法を用いて、蛍光体層３１の表面上に、数ｎｍの厚みを有するＡｌ薄膜を形成して光拡散部３３を形成する。さらに、光拡散部３３の表面上に、シート状の蛍光体層３２を貼り合わせる。その後、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、第２実施形態によるＬＥＤランプ３０が形成される。
【００５１】
第２実施形態では、上記のように、蛍光体層３１および３２と、蛍光体層３１および３１の間に挟まれるように配置されたＡｌからなる薄膜状の光拡散部３３とを備えることによって、たとえば、ＬＥＤチップ１から第１層目の蛍光体層３１を透過した光のうち、蛍光体層３１に隣接する光拡散部３３によって蛍光体層３１から遠ざかる方向（Ｂ２方向）に拡散された光が第２層目の蛍光体層３２に入射する一方、光拡散部３３によって第１層目の蛍光体層３１に戻る方向（Ｂ１方向）に拡散された光が蛍光体層３１にも入射するので、光拡散部３３による拡散光が蛍光体層３１および３２において各々の蛍光体を励起させることができる。また、蛍光体層３１における励起光および蛍光体層３２における励起光の両方がＬＥＤランプ３０の外部（Ｂ２方向）に向かって出射される。この結果、ＬＥＤランプ３０における蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのを抑制することができる。また、蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのが抑制されるので、ＬＥＤランプ３０からの出射光に色むらが生じるのをより低減させることができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５２】
（第２実施形態の変形例）
図１１は、本発明の第２実施形態の変形例によるＬＥＤランプの発光部の詳細構造を示した断面図である。図１１を参照して、第２実施形態の変形例によるＬＥＤランプ４０では、上記第２実施形態と異なり、３層のシート状の蛍光体層４１〜４３の間に２層の光拡散部４４および４５が形成される場合について説明する。
【００５３】
ここで、第２実施形態の変形例によるＬＥＤランプ４０では、図１１に示すように、リードフレーム２の凹部内を完全に埋め込む透過部９の平坦な上面上に、シリコン樹脂からなるシート状の蛍光体層４１、４２および４３がこの順に形成されている。なお、蛍光体層４１、４２および４３は、それぞれ、本発明の「波長変換部」の一例である。また、蛍光体層４１、４２および４３には、黄色に発色する蛍光体が混入されている。また、蛍光体層４１、４２および４３は、それぞれ、略均等な厚みを有するように形成されている。なお、図１１では、上記第２実施形態のＬＥＤランプ３０と同様の外形形状を有するＬＥＤランプ４０のうちのリードフレーム２を含む発光部周辺の詳細構造を示している。
【００５４】
また、第２実施形態の変形例では、蛍光体層４１と蛍光体層４２との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部４４が形成されるとともに、蛍光体層４２と蛍光体層４３との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部４５が形成されている。また、光拡散部４４および４５の厚み（数ｎｍ）は、蛍光体層４１〜４３の厚みよりも充分に小さく形成されている。
【００５５】
なお、第２実施形態の変形例によるＬＥＤランプ４０のその他の構造および製造プロセスは、上記第２実施形態と同様である。
【００５６】
第２実施形態の変形例では、上記のように、シート状の蛍光体層４１〜４３の各層の間に、Ａｌからなる薄膜状の光拡散部４４および４５をそれぞれ設けることによって、複数の層からなる光拡散部４４および４５によって拡散光の拡散を繰り返すことができるので、充分な拡散効果を得ることができる。
【００５７】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態によるＬＥＤランプの発光部の詳細構造を示した断面図である。図１２を参照して、第３実施形態によるＬＥＤランプ５０では、上記第２実施形態と異なり、各蛍光体層４１〜４３の間に挟まれた光拡散部５１および５２の平均粒径が互いに異なる場合について説明する。
【００５８】
ここで、第３実施形態によるＬＥＤランプ５０では、図１２に示すように、蛍光体層４１と蛍光体層４２との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部５１が形成されるとともに、蛍光体層４２と蛍光体層４３との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部５２が形成されている。なお、図１２では、上記第２実施形態のＬＥＤランプ３０と同様の外形形状を有するＬＥＤランプ５０のうちのリードフレーム２を含む発光部周辺の詳細構造を示している。
【００５９】
この際、第３実施形態では、ＬＥＤチップ１に近い側に配置された光拡散部５１の平均粒径が、ＬＥＤチップ１から遠い側に配置された光拡散部５２の平均粒径よりも小さくなるように構成されている。なお、図１２では、Ａｌの粒子を複数の円形状で表現するとともに、光拡散部５１と５２とで円の直径が異なるように表現して、平均粒径の違いを示している。これにより、ＬＥＤチップ１の出射光は、蛍光体層４１を透過した後に、平均粒径の小さい光拡散部５１をより多い光量の状態で透過することにより、蛍光体層４２の蛍光体を盛んに励起されて、蛍光体層４２の発色が促進される。そして、充分に発色した光は、ＬＥＤチップ１の出射光とともに光拡散部５１よりも平均粒径の大きな光拡散部５２で盛んに拡散された状態で蛍光体層４３を透過する。この際、蛍光体層４３の蛍光体を発色させてＬＥＤランプ５０の外部に出射されるように構成されている。
【００６０】
なお、第３実施形態によるＬＥＤランプ５０のその他の構造および製造プロセスは、上記第２実施形態と同様である。
【００６１】
第３実施形態では、上記のように、ＬＥＤチップ１に近い側に配置された光拡散部５１の平均粒径が、ＬＥＤチップ１から遠い側に配置された光拡散部５２の平均粒径よりも小さくなるように構成することによって、まず、蛍光体層４１を透過したＬＥＤチップ１の出射光が平均粒径の小さい光拡散部５１をより多い光量（拡散の少ない状態）で透過して蛍光体層４２の蛍光体を盛んに励起するので、蛍光体層４２の発色が促進される。その後、充分に発色した光が光拡散部５１よりも平均粒径の大きな光拡散部５２で盛んに拡散されて、さらに蛍光体層４３を透過してＢ２方向に出射される。この結果、蛍光体層４２の励起効率を高めるとともに、光拡散部５２による拡散効果を高めることができるので、ＬＥＤランプ５０の外部に出射される光（白色光）の色むらをより効果的に低減させることができる。
【００６２】
（第４実施形態）
図１３は、本発明の第４実施形態によるＬＥＤランプの発光部の詳細構造を示した断面図である。図１３を参照して、第４実施形態によるＬＥＤランプ６０では、上記第４実施形態と異なり、蛍光体層４１および４２の間に挟まれた光拡散部６１の平均粒径が、蛍光体層４２および４３の間に挟まれた光拡散部６２の平均粒径よりも大きい場合について説明する。
【００６３】
ここで、第４実施形態によるＬＥＤランプ６０では、図１３に示すように、蛍光体層４１と蛍光体層４２との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部６１が形成されるとともに、蛍光体層４２と蛍光体層４３との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部６２が形成されている。なお、図１３では、上記第２実施形態のＬＥＤランプ３０と同様の外形形状を有するＬＥＤランプ６０のうちのリードフレーム２を含む発光部周辺の詳細構造を示している。
【００６４】
この際、第４実施形態では、ＬＥＤチップ１に近い側に配置された光拡散部６１の平均粒径が、ＬＥＤチップ１から遠い側に配置された光拡散部６２の平均粒径よりも大きくなるように構成されている。なお、図１３では、Ａｌの粒子を複数の円形状で表現するとともに、光拡散部６１と６２とで円の直径が異なるように表現して、平均粒径の違いを示している。これにより、ＬＥＤチップ１の出射光は、蛍光体層４１を透過した後に、平均粒径の大きな光拡散部６１で盛んに拡散された状態で蛍光体層４２を透過する。そして、充分に拡散された光によって蛍光体層４２の蛍光体を発色させた光は、ＬＥＤチップ１の出射光とともに光拡散部６１よりも平均粒径の小さな光拡散部６２をより多い光量の状態で透過することにより、蛍光体層４３の蛍光体を盛んに励起する。そして、蛍光体層４３の発色が促進された状態でＬＥＤランプ６０の外部に出射されるように構成されている。
【００６５】
なお、第４実施形態によるＬＥＤランプ６０のその他の構造および製造プロセスは、上記第３実施形態と同様である。
【００６６】
第４実施形態では、上記のように、ＬＥＤチップ１に近い側に配置された光拡散部６１の平均粒径が、ＬＥＤチップ１から遠い側に配置された光拡散部６２の平均粒径よりも大きくなるように構成することによって、まず、蛍光体層４１を透過したＬＥＤチップ１の出射光が平均粒径の大きな光拡散部６１で盛んに拡散され、蛍光体層４２を透過して出射される。その後、充分に拡散された光が光拡散部６１よりも平均粒径の小さな光拡散部６２をより多い光量（拡散の少ない状態）でＢ２方向に透過して蛍光体層４３の蛍光体を盛んに励起するので、蛍光体層４３の発色が促進される。この結果、蛍光体層４３の励起効率を高めるとともに、光拡散部６１による拡散効果を高めることができるので、ＬＥＤランプ６０の外部に出射される光（白色光）の色むらをより効果的に低減させることができる。
【００６７】
（第５実施形態）
図１４は、本発明の第５実施形態によるＬＥＤランプの詳細構造を示した断面図である。図１４を参照して、第５実施形態によるＬＥＤランプ７０では、上記第２実施形態と異なり、光拡散部３３を挟む蛍光体層７１および７２が異なる蛍光色を発する蛍光体からなる場合について説明する。
【００６８】
第５実施形態によるＬＥＤランプ７０は、図１４に示すように、発光波長ピークが約３５０ｎｍ〜約４１０ｎｍの紫外光を発光するＬＥＤチップ７５が、金属製のリードフレーム２の凹部底面に固定されている。また、ＬＥＤチップ７５を覆う透明なシリコン樹脂からなる透過部９の平坦な上面上に、シリコン樹脂からなるシート状の蛍光体層７１と蛍光体層７２とがこの順に形成されている。なお、蛍光体層７１および７２は、それぞれ、本発明の「波長変換部」の一例である。また、ＬＥＤチップ７５は、本発明の「半導体発光素子」の一例である。
【００６９】
ここで、第５実施形態では、蛍光体層７１には、青色に発色する蛍光体が混入されているとともに、蛍光体層７２には、赤色に発色する蛍光体および黄色に発色する蛍光体が混入されている。また、蛍光体層７１と蛍光体層７２との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部７３が形成されている。なお、第５実施形態によるＬＥＤランプ７０のその他の構造および製造プロセスは、上記第２実施形態と同様である。
【００７０】
第５実施形態では、上記のように、蛍光体層７１および７２と、蛍光体層７１および７２の間に挟まれるように配置されたＡｌからなる薄膜状の光拡散部７３とを備えることによって、ＬＥＤチップ７５からの出射光（紫外光）は、上記第１実施形態と同様の作用によって、光拡散部７３による拡散光が蛍光体層７１および７２において各々の蛍光体を励起させる。そして、蛍光体層７１の励起光（青色光）および蛍光体層７２の励起光（赤色光および黄色光）の両方が、ＬＥＤチップ７５が発する紫外光と合成された白色光の状態でＬＥＤランプ７０の外部に出射されるので、ＬＥＤランプ７０における蛍光体の励起効率および光の取り出し効率が低下するのを抑制することができる。また、上記効果によって、ＬＥＤランプ７０からの出射光に色むらが生じるのをより低減させることができる。
【００７１】
（第６実施形態）
図１５は、本発明の第６実施形態によるＬＥＤアレーの詳細構造を示した断面図である。図６および図１５を参照して、第６実施形態によるＬＥＤアレー８０では、上記実施形態と異なり、複数のＬＥＤチップが１つのフレーム内に配置されてアレー化された場合について説明する。なお、この第６実施形態では、半導体発光装置の一例であるＬＥＤアレーに本発明を適用した場合について説明する。
【００７２】
第６実施形態によるＬＥＤアレー８０は、図１５に示すように、発光波長が約４５０ｎｍの青色光を発光するＬＥＤチップ１が、複数の凹部を有する金属製のリードフレーム２ｂ内に１つずつ固定されている。また、個々のＬＥＤチップ１のｎ側電極１５（図６参照）は、リードフレーム２ｂと電気的に接続されている。また、個々のＬＥＤチップ１のｐ側透光性電極１６（図６参照）は、金属製のワイヤ（図示せず）を介して図示しないリードの一方の端部と電気的に接続されている。
【００７３】
ここで、第６実施形態によるＬＥＤアレー８０では、図１５に示すように、リードフレーム２ａの個々の凹部内を完全に埋め込むようにＬＥＤチップ１を覆う透明なシリコン樹脂からなる透過部９が形成されている。そして、リードフレーム２ｂの上端面と透過部９の平坦な上面とを覆うように、シリコン樹脂からなるシート状の蛍光体層８１、８２および８３がこの順に形成されている。なお、蛍光体層８１、８２および８３は、それぞれ、本発明の「波長変換部」の一例である。また、蛍光体層８１、８２および８３には、黄色に発色する蛍光体が混入されている。
【００７４】
また、第６実施形態では、蛍光体層８１と蛍光体層８２との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部８４が形成されるとともに、蛍光体層８２と蛍光体層８３との間に数ｎｍの厚みを有するＡｌからなる薄膜状の光拡散部８５が形成されている。また、光拡散部８４および８５の厚み（数ｎｍ）は、蛍光体層８１、８２および８３の厚みよりも充分に小さく形成されている。なお、図１５では、Ａｌの粒子を複数の円形状で表現して光拡散部８４および８５が形成されている様子を示している。
【００７５】
なお、第６実施形態によるＬＥＤアレー８０のその他の構造および製造プロセスは、上記第２実施形態と同様である。また、第６実施形態の効果についても、上記第２実施形態と同様である。
【００７６】
（第６実施形態の変形例）
図１６は、本発明の第６実施形態の変形例によるＬＥＤアレーの詳細構造を示した断面図である。図１６を参照して、第６実施形態の変形例によるＬＥＤアレー９０では、上記第６実施形態と異なり、蛍光体層８１〜８３の間に挟まれる２層の光拡散部９１および９２が、酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる連続膜により形成される場合について説明する。
【００７７】
ここで、第６実施形態の変形例では、図１６に示すように、蛍光体層８１と蛍光体層８２との間に約６ｎｍの厚みを有するＴｉＯ２からなる膜状の光拡散部９１が形成されるとともに、蛍光体層８２と蛍光体層８３との間に約６ｎｍの厚みを有するＴｉＯ２からなる膜状の光拡散部９２が形成されている。なお、約６ｎｍの膜厚を有する光拡散部９１および９２は、真空蒸着法により連続的な膜の状態に形成されている。なお、光拡散部９１および９２は、それぞれ、本発明の「光拡散層」の一例である。なお、第６実施形態の変形例によるＬＥＤアレー９０のその他の構造および製造プロセスは、上記第６実施形態と同様である。
【００７８】
第６実施形態の変形例では、上記のように、蛍光体層８１〜８３の各層の間に、蛍光体層８１〜８３の表面を連続的な膜の状態で覆うように形成された光拡散部９１および９２をそれぞれ配置することによって、各々のＬＥＤチップ１から蛍光体層８１を透過した光は、連続的な膜の状態に形成された光拡散部９１に全て入射する。さらに、光拡散部９１および蛍光体層８２を透過した光は、連続的な膜の状態に形成された光拡散部９２に全て入射する。これにより、光拡散部９１および９２に入射する光をより確実に拡散させることができる。
【００７９】
また、第６実施形態の変形例では、光拡散部９１および９２に、Ａｌよりも光透過率の大きいＴｉＯ２からなる連続的な膜を用いることによって、光拡散部９１および９２の外部に取り出される光強度をより大きくすることができる。また、光拡散部９１および９２が連続膜となっているので、出射光の色調などの指向性を減少させることができる。なお、光拡散部９１および９２がＴｉＯ２の場合、光拡散部９１および９２からの出射光は主に屈折によって拡散されると考えられる。なお、第６実施形態の変形例のその他の効果は、上記第６実施形態と同様である。
【００８０】
（第７実施形態）
図１７は、本発明の第７実施形態によるＬＥＤアレーの詳細構造を示した断面図である。図１７を参照して、第７実施形態によるＬＥＤアレー１００では、上記第６実施形態と異なり、蛍光体層１０１および１０２の間に挟まれる光拡散部１０３が、Ｎｂ２Ｏ５粒子１０４を含むシート状のシリコン樹脂膜により形成される場合について説明する。
【００８１】
ここで、第７実施形態では、図１７に示すように、蛍光体層１０１と蛍光体層１０２との間に、シリコン樹脂にＮｂ２Ｏ５粒子１０４が分散されて膜状（シート状）に連続的に形成された光拡散部１０３が形成されている。なお、膜状（シート状）の光拡散部１０３は、数百μｍの厚みを有している。したがって、Ｎｂ２Ｏ５粒子１０４は、膜の厚み方向（Ｂ２方向）にも分散している。なお、蛍光体層１０１および１０２は、それぞれ、本発明の「波長変換部」の一例である。また、蛍光体層１０１および１０２には、黄色に発色する蛍光体が混入されている。また、光拡散部１０３は、本発明の「光拡散層」の一例である。
【００８２】
なお、第７実施形態によるＬＥＤアレー１００のその他の構造および製造プロセスは、上記第６実施形態と同様である。
【００８３】
第７実施形態では、上記のように、光拡散部１０３に、Ｎｂ２Ｏ５粒子１０４が膜の厚み方向（Ｂ２方向）に分散した状態で膜状に連続的に形成されたシート状の光拡散層を用いることによって、ＬＥＤチップ１から蛍光体層１０１を透過して光拡散部１０３に入射した光が、平面的な分散のみならず膜の厚み方向にも分散したＮｂ２Ｏ５粒子１０４によってＢ１方向およびＢ２方向に拡散されるので、光拡散部１０３の機能をより有効に利用することができる。これにより、入射光をより確実に拡散させることができる。なお、第７実施形態のその他の効果は、上記第６実施形態と同様である。
【００８４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８５】
たとえば、上記第１〜第７実施形態では、２層または３層の蛍光体層（波長変換部）の各層間に１層または２層の光拡散部をそれぞれ形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、２層または３層以外の複数の蛍光体層（波長変換部）の各層間に、それぞれ光拡散部を形成してもよい。
【００８６】
また、上記第２および第５実施形態では、リードフレーム２の凹部内を完全に埋め込むようにシリコン樹脂からなる透過部９を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、透過部９の部分が、真空状態であってもよいし、空気が封入されていてもよい。
【００８７】
また、上記第２実施形態の製造プロセスでは、透過部９の上面上に、蛍光体層３１、光拡散部３３および蛍光体層３２を順次積層した例について示したが、本発明はこれに限らず、量産性を考慮した場合、予め、シート状の蛍光体層３１上に真空蒸着法を用いてＡｌ薄膜の光拡散部３３を形成するとともに、光拡散部３３上にシート状の蛍光体層３２を貼り合わせて蛍光体シートを一体的に形成する。そして、この蛍光体シートを透過部９の上面上に貼り合わせることによりＬＥＤランプ３０を形成するようにしてもよい。なお、上記第２実施形態の変形例および上記第３〜第７実施形態における製造プロセスにおいても、本変形例で示した製造プロセスと同様の製造プロセスを適用して蛍光体シートを形成してＬＥＤランプ（ＬＥＤアレー）を形成することができる。
【００８８】
また、上記第３実施形態では、ＬＥＤチップ１に近い側に配置された光拡散部５１の平均粒径が、ＬＥＤチップ１から遠い側に配置された光拡散部５２の平均粒径よりも小さくなるように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤチップに近い側に配置された光拡散部の全平面積に対するＡｌの島の部分の合計平面積の占める割合が、ＬＥＤチップから遠い側の光拡散部の全平面積に対するＡｌの島の部分の合計平面積の占める割合よりも小さくなるように光拡散部をそれぞれ形成してもよい。
【００８９】
また、上記第４実施形態では、ＬＥＤチップ１に近い側に配置された光拡散部６１の平均粒径が、ＬＥＤチップ１から遠い側に配置された光拡散部６２の平均粒径よりも大きくなるように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤチップに近い側に配置された光拡散部の全平面積に対するＡｌの島の部分の合計平面積の占める割合が、ＬＥＤチップから遠い側の光拡散部の全平面積に対するＡｌの島の部分の合計平面積の占める割合よりも大きくなるように光拡散部をそれぞれ形成してもよい。
【００９０】
また、上記第５実施形態では、紫外光を発光するＬＥＤチップ７５の出射方向側に、青色に発色する蛍光体層７１と赤色および黄色に発色する蛍光体層７２とをこの順に積層した例について示したが、本発明はこれに限らず、蛍光体層を多層化する場合、ＬＥＤチップ（半導体発光素子）に近い側に相対的に短波長で発光する蛍光体を混入した蛍光体層（波長変換部）を配置するとともに、ＬＥＤチップから遠い側に相対的に長波長で発光する蛍光体を混入した蛍光体層を配置して積層するのが好ましい。この変形例のように構成すれば、ＬＥＤチップに近い側の蛍光体層から短波長で発光した光が、外側の蛍光体層を透過する際に長波長で発光する蛍光体を効率よく励起させることができるので、蛍光体の励起効率をより向上させることができる。
【００９１】
また、上記第５実施形態の変形例では、紫外光を発光するＬＥＤチップ７５の出射方向側に、青色に発色する蛍光体層７１と赤色および黄色に発色する蛍光体層７２とをこの順に積層した例について示したが、本発明はこれに限らず、青色光を発光するＬＥＤチップ上に、緑色に発色する蛍光体層（波長変換部）と赤色および黄色に発色する蛍光体層（波長変換部）とをこの順に積層してもよい。
【００９２】
また、上記第２〜第７実施形態では、透過部９の平坦な上面上に、シート状の蛍光体層（波長変換部）を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、上記第１実施形態と同様に、リードフレーム２の凹部にシリコン樹脂からなる蛍光体層を注入する方法によりＬＥＤランプを形成してもよい。
【００９３】
また、上記第６実施形態およびその変形例では、３層の蛍光体層（波長変換部）の各層間に２層の光拡散部をそれぞれ形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、上記第７実施形態と同様に、２層の蛍光体層（波長変換部）の間に１層の光拡散部を形成してＬＥＤアレーを形成してもよい。
【００９４】
また、上記第１〜第７実施形態では、シリコン樹脂を用いて蛍光体層を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体発光装置の使用温度範囲において劣化が生じない樹脂であれば、シリコン樹脂以外の他の樹脂を用いてもよい。なお、樹脂部材の屈折率は、一般的には約１．４〜約１．６であるが、半導体発光装置の使用環境や使用目的に応じて、より光屈折率または低屈折率を有する樹脂部材を用いてもよい。
【００９５】
また、上記第１〜第５実施形態では、島状または網状の光拡散部にＡｌからなる金属薄膜を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤチップからの出射光を適切に反射および屈折させることが可能な材料であるたとえばＡｇなどからなる金属の薄膜を光拡散部に用いてもよい。
【００９６】
また、上記第６実施形態の変形例および第７実施形態では、光拡散部にＴｉＯ２からなる誘電体膜や、光拡散材としてＮｂ２Ｏ５からなる誘電体をシリコン樹脂内に分散させたシート状の連続膜をそれぞれ用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、光吸収が少なく、波長変換部（蛍光体層）との屈折率差の大きな材料を用いて光拡散部を形成してもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、窒化物系化合物半導体を用いて半導体発光素子を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などを用いて半導体発光素子を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１実施形態によるＬＥＤランプの構造を示した断面図である。
【図２】図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの構成を説明するための図である。
【図３】図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの構成を説明するための図である。
【図４】図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの構成を説明するための図である。
【図５】図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの構成を説明するための図である。
【図６】図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの構成を説明するための図である。
【図７】図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの製造プロセスを説明するための図である。
【図８】図１に示した第１実施形態によるＬＥＤランプの製造プロセスを説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例によるＬＥＤランプの発光部の詳細構造を示した断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるＬＥＤランプの詳細構造を示した断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の変形例によるＬＥＤランプの発光部の詳細構造を示した断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態によるＬＥＤランプの発光部の詳細構造を示した断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態によるＬＥＤランプの発光部の詳細構造を示した断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態によるＬＥＤランプの詳細構造を示した断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態によるＬＥＤアレーの詳細構造を示した断面図である。
【図１６】本発明の第６実施形態の変形例によるＬＥＤアレーの詳細構造を示した断面図である。
【図１７】本発明の第７実施形態によるＬＥＤアレーの詳細構造を示した断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１、７５  ＬＥＤチップ（半導体発光素子）
５、６  蛍光体層（波長変換部）
７  光拡散部
２１、２２、２３  蛍光体層（波長変換部）
２４、２５  光拡散部
３１、３２  蛍光体層（波長変換部）
３３  光拡散部
４１、４２、４３  蛍光体層（波長変換部）
４４、４５  光拡散部
５１、５２  光拡散部
６１、６２  光拡散部
７１、７２  蛍光体層（波長変換部）
７３  光拡散部
８１、８２、８３  蛍光体層（波長変換部）
８４、８５  光拡散部
９１、９２  光拡散部（光拡散層）
１０１、１０２  蛍光体層（波長変換部）
１０３  光拡散部（光拡散層）
【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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