(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源が供給されることで発光する発光素子と、
前記発光素子の天面を除く周囲に形成され、前記発光素子の側面および裏面を覆う光遮蔽部と、
前記発光素子の天面に設けられ、調整された厚みに形成された波長変換層と、を備え、
前記光遮蔽部は、反射機能を備えた光反射部であり、
前記光反射部は、金属酸化物の粉体を液状樹脂またはガラスに分散させ、硬化させたものであることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記発光素子の裏面には複数のバンプが配置され、
前記光遮光部は前記複数のバンプの間を埋めるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記波長変換層は、前記発光素子および前記光遮蔽部の全体を覆うように形成されている
請求項１または２のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項４】
前記光遮蔽部は、前記発光素子と同じ高さに形成されている請求項１から３のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、フリップチップ実装されている請求項１から４のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子は、４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する青色光を放つ青色発光ダイオードであり、
前記波長変換層は、前記青色発光ダイオードが放つ青色光を吸収して黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体を含み、
前記黄色系蛍光体は、（Ｓｒ１−ａｌ−ｂ２−ＸＢａａｌＣａｂ２ＥｕＸ）２ＳｉＯ４の化学式（但し、この式において、ａ１、ｂ２、ｘは、各々、０≦ａ１≦０．３、０≦ｂ２≦０．８、０＜ｘ＜１を満足する数値である。）で表される化合物を主体にした珪酸塩蛍光体である請求項１から５のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子は、４００ｎｍを超え５３０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する青色光を放つ青色発光ダイオードであり、
前記波長変換層は、前記青色発光ダイオードが放つ青色光を吸収して黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体を含み、
前記黄色系蛍光体は、（ＲＥ１−ＸＳｍＸ）３（Ａｌ１−ｙＧａｙ）５Ｏ１２：Ｃｅの化学式（但し、この式において、ｘ、ｙは、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１を満足する数値であり、ＲＥは、Ｙ，Ｇｄ，Ｌａから選択される少なくとも一種の元素である。）で表されるＹＡＧ系蛍光体である請求項１から５のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光素子と前記波長変換層との混色光は、ＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）が、０．２１≦ｘ≦０．４８、０．１９≦ｙ≦０．４５の範囲である請求項１から７のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光素子は、窒化ガリウム系化合物半導体、セレン化亜鉛半導体、酸化亜鉛半導体のいずれかである請求項１から８のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記発光素子を導通搭載したサブマウント素子を備えた１から９のいずれかの項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子と、前記発光素子を導通搭載したサブマウント素子とを封止する光透過性を有する樹脂パッケージを備えた請求項１０記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子からの光を波長変換する波長変換層を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置には、発光素子からの光を波長変換する波長変換層として、蛍光体を含有した樹脂層を備えたものがある。例えば、特許文献１には、サブマウント素子の上にフリップチップ型の発光素子を導通搭載すると共に、この発光素子を波長変換用の蛍光物質を含有した樹脂のパッケージによって封止し、発光素子の外郭面からのパッケージの厚さを発光方向の全方位でほぼ等しくすることで、発光素子の発光方向の全方位に対して蛍光物質による波長変換度を均一化した半導体発光装置が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２０８８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の半導体発光装置は、波長変換層であるパッケージの厚さを発光素子の全方位について一様な厚さとすることで波長変換度を均一化しているが、発光素子の天面からパッケージの天面までの厚みは、複数個の発光装置を並べた上方からパッケージの天面を研磨装置などにより研磨することで、一度に大量の発光装置についての調整が可能である。しかし、発光素子の側面からパッケージの側面までの厚みを調整するには、個々に研磨していくことになるので、コントロールしにくい面がある。
【０００４】
この波長変換層の厚み調整について、図９（Ａ）から同図（Ｄ）に基づいて説明する。図９（Ａ）に示すように、従来の発光装置は、基板１００ｘ上に、発光素子２０ｘを覆うようにして、波長変換層である平均厚みが５００μｍ程度の蛍光体層１０２ｘを形成する。蛍光体層１０２ｘは、蛍光体ペーストをスクリーン印刷法により形成される。そして、図９（Ｂ）に示すように、蛍光体層１０２ｘの上面１０２ｘａを、回転式研磨機Ｘ等によって研磨する。例えば、蛍光体層１０２ｘの厚みが２００〜３００μｍ程度になるまで研磨する。
【０００５】
そして、図９（Ｃ）に示すように、蛍光体層１０２ｘと基板１００ｘとを、例えば回転式ブレード９０等によって同時に切り抜いて個片化することにより、図９（Ｄ）に示すように、蛍光体層１０２ｘが波長変換層４０ｘとなった従来の発光装置１０ｘを得ることができる。
【０００６】
このように従来の発光装置は、蛍光体を含有することで光の波長を変換する波長変換層を天面側から研磨して厚みを調整するのみで、側面からの研磨は行われないため、天面からの光と側面からの光とで蛍光体の波長変換の度合いが異なってしまう。従って、複数個の発光装置を並べた上から波長変換層の天面を研磨装置などにより一律に研磨して色度を調整しようとしても、色むらが発生してしまう。
【０００７】
また、発光素子は、天面からの光と側面からの光とでは、発光強度や発光比率が異なるため、１個の発光装置の場合であっても、波長変換層での波長変換の度合いが天面側と側面側とで異なるので、装置全体としての光に色むらがあるように見える。特に、発光装置にレンズや反射板などで配光を絞っていくと色むらの傾向は顕著となるので問題である。従って、発光装置は、装置全体の光に対する色むらの抑制が必要である。
【０００８】
そこで本発明は、装置全体からの光に対する色むらの抑制が可能な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発光装置は、電源が供給されることで発光する発光素子と、前記発光素子の天面を除く周囲に形成された光遮蔽部と、前記発光素子の天面に設けられ、調整された厚みに形成された波長変換層とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光装置は、厚みが調整された波長変換層を通過した光のみが出射されることになるので、均一な波長変換度を確保することが可能である。よって、本発明の発光装置は、装置全体からの光に対する色むらの抑制が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願の第１の発明は、電源が供給されることで発光する発光素子と、発光素子の天面を除く周囲に形成された光遮蔽部と、発光素子の天面に設けられ、調整された厚みに形成された波長変換層とを備えたことを特徴としたものである。
【００１２】
本発明の発光装置は、天面を除く周囲に光遮蔽部が設けられている。従って、発光素子から側面方向へ出射される光は、この光遮蔽部によって遮られるので外部へは出射されない。発光素子から天面方向へ出射される光は、この天面に設けられ、調整された厚みに形成された波長変換層を通過して出射される。従って、本発明の発光装置は、厚みが調整された波長変換層を通過した光のみが出射されることになるので、均一な波長変換度を確保することが可能である。
【００１３】
本願の第２の発明は、光遮蔽部は、反射機能を備えた光反射部であることを特徴としたものである。
【００１４】
本願の第２の発明においては、光遮蔽部を、反射機能を備えた光反射部とすることで、発光素子から側面方向へ出射される光が光反射部で反射して、発光素子から天面方向へ出射される光と合わさって天面に設けられた波長変換層を通過して外部へ出射させることができる。従って、光遮蔽部を光反射部とすることで、発光効率を向上させることができる。
【００１５】
本願の第３の発明は、光反射部は、金属酸化物の粉体を液状樹脂に分散させ、硬化させたものであることを特徴としたものである。
【００１６】
本願の第３の発明においては、光反射部を、金属酸化物の粉体を液状樹脂に分散させ、硬化させることで形成すると、絶縁性を保ちつつ、反射機能を備えたものとすることができる。
【００１７】
本願の第４の発明は、波長変換層は、発光素子および光遮蔽部の全体を覆うように形成されていることを特徴としたものである。
【００１８】
本願の第４の発明においては、波長変換層を、発光素子および光遮蔽部の全体を覆うように形成することで、スクリーン印刷法などを用いて容易に波長変換層を形成することができる。
【００１９】
本願の第５の発明は、光遮蔽部は、発光素子と同じ高さに形成されていることを特徴としたものである。
【００２０】
本願の第５の発明においては、光遮蔽部が発光素子と同じ高さに形成されることで、発光素子の側面からの光を、側面方向へ出射することを抑止することができる。
【００２１】
本願の第６の発明は、発光素子は、フリップチップ実装されていることを特徴としたものである。
【００２２】
本願の第６の発明においては、発光素子がフリップチップ実装されていることで、ワイヤボンドが不要なので、接続信頼性が向上する。
【００２３】
本願の第７の発明は、発光素子は、４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する青色光を放つ青色発光ダイオードであり、波長変換層は、青色発光ダイオードが放つ青色光を吸収して黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体を含み、黄色系蛍光体は、（Ｓｒ１−ａｌ−ｂ２−ＸＢａａｌＣａｂ２ＥｕＸ）２ＳｉＯ４の化学式（但し、この式において、ａ１、ｂ２、ｘは、各々、０≦ａ１≦０．３、０≦ｂ２≦０．８、０＜ｘ＜１を満足する数値である。）で表される化合物を主体にした珪酸塩蛍光体であることを特徴としたものである。
【００２４】
本願の第７の発明においては、発光素子の主光ピークを上記範囲とし、黄色系蛍光体を上記化学式で表される珪酸塩蛍光体とすることで、蛍光体の熱に対する結晶の安定性、発光特性の耐熱性、黄色系発光の発光強度、および光色を図ることができる。
【００２５】
本願の第８の発明は、発光素子は、４００ｎｍを超え５３０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する青色光を放つ青色発光ダイオードであり、波長変換層は、青色発光ダイオードが放つ青色光を吸収して黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体を含み、黄色系蛍光体は、（ＲＥ１−ＸＳｍＸ）３（Ａｌ１−ｙＧａｙ）５Ｏ１２：Ｃｅの化学式（但し、この式において、ｘ、ｙは、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１を満足する数値であり、ＲＥは、Ｙ，Ｇｄ，Ｌａから選択される少なくとも一種の元素である。）で表されるＹＡＧ系蛍光体であることを特徴としたものである。
【００２６】
本願の第９の発明は、発光素子と波長変換層との混色光は、ＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）が、０．２１≦ｘ≦０．４８、０．１９≦ｙ≦０．４５の範囲であることを特徴としたものである。
【００２７】
本願の第９の発明においては、発光素子と前記波長変換層との混色光を、ＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）が、０．２１≦ｘ≦０．４８、０．１９≦ｙ≦０．４５の範囲とすることで、需要の多い白色の発光装置とすることができる。  
【００２８】
本願の第１０の発明は、発光素子は、窒化ガリウム系化合物半導体、セレン化亜鉛半導体、酸化亜鉛半導体のいずれかであることを特徴としたものである。
【００２９】
本願の第１１の発明は、発光素子を導通搭載したサブマウント素子を備えたことを特徴としたものである。
【００３０】
本願の第１１の発明においては、サブマウント素子を備えることで、サブマウント素子を目的に応じた回路構成や、プリント配線基板とすることで、発光素子を過電圧から保護したり、量産性を図ったりすることができる。
【００３１】
本願の第１２の発明は、発光素子と、発光素子を導通搭載したサブマウント素子とを封止する樹脂パッケージを備えたことを特徴としたものである。
【００３２】
本願の第１２の発明においては、発光素子と、発光素子を導通搭載したサブマウント素子とを封止する樹脂パッケージを備えることで、色むらのない照明装置や表示装置を形成することができる。
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光装置を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る発光装置を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図２は、図１に示す発光装置の発光素子の断面図である。図３は、図１に示す発光装置の回路構成を示す回路図である。図４は、サブマウント素子をプリント配線基板とした発光装置を示す断面図である。
【００３４】
図１（Ａ）および同図（Ｂ）に示すように、発光装置１０は、発光素子２０と、光反射部３０と、波長変換層４０と、サブマウント素子５０とを備えている。
【００３５】
発光素子２０は、図２に示すように、フリップチップタイプの青色ＬＥＤであり、基板２１に、ｎ層２２と、発光層２３と、ｐ層２４とが順次積層されている。そして、ｎ層２２上にｎ側電極２５が形成され、ｐ層２４上にｐ側電極２６が形成されている。
【００３６】
基板２１は、窒化ガリウム系半導体であるｎ型ＧａＮで形成され、一辺が約１ｍｍ、厚みが２００μｍの平面視してほぼ正方形状の直方体状に形成されている。
【００３７】
ｎ層２２は、基板２１にＧａＮやＡｌＧａＮ等を積層して形成され、層厚が０．５μｍ〜５μｍとしたｎ型半導体層である。ｎ層２２と基板２１の間にＧａＮやＩｎＧａＮ等で形成したバッファ層を設けることも可能である。
【００３８】
発光層２３は、ｎ層２２に、井戸層となるＩｎＧａＮ等を０．００１μｍ〜０．００５μｍの層厚とし、障壁層となるＧａＮ等を０．００５μｍ〜０．０２μｍの層厚とし、これらを交互に積層した多重量子井戸構造で積層したものである。
【００３９】
また、ｐ層２４は、発光層２３にＡｌＧａＮを積層して形成され、層厚が０．０５μｍ〜０．５μｍとしたｐ型半導体層である。
【００４０】
ｎ側電極２５は、ｎ層２２に、発光層２３とｐ層２４とを積層した後に、ドライエッチングにより発光層２３とｐ層２４とｎ層２２の一部とを除去して、ｎ側電極２５を形成する領域を露出させたｎ層２２上に形成されている。ｐ側電極２６は、ｐ層２４上に形成されている。
【００４１】
なお、本実施の形態１では、発光素子２０として青色ＬＥＤとしたが、レーザーダイオード、無機エレクトロルミネッセンス素子または有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができる。また、発光素子２０は、窒化ガリウム系化合物半導体の他に、セレン化亜鉛半導体、または酸化亜鉛半導体の発光素子とすることができる。
【００４２】
光反射部３０は、発光素子２０の天面を除く周囲に、平面視して矩形状に形成されている。この光反射部３０は、反射材として粉体状の酸化チタンと分散剤とを液状樹脂に含有させたものを硬化させることで形成することができる。光反射部３０を、粉体状の酸化チタンと分散剤とを液状樹脂に含有させたものを硬化させて形成することで、絶縁性を保ちつつ、反射機能を備えたものとすることができる。また、光反射部３０を形成する際に、流動性を高めることを目的として、液状樹脂にチキソトロピー付与剤を添加してもよい。チキソトロピー付与剤としては、例えば、微粉末シリカ等が使用できる。光反射部３０は、その高さが発光素子２０と同じ高さに形成されている。光反射部３０を発光素子２０と同じ高さとすることで、発光素子２０の側面からの光を、側面方向へ出射することを抑止し、天面の方向へ反射させることができる。なお、本実施の形態１では、反射材として酸化チタンを使用しているが、酸化アルミや二酸化ケイ素なども反射材として使用することが可能である。つまり、反射材は、絶縁性を有すると共に、反射機能を有する金属酸化物であれば、使用することが可能である。
【００４３】
本実施の形態１では、酸化チタンを含有させることで、光を遮蔽性と、反射性とを兼ね備える光反射部３０としているが、樹脂にＳｉＯ２を添加したり、他の金属酸化物を樹脂に混ぜたりして反射部としたり、発光素子２０の周囲を囲うように発光素子２０と同じ高さの反射性の周壁部を設けることで反射部としたりすることができる。光反射部３０を形成する樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの樹脂や、ガラスを用いることができるが、高い耐熱性を有し、かつ作業性に優れているという点で、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂とするのが望ましい。
【００４４】
波長変換層４０は、光透過性樹脂で発光素子２０および光反射部３０の全体を覆うように形成され、図示しない蛍光体を内部に含有することで発光素子２０からの光の波長を変換するものである。蛍光体は、発光素子２０からの光に励起され、波長変換して補色となる色を発光するものである。本実施の形態１では、発光素子２０が青色に発光するものなので、蛍光体として黄色に波長変換する黄色系蛍光体を採用することによって、波長変換層４０の表面を、発光素子２０からの青色と波長変換されたと黄色とが混色して白色に発光させることができる。
【００４５】
ここで黄色系蛍光体について、詳細に説明する。黄色系蛍光体は、（Ｓｒ１−ａｌ−ｂ２−ＸＢａａｌＣａｂ２ＥｕＸ）２ＳｉＯ４の化学式で表される化合物を主体にした珪酸塩蛍光体とすることができる。
【００４６】
この化学式におけるａ１、ｂ２、ｘの数値は、蛍光体の熱に対する結晶の安定性、発光特性の耐熱性、黄色系発光の発光強度、および光色の観点から望ましくは、各々、０≦ａ１≦０．３、０≦ｂ２≦０．８、０＜ｘ＜１であり、さらに望ましくは、各々、０＜ａ１≦０．１５、０＜ｂ２≦０．３、０．０１＜ｘ＜０．０５であり、最も望ましくは、各々、０．０１≦ａ１≦０．１、０．００１≦ｂ２≦０．０５、０．０１＜ｘ≦０．０２である。本実施の形態１に係る黄色系蛍光体を珪酸塩蛍光体とする場合には、（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋とすることができる。
【００４７】
黄色系蛍光体が珪酸塩蛍光体である場合には、発光素子２０として、良好な白色光を放つ発光装置を得ることができる観点から、４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下、望ましくは４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下、さらに望ましくは４５０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する発光を放つ青色発光素子とする。また、珪酸塩蛍光体は、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下、望ましくは５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下、さらに望ましくは５６５ｎｍ以上５８５ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する蛍光を放つのがよい。
【００４８】
また、黄色系蛍光体は、（ＲＥ１−ＸＳｍＸ）３（Ａｌ１−ｙＧａｙ）５Ｏ１２：Ｃｅの化学式）で表されるＹＡＧ系蛍光体とすることができる。この化学式におけるｘおよびｙは、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１を満足する数値であり、ＲＥは、Ｙ，Ｇｄ，Ｌａから選択される少なくとも一種の元素である。なお、本実施の形態１においては、黄色系蛍光体をＹＡＧ系蛍光体とする場合には、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋とすることができる。
【００４９】
また、黄色系蛍光体をＹＡＧ系蛍光体とした場合には、発光素子２０として、４００ｎｍを超え５３０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する青色光を放つ青色発光素子とするのが、蛍光体を効率よく発光させることができるので望ましい。
【００５０】
このような蛍光体を含有した波長変換層４０について、発光素子２０の天面から波長変換層４０の天面まで厚みを、５０μｍ以上、２００μｍ以下としている。厚みが５０μｍ未満であれば青みがかった白色となり、２００μｍより厚くなれば透過率が低下するので、５０μｍ以上、２００μｍ以下とするのが望ましい。
【００５１】
波長変換層４０に、発光素子２０からの光と、波長変換層４０に含有された黄色系蛍光体により波長変換された光とに、赤色成分を補う目的で、発光素子２０の青色系光や黄色系蛍光体が放つ黄色系光を吸収して、波長６００ｎｍを超え６６０ｎｍ以下の赤色領域に主発光ピークを有する赤色系蛍光体を、更に添加してもよい。赤色系蛍光体としては、ＣａＳ：Ｅｕ２＋蛍光体やＳｒＳ：Ｅｕ２＋蛍光体や窒化物蛍光体などが使用できる。
【００５２】
波長変換層４０を形成する樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの樹脂や、ガラスを用いることができるが、高い耐熱性を有し、かつ作業性に優れているという点で、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂とするのが望ましい。
【００５３】
発光素子２０と波長変換層４０との混色光は、ＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）が、０．２１≦ｘ≦０．４８、０．１９≦ｙ≦０．４５の範囲である。この色度範囲は白色を広く含むので、発光素子２０の光と波長変換層４０に含有される黄色系蛍光体の光とが混色した光色をこの色度範囲にすることで、需要の多い白色の発光装置１０が得られる。
【００５４】
サブマウント素子５０は、発光素子２０を、金バンプＢを介在させて、表面電極５１に導通搭載しているので、過度な電圧が発光素子２０に印加しないよう、ｎ型のシリコン基板５２の一部にｐ型の半導体領域５３を設けたツェナーダイオードである。表面電極５１は、スルーホール電極５４を介在させて底面電極５５と導通接続されている。
【００５５】
発光素子２０をサブマウント素子５０に搭載した場合の回路図を図３に示す。本実施の形態１では、サブマウント素子５０を、ツェナーダイオードＺとしているが、ダイオード、コンデンサ、抵抗、またはバリスタとすることも可能である。また、サブマウント素子として絶縁基板とすることも可能である。サブマウント素子を絶縁基板に配線パターンを形成したプリント配線基板とした場合の発光装置を、図４に示す。なお、図４においては、図１（Ｂ）と同じ構成のものは同符号を付している。
【００５６】
図４に示すように、サブマウント素子６０は、絶縁基板６１に、配線パターンである表面電極５１と底面電極５５とがスルーホール電極５４によって接続されているプリント配線基板である。絶縁基板６１は、ガラスエポキシ樹脂、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン樹脂系の熱硬化樹脂）、またはセラミック（アルミナ、窒化アルミ）基板とすることができる。
【００５７】
以上のように構成される本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造方法について、図５および図６に基づいて説明する。図５（Ａ）から同図（Ｄ）および図６（Ａ）から同図（Ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を説明する図である。
【００５８】
図５（Ａ）に示すように、まず、ｎ型のシリコン基板５２の所定位置に、ｐ型の半導体領域５３（図示せず）と、表面電極５１を形成した半導体基板材１００を準備し、金バンプＢを形成する。この半導体基板材１００は、ダイシングすることでサブマウント素子５０となる。
【００５９】
図５（Ｂ）に示すように、半導体基板材１００に形成された表面電極５１に発光素子２０をフリップチップ実装する。発光素子２０を、表面電極５１にフリップチップ実装する場合には、Ａｇペーストなどの導電性接着剤を介在させて加熱することで接合したり、錫めっきが施された表面電極５１と、金めっきが施された発光素子２０の電極（ｎ側電極２５、ｐ側電極２６）とを当接させて加熱することで金錫共晶により接合したりすることができる。
【００６０】
図５（Ｃ）に示すように、半導体基板材１００に搭載した発光素子２０に、光反射部３０を形成する樹脂で、発光素子２０全体を覆う第１樹脂部１０１を、スクリーン印刷法により形成する。この樹脂は、前述したように、粉体状の酸化チタンと分散剤とを液状樹脂に含有したもので、印刷版で成型した後に、液状樹脂が熱硬化性であれば熱硬化炉により硬化する。スクリーン印刷法により光反射部３０を形成することで、発光素子２０全体に隙間無く第１樹脂部１０１を形成することができるので、発光素子２０からの光が、発光素子２０と光反射部３０となる第１樹脂部１０１との隙間から漏れ出ることを防止することができる。
【００６１】
本実施の形態１では、光反射部３０の外側周囲面がサブマウント素子５０となる半導体基板材１００の表面に対して垂直となるように設けられているが、光反射部３０の外側周囲面を発光素子２０の天面方向に向かって徐々に広がる傾斜面となるように形成してもよい。
【００６２】
図５（Ｄ）に示すように、この第１樹脂部１０１の天面を研磨装置により、発光素子２０の天面、つまり基板２１（図２参照）が露出するまで研磨する。第１樹脂部１０１の天面を発光素子２０の天面が露出するまで研磨することで、第１樹脂部１０１が光反射部３０となる。第１樹脂部１０１の天面を研磨することで、第１樹脂部１０１を光反射部３０としているので、第１樹脂部１０１を、スクリーン印刷法により形成する以外に、ディスペンサーによるポッティング、フォトリソグラフィ法、転写法、インクジェットを用いても形成することができる。
【００６３】
光反射部３０となる第１樹脂部１０１を研磨する際に、半導体基板材１００の裏面を基準面とするために研磨する。第１樹脂部１０１を研磨する際に、発光素子２０の基板も研磨することにより、研磨後、発光素子２０の天面が半導体基板材１００の裏面と平行になる。これは、スクリーン印刷法で第１樹脂部１０１を形成する場合、樹脂の外郭面のエッジ部に角がたちやすく、これをなくすためにも研磨が有効である。
【００６４】
図６（Ａ）に示すように、半導体基板材１００上の光反射部３０が周囲に形成された発光素子２０を覆うように、波長変換層４０を形成する蛍光体を含有した樹脂で、第２樹脂部１０２を、スクリーン印刷法により形成する。この第２樹脂部１０２は、厚みが約２００μｍから４００μｍ程度に形成される。なお、本実施の形態１では、第２樹脂部１０２を半導体基板材１００上の発光素子２０全部を覆うように形成しているが、それぞれの発光素子２０を覆うように形成してもよい。また、第２樹脂部１０２を、スクリーン印刷法により形成する以外に、ディスペンサーによるポッティング、フォトリソグラフィ法、転写法、インクジェットを用いても形成することができる。
【００６５】
図６（Ｂ）に示すように、発光素子２０に電源を供給して発光させ、第２樹脂部１０２の表面にて波長変換度を確認しながら研磨する。この研磨は、半導体基板材１００の裏面を基準面とすることで、第２樹脂部１０２（波長変換層４０）の表面が、半導体基板材１００の裏面と平行になるので、発光素子２０の天面部分の第２樹脂部１０２の厚みが均一になり色むらのない発光が得られる。また、スクリーン印刷法で第２樹脂部１０２を形成する場合、樹脂の外郭面のエッジ部に角がたちやすく、これをなくすためにも研磨が有効である。
【００６６】
この第２樹脂部１０２の表面を研磨する厚みは、波長変換度の度合いに応じて変わるが、第２樹脂部１０２が含有する黄色系蛍光体が珪酸塩蛍光体であれば、発光素子２０の天面（主光取り出し面）上に位置する第２樹脂部１０２（波長変換層）の厚みは、５０μｍ〜２００μｍに形成される。また、黄色系蛍光体がＹＡＧ系蛍光体であれば、発光素子２０の天面（主光取り出し面）上に位置する第２樹脂部１０２（波長変換層）の厚みは、１０μｍ〜１００μｍに形成される。
【００６７】
図６（Ｃ）に示すように、第２樹脂部１０２の厚み調整が終了すると、第２樹脂部１０２と半導体基板材１００とを切断して個片とすることで、第２樹脂部１０２が波長変換層４０となり、半導体基板材１００がサブマウント素子５０となることで、発光装置１０を得ることができる。
【００６８】
このように形成された発光装置１０は、発光素子２０から側面方向へ出射される光が、この光遮蔽部として機能する光反射部３０によって遮られるので、厚み調整がされていない波長変換層４０の側面からは出射されない。従って、厚みが調整された波長変換層４０の天面側を通過した光のみが出射されることになるので、均一な波長変換度を確保することが可能である。よって、発光装置１０は、装置全体からの光に対する色むらの抑制が可能である。
【００６９】
また、光反射部３０が発光素子２０の側面方向への光を遮蔽するので、発光素子２０および光反射部３０の全体を覆うように波長変換層４０を、スクリーン印刷法などを用いて容易に形成することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態１では、波長変換層４０を発光素子２０および光反射部３０の全体を覆うように形成しているが、光反射部３０が発光素子２０の側面方向への光を遮蔽しているので、発光素子２０の天面側のみ形成するようにしてもよい。
【００７１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る発光装置を、図７に基づいて説明する。図７は、本発明の実施の形態２に係る発光装置を示す図である。なお、図７においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図７に示す本発明の実施の形態２に係る発光装置７０は、図２に示す発光素子２０が搭載されたサブマウント素子７１を搭載した砲弾型ＬＥＤである。サブマウント素子７１は、ｎ型のシリコン基板７１ａの一部にｐ型の半導体領域７１ｂを設けたツェナーダイオードである。発光素子２０は、このサブマウント素子７１上に、光反射部３０が形成されると共に、波長変換層４０が形成された状態で配置されている。
【００７３】
発光素子２０は、一方のカップ部７２ｘａを有する一方の導電リード７２ｘに搭載されることで導通接続すると共に、ｐ型の半導体領域７１ｂ上に形成されたワイヤボンドパッド電極７１ｃと他方の導電リード７２ｙとがワイヤ７３により導通接続されている。そして、全体を、光透過性を有する樹脂により砲弾型に形成された樹脂パッケージ７４で封止している。
【００７４】
このように形成された砲弾型ＬＥＤである発光装置７０は、発光素子２０が、発光素子２０の天面を除く周囲に形成された光反射部３０と、光反射部３０と発光素子２０とを覆うように、調整された厚みに形成された波長変換層４０とを備えているので、実施の形態１と同様に、均一な波長変換度を確保することが可能である。よって、発光装置７０は、装置全体からの光に対する色むらの抑制が可能である。
【００７５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る発光装置を、図８に基づいて説明する。図８は、本発明の実施の形態３に係る発光装置を示す図である。なお、図８においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００７６】
図８に示す本発明の実施の形態３に係る発光装置８０は、図１に示す発光装置１０がプリント配線基板８１に搭載された表面実装型ＬＥＤである。プリント配線基板８１は、例えば、絶縁基板８１ａの両端部に、配線パターンである接続電極８１ｘ，８１ｙが形成され、サブマウント素子５０の底面電極５５をそれぞれ接続電極８１ｘ，８１ｙに接続した状態で発光装置１０を搭載している。絶縁基板８１ａは、ガラスエポキシ樹脂、ＢＴレジン、またはセラミック基板とすることができる。そして、全体を光透過性を有する樹脂によりキャラメル型に形成された樹脂パッケージ８２にて封止している。
【００７７】
このように形成された表面実装型ＬＥＤである発光装置８０は、発光素子２０が、発光素子２０の天面を除く周囲に形成された光反射部３０と、光反射部３０と発光素子２０とを覆うように、調整された厚みに形成された波長変換層４０とを備えているので、実施の形態１および２と同様に、均一な波長変換度を確保することが可能である。よって、発光装置８０は、装置全体からの光に対する色むらの抑制が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、装置全体からの光に対する色むらの抑制が可能なので、発光素子からの光を波長変換する波長変換層を備えた発光装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光装置を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図
【図２】図１に示す発光装置の発光素子の断面図
【図３】図１に示す発光装置の回路構成を示す回路図
【図４】サブマウント素子をプリント配線基板とした発光装置を示す断面図
【図５】（Ａ）から（Ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を説明する図
【図６】（Ａ）から（Ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の製造工程を説明する図
【図７】本発明の実施の形態２に係る発光装置を示す図
【図８】本発明の実施の形態３に係る発光装置を示す図
【図９】（Ａ）から（Ｄ）は、従来の発光装置の波長変換層の厚み調整について説明するための図
【符号の説明】
【００８０】
１０  発光装置
２０  発光素子
２１  基板
２２  ｎ層
２３  発光層
２４  ｐ層
２５  ｎ側電極
２６  ｐ側電極
３０  光反射部
４０  波長変換層
５０  サブマウント素子
５１  表面電極
５２  ｎ型のシリコン基板
５３  ｐ型の半導体領域
５４  スルーホール電極
５５  底面電極
６０  サブマウント素子
６１  絶縁基板
７０  発光装置
７１  サブマウント素子
７１ａ  ｎ型のシリコン基板
７１ｂ  ｐ型の半導体領域
７１ｃ  ワイヤボンドパッド電極
７２ｘ，７２ｙ  導電リード
７３  ワイヤ
７４  樹脂パッケージ
８０  発光装置
８１  プリント配線基板
８１ａ  絶縁基板
８１ｘ，８１ｙ  接続電極
８２  樹脂パッケージ
１００  半導体基板材
１０１  第１樹脂部
１０２  第２樹脂部
Ｂ  金バンプ
【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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