(57)【要約】【課題】個々の半導体発光装置間で出射光に色相バラツキを有することなく、半導体発光装置の直上方向からの観視（正面視）において照射光に色相の違い（色ムラ）が生じることがなく、且つ視認角度によって照射光に色相の違い（色ムラ）が生じることがない、半導体発光装置を提供することにある。【解決手段】半導体基板からなる支持基板７ａ上に発光層（活性層）を有するエピタキシャル層７ｂが設けられてなるＬＥＤチップ７の該エピタキシャル層７ｂの光出射部を被覆するように、透光性樹脂に蛍光体を分散してなるシート状の蛍光体分散樹脂（蛍光体シート）１０を配置した。蛍光体シート１０は、平板状の蛍光体シートに、一方の面から厚み方向に所定の深さを有すると共に直線状に延びる所定幅の溝１１を、縦横夫々所定のピッチで格子状に形成している。【選択図】図３
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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出射部を覆う前記半導体発光素子の発光を受けて励起され前記半導体発光素子の発光とは異なる色相の光を出射する蛍光体が透光性樹脂に分散された蛍光体シートを有し、
前記蛍光体シートは、一方の面から他方の面に向かう方向を深さ方向とする複数のハーフカットの溝を備えていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体シートは、厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体シートは、前記複数のハーフカットの溝の深さが、前記蛍光体シートの厚みの１０％以上１００％未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記蛍光体シートは、前記複数のハーフカットの溝のピッチが、１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の光出射部を覆う前記半導体発光素子の発光を受けて励起され前記半導体発光素子の発光とは異なる色相の光を出射する蛍光体が透光性樹脂に分散された蛍光体シートを有し、
前記蛍光体シートは、内部に、前記蛍光体シートの厚み方向と前記蛍光体シートの面内方向に拡がる面状の空洞を複数備えていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項６】
前記蛍光体シートは、厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体シートは、前記複数の面状の空洞のピッチが、１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記半導体発光装置は、少なくとも前記蛍光体シートを覆うように透光性樹脂が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記蛍光体シートを覆う透光性樹脂と前記蛍光体シートを構成する透光性樹脂は、互いに屈折率が異なることを特徴とする請求項８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するものであり、詳しくは、半導体発光素子と蛍光体を組み合わせた構成により、半導体発光素子の発光とは異なる色相の光を出射する半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半導体発光装置としては、例えば、「特開２００７−３１７６９０号公報（特許文献１）」に発光ダイオードとして提案されたもの（図１４参照）、或いは「特開平１１−４６０１５号公報（特許文献２）」に発光ダイオードとして提案されたものがある（図１５参照）。
【０００３】
特許文献１の発光ダイオード（ＬＥＤ）８０は、ＬＥＤパッケージ８１の凹部８２内に設けられた電極８４ａ上にＬＥＤ素子８３を実装してＬＥＤ素子８３の下部電極と電極８４ａを電気的に接続すると共にＬＥＤ素子８３の上部電極と凹部８２内に設けられた電極８４ｂをワイヤ８５を介して電気的に接続し、凹部８２内に蛍光体８６を分散した透明樹脂８７を充填することによりＬＥＤ素子８３及びワイヤ８５を樹脂封止したものである。これにより、ＬＥＤ素子８３の発光とＬＥＤ素子８３の発光の一部が透明樹脂８７に分散された蛍光体８６を励起することにより波長変換された光との加法混色によって、ＬＥＤ素子８３の発光とは異なる色相の光を得るものである。
【０００４】
特許文献２の発光ダイオード（チップタイプＬＥＤ）９０は、パッケージ９１の凹部９２内に、上面に直接非粒子状性の無機蛍光層９３が形成されたＬＥＤチップ９４を実装すると共にＬＥＤチップ９４のチップ電極と凹部９２内に設けられた外部電極９５ａ、９５ｂを導電性ワイヤー９６を介して電気的に接続し、凹部９２内に透光性のモールド部材９７を充填することによりＬＥＤチップ９４及び導電性ワイヤー９６をモールド封止したものである。これにより、ＬＥＤチップ９４の発光とＬＥＤチップ９４の発光の一部が無機蛍光層９３の蛍光体を励起することにより波長変換された光との加法混色によって、ＬＥＤチップ９４の発光とは異なる色相の光を得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１７６９０号公報
【特許文献２】特開平１１−４６０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１のＬＥＤ８０は、一般的にその製造工程において、透明樹脂８７と蛍光体８６を混合して攪拌・脱泡して作製された、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７をディスペンサ（液体定量吐出装置）のシリンジに充填し、ＬＥＤパッケージ８１の凹部８２内にシリンジから定量の、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７を注入するものである。
【０００７】
その際、シリンジ内に充填された、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７は、注入工程中に時間の経過とともに蛍光体８６がシリンジ内で沈降して蛍光体濃度の均一性が損なわれる。そのため、ＬＥＤパッケージ８１の凹部８２内に注入される、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７も時間の経過とともに蛍光体濃度に違いが生じ、個々のＬＥＤ８０間で出射光の色相にバラツキ（色バラツキ）を生じることになる。
【０００８】
また、ＬＥＤ８０をＬＥＤ素子８３の直上方向から観視（正面視）した場合、ＬＥＤ素子８３の光出射面領域に視線を向けたときと光出射面領域以外の領域に視線を向けたときでは、受光する照射光に色相の違いが生じる。つまり、ＬＥＤ８０の正面視において照射光に色相の違い（色ムラ）が生じることになる。
【０００９】
具体的には、ＬＥＤ素子８３を青色光を発光する青色ＬＥＤ素子８３とし、蛍光体８６を、青色光に励起されて黄色光に波長変換する黄色蛍光体と青色光に励起されて緑色光に波長変換する緑色蛍光体の混合蛍光体とすると、視線を青色ＬＥＤ素子８３の光出射領域に向けたときは、青色ＬＥＤ素子８３からの直接光の青色光と青色ＬＥＤ素子８３からの青色光の一部が混合蛍光体８６を励起することにより波長変換された黄色光及び緑色光の夫々の拡散光との加法混色により照射光が白色光として感知される。
【００１０】
また、視線を青色ＬＥＤ素子８３の光出射面領域以外の領域に向けたときは、青色ＬＥＤ素子８３から直接視線方向に向かう青色光の光量は極めて少なく、青色ＬＥＤ素子８３からの青色光の一部が蛍光体を励起することにより波長変換された黄色光及び緑色光の夫々の拡散光が視線方向に向かう。そのため、加法混色された照射光は相対的に青色成分が少なく黄色成分及び緑色成分が多い黄緑がかった白色光として感知される。
【００１１】
さらに、ＬＥＤ８０は、該ＬＥＤ８０からの出射光の色相が出射方向によって異なるものとなる。つまり、青色ＬＥＤ素子８３から発せられて、混合蛍光体８６を分散した透明樹脂８７内を導光されて光出射面８８に至る光の光路長が、青色ＬＥＤ素子８３から発せられた光の導光方向によって異なるものとなり、この光路長の違い（光路差）が、青色ＬＥＤ素子８３から発せられて、混合蛍光体８６を分散した透明樹脂８７内を導光されて光出射面８８に至るまでの間に混合蛍光体８６によって波長変換される割合（確率）に差を生じることになる。そのため、短い光路を辿って光出射面８８に至った光は混合蛍光体によって波長変換される割合が相対的に少ないために青色成分が多くなり、長い光路を辿って光出射面８８に至った光は混合蛍光体によって波長変換される割合が相対的に多いために黄緑色成分が多くなる。
【００１２】
その結果、青色ＬＥＤ素子８３の直上方向には、青色ＬＥＤ素子８３から混合蛍光体８６を分散した透明樹脂８７の光出射面８８までの光路長が相対的に短いために青色成分の多い青みがかった白色光が出射され、青色ＬＥＤ素子８３の斜め上方には、青色ＬＥＤ素子８３から混合蛍光体８６を分散した透明樹脂８７の光出射面８８までの光路長が相対的に長いために黄緑色成分の多い黄緑がかった白色光が出射される。つまり、視認角度によって照射光の色相が異なるものとなる。
【００１３】
一方、上記特許文献２のチップタイプＬＥＤ９０は、ＬＥＤチップ９４の上面のみにスパッタリング法等の方法によって直接非粒子状性の無機蛍光層９３を形成するものである。
【００１４】
そのため、個々のチップタイプＬＥＤ９０に対してほぼ均一に無機蛍光層９３を形成することができ、特許文献１において製造工程の過程で発生していたような、個々のチップタイプＬＥＤ９０間における出射光の色相バラツキを抑制することができると同時に、ＬＥＤチップ９４の直上方向からＬＥＤチップ９４の光出射面領域及び光出射面領域以外の領域に視線を向けたときに発生していたような、正面視における受光する照射光の色相の違いを抑制することができる。
【００１５】
但し、チップタイプＬＥＤ９０は、特許文献１と同様に、チップタイプＬＥＤ９０からの出射光の色相が出射方向によって異なるものとなる。つまり、ＬＥＤチップ９４から該ＬＥＤチップ９４の直上方向に発せられた光が無機蛍光層９３内を導光される光路長と、ＬＥＤチップ９４から該ＬＥＤチップ９４の斜め上方に発せられた光が無機蛍光層９３内を導光される光路長とでは光路長に差を生じる。
【００１６】
その結果、チップタイプＬＥＤ９０は上記特許文献１と同様に、視認角度によって照射光の色相が異なるものとなる。
【００１７】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、個々の半導体発光装置間で出射光に色相のバラツキ（色バラツキ）を有することなく、半導体発光装置の直上方向からの観視（正面視）において照射光に色相の違い（色ムラ）が生じることがなく、且つ視認角度によって照射光に色相の違い（色ムラ）が生じることがない、半導体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】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光出射部を覆う前記半導体発光素子の発光を受けて励起され前記半導体発光素子の発光とは異なる色相の光を出射する蛍光体が透光性樹脂に分散された蛍光体シートを有し、前記蛍光体シートは、一方の面から他方の面に向かう方向を深さ方向とする複数のハーフカットの溝を備えていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記蛍光体シートは、厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記蛍光体シートは、前記複数のハーフカットの溝の深さが、前記蛍光体シートの厚みの１０％以上１００％未満であることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記蛍光体シートは、前記複数のハーフカットの溝のピッチが、１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光出射部を覆う前記半導体発光素子の発光を受けて励起され前記半導体発光素子の発光とは異なる色相の光を出射する蛍光体が透光性樹脂に分散された蛍光体シートを有し、前記蛍光体シートは、内部に、前記蛍光体シートの厚み方向と前記蛍光体シートの面内方向に拡がる面状の空洞を複数備えていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記蛍光体シートは、厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項５又は請求項６において、前記蛍光体シートは、前記複数の面状の空洞のピッチが、１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、前記半導体発光装置は、少なくとも前記蛍光体シートを覆うように透光性樹脂が設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の請求項９に記載された発明は、請求項８において、前記蛍光体シートを覆う透光性樹脂と前記蛍光体シートを構成する透光性樹脂は、互いに屈折率が異なることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の半導体発光装置は、発光源となる半導体発光素子の光出射部を覆うように、透光性樹脂に蛍光体が分散されてなる蛍光体シートを配置した。蛍光体シートには、一方の面から他方の面に向かう方向を深さ方向とする複数のハーフカットの溝を設けた。
【００２８】
その結果、蛍光体シートに設けられたハーフカットの溝の光学的効果により、半導体発光装置の直上方向からの観視（正面視）において照射光に色相の違い（色ムラ）が生じることがなく、且つ視認角度によって照射光に色相の違い（色ムラ）が生じることがない、半導体発光装置を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の縦断面説明図である。
【図２】蛍光体シートの断面説明図である。
【図３】蛍光体シートの配置方法の説明図である。
【図４】蛍光体シートの断面説明図である。
【図５】光学特性をまとめた表である。
【図６】光路説明図である。
【図７】同じく、光路説明図である。
【図８】同じく、光路説明図である。
【図９】半導体発光装置の縦断面説明図である。
【図１０】光路説明図である。
【図１１】半導体発光装置の正面視説明図である。
【図１２】半導体発光装置の縦断面説明図である。
【図１３】半導体発光装置の縦断面説明図である。
【図１４】従来例の説明図である。
【図１５】同じく、従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１３を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００３１】
本発明の半導体発光装置は、種々のパッケージに対して適応できるものであるが、そのなかで表面実装型の半導体発光装置を一実施形態として説明する。
【００３２】
図１は実施形態の縦断面説明図である。
【００３３】
半導体発光装置１は凹部２を有する樹脂パッケージ３の凹部２底面に、互いに分離独立した一対のリード電極４、５の一端部が露出してボンディング部（ダイボンディング部４ａ及びワイヤボンディング部５ａ）を形成すると共に、リード電極４、５の夫々の他端部が樹脂パッケージ３の裏面に回り込んで外部からの電力を受電する電力受電部４ｂ、５ｂを形成している。
【００３４】
凹部２底面に露出したリード電極４のダイボンディング部４ａ上には、導電性接着剤６を介してＬＥＤチップ７がダイボンディングされてＬＥＤチップ７の下部電極（図示せず）とダイボンディング部４ａが電気的に接続されている。ＬＥＤチップ７の上部電極（図示せず）と凹部２底面に露出したリード電極５のワイヤボンディング部５ａには、ボンディングワイヤ８の両端部の夫々がワイヤボンディングされてＬＥＤチップ７の上部電極とワイヤボンディング部５ａがボンディングワイヤ８を介して電気的に接続されている。
【００３５】
凹部２内には、透光性樹脂９が充填されて、ＬＥＤチップ７及び後述する蛍光体シート１０を水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つＬＥＤチップ７、ボンディングワイヤ８及び蛍光体シート１０を振動及び衝撃等の機械的応力から保護している。透光性樹脂９はレンズ状に形成することにより出射光の配光制御に用いられる場合もある。透光性樹脂９は必ずしも必要とされるものではないが、使用する場合は、例えばエポキシ樹脂あるいはシリコーン樹脂等の透光性を有する熱硬化性樹脂が用いられる。
【００３６】
ＬＥＤチップ７は、厚みが１００μｍ程度のＳｉあるいはＧｅ等の半導体材料で形成された半導体基板からなる支持基板７ａ上に、例えばＡｕＳｎはんだを含む複数の金属膜が積層されて構成された金属層（図示せず）を介して、内部に発光層を有する半導体エピタキシャル層（以下、「エピタキシャル層」と略称する）７ｂが接合されている。
【００３７】
エピタキシャル層７ｂと支持基板７ａを接合する金属層は、接合部材としての役割以外に、エピタキシャル層７ｂ内の発光層から放射された光の光反射層としての役割も担っている。
【００３８】
エピタキシャル層７ｂは、ｎ型半導体層、発光層（活性層）及びｐ型半導体層が順次積層された矩形状の多層積層構造を有している。そのうち、ｎ型半導体層は例えばＳｉドープのＧａＮ層で構成され、発光層はＩｎＧaＮ／ＧａＮからなる多重量子井戸構造によりピーク波長が約４６０ｎｍの青色光を発光し、ｐ型半導体層は例えばＭｇドープのＧａＮ層で構成されている。
【００３９】
エピタキシャル層７ｂの最上部には、例えばＡｕ、ＡｇあるいはＡｌ等の金属材料からなる電極パッドが設けられていると共に、支持基板７ａの裏面には例えばＡｕ等からなる裏面電極が設けられている。そして、電極パッドと裏面電極の間に所定の電圧を印加してＬＥＤチップ７に給電することにより、エピタキシャル層７ｂ内の発光層で発光が生じて青色光が放射される。
【００４０】
このとき、発光層からエピタキシャル層７ｂの上面（主光出射面）７ｃ方向に放射された光は、ｎ型半導体層内を導光されてそのまま主光出射面７ｃからＬＥＤチップ７外に出射される。一方、発光層から支持基板７ａ方向に放射された光は、ｐ型半導体層内を導光され金属層で反射されて再度ｐ型半導体層内に戻り、更にｐ型半導体層、発光層及びｎ型半導体層の各層内を順次導光されて主光出射面７ｃからＬＥＤチップ７外に出射される。
【００４１】
ＬＥＤチップ７を構成するエピタキシャル層７ｂ、金属層及び支持基板７ａはいずれも、ＬＥＤチップ７の直上から見た上面視において約１〜２ｍｍ□の矩形状を呈しており、エピタキシャル層７ｂは支持基板７ａよりも小さい面積を有すると共に支持基板７ａから突出することなく支持基板７ａの外縁の内側に収まるように形成されている。
【００４２】
ＬＥＤチップ７には、エピタキシャル層７ｂの光出射部となる上面（主光出射面）７ｃ及び側面（副光出射面）７ｄを被覆するように、透光性樹脂に蛍光体を分散してなるシート状の蛍光体分散樹脂（以下、「蛍光体シート」と呼称する）１０が設けられている。
【００４３】
蛍光体シート１０は、例えばエポキシ樹脂あるいはシリコーン樹脂等の透光性を有する熱硬化性樹脂（以下、「透光性樹脂」と略称する）が熱硬化前の液状状態のときに蛍光体を分散して蛍光体分散樹脂を形成し、この液状の蛍光体分散樹脂を加熱硬化してシート状に成形したものである。
【００４４】
透光性樹脂に分散される蛍光体は、例えばＹＡＧ蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等）やケイ酸塩系蛍光体（Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ等）の粉末が用いられ、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂ内の発光層から放射された、ピーク波長が約４６０ｎｍの青色光に励起されて５６０ｎｍ前後にピーク波長を有する黄色光を放出する。
【００４５】
そこで、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂ内の発光層から放射されてエピタキシャル層７ｂの主・副光出射面７ｃ、７ｄからＬＥＤチップ７外に出射した青色光は、エピタキシャル層７ｂを被覆する蛍光体シート１０に入射する。蛍光体シート１０に入射した青色光は、蛍光体シート１０内を蛍光体を励起することなく導光された非波長変換光（青色光）と、蛍光体シート１０内を導光中に蛍光体（黄色蛍光体）を励起することにより黄色蛍光体から放出された波長変換光（黄色光）とを構成し、この青色光と黄色光の加法混色により白色光が得られる。
【００４６】
次に、蛍光体シート１０の詳細形状及びその作製方法を図２〜図４を参照して説明する。
【００４７】
まず、例えばエポキシ樹脂あるいはシリコーン樹脂等の透光性樹脂に、例えばＹＡＧ蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等）やケイ酸塩系蛍光体（Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ等）の粉末を混入して攪拌・脱法して蛍光体分散樹脂を作製し、この蛍光体分散樹脂を、該蛍光体分散樹脂を完全硬化（本硬化）させるための本加熱の加熱条件で加熱して、全面に亘って均一な厚みの平板状の蛍光体シート１０を作製する。
【００４８】
蛍光体シート１０の厚みは、５０〜２００μｍの範囲にあるのが好ましいが、必ずしもこれに限られるものではない。但し、厚みが５０μｍよりも薄くなると、蛍光体シート１０自体の製造工程中及び半導体発光装置としての組立工程中のハンドリングが困難となると共に所望する色相の光を得るために蛍光体濃度を高めることにより蛍光体シート１０の機械的強度が損なわれることになる。また、厚みが２００μｍよりも厚くなると、蛍光体シート１０の柔軟性が損なわれてＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂに対する被覆作業の作業性が悪くなる。
【００４９】
次に、図２（蛍光体シートの断面説明図）にあるように、完全硬化した平板状の蛍光体シート１０に、一方の面から厚み方向に所定の深さを有すると共に直線状に延びる所定幅の溝１１を、縦横夫々所定のピッチで格子状に形成する。
【００５０】
溝１１の深さ（ｄ）は、蛍光体シート１０の厚み（ｔ）の１０％以上１００％未満の深さ（ハーフカット）が好ましいが、基本的には、蛍光体シート１０自体の製造工程中及び半導体発光装置としての組立工程中のハンドリングにおいて、簡単に損傷することがない程度の最低限の強度を確保できる深さが必要である。ハーフカットの深さが、蛍光体シート１０の厚みの１０％よりも浅くなると、後述する、視認角度による色相変化を抑制する抑制効果が小さくなってしまう。
【００５１】
また、縦横格子状に形成された溝１１の縦横の夫々のピッチは、１０〜１００μｍ程度が好ましい。但し、溝１１のピッチの最小は１０μｍ程度が好ましいが、製造上１０μｍ未満のピッチでの形成が可能であれば１０μｍ未満のピッチであってもかまわない。溝１１のピッチが１００μｍよりも大きくなると、後述する、視認角度による色相変化を抑制する抑制効果が小さくなってしまうと同時に新たな色相ムラの原因となってしまう。
【００５２】
なお、溝１１の深さ及び溝１１のピッチの夫々は、蛍光体シート１０の全面に亘って均一に設けられても良いし、規則性なくランダムに形成されてもよい。
【００５３】
上記蛍光体シート１０は、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂを被覆するように設けられるものであるが、それには２通りの方法が考えられる。
【００５４】
その一つは、蛍光体分散樹脂を本加熱することにより完全硬化（本硬化）した蛍光体シート１０の全面に、一方の面から厚み方向に所定の深さを有すると共に直線状に延びる所定幅の溝１１（ハーフカットの溝１１）を、縦横夫々所定のピッチで格子状に形成し、その後、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂに被覆する大きさに切断、分割する。そして、図３（蛍光体シートの配置方法の説明図）にあるように、分割された複数の蛍光体シート１０の夫々を、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの上面（主光出射面）７ｃにワイヤボンディングされたボンディングワイヤ８を避けながらエピタキシャル層７ｂの光出射部となる上面（主光出射面）７ｃ及び側面（副光出射面）７ｄに沿って、例えばシリコーン樹脂等の接着剤を介して配置して該接着剤を加熱硬化することにより固着するものである。
【００５５】
その場合、ハーフカットの溝１１が格子状に形成されてなる蛍光体シート１０は、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部に沿って配置される前にすでに完全硬化の状態にある。そのため、蛍光体シート１０の配置後の接着剤硬化時の加熱によって蛍光体シート１０の形状が崩れるようなことはなく、ハーフカットの溝１１の形状も崩れることなく配置時の形状がそのまま維持される。
【００５６】
もう一つは図示しないが、蛍光体分散樹脂の本加熱による本硬化ではなく仮加熱による仮硬化の蛍光体シートを形成し、仮硬化の蛍光体シートの全面に、一方の面から厚み方向に所定の深さを有すると共に直線状に延びる所定幅の溝（ハーフカットの溝）を、縦横夫々所定のピッチで格子状に形成し、その後、ＬＥＤチップのエピタキシャル層に被覆する大きさに切断、分割する。そして、分割された複数の蛍光体シートの夫々を、エピタキシャル層の光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）に沿って配置してその状態で本加熱の熱処理を行うことにより、蛍光体シートを本硬化させると共に本硬化時の加熱処理によって蛍光体シートがＬＥＤチップの光出射部に沿って直接固着する。
【００５７】
この場合、ハーフカットの溝が設けられた蛍光体シートは、ＬＥＤチップのエピタキシャル層の光出射部に沿って配置された時点では仮硬化の状態にあり、その後の本加熱によって本硬化（完全硬化）される。そのため、エピタキシャル層の光出射部に沿って配置された仮硬化状態の蛍光体シートは、仮硬化から本硬化に至る加熱処理によって形状が崩れて変形してしまい、ハーフカットの溝の形状も同様に崩れて変形してしまう。
【００５８】
各ハーフカットの溝１１の、本硬化の加熱処理による変形後の形状は図４（蛍光体シートの断面説明図）にあるように、蛍光体シート１０の内部において、蛍光体シート１０の厚み方向と蛍光体シート１０の面内方向に拡がる面状の空洞１２の形をなすものである。このような、内部に複数の面状の空洞１２を有する蛍光体シート１０は、後述する、視認角度による色相変化を抑制する抑制効果に対して悪影響を及ぼすものではなく、かえって、ハーフカットの溝１１が形成された蛍光体シート１０よりも視認角度による色相変化を効果的に抑制することができる。
【００５９】
なお、上述の仮硬化とは、蛍光体分散樹脂が完全には硬化していない状態を指すものであり、蛍光体シート１０を、蛍光体シート１０自体の製造工程中及び半導体発光装置としての組立工程中のハンドリングにおいて、簡単に損傷することなく少なくともその形状を維持できる最低限の強度が確保できる程度に硬化させた状態を指すものである。具体的には、例えば、硬化時の加熱温度を本硬化時の加熱温度よりもやや低い温度としたり、加熱時間を本硬化時の加熱時間よりもやや短い時間とするなど、熱処理条件を適宜設定することにより不完全な硬化状態を作り出すものである。
【００６０】
一方、本硬化（完全硬化）とは、仮硬化状態の蛍光体シート１０に対して、透光性樹脂の硬化反応が完全に終了するような、本加熱の加熱条件に基づく高温長時間の加熱処理を施した状態を指すものである。
【００６１】
次に、半導体発光装置において上記ハーフカットの溝を施した蛍光体シート及び該ハーフカットの溝の変形による空洞を設けた蛍光体シートの夫々が果たす光学的効果について、従来構成の半導体発光装置とともに、試料作製及び光学特性測定・検証を行ったので以下に説明する。
【００６２】
測定・検証試料は、従来構成の半導体発光装置を比較例として比較例１及び比較例２の２種類の半導体発光装置を作製し、上記蛍光体シートを備えた半導体発光装置を実施例として実施例１及び実施例２の２種類の半導体発光装置を作製した。
【００６３】
そのうち、比較例１の半導体発光装置は図１４と同様の構成とし、比較例２の半導体発光装置は図１５と同様の構成とした。
【００６４】
ＬＥＤチップ（比較例１においてはＬＥＤ素子８３、比較例２においてはＬＥＤチップ９４）は、厚みが１５０μｍのＳｉ基板からなる支持基板上に、ＡｕＳｎはんだを含む複数の金属膜が積層されて構成された金属層を介して、内部に発光層を有するエピタキシャル層が接合されている。エピタキシャル層は、ｎ型半導体層、発光層（活性層）及びｐ型半導体層が順次積層された多層積層構造を有している。エピタキシャル層の最上部にはＡｕ等の金属材料からなる電極パッドが設けられると共に支持基板の裏面には例えばＡｕ等の金属材料からなる裏面電極が設けられており、電極パッドと裏面電極の間に所定の電圧を印加してＬＥＤチップに給電することにより、エピタキシャル層内の発光層で発光が生じてピーク波長が約４５５ｎｍの青色発光が放射される。ＬＥＤチップを構成するエピタキシャル層、金属層及び支持基板は、いずれも上面視において１．１ｍｍ□の矩形状を呈している。
【００６５】
比較例１は、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７はシリコーン樹脂、蛍光体８６は材料がＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅであり、蛍光体８６を分散してなる透明樹脂８７中の蛍光体濃度は２０ｗｔ％である。
【００６６】
比較例２は、無機蛍光層９３に替えて、溝を有しない平板状の蛍光体シートを設けた。この蛍光体シートは、シリコーン樹脂からなる透光性樹脂にＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅからなる蛍光体を混入して攪拌・脱泡して蛍光体分散樹脂を形成し、これを完全硬化する加熱条件（１６０℃、１時間）で加熱して厚さ１００μｍのシート状にした。そして、この蛍光体シートをＬＥＤチップ９４のチップサイズと同等の大きさの１．１ｍｍ□に切断、分割し、分割された複数の蛍光体シートの夫々を、ＬＥＤチップ９４の光出射面上にボンディングワイヤ（導電性ワイヤー９６）を避けながらシリコーン樹脂を介して貼り付けて該シリコーン樹脂を１６０℃、１時間加熱硬化することにより固定したものである。蛍光体シート中の蛍光体濃度は５６ｗｔ％である。
【００６７】
実施例１及び実施例２は、いずれも図１の半導体発光装置と同様の構成とする。
【００６８】
ＬＥＤチップ７は、実施例１及び実施例２ともに、比較例１及び比較２に使用したものと同一である。蛍光体シート１０は、実施例１及び実施例２ともに、厚みが１００μｍで、蛍光体シート１０を構成する透光性樹脂はシリコーン樹脂、蛍光体は材料がＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅであり、蛍光体シート１０中の蛍光体濃度は５６ｗｔ％である。
【００６９】
実施例１の蛍光体シート１０は、蛍光体分散樹脂を加熱硬化することにより完全硬化した厚さ１００μｍの板状にし、これに全面に亘って一方の面から縦横夫々１００μｍの間隔で格子状に深さ５０μｍのハーフカットの長溝を形成し、同時にＬＥＤチップ７のチップサイズと同等の大きさの１．１ｍｍ□に切断、分割した。そして、分割された蛍光体シート１０を、ハーフカットが施された面を上にしてＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部となる上面（主光出射面）７ｃ及び側面（副光出射面）７ｄを被覆するようにボンディングワイヤ８を避けながらシリコーン樹脂の接着剤を介して貼り付け、該接着剤を加熱硬化することにより固定した。
【００７０】
一方、実施例２の蛍光体シート１０は、蛍光体分散樹脂を仮硬化の加熱条件（１２０℃  ３０分）で加熱硬化して厚さ１００μｍの仮硬化の蛍光体シートを形成し、これに全面に亘って一方の面から縦横夫々１００μｍの間隔で格子状に深さ５０μｍのハーフカットの長溝を形成し、同時にＬＥＤチップのチップサイズと同等の大きさの１．１ｍｍ□に切断、分割した。そして、分割された蛍光体シートを、ハーフカットが施された面を上にしてＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部となる上面（主光出射面）７ｃ及び側面（副光出射面）７ｄを被覆するようにボンディングワイヤ８を避けながら直接覆って加熱することにより蛍光体シート１０を完全硬化させると共に、完全硬化時の熱によって蛍光体シート１０をＬＥＤチップに直接固着させた。
【００７１】
そして、上記試料に対して、比較例１及び比較例２、実施例１及び実施例２の各半導体発光装置について、正面視における色ムラ及びＬＥＤチップの直上方向（０°の方向）と直上方向から６０°傾いた方向（６０°方向）の両方から見た時の色度差を測定した。図５の表はその測定結果をまとめたものである。
【００７２】
なお、正面視における色ムラの測定は、夫々の出射光をレンズを介してスクリーンに投影して確認した。
【００７３】
図５の表より、正面視における色ムラについては、比較例１において、スクリーン上に、ＬＥＤパッケージ８１の凹部８２であって蛍光体８６が分散してなる透明樹脂８７の充填部分である円形の発光像が投影され、そのなかで、中央のＬＥＤ素子８３の主光出射面に対応する部分は白色発光が確認されたが、周囲は黄色みがかった白色光が認められた。
【００７４】
それに対し、比較例２、実施例１及び実施例２については、比較例１で見られた投影像の中央部分の白色発光のみが確認され、黄色みがかった白色光は認められなかった。これは、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部となる上面（主光出射面）７ｃ及び側面（副光出射面）７ｄのみに蛍光体シート１０を配置した光学的効果と考えられる。ＬＥＤチップ７の光出射面領域（発光面中心）及び光出射面領域以外の領域（発光面中心の周辺）からなる全面に亘って色相の違い（色ムラ）はほとんど認められなかった。
【００７５】
一方、０°の方向から見た時の色度と６０°の方向から見た時の色度の差はｘｙ色度座標において、ｘ座標値の差及びｙ座標値のいずれも比較例１が最も大きく、次いで比較例２及び実施例１の順に大きく、実施例２が最も小さい。つまり、実施例２、実施例１、比較例２及び比較例１の順に視認角度による色相変化の変化量が少なく、色相の視認角依存性が少ないことがわかる。
【００７６】
この要因としては、以下のことが考えられる（図６〜図８の光路説明図参照）。図６はハーフカットの溝を設けない蛍光体シート１０ａをＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部を被覆するように配設した比較例２の構成を示し、図７は完全硬化の蛍光体シートにハーフカットの溝１１を設けた蛍光体シート１０ｂをＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部を被覆するように配設することにより溝１１の形状がそのまま維持された状態にある実施例１の構成を示し、図８は仮硬化の蛍光体シートにハーフカットの溝を設けてＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部を被覆するように配設し、それを加熱によって完全硬化すると共にその時の熱によってハーフカットの溝の形状が崩れて空洞１２となった状態にある蛍光体シート１０ｃを備えた実施例２の構成を示している。
【００７７】
図６〜図８において、Ｌ１、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｂ、Ｌ３はＬＥＤチップ７の主光出射面（ＧａＮ層）７ｃから蛍光体シート１０ａ、１０ｂ、１０ｃに入射して該蛍光体シート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ内を導光されて外部に出射された光の光路を示し、符号１５ａ〜１５ｈは媒質の変化する点（媒質変化点）を示す。
【００７８】
ところで、光散乱現象は、光が進行中に媒質の光学的特性の変化点を通ったときに生じるものである。したがって、図６（比較例２）のような、ＬＥＤチップ７の主光出射面７ｃから、全面に亘って厚みが均一な蛍光体シート１０ａに入射した光Ｌ１は、蛍光体シート１０ａ内を導光されて外部に出射するまでの間に、蛍光体シート１０ａの光出射面１０ａａのみが媒質の光学的特性の変化点１５ａとなるものである。そのため、光Ｌ１が大きく散乱されるのは蛍光体シート１０ａの光出射面１０ａａにおける１箇所のみである。
【００７９】
これに対し、図７（実施例１）のような、ＬＥＤチップ７の主光出射面７ｃから、全面に一方の面から縦横格子状にハーフカットの長溝１１が形成された蛍光体シート１０ｂに入射した光のうち、ＬＥＤチップ７の主光出射面７ｃのある位置からある方向に入射して溝１１に向かう光Ｌ２ａは、蛍光体シート１０ｂ内を導光されて外部に出射するまでの間に、溝１１の光出射面１１ａ及び光入射面１０ｂの２箇所と蛍光体シート１０ｂの光出射面１０ｂａの１箇所の合計３箇所の媒質の光学的特性の変化点１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを通り、ＬＥＤチップ７の主光出射面７ｃのある位置からある方向に入射して溝１１に向かう光Ｌ２ｂは、蛍光体シート１０ｂ内を導光されて外部に出射するまでの間に、溝１１の光出射面１０ｂａの１箇所のみの媒質の光学的特性の変化点１５ｅを通る。
【００８０】
更に、図８（実施例２）のような、ＬＥＤチップ７の主光出射面７ｃから、内部に空洞１２が形成された蛍光体シート１０ｃに入射した光のうち、ＬＥＤチップ７の主光出射面７ｃのある位置からある方向に入射て空洞１２に向かう光Ｌ３はすべて、蛍光体シート１０ｃ内を導光されて外部に出射するまでの間に、空洞１２の光入射面１２ａ及び光出射面１２ｂの２箇所と蛍光体シート１０ｃの光出射面１０ｃａの１箇所の合計３箇所の媒質の光学的特性の変化点１５ｆ、１５ｇ、１５ｈを通ることになる。
【００８１】
したがって、ＬＥＤチップの主光出射面から蛍光体シートに入射して該蛍光体シート内を導光されて外部に出射される光が、媒質の光学的特性の変化点を通る確率が最も高いのは実施例２の構成であり、次に実施例１の順となる。その結果、蛍光体シート内を導光中の光が散乱することにより視認角度による色相変化の変化量が抑制されると考えると、散乱確率の最も高い実施例２が最も色相の視認角依存性が少なく、次に実施例１が色相の視認角依存性が少ないことは明らかである。
【００８２】
ところで、特許文献１のＬＥＤ８０は、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７をディスペンサ（液体定量吐出装置）のシリンジに充填し、ＬＥＤパッケージ８１の凹部８２内にシリンジから定量の、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７を注入することにより得られるものである。したがって、その際、シリンジ内に充填された、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７は、注入工程中に時間の経過とともに蛍光体がシリンジ内で沈降して蛍光体濃度の均一性が損なわれる。そのため、ＬＥＤパッケージ８１の凹部８２内に注入される、蛍光体８６を分散した透明樹脂８７も時間の経過とともに蛍光体濃度に違いが生じ、個々のＬＥＤ８０間で出射光の色相にバラツキを生じることになる。
【００８３】
それに対し、本発明の半導体発光装置は、ＬＥＤチップの光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）のみに蛍光体シートを配置すると共にその蛍光体シートを大量に均一な蛍光体濃度で作製することができる。そのため、蛍光体シートをＬＥＤチップの光出射部に配置してなる個々の半導体発光装置間における出射光の色相バラツキを抑制することができる。
【００８４】
それと同時に、蛍光体シートをＬＥＤチップの光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）のみに配置したことにより半導体発光装置の直上方向からの観視（正面視）において照射光に色相の違い（色ムラ）を抑制することができる。
【００８５】
また、ＬＥＤチップの光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）に配置する蛍光体シートに、一方の面から厚み方向に所定の深さを有すると共に直線状に延びる幅狭の溝（ハーフカットの溝）を、縦横夫々所定の間隔で格子状に形成した。これにより、視認角度による色相変化の変化量を少なくすることができ、色相の視認角依存性を少なくすることが可能となった。
【００８６】
更に、ＬＥＤチップの光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）に配置する蛍光体シートに、上記ハーフカットの溝に代わって該ハーフカットの溝を変形させた空洞を設けることにより、蛍光体シートにハーフカットの溝を有するときよりも更に視認角度による色相変化の変化量を少なくすることができ、色相の視認角依存性をより少なくすることが可能となった。
【００８７】
なお、蛍光体シートにハーフカットの溝を設けることは、粘着シート等の裁断に用いられる裁断機をそのまま活用することができる。そのため、溝の深さや溝のピッチの設定及び裁断を非常に簡単に行うことができる。
【００８８】
また、蛍光体シートに設ける空洞は、ハーフカットの溝が設けられた仮硬化の蛍光体シートに完全硬化のための熱処理を施すのみで、非常に簡便に形成することができる。
【００８９】
また、蛍光体シートはＬＥＤチップの光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）に配置する前に、その蛍光体濃度を正確に把握することができる。そのため、個々のＬＥＤチップの発光の波長バラツキに対応した蛍光体濃度の蛍光体シートを選定して配置することにより、個々のＬＥＤチップの発光の波長バラツキを補正して個々の半導体発光装置において色相バラツキの抑制された出射光を得ることができる。
【００９０】
なお、ハーフカットの溝が形成された蛍光体シート或いは空洞が形成された蛍光体シートを配置したＬＥＤチップは、上記表面実装型以外の半導体発光装置に用いても光学的に優れた効果を発揮することができる。
【００９１】
具体的には、例えば、ＬＥＤチップを凸ドーム状の樹脂で樹脂封止した構成の半導体発光装置を挙げることができる。
【００９２】
図９（半導体発光装置の縦断面説明図）の半導体発光装置は２０、発光層（活性層）を含む多層積層構造からなるエピタキシャル層７ｂが金属層を介して、発光層から放射された光を透過しない半導体基板からなる支持基板７ａ上に形成されてなるＬＥＤチップ７において、該ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）を覆うように支持基板７ａ上全面に亘って、透光性樹脂に蛍光体２１を分散してなる蛍光体分散樹脂２２を所定量滴下することにより凸ドーム状に樹脂封止したものである。符号１６はＬＥＤチップ７の実装基板である。
【００９３】
その後、蛍光体分散樹脂２２内の蛍光体２１が加熱硬化前及び加熱硬化中に自身の自重によって沈降し、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）に沿って且つ支持基板７ａ上に堆積して蛍光体層２３を形成したものである。
【００９４】
このような構成の半導体発光装置２０における光学特性は、矩形状のＬＥＤチップ７の正面視において、蛍光体分散樹脂を２２通して中央部からは白色光が視認され四隅からは青色強度の強い白色光が視認された。これは、矩形状の支持基板７ａの四隅が他の部分よりも蛍光体層２３の厚みが薄くなっていることに起因するものである。
【００９５】
その理由は、蛍光体分散樹脂２２が矩形状の支持基板７ａ上全面に亘って凸ドーム状に形成されるため、蛍光体分散樹脂２２の厚みは、支持基板７ａの中央部が最も厚く、中央部から離れるに従って徐々に薄くなり、外縁部近傍が最も薄くなる。また、外縁部近傍においても、四隅の部分が最も蛍光体分散樹脂２２が薄い部分となる。また、四隅の部分は、蛍光体分散樹脂２２を滴下した際に、蛍光体分散樹脂２２がそこまで濡れ広がり難い傾向にあり、十分な厚みを確保できない恐れがある。
【００９６】
そこで、沈降・堆積する蛍光体２１の厚み（蛍光体層２３の厚み）は蛍光体分散樹脂２２の厚みに比例するため、蛍光体層２３の厚みも支持基板７ａの中央部が最も厚く、中央部から離れるに従って徐々に薄くなり、外縁部近傍が最も薄くなる。また、外縁部近傍においても、四隅の部分が特に蛍光体層２３が薄い部分となる。
【００９７】
その結果、上述したような、中央部からは白色光が視認されるが四隅からは青色成分の強い白色光が視認されるといった、色ムラを生じることになる。
【００９８】
一方、この半導体発光装置２０を、視認角度を変えて種々の方向から観視すると、ＬＥＤチップ７の直上方向から見たときの白色光に対して直上方向から離れるに従って白色光に黄色成分が多くなる。
【００９９】
これはＬＥＤチップ７の直上方向から見た場合と、直上方向に対して傾斜方向から見た場合とでは、ＬＥＤチップ７からの出射光が蛍光体層２３を通過するときの蛍光体層２３中の光路長が異なることに起因するものである。
【０１００】
つまり、蛍光体層２３中における光路長が長くなるに従ってＬＥＤチップ７から出射された光が蛍光体２１を励起する割合（確率）が高くなり、蛍光体層２３を透過した白色光に黄色成分が多くなる。
【０１０１】
具体的には、図１０（光路説明図）に示すように、ＬＥＤチップ７から該ＬＥＤチップ７の直上方向に放射された光Ｌαが蛍光体層２３を通過する距離をｄ１とし、ＬＥＤチップ７から該ＬＥＤチップ７の直上方向に対して傾斜方向に放射された光Ｌβが蛍光体層２３を通過する距離をｄ２とすると、Ｌαの光路を辿る光よりもＬβの光路を辿る光の方が蛍光体層２３を通過するまでの距離が長くなり、ｄ２−ｄ１の光路差が生じる。
【０１０２】
その結果、ＬＥＤチップ７の直上方向においては相対的に蛍光体層２３中の光路長が短いためにＬＥＤチップ７から出射して蛍光体２１を励起することなくそのまま蛍光体層２３から出射する青色光の光量が相対的に多くなり、ＬＥＤチップ７の直上方向に対する斜め方向においては相対的に蛍光体層２３中の光路長が長いためにＬＥＤチップ７から出射した青色光によって蛍光体層２３中の蛍光体２１が励起されて波長変換された黄色光の光量が相対的に多くなるためである。
【０１０３】
このような、視認角度により白色光の色相に変化を生じるような、色相の視認角依存性の現象は、従来の、ＬＥＤチップを覆う蛍光体分散樹脂の外形形状が平坦状に形成された半導体発光装置においても見られる現象であるが、ＬＥＤチップを覆う蛍光体分散樹脂の外形形状が凸曲面形状に形成された従来の半導体発光装置においては顕著に現れる現象である。
【０１０４】
特に、蛍光体分散樹脂を凸曲面形状に形成した半導体発光装置は、例えば、車両用前照灯、街路灯、一般照明等の、照射光の正面輝度分布が急峻で明暗の境界が明確な配光特性が要求される照明灯具に用いられる。また、それ以外の用途として、照射光をレンズを通して直接対象物を照射するような照明灯具にも用いられる。その場合、上記正面視による色ムラや視認角度による色相変化（色相の視認角依存性）は、レンズを通した照射光が照射対象物に対して顕著な色ムラをもたらすことになり、照明灯具としては不適切なものとなる。
【０１０５】
そこで、正面視による色ムラの問題を解決するために、図１１（半導体発光装置の正面視説明図）及び図１２（半導体発光装置の縦断面説明図）にあるような構成による半導体発光装置３０が考えられる。それは、支持基板７ａ上のエピタキシャル層７ｂの四隅のうち少なくとも１隅に、発光層から放射された光を出射しないように非光出射手段３１を施し、その上に蛍光体２１による蛍光体層２３を形成したものである。
【０１０６】
非光出射手段３１の具体的な方法は、エピタキシャル層７ｂの隅に発光層から放射された光を遮蔽する遮光部を形成するか、或いはエピタキシャル層７ｂの隅を部分的に除去することが考えられる。これにより、正面視による色ムラの問題は解決できる。
【０１０７】
但し、発光層から放射されて外部に出射される光の一部をエピタキシャル層７ｂの一部によって部分的に遮ることは、光取り出し効率の低下を招くものであり、半導体発光装置３０の照射光量の低下に繋がる。また、エピタキシャル層７ｂを部分的に除去する方法は、発光面積が実質的に小さくなるため、高電流領域での光出力の増加率が鈍化するといった弊害を伴うものとなる。
【０１０８】
そこで、半導体発光装置４０を図１３（半導体発光装置の縦断面説明図）のような構成とすることにより、上述のような、光取り出し効率の低下や高電流領域での光出力の増加率の鈍化等の弊害を伴うことなく、正面視による色ムラや視認角度による色相変化（色相の視認角依存性）を生じることのない半導体発光装置を実現することができる。
【０１０９】
それは、上記図９の、沈降・堆積により形成された蛍光体層２３の替わりに、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層７ｂの光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）を被覆するように、一方の面から厚み方向に所定の深さを有すると共に直線状に延びる幅狭の溝を、縦横夫々所定の間隔で格子状に形成された完全硬化の蛍光体シート１０ｂを配置し、蛍光体シート１０ｂの上面及び側面を覆うように支持基板７ａ上全面に亘って、透光性樹脂３５を所定量滴下することにより凸ドーム状に樹脂封止したものである。
【０１１０】
あるいは、図示しないが、ＬＥＤチップ７のエピタキシャル層の光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）を被覆するように、一方の面から厚み方向に所定の深さを有すると共に直線状に延びる幅狭のハーフカットの長溝を、縦横夫々所定の間隔で格子状に形成された仮硬化の蛍光体シートを配置し、その後、完全硬化のための熱処理を施すことによりハーフカットの溝を変形させて空洞とし、その蛍光体シートの上面及び側面を覆うように支持基板上全面に亘って、透光性樹脂を所定量滴下することにより凸ドーム状に樹脂封止したものである。
【０１１１】
なお、上記の透光性樹脂３５と蛍光体シート１０ｂを構成する樹脂とは、屈折率が同一であっても良いし、相違してもよい。
【０１１２】
ハーフカットの溝又は空洞を有する蛍光体シートをＬＥＤチップ上に配置し、それを凸ドーム状の透光性樹脂で樹脂封止した上記構成の半導体発光装置は、照射光の正面輝度分布が急峻で明暗の境界が明確な配光特性を得ることができる。
【０１１３】
また、ＬＥＤチップのエピタキシャル層の光出射部となる上面（主光出射面）及び側面（副光出射面）に沿って且つ支持基板上に堆積した蛍光体層を有すると共に支持基板上全面に亘って凸ドーム状に蛍光体分散樹脂が設けられた上記従来の半導体発光装置に見られた、正面視における色ムラ（中央部からは白色光が視認されるが四隅からは青色強度の強い白色光が視認されるといった、色ムラ）の発生を抑制することが可能となり、光出射面全面に亘って均一な色相の白色光を照射する半導体発光装置が実現できる。
【０１１４】
また、エピタキシャル層の一部に非光出射手段を施した上記従来の半導体発光装置に見られた照射光量の低下を生じることなく、正面視における色ムラを改善することができる。
【０１１５】
更に、これら従来の半導体発光装置に見られた、視認角度による色相変化（色相の視認角依存性）を抑制することができる。
【０１１６】
以上の結果より、車両用前照灯、街路灯、一般照明等の、照射光の正面輝度分布が急峻で明暗の境界が明確な配光特性が要求される照明灯具に用いることができると共に、照射光をレンズを通して直接対象物を照射するような照明灯具に用いても、レンズを通した照射光が照射対象物に対して色ムラのない照射光を照射することができる。
【０１１７】
なお、上記実施形態で用いた、ハーフカットの溝が設けられた蛍光体シートは、溝の深さ及び溝の間隔の夫々は、蛍光体シートの全面に亘って均一に設けられても良いし、規則性なくランダムに形成されてもよい。
【０１１８】
蛍光体シートに設けられるハーフカットの溝は、必ずしも上述の格子状に且つ深さ方向が全て蛍光体シートの厚み方向に限られるものではなく、例えば、格子状の縦横いずれか一方向のみの溝の深さ方向を、蛍光体シートの厚み方向に対して斜め方向とするなど、適宜に設定することも可能である。
【０１１９】
また、上述のＬＥＤチップは、支持基板をＳｉ或いはＧｅ等の発光に対して不透明な半導体材料で形成したが、サファイア基板等の透明な基板を用いてもよい。その場合、サファイア基板の側面から、発光層から放射された青色光が出射されて色ムラの原因となる。しかしながら、サファイア基板の厚みを薄くしたり、或いはサファイア基板の側面を高反射部材や遮光部材で覆うことにより青色光の出射を抑制することができる。
【０１２０】
また、支持基板に透明基板を用いることにより、ｎ型半導体層とＰ型半導体層を同一面側に表出させることができ、ＬＥＤチップの一対のチップ電極（アノード電極及びカソード電極）をＬＥＤチップの一方の面に形成したフリップチップ実装が可能なチップ構造とすることができる。
【０１２１】
その結果、ワイヤボンディングが不要となるために、ＬＥＤチップの光出射面上にハーフカットの溝が形成された蛍光体シートを載設する際に、ボンディングワイヤを避けて載設する必要がなく、載設作業の作業性が向上する。
【符号の説明】
【０１２２】
１…  半導体発光装置
２…  凹部
３…  樹脂パッケージ
４…  リード電極
４ａ…  ダイボンディング部
４ｂ…  電力受電部
５…  リード電極
５ａ…  ワイヤボンディング部
５ｂ…  電力受電部
６…  導電性接着剤
７…  ＬＥＤチップ
７ａ…  支持基板
７ｂ…  半導体エピタキシャル層
７ｃ…  上面（主光出射面）
７ｄ…  側面（副光出射面）
８…  ボンディングワイヤ
９…  透光性樹脂
１０…  蛍光体シート
１０ａ…  蛍光体シート
１０ａａ…  光出射面
１０ｂ…  蛍光体シート
１０ｂａ…  光出射面
１０ｃ…  蛍光体シート
１０ｃａ…  光出射面
１１…  溝
１１ａ‥  光出射面
１１ｂ…  光入射面
１２…  空洞
１２ａ…  光入射面
１２ｂ…  光出射面
１５…  媒質変化点
１５ａ…  媒質変化点
１５ｂ…  媒質変化点
１５ｃ…  媒質変化点
１５ｄ…  媒質変化点
１５ｅ…  媒質変化点
１５ｆ…  媒質変化点
１５ｇ…  媒質変化点
１５ｈ…  媒質変化点
１６…  実装基板
２０…  半導体発光装置
２１…  蛍光体
２２…  蛍光体分散樹脂
２３…  蛍光体層
３０…  半導体発光装置
３１…  非光出射手段
３５…  透光性樹脂
４０…  半導体発光装置
【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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