(57)【要約】【課題】好適な放熱特性を有するともに、光取り出し効率の向上が図られた発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１は、基体２の上に載置された基板２１と複数の窒化物半導体層とを含む窒化物半導体発光素子２０と、窒化物半導体発光素子２０の側方に配置した光の波長を長波側に変換する機能を持つ蛍光体を含む屈折率が基板２１に対して同じまたは低い第一樹脂部材４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】
基体の上に載置された基板と複数の窒化物半導体層とを含む窒化物半導体発光素子と、
前記窒化物半導体発光素子の側方に配置した光の波長を長波側に変換する機能を持つ蛍光体を含む屈折率が前記基板に対して同じまたは低い第一樹脂部材と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記窒化物半導体発光素子がフリップチップ実装により前記基体に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子の側面に接触することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子の側面に対して離隔することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第一樹脂部材が成型体として形成され、前記窒化物半導体発光素子の側面に対して離隔して配置されることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第一樹脂部材は主成分がシリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂からなるとともに、屈折率が前記基板に対して同じまたは高い粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第一樹脂部材が光を取り出す面と、前記窒化物半導体発光素子の側面に対向する面と、前記基体に対向する面とを有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第一樹脂部材は前記基体の前記窒化物半導体発光素子の載置面に対して直角をなす断面形状が略三角形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
前記窒化物半導体発光素子が前記基体の前記窒化物半導体発光素子の載置面に対向して上方から見た形状が略長方形状をなし、
前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子を上方から見た長辺側のみに配置されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記窒化物半導体発光素子が前記基体と金属線を介して電気的に接続され、
前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子を前記基体の前記窒化物半導体発光素子の載置面に対向して上方から見て前記金属線が横切らない前記窒化物半導体発光素子の側方のみに配置されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子の側方のみに配置されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記窒化物半導体発光素子の下方であって前記基体と前記窒化物半導体発光素子との間に、蛍光体を含まず、屈折率が前記基板に対して低い第二樹脂部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記第二樹脂部材は前記第一樹脂部材より屈折率が低いことを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記窒化物半導体発光素子の側方であって、前記窒化物半導体発光素子と前記第一樹脂部材との間に第三樹脂材料を配置したことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記第三樹脂部材は前記第一樹脂部材より屈折率が低いことを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記第三樹脂部材は蛍光体を含まないことを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記第三樹脂部材がシリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記窒化物半導体発光素子はその側面に周囲より表面粗さが粗い部分を備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１９】
基体の上に第二樹脂部材を載置する工程と、
前記第二樹脂部材の上に窒化物半導体発光素子を載置する工程と、
前記第二樹脂部材を硬化させる工程と、
前記基体の上に前記窒化物半導体発光素子に接触させて第一樹脂部材を載置する工程と、
前記第一樹脂部材を硬化させる工程と、
前記基体と前記窒化物半導体発光素子との間に跨る金属線を設ける工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２０】
基体の上に第二樹脂部材を載置する工程と、
前記第二樹脂部材の上に窒化物半導体発光素子を載置する工程と、
前記基体の上であって前記窒化物半導体発光素子の側面に対して離隔させて成型体からなる第一樹脂部材を配置する工程と、
前記第二樹脂部材を硬化させる工程と、
前記基体と前記窒化物半導体発光素子との間に跨る金属線を設ける工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２１】
前記窒化物半導体発光素子、前記第一樹脂部材、前記第二樹脂部材及び前記金属線を覆うように前記基体の上に封止樹脂を設ける工程を含むことを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２２】
前記窒化物半導体発光素子をフリップチップ実装により前記基体に電気的に接続して固定する工程と、
前記基体の上に前記窒化物半導体発光素子に接触させて第一樹脂部材を載置する工程と、
前記第一樹脂部材を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２３】
前記窒化物半導体発光素子をフリップチップ実装により前記基体に電気的に接続して固定する工程と、
前記基体の上であって前記窒化物半導体発光素子の側面に対して離隔させて成型体からなる第一樹脂部材を配置する工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２４】
前記窒化物半導体発光素子及び前記第一樹脂部材を覆うように前記基体の上に封止樹脂を設ける工程を含むことを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２５】
基体の上に第二樹脂部材を載置する工程と、
前記第二樹脂部材の上に窒化物半導体発光素子を載置する工程と、
前記第二樹脂部材を硬化させる工程と、
前記基体の上に前記窒化物半導体発光素子に接触させて第三樹脂部材を載置する工程と、
前記第三樹脂部材を硬化させる工程と、
前記第三樹脂部材の外側に前記第三樹脂部材に接触させて第一樹脂部材を載置する工程と、
前記第一樹脂部材を硬化させる工程と、
前記基体と前記窒化物半導体発光素子との間に跨る金属線を設ける工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２６】
前記窒化物半導体発光素子、前記第一樹脂部材、前記第二樹脂部材、前記第三樹脂部材及び前記金属線を覆うように前記基体の上に封止樹脂を設ける工程を含むことを特徴とする請求項２５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２７】
前記窒化物半導体発光素子をフリップチップ実装により前記基体に電気的に接続して固定する工程と、
前記基体の上に前記窒化物半導体発光素子に接触させて第三樹脂部材を載置する工程と、
前記第三樹脂部材を硬化させる工程と、
前記第三樹脂部材の外側に前記第三樹脂部材に接触させて第一樹脂部材を載置する工程と、
前記第一樹脂部材を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２８】
前記窒化物半導体発光素子、前記第一樹脂部材及び前記第三樹脂部材を覆うように前記基体の上に封止樹脂を設ける工程を含むことを特徴とする請求項２７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】
本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来照明光源や液晶バックライト光源として使用されてきた蛍光管や発熱電球は省エネルギー、省スペース、長寿命という観点から半導体発光素子を含む発光装置に置き換えられている。半導体発光素子を含む発光装置としては高効率、低コストという利点が得られる窒化ガリウム系半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が用いられることが多い。
【０００３】
特に近年モバイル機器、エッジ型バックライトＴＶといった機器への搭載が進み、より低コスト、コンパクト、高輝度の発光装置が求められている。このため、発光装置に搭載する発光素子数を増加することより、発光装置からの光取り出し効率を向上させることが望ましい。光取り出し効率は例えば、発光素子内部で発光した光を発光素子外部に取り出す第一の光取り出し効率と、発光素子外部に取り出された光をさらに封止樹脂などを含む発光装置の外部に取り出す第二の光取り出し効率に分けることができる。
【０００４】
一般的に、窒化ガリウム系半導体発光素子はサファイア基板の上にｎ−ＧａＮ層、発光層、ｐ−ＧａＮ層、ＩＴＯ層、ＳｉＯ2層及び電極部（ｐ側電極及びｎ側電極）が積層されて形成される。基板はＳｉＣ、ＧａＮなどでも良い。発光層で発生した光は発光素子の最上面のＳｉＯ2層及び各層の側面から出射される。
【０００５】
しかしながら、発光素子のいずれの層の屈折率もＧａＮ層で２．５、サファイア基板で１．７８と高い。一般的に半導体発光装置で封止樹脂として用いられるシリコーン樹脂(屈折率〜１．４)で発光素子を封止すると、屈折率の差によって界面の全反射臨界角がＧａＮ／シリコーン樹脂界面では３４°、サファイア／シリコーン樹脂界面では５２°となり、光の大半が閉じ込められる。閉じ込められた光は発光素子内部（発光層、ｐ側電極及びｎ側電極）若しくは発光素子底面が接する基体表面で再吸収されるため、結果として上記第一の光取り出し効率が低下する。そこで、発光素子を封止した発光装置からの光取り出し効率の向上を図った従来技術が提案され、その技術が特許文献１及び２に開示されている。
【０００６】
特許文献１に記載された従来の発光装置は発光素子の側面を覆う発光素子の基材よりも屈折率が小さい透光性の第一の封止樹脂と、第一の封止樹脂を覆う第一の封止樹脂よりも屈折率が小さい透光性の第二の封止樹脂とを備えている。これにより、各界面での臨界角を広げて発光素子の側面から出射される上記第二の光取り出し効率の向上を図っている。
【０００７】
特許文献２に記載された従来の発光装置は発光素子の周囲の樹脂に蛍光体を含有する蛍光体含有領域を配置している。これにより、発光素子から出射された光が蛍光体で蛍光光に変換される。したがって、発光素子で再吸収されない蛍光光の割合が増加し、発光素子で再吸収される散乱光の割合が減少し、光ロスを低減させて輝度を向上させている。すなわち、上記第一の光取り出し効率の向上を図っている。
【０００８】
なお、特許文献３については後述する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１４７０４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５４８１号公報
【特許文献３】特開２００２−３１４１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の発光装置は封止樹脂内の一部の光の、発光装置の基体表面における反射時に吸収ロスを起こし、上記第二の光取り出し効率が低下するという問題があった。例えば、発光装置の基体表面が鏡面状態のＡｇで構成されている場合、窒化ガリウム系半導体発光素子から出射される波長４５０ｎｍの光は７％程度吸収される。また、一度発光素子から取り出された一部の光が発光素子に戻り発光層などで再吸収され、上記第一の光取り出し効率が低下するという問題もあった。基体表面で散乱した場合や樹脂間界面で全反射した場合がこれらの光出し効率の低下の要因に該当する。
【００１１】
また、特許文献２に記載された従来の発光装置は発光素子の底面に蛍光体を含む樹脂が存在する。これにより、放熱の役割を有する発光装置の基体表面と発光素子の底面との間に少なくとも数μｍから数十μｍ程度の間隔が生じる。樹脂は発光素子基板や発光装置表面を構成する金属、セラミックなどの材料と比較して熱伝導性が非常に悪く、その厚みの増加に伴って熱伝導性が一層悪化する。このようにして、発光素子の底面に蛍光体を含む樹脂が存在することは熱的要因から信頼性が低下するという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、好適な放熱特性を有するともに、光取り出し効率の向上が図られた発光装置及びその製造方法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】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明の発光装置は、基体の上に載置された基板と複数の窒化物半導体層とを含む窒化物半導体発光素子と、前記窒化物半導体発光素子の側方に配置した光の波長を長波側に変換する機能を持つ蛍光体を含む屈折率が前記基板に対して同じまたは低い第一樹脂部材と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、第一樹脂部材は基板と空気、または基板と後述する封止樹脂に対して中間の屈折率を有する。したがって、第一樹脂部材は基板との屈折率差が小さく、臨界角度が大きくなり、基板から第一樹脂部材への光取り出し効率が向上する。また、第一樹脂部材が蛍光体を含むので、光の出射方向が変更されて光取り出し効率が向上する。さらに、蛍光体によって窒化物半導体発光素子からの出射光の波長が長波側に一度変換されると、窒化物半導体発光素子内部に再入射した場合でも吸収される量が少なくなる。したがって、光取り出し効率がさらに向上する。
【００１５】
また、上記構成の発光装置において、前記窒化物半導体発光素子がフリップチップ実装により前記基体に電気的に接続されることを特徴としている。
【００１６】
この構成によれば、窒化物半導体発光素子と基体との熱伝導性が良くなり放熱性が向上する。また、窒化物半導体発光素子と基体とを電気的に接続する金属線とその金属線を接続するための基板側の電極のスペースが不要になり、発光装置が小型化する。したがって、例えばエッジ型バックライト搭載のテレビを薄型化することができ、製品デザインの自由度が高まる。また、発光装置の小型化に伴ってその製造コストも低減する。
【００１７】
また、上記構成の発光装置において、前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子の側面に接触することを特徴としている。
【００１８】
この構成によれば、窒化物半導体発光素子の側面からの光取り出し効率が向上する。すなわち、窒化物半導体発光素子の側面から光を取り出し難い場合、例えば側面が鏡面状態になっており窒化物半導体発光素子の内部で光が全反射し易い場合に有効である。
【００１９】
また、上記構成の発光装置において、前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子の側面に対して離隔することを特徴としている。
【００２０】
この構成によれば、窒化物半導体発光素子からの出射光の波長の変換効率が向上する。すなわち、窒化物半導体発光素子の側面から光を取り出し易い場合、例えば側面が粗面状態になっており窒化物半導体発光素子の内部で光が全反射し難い場合に有効である。
【００２１】
また、上記構成の発光装置において、前記第一樹脂部材が成型体として形成され、前記窒化物半導体発光素子の側面に対して離隔して配置されることを特徴としている。
【００２２】
この構成によれば、予め別工程において成型体である第一樹脂部材が作成される。したがって、作業効率が向上する。さらに、第一樹脂部材の形状及び蛍光体含有量が一定に安定するので、窒化物半導体発光素子から受ける光の変換率も安定する。したがって、発光装置の色度歩留まりが向上する。
【００２３】
また、上記構成の発光装置において、前記第一樹脂部材は主成分がシリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂からなるとともに、屈折率が前記基板に対して同じまたは高い粒子を含むことを特徴としている。
【００２４】
この構成によれば、第一樹脂部材は実質的に基板より高い屈折率となる。したがって、基板と第一樹脂部材との界面において全反射がなくなり、基板内の光が効率良く第一樹脂部材側に出射される。具体的に言えば、粒子は屈折率が１．７〜２．５の直径１００μｍ以下のものが良い。また、第一樹脂部材内に含まれる粒子量は所望の形態に形成できる程度であれば多いほど良い。樹脂量が増えることで基板表面に接する粒子量が増え、基板内での光の全反射がより効率良く抑えられるためである。なお、高い屈折率を持つ第一樹脂部材に閉じ込められた光は蛍光体により散乱される。また、発光装置が後述する第三樹脂部材を備える場合、光は第三樹脂部材により効率良く外部へ取り出される。
【００２５】
また、上記構成の発光装置において、前記第一樹脂部材が光を取り出す面と、前記窒化物半導体発光素子の側面に対向する面と、前記基体に対向する面とを有することを特徴としている。
【００２６】
また、上記構成の発光装置において、前記第一樹脂部材は前記基体の前記窒化物半導体発光素子の載置面に対して直角をなす断面形状が略三角形状をなすことを特徴としている。
【００２７】
これらの構成のように第一樹脂部材の形状を設定することにより、第一樹脂部材から出射される光の角度分布が変化する。
【００２８】
また、上記構成の発光装置において、前記窒化物半導体発光素子が前記基体の前記窒化物半導体発光素子の載置面に対向して上方から見た形状が略長方形状をなし、前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子を上方から見た長辺側のみに配置されることを特徴としている。
【００２９】
また、上記構成の発光装置において、前記窒化物半導体発光素子が前記基体と金属線を介して電気的に接続され、前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子を前記基体の前記窒化物半導体発光素子の載置面に対向して上方から見て前記金属線が横切らない前記窒化物半導体発光素子の側方のみに配置されることを特徴としている。
【００３０】
また、上記構成の発光装置において、前記第一樹脂部材が前記窒化物半導体発光素子の側方のみに配置されることを特徴としている。
【００３１】
また、上記構成の発光装置において、前記窒化物半導体発光素子の下方であって前記基体と前記窒化物半導体発光素子との間に、蛍光体を含まず、屈折率が前記基板に対して低い第二樹脂部材を配置したことを特徴としている。
【００３２】
この構成によれば、第二樹脂部材は基板より屈折率が低いため、基板と第二樹脂部材との界面において全反射が起こり易くなり、基体への光吸収が抑制される。全反射により基体に吸収されなかった光は基板側面から第一樹脂部材を介して外部に取り出されるためより効率が良くなる。さらに、第二樹脂部材の厚みの増加が抑制される。したがって、第二樹脂部材における熱伝導性の悪化が抑制され、放熱特性が改善される。
【００３３】
また、上記構成の発光装置において、前記第二樹脂部材は前記第一樹脂部材より屈折率が低いことを特徴としている。
【００３４】
この構成によれば、基板の光はより第一樹脂部材に閉じ込められるようになり、発光の効率が向上する。
【００３５】
また、上記構成の発光装置において、前記窒化物半導体発光素子の側方であって、前記窒化物半導体発光素子と前記第一樹脂部材との間に第三樹脂材料を配置したことを特徴としている。
【００３６】
また、上記構成の発光装置において、前記第三樹脂部材は前記第一樹脂部材より屈折率が低いことを特徴としている。
【００３７】
また、上記構成の発光装置において、前記第三樹脂部材は蛍光体を含まないことを特徴としている。
【００３８】
また、上記構成の発光装置において、前記第三樹脂部材がシリコーン樹脂からなることを特徴としている。
【００３９】
また、上記構成の発光装置において、前記窒化物半導体発光素子はその側面に周囲より表面粗さが粗い部分を備えることを特徴としている。
【００４０】
この構成によれば、第三樹脂部材は第一樹脂部材と空気、または第一樹脂部材と後述する封止樹脂に対して中間の屈折率を有する。したがって、第一樹脂部材内での光の全反射を抑え、効率良く第三樹脂部材さらに封止樹脂に光を取り出すことができる。
【００４１】
また、上記の課題を解決するため、本発明の発光装置の製造方法は、基体の上に第二樹脂部材を載置する工程と、前記第二樹脂部材の上に窒化物半導体発光素子を載置する工程と、前記第二樹脂部材を硬化させる工程と、前記基体の上に前記窒化物半導体発光素子に接触させて第一樹脂部材を載置する工程と、前記第一樹脂部材を硬化させる工程と、前記基体と前記窒化物半導体発光素子との間に跨る金属線を設ける工程と、を含むことを特徴としている。
【００４２】
また、上記の課題を解決するため、本発明の発光装置の製造方法は、基体の上に第二樹脂部材を載置する工程と、前記第二樹脂部材の上に窒化物半導体発光素子を載置する工程と、前記基体の上であって前記窒化物半導体発光素子の側面に対して離隔させて成型体からなる第一樹脂部材を配置する工程と、前記第二樹脂部材を硬化させる工程と、前記基体と前記窒化物半導体発光素子との間に跨る金属線を設ける工程と、を含むことを特徴としている。
【００４３】
また、上記構成の発光装置の製造方法において、前記窒化物半導体発光素子、前記第一樹脂部材、前記第二樹脂部材及び前記金属線を覆うように前記基体の上に封止樹脂を設ける工程を含むことを特徴としている。
【００４４】
また、上記の課題を解決するため、本発明の発光装置の製造方法は、前記窒化物半導体発光素子をフリップチップ実装により前記基体に電気的に接続して固定する工程と、前記基体の上に前記窒化物半導体発光素子に接触させて第一樹脂部材を載置する工程と、前記第一樹脂部材を硬化させる工程と、を含むことを特徴としている。
【００４５】
また、上記の課題を解決するため、本発明の発光装置の製造方法は、前記窒化物半導体発光素子をフリップチップ実装により前記基体に電気的に接続して固定する工程と、前記基体の上であって前記窒化物半導体発光素子の側面に対して離隔させて成型体からなる第一樹脂部材を配置する工程と、を含むことを特徴としている。
【００４６】
また、上記構成の発光装置の製造方法において、前記窒化物半導体発光素子及び前記第一樹脂部材を覆うように前記基体の上に封止樹脂を設ける工程を含むことを特徴としている。
【００４７】
また、上記の課題を解決するため、本発明の発光装置の製造方法は、基体の上に第二樹脂部材を載置する工程と、前記第二樹脂部材の上に窒化物半導体発光素子を載置する工程と、前記第二樹脂部材を硬化させる工程と、前記基体の上に前記窒化物半導体発光素子に接触させて第三樹脂部材を載置する工程と、前記第三樹脂部材を硬化させる工程と、前記第三樹脂部材の外側に前記第三樹脂部材に接触させて第一樹脂部材を載置する工程と、前記第一樹脂部材を硬化させる工程と、前記基体と前記窒化物半導体発光素子との間に跨る金属線を設ける工程と、を含むことを特徴としている。
【００４８】
また、上記構成の発光装置の製造方法において、前記窒化物半導体発光素子、前記第一樹脂部材、前記第二樹脂部材、前記第三樹脂部材及び前記金属線を覆うように前記基体の上に封止樹脂を設ける工程を含むことを特徴としている。
【００４９】
また、上記の課題を解決するため、本発明の発光装置の製造方法は、前記窒化物半導体発光素子をフリップチップ実装により前記基体に電気的に接続して固定する工程と、前記基体の上に前記窒化物半導体発光素子に接触させて第三樹脂部材を載置する工程と、前記第三樹脂部材を硬化させる工程と、前記第三樹脂部材の外側に前記第三樹脂部材に接触させて第一樹脂部材を載置する工程と、前記第一樹脂部材を硬化させる工程と、を含むことを特徴としている。
【００５０】
また、上記構成の発光装置の製造方法において、前記窒化物半導体発光素子、前記第一樹脂部材及び前記第三樹脂部材を覆うように前記基体の上に封止樹脂を設ける工程を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００５１】
本発明の構成によれば、好適な放熱特性を有するともに、光取り出し効率の向上が図られた発光装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態の発光装置の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の発光装置の発光素子の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の発光装置の発光素子及び第一樹脂部材の平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の発光装置の発光素子及び第一樹脂部材の斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態の発光装置の発光素子及び第一樹脂部材の平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態の発光装置の断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の発光装置の発光素子及び第一樹脂部材の平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態の発光装置の断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態の発光装置の断面図である。
【図１０】本発明の第７実施形態の発光装置の断面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態の発光装置の発光素子の断面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の発光装置の断面図である。
【図１３】本発明の第９実施形態の発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１３に基づき説明する。
【００５４】
＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の発光装置について、図１〜図４を用いてその構成を説明する。図１は発光装置の断面図、図２は発光装置の発光素子の断面図、図３は発光装置の発光素子及び第一樹脂部材の平面図、図４は発光装置の発光素子及び第一樹脂部材の斜視図である。
【００５５】
発光装置１は、図１に示すように基体２の上に載置された窒化物半導体発光素子２０を備える。窒化物半導体発光素子２０は、上方から見た形状が図３に示すように長方形状をなす直方体形状で構成されている。
【００５６】
窒化物半導体発光素子２０は、図２に示すように例えばサファイア基板、ＧａＮ基板またはＳｉＣ基板からなる基板２１の成長主面上に複数の窒化物半導体層を積層した窒化物半導体積層部３０を備える。窒化物半導体積層部３０としては基板２１側から順にｎ型ＧａＮ層からなるｎ型窒化物半導体層３１、発光層３２及びｐ型ＧａＮ層からなるｐ型窒化物半導体層３３を結晶成長させている。基板２１上の窒化物半導体積層部３０はＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法などのエピタキシャル成長法を用いて成長させる。
【００５７】
窒化物半導体積層部３０の上面にはＩＴＯ層２２が形成される。さらに、ＩＴＯ層２２の上面にはＳｉＯ2層２３が形成される。ＳｉＯ2層２３はＩＴＯ層２２の全面に形成されていない。電極の接続部分はＳｉＯ2層２３が除去され、ＩＴＯ層２２若しくはｎ型窒化物半導体層３１及びｎ側電極が露出している。また、窒化物半導体積層部３０の上層には電極部２５（図４参照）が形成される。窒化物半導体発光素子２０は、図１及び図４に示すように金属線３により、その表面に設けた電極部２５が基体２に設けた不図示の電極部に電気的に接続される。
【００５８】
発光層３２で発生した光は窒化物半導体発光素子２０の最上面であるＳｉＯ2層２３及び各層の側面２４（図１及び図２における左右方向の両端面及び紙面奥行き方向の両端面）から出射される。
【００５９】
このような窒化物半導体発光素子２０は側面２４のほとんどが屈折率が比較的高いサファイア基板、ＧａＮ基板またはＳｉＣ基板からなる基板２１で構成されている。そして、発光装置１は、図１及び図３に示すようにこの窒化物半導体発光素子２０の側方に第一樹脂部材４を備えている。第一樹脂部材４は上方から見て長方形状をなす窒化物半導体発光素子２０の２箇所の長辺側の側方に設けられる（図３参照）。
【００６０】
窒化物半導体発光素子２０が長方形状である場合、一般に長辺側の側面は短辺側の側面より光取り出し効率が低い。これは相対する長辺側の二つの側面間の距離（光路）が短く、長辺側の側面では臨界角以上の光の入射で全反射される確率が大きいためである。これにより、長辺側の側面のみ光取り出し効率を高くしたい場合、長辺側の側面のみに第一樹脂部材４を載置すると良い。
【００６１】
窒化物半導体発光素子２０は、前述のように上面に電極部２５を有する構成の場合、外部との電気的接続を行うために、Ａｕワイヤなどの金属線３を介して基体２と電気的に接続される。窒化物半導体発光素子２０及び基体２に対して金属線３を接続した後に第一樹脂部材４を載置しようとすると、金属線３が邪魔になり第一樹脂部材４の載置が難しい。したがって、窒化物半導体発光素子２０を基体２の窒化物半導体発光素子２０の載置面に対向して上方から見て金属線３が横切る側面２４には第一樹脂部材４を配置せず、金属線３が横切らない側面２４のみに第一樹脂部材４を配置することにより（図４参照）、上記問題を解決することができる。また、第一樹脂部材４を設けるときの位置ずれ等の理由により、金属線３を接続するための基体２の電極部分に第一樹脂部材４が付着して金属線３が接続不良を起こすことを防止することができる。
【００６２】
第一樹脂部材４は窒化物半導体発光素子２０の側面２４に接触させた屈折率が比較的高いシリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂からなる。さらに、第一樹脂部材４は蛍光体を含んでいる。
【００６３】
第一樹脂部材４は基体２の窒化物半導体発光素子２０の載置面に対して直角をなす断面形状、すなわち図１の紙面奥行き方向から見た断面形状が略三角形状をなす。これにより、第一樹脂部材４は光を取り出す面４ａと、窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対向する面４ｂと、基体２に対向する面４ｃとを有する。
【００６４】
窒化物半導体発光素子２０の下方であって、基体２との間には第二樹脂部材５が配置される。第二樹脂部材５は蛍光体を含まず、基板２１及び第一樹脂部材４と比較して屈折率が低い。
【００６５】
窒化物半導体発光素子２０、金属線３、第一樹脂部材４及び第二樹脂部材５は、図１に示すようにそれらの周囲が封止樹脂６によって覆われている。封止樹脂６は基体２上において外面が略半球面に形成されたドーム形状をなしている。封止樹脂６は例えば熱硬化性のシリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂からなる。また、封止樹脂６には例えば蛍光体や拡散剤等の添加物が含まれていても良い。また、封止樹脂６は第一樹脂部材４と比較して屈折率が低い。
【００６６】
次に、上記構成の発光装置１の製造方法について説明する。
【００６７】
まず、基体２の表面に第二樹脂部材５を載置する。そして、基体２の表面の電極と対面する基板２１の下面全面が第二樹脂部材５に接触するよう窒化物半導体発光素子２０を接着する。第二樹脂部材５は放熱特性を損なわないようになるべく薄く載置することが望ましい。
【００６８】
第二樹脂部材５にはその屈折率を制御するため、屈折率が１．７〜２．５の直径１００μｍ以下の粒子、例えば酸化ジルコニウム粒子や酸化チタン粒子を混合する。これらの粒子の屈折率は第二樹脂部材５の主材料（例えばシリコーン樹脂）の誘電率によって決まり、混合後の第二樹脂部材５の屈折率は粒子と主材料との配合比によって決まる。
【００６９】
続いて、第二樹脂部材５に対して熱硬化工程を実行する。硬化条件としては、第二樹脂部材５の透光性が失われず、密着性を損なわない程度の温度、時間が望ましい。
【００７０】
続いて、窒化物半導体発光素子２０の側面を覆うよう第一樹脂部材４を載置する。なお、第一樹脂部材４は上方から見て長方形状をなす窒化物半導体発光素子２０の２箇所の長辺側の側方に載置する。
【００７１】
第一樹脂部材４を載置すべきではない領域をマスキングすることで、部分的に第一樹脂部材４を載置することができる。窒化物半導体発光素子２０の電極部を含む天面には第一樹脂部材４が接触しないようにする。第一樹脂部材４の粘性を利用した這い上がりを用いることで図１の紙面奥行き方向から見た断面形状を略三角形状にすることができる。このようにして、第一樹脂部材４を窒化物半導体発光素子２０の側方のみに配置するようにする。
【００７２】
第一樹脂部材４は窒化物半導体発光素子２０の基板２１の屈折率と同程度或いは低い屈折率の例えばシリコーン樹脂を用いる。第一樹脂部材４及び第二樹脂部材５には従来半導体発光素子のダイボンドペーストとして用いられているシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。特に、シリコーン樹脂は青色から紫外領域の短波長の光に対する透過性が高く、半導体発光素子を封止する封止剤として用いる方法が知られており好ましい（特許文献３参照）。
【００７３】
そして、第一樹脂部材４には光の波長を長波側に変換する機能を持つ蛍光体を予め撹拌混合しておく。従来一般的に知られている蛍光体は白色ＬＥＤでよく使用されているＹＡＧ（イットリウム・アルミ・ガーネット）蛍光体などがある。現在では１００ｎｍ程度の粒径の蛍光体が得られており、例えばこの様な蛍光体を第一樹脂部材４に含ませることができる。
【００７４】
さらに、第一樹脂部材４が含む蛍光体としては、例えばＣｅ：ＹＡＧ（セリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅなど）、Ｅｕ：ＢＯＳＥ（ユーロピウム賦活バリウム・ストロンチウム・オルソシリケート）蛍光体、Ｅｕ：ＳＯＳＥ（ユーロピウム賦活ストロンチウム・バリウム・オルソシリケート）蛍光体、ユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体、Ｃｅ：ＴＡＧ（セリウム附活テルビウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体（Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅなど）、アルカリ土類（Ｅｕ附活Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，ＭＳｉ１２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕなど、Ｃｅ附活Ｃａ３ＳＣ２Ｓｉ３Ｏ１２）、カズンーＥｕ（Ｅｕ附活ＣａＡｌＳｉ３Ｎ３）、Ｌａ酸窒化物−Ｃｅ Ｃｅ附活ＬａＡｌ（Ｓｉ６−ｚＡｌ２）Ｎ１０−ｚ０、βサイアロン系などが適用できる。（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｃａ３（Ｓｃ，Ｍｇ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅなどからなる緑色蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなどからなる赤色蛍光体、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕなどからなる黄色蛍光体など、蛍光体とともに拡散剤を含有させるようにしても良い。
【００７５】
拡散剤としては特に制限されるものではないが、例えばチタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、二酸化珪素などを好適に用いることができ、粒径の比較的小さいものが好ましい。
【００７６】
続いて、第一樹脂部材４に対して熱硬化工程を実行する。
【００７７】
そして、ｎ極、ｐ極それぞれについて、窒化物半導体発光素子２０の電極部と基体２の表面の電極部との間に跨る金属線３を設けて電気的に接続する。接続には熱、ガス劣化の少ないＡｕワイヤを金属線３として使用することが望ましい。また、金属線３による光の吸収ロスを低減させるため、Ａｕワイヤは窒化物半導体発光素子２０から見て立体角がなるべく小さくなるよう設けることが望ましい。
【００７８】
続いて、第一樹脂部材４と比較して屈折率が低い封止樹脂６を用いて基体２上に設けた窒化物半導体発光素子２０、金属線３、第一樹脂部材４及び第二樹脂部材５を樹脂封止する。封止樹脂６には第一樹脂部材４及び第二樹脂部材５同様、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００７９】
封止樹脂６は例えばディスペンサ等を利用して基体２の上面に向けて滴下される。例えば窒化物半導体発光素子２０を点灯することなどによって、滴下された封止樹脂６は滴下後直ちに加熱硬化される。窒化物半導体発光素子２０の発光による熱がその周囲に放射状に伝導するので、窒化物半導体発光素子２０に向けて滴下された封止樹脂６は図１に示す断面が略半円状をなす略半球状のドーム形状に形成される。
【００８０】
封止樹脂６には第一樹脂部材４同様の蛍光体を予め撹拌混合しておく。また、封止樹脂６に拡散剤を用いても良い。
【００８１】
上記のように、発光装置１は基体２の上に載置された基板２１と複数の窒化物半導体層とを含む窒化物半導体発光素子２０と、窒化物半導体発光素子２０の側方に配置した光の波長を長波側に変換する機能を持つ蛍光体を含む屈折率が基板２１に対して同じまたは低い第一樹脂部材４とを備える。これにより、第一樹脂部材４は基板２１と空気、または基板２１と封止樹脂６に対して中間の屈折率を有する。したがって、第一樹脂部材４は基板２１との屈折率差が小さく、臨界角度が大きくなり、基板２１から第一樹脂部材４への光取り出し効率、すなわち窒化物半導体発光素子２０の側面２４からの光取り出し効率が向上する。
【００８２】
ここで、側面２４から出射される光のほとんどは発光層３２から下方に放射される光である。窒化物半導体発光素子２０で生成される光の一部は素子内部で大きく散乱されない限り多重反射して素子外部に出射されることがなく、光の強度が低下する。また、窒化物半導体発光素子２０の外部に散乱体がない場合は基体２と衝突して吸収される。
【００８３】
この効果は窒化物半導体発光素子２０から出射される光の波長が紫外領域であると顕著になる。例えば、紫外線に対して効率的な反射材とされるＡｌのメッキが基板表面に施されているとき、光の波長が３２０ｎｍ〜３９０ｎｍの場合であれば基体２による吸収率がおよそ１０％軽減でき、光の波長が約１００ｎｍの場合であれば基体２による吸収率がおよそ８０％軽減できる。
【００８４】
これに対して、第一樹脂部材４が蛍光体を含むことで、光の出射方向を変更して光取り出し効率を向上させることができる。さらに、蛍光体によって窒化物半導体発光素子２０からの出射光の波長が長波側に一度変換されると、窒化物半導体発光素子２０内部に再入射した場合でも吸収される量が少なくなる。したがって、光取り出し効率をより一層向上させることができる。
【００８５】
また、第一樹脂部材４が窒化物半導体発光素子２０の側面２４に接触するので、窒化物半導体発光素子２０の側面２４からの光取り出し効率が向上する。特に、窒化物半導体発光素子２０の側面２４から光を取り出し難い場合に有効である。
【００８６】
また、第一樹脂部材４が光を取り出す面４ａと、窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対向する面４ｂと、基体２に対向する面４ｃとを有し、基体２の窒化物半導体発光素子２０の載置面に対して直角をなす断面形状が略三角形状をなしている。これにより、第一樹脂部材４から出射される光の角度分布を変化させることができる。フレネル反射の性質から、反射率が角度依存性を持つためである。例えば、第一樹脂部材４の外側に高反射率のリフレクターが存在するパッケージに発光装置１を搭載する場合、リフレクターを有効に利用できる角度に合うように第一樹脂部材４の表面形状を変更することで光取り出し効率をさらに向上させることができる。
【００８７】
また、窒化物半導体発光素子２０が基体２の窒化物半導体発光素子２０の載置面に対向して上方から見た形状が略長方形状をなし、第一樹脂部材４が窒化物半導体発光素子２０を上方から見た長辺側のみに配置されている。第一樹脂部材４は窒化物半導体発光素子２０の側面２４の全域にわたって覆うように載置するのが望ましいが、量産効率やコスト面を考えると長方形状の長辺側のみでも充分効果を発揮すると考えられる。
【００８８】
また、第一樹脂部材４が窒化物半導体発光素子２０を基体２の窒化物半導体発光素子２０の載置面に対向して上方から見て金属線３が横切らない窒化物半導体発光素子２０の側方のみに配置されている。これにより、第一樹脂部材４を載置する際、金属線３が邪魔にならず、第一樹脂部材４の載置が容易になる。
【００８９】
また、窒化物半導体発光素子２０の下方であって基体２と窒化物半導体発光素子２０との間に、蛍光体を含まず、屈折率が基板２１に対して低い第二樹脂部材５を配置した。第二樹脂部材５は基板２１より屈折率が低いため、基板２１と第二樹脂部材５との界面において全反射が起こり易くなり、基体２への光吸収が抑制される。全反射により基体２に吸収されなかった光は基板２１の側面から第一樹脂部材４を介して外部に取り出されるためより効率が良くなる。さらに、第二樹脂部材５の厚みの増加を抑制することができる。したがって、第二樹脂部材５における熱伝導性の悪化が抑制され、放熱特性を改善することが可能である。
【００９０】
また、第二樹脂部材５は第一樹脂部材４より屈折率が低いので、基板２１の光はより第一樹脂部材４に閉じ込められるようになる。したがって、発光装置１は発光の効率が向上する。
【００９１】
このようにして、本発明の上記実施形態の構成によれば、好適な放熱特性を有するともに、光取り出し効率の向上が図られた発光装置１及びその製造方法を提供することができる。
【００９２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る発光装置について、図１を参照しつつ説明する。この実施形態の基本的な構成は図１〜図４を用いて説明した前記第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその詳細な説明を省略するものとする。
【００９３】
第２実施形態に係る発光装置１は、第一樹脂部材４が窒化物半導体発光素子２０の側面２４に接触させた屈折率が比較的高い樹脂からなる（図１参照）。第一樹脂部材４は屈折率を制御するため、屈折率が１．７〜２．５の直径１００μｍ以下の粒子、例えばジルコニウム粒子や酸化チタン粒子などを含むシリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂からなる。これらの粒子の屈折率は第一樹脂部材４の主材料（例えばシリコーン樹脂）の誘電率によって決まり、混合後の第一樹脂部材４の屈折率は粒子と主材料との配合比によって決まる。
【００９４】
この構成によれば、第一樹脂部材４は実質的に基板２１より高い屈折率となる。したがって、基板２１と第一樹脂部材４との界面において全反射がなくなり、基板２１内の光が効率良く第一樹脂部材４側に出射される。具体的に言えば、粒子は屈折率が１．７〜２．５の直径１００μｍ以下のものが良い。また、第一樹脂部材４内に含まれる粒子量は所望の形態に形成できる程度であれば多いほど良い。樹脂量が増えることで基板２１の表面に接する粒子量が増え、基板２１内での光の全反射がより効率良く抑えられるためである。なお、高い屈折率を持つ第一樹脂部材４に閉じ込められた光は蛍光体により散乱される。また、発光装置１が後述する第三樹脂部材８を備える場合、光は第三樹脂部材８により効率良く外部へ取り出される。
【００９５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る発光装置について、図５を用いて説明する。図５は発光装置の発光素子及び第一樹脂部材の平面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図３を用いて説明した前記第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。
【００９６】
第３実施形態に係る発光装置１は、図５に示すように窒化物半導体発光素子２０の側方に第一樹脂部材４を備えている。第一樹脂部材４は上方から見て長方形状をなす窒化物半導体発光素子２０の周囲全域にわたって窒化物半導体発光素子２０の側面２４に接触させて設けられる。この構成によれば、光取り出し効率をより一層向上させることができる。
【００９７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る発光装置について、図６及び図７を用いて説明する。図６は発光装置の断面図、図７は発光装置の発光素子及び第一樹脂部材の平面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図３を用いて説明した前記第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。なお、図６では金属線３及び封止樹脂６の描画を省略している。
【００９８】
第４実施形態に係る発光装置１は、図６及び図７に示すように窒化物半導体発光素子２０の側方に第一樹脂部材７を備えている。第一樹脂部材７は窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対して離隔して配置される。さらに、第一樹脂部材７は基体２の窒化物半導体発光素子２０の載置面に対して直角をなす断面形状が略三角形状をなす成型体として予め形成され、配置される。
【００９９】
次に、上記構成の発光装置１の製造方法について説明する。
【０１００】
まず、基体２の表面に第二樹脂部材５を載置する。そして、基体２の表面の電極と対面する基板２１の下面全面が第二樹脂部材５に接触するよう窒化物半導体発光素子２０を接着する。
【０１０１】
続いて、基体２の上であって窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対して離隔させて成型体からなる第一樹脂部材７を配置する。なお、第一樹脂部材７は上方から見て長方形状をなす窒化物半導体発光素子２０の２箇所の長辺側の側方に載置する。
【０１０２】
続いて、第二樹脂部材５に対して熱硬化工程を実行する。そして、基体２と窒化物半導体発光素子２０との間に跨る金属線３を設け、それらを電気的に接続する。
【０１０３】
最後に、封止樹脂６を用いて基体２上に設けた窒化物半導体発光素子２０、金属線３、第一樹脂部材７及び第二樹脂部材５を樹脂封止する。
【０１０４】
上記のように、第一樹脂部材７が窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対して離隔するので、窒化物半導体発光素子２０からの出射光の波長の変換効率が向上する。すなわち、窒化物半導体発光素子２０の側面２４から光を取り出し易い場合に有効である。
【０１０５】
また、この構成によれば、予め別工程において成型体である第一樹脂部材７が作成される。したがって、作業効率を向上させることができる。さらに、第一樹脂部材７の形状及び蛍光体含有量が一定に安定するので、窒化物半導体発光素子２０から受ける光の変換率を安定させることができる。したがって、発光装置１の色度歩留まりを向上させることが可能である。
【０１０６】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る発光装置について、図８を用いて説明する。図８は発光装置の断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図３を用いて説明した前記第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。なお、図８では金属線３及び封止樹脂６の描画を省略している。
【０１０７】
第５実施形態に係る発光装置１は、図８に示すように窒化物半導体発光素子２０の側方に第一樹脂部材４と、第三樹脂部材８とを備えている。第三樹脂部材８は窒化物半導体発光素子２０と第一樹脂部材４との間に配置される。したがって、第一樹脂部材４は窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対して離隔して配置される。第三樹脂部材８は例えばシリコーン樹脂からなり、蛍光体を含まない。また、第三樹脂部材８は第一樹脂部材４と比較して屈折率が低い。
【０１０８】
次に、上記構成の発光装置１の製造方法について説明する。
【０１０９】
まず、基体２の表面に第二樹脂部材５を載置する。そして、基体２の表面の電極と対面する基板２１の下面全面が第二樹脂部材５に接触するよう窒化物半導体発光素子２０を接着する。その後、第二樹脂部材５に対して熱硬化工程を実行する。
【０１１０】
続いて、窒化物半導体発光素子２０の側面２４を覆うよう第三樹脂部材８を載置し、第三樹脂部材８に対して熱硬化工程を実行する。続いて、第三樹脂部材８の外側に第三樹脂部材８に接触させて第一樹脂部材４を載置し、第一樹脂部材４に対して熱硬化工程を実行する。
【０１１１】
そして、基体２と窒化物半導体発光素子２０との間に跨る金属線３を設け、それらを電気的に接続する。
【０１１２】
最後に、封止樹脂６を用いて基体２上に設けた窒化物半導体発光素子２０、金属線３、第一樹脂部材４、第二樹脂部材５及び第三樹脂部材８を樹脂封止する。
【０１１３】
この構成によれば、第一樹脂部材４よりも屈折率が低い第三樹脂部材８が窒化物半導体発光素子２０と第一樹脂部材４との間に介在する。これにより、第一樹脂部材４の内部への光の閉じ込めを増加させ、第一樹脂部材４が含有する蛍光体による光の波長の長波側への変換効率を高めることができる。光の波長の変換効率が高まると蛍光体の使用量を削減することができ、低コスト化を図ることができる。
【０１１４】
また、この実施形態において、第一樹脂部材４と基体２との接触面積は少ない方が望ましい。これは、第一樹脂部材４とその外部との界面で多重反射を起こす光が基体２によって吸収される頻度を抑制させるためである。
【０１１５】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る発光装置について、図９を用いて説明する。図９は発光装置の断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図３を用いて説明した前記第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。なお、図９では金属線３及び封止樹脂６の描画を省略している。
【０１１６】
第６実施形態に係る発光装置１は、図９に示すように窒化物半導体発光素子２０の側方に第一樹脂部材４と、第三樹脂部材８とを備えている。窒化物半導体発光素子２０はその側面２４に周囲より表面粗さが粗い部分である粗面部２４ａを備えている。粗面部２４ａを形成する方法としては、例えばパルスレーザー加工のほか、ステルスダイシング法やエッチング法などを用いることができる。
【０１１７】
この構成によれば、第三樹脂部材８は第一樹脂部材４と空気、または第一樹脂部材４と封止樹脂６に対して中間の屈折率を有する。したがって、第一樹脂部材４内での光の全反射を抑え、効率良く第三樹脂部材８さらに封止樹脂６に光を取り出すことができる。
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る発光装置について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は発光装置の断面図、図１１は発光装置の発光素子の断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態及び第３実施形態と同じであるので、それらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその詳細な説明を省略するものとする。
【０１１８】
第７実施形態に係る発光装置１は、図１０に示すように窒化物半導体発光素子２０がフリップチップ実装により基体２に電気的に接続されて固定される。
【０１１９】
窒化物半導体発光素子２０は、図１１に示すように図２を用いて第１実施形態で説明した窒化物半導体発光素子２０の上下を逆にした形態をなす。窒化物半導体発光素子２０は最上層から順に基板２１、ｎ型窒化物半導体層３１、発光層３２、ｐ型窒化物半導体層３３、ＩＴＯ・ＩＺＯなどの透明電極層２２及びＳｉＯ2・ＳｉＮなどの保護膜層２３を有する。電極部２５は窒化物半導体発光素子２０の底面部に配置される。電極部２５は、ｐ型窒化物半導体層３３に電気的に接続するｐ電極２５ｐと、ｎ型窒化物半導体層３１に電気的に接続するｎ電極２５ｎと、からなる。
【０１２０】
フリップチップ実装では、窒化物半導体発光素子２０の底面部の電極部２５に対応して設けたＡｕなどからなるバンプ９を超音波振動等を利用して溶融させて基体２の電極に接合させる。
【０１２１】
また、発光装置１は、図１０に示すように窒化物半導体発光素子２０の側方に第一樹脂部材４を備える。第一樹脂部材４は窒化物半導体発光素子２０の側面２４に接触させて設けられる。第一樹脂部材４は上方から見て長方形状をなす窒化物半導体発光素子２０の２箇所の長辺側の側方に設けても良いし（図３参照）、窒化物半導体発光素子２０の周囲全域にわたって設けても良い（図５参照）。第一樹脂部材４を窒化物半導体発光素子２０の周囲全域にわたって側面２４に接触させて設けると、光取り出し効率をより一層向上させることができる。
【０１２２】
次に、上記構成の発光装置１の製造方法について説明する。
【０１２３】
まず、基体２の表面の電極に対応する窒化物半導体発光素子２０の底面部の電極部２５がバンプ９を介して基体２の電極に接触するよう窒化物半導体発光素子２０を基体２に載置する。そして、超音波振動等を利用してバンプ９を溶融させ、窒化物半導体発光素子２０と基体２とを電気的に接合して固定する。
【０１２４】
続いて、窒化物半導体発光素子２０の側面２４を覆うよう第一樹脂部材４を載置する。そして、第一樹脂部材４に対して熱硬化工程を実行する。
【０１２５】
最後に、第一樹脂部材４と比較して屈折率が低い封止樹脂６を用いて基体２上に設けた窒化物半導体発光素子２０及び第一樹脂部材４を樹脂封止する。
【０１２６】
この構成によれば、窒化物半導体発光素子２０と基体２との熱伝導性が良くなり放熱性が向上する。また、窒化物半導体発光素子２０と基体２とを電気的に接続する金属線３とその金属線３を接続するための基板側の電極のスペースが不要になり、発光装置１が小型化する。したがって、例えばエッジ型バックライト搭載のテレビを薄型化することができ、製品デザインの自由度を高めることが可能である。また、発光装置１の小型化に伴ってその製造コストを低減させることも可能である。
【０１２７】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態に係る発光装置について、図１２を用いて説明する。図１２は発光装置の断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態、第４実施形態及び第７実施形態と同じであるので、それらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。また、図１２では封止樹脂６の描画を省略している。
【０１２８】
第８実施形態に係る発光装置１は、図１２に示すように窒化物半導体発光素子２０がフリップチップ実装により基体２に電気的に接続されて固定される。フリップチップ実装では、窒化物半導体発光素子２０の底面部の電極部２５に対応して設けたＡｕなどからなるバンプ９を超音波振動等を利用して溶融させて基体２の電極に接合させる。
【０１２９】
また、発光装置１は窒化物半導体発光素子２０の側方に第一樹脂部材７を備える。第一樹脂部材７は窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対して離隔して配置される。第一樹脂部材７は基体２の窒化物半導体発光素子２０の載置面に対して直角をなす断面形状が略三角形状をなす成型体として予め形成され、配置される。
【０１３０】
次に、上記構成の発光装置１の製造方法について説明する。
【０１３１】
まず、基体２の表面の電極に対応する窒化物半導体発光素子２０の底面部の電極部２５がバンプ９を介して基体２の電極に接触するよう窒化物半導体発光素子２０を基体２に載置する。そして、超音波振動等を利用してバンプ９を溶融させ、窒化物半導体発光素子２０と基体２とを電気的に接合して固定する。
【０１３２】
続いて、基体２の上であって窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対して離隔させて成型体からなる第一樹脂部材７を配置する。第一樹脂部材７は上方から見て長方形状をなす窒化物半導体発光素子２０の２箇所の長辺側の側方に載置しても良いし、窒化物半導体発光素子２０の周囲全域にわたって載置しても良い。
【０１３３】
最後に、封止樹脂６を用いて基体２上に設けた窒化物半導体発光素子２０及び第一樹脂部材７を樹脂封止する。
【０１３４】
上記のように、第一樹脂部材７が窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対して離隔するので、窒化物半導体発光素子２０からの出射光の波長の変換効率が向上する。すなわち、窒化物半導体発光素子２０の側面２４から光を取り出し易い場合に有効である。さらに、窒化物半導体発光素子２０と基体２との熱伝導性が良くなり放熱性が向上する。また、発光装置１の小型化、製造コストの低減を図ることが可能である。
【０１３５】
＜第９実施形態＞
次に、本発明の第９実施形態に係る発光装置について、図１３を用いて説明する。図１３は発光装置の断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態、第５実施形態及び第７実施形態と同じであるので、それらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。また、図１３では封止樹脂６の描画を省略している。
【０１３６】
第９実施形態に係る発光装置１は、図１３に示すように窒化物半導体発光素子２０がフリップチップ実装により基体２に電気的に接続されて固定される。フリップチップ実装では、窒化物半導体発光素子２０の底面部の電極部２５に対応して設けたＡｕなどからなるバンプ９を超音波振動等を利用して溶融させて基体２の電極に接合させる。
【０１３７】
また、発光装置１は窒化物半導体発光素子２０の側方に第一樹脂部材４と、第三樹脂部材８とを備えている。第三樹脂部材８は窒化物半導体発光素子２０と第一樹脂部材４との間に配置される。したがって、第一樹脂部材４は窒化物半導体発光素子２０の側面２４に対して離隔して配置される。第三樹脂部材８は例えばシリコーン樹脂からなり、蛍光体を含まない。また、第三樹脂部材８は第一樹脂部材４と比較して屈折率が低い。
【０１３８】
次に、上記構成の発光装置１の製造方法について説明する。
【０１３９】
まず、基体２の表面の電極に対応する窒化物半導体発光素子２０の底面部の電極部２５がバンプ９を介して基体２の電極に接触するよう窒化物半導体発光素子２０を基体２に載置する。そして、超音波振動等を利用してバンプ９を溶融させ、窒化物半導体発光素子２０と基体２とを電気的に接合して固定する。
【０１４０】
続いて、窒化物半導体発光素子２０の側面２４を覆うよう第三樹脂部材８を載置し、第三樹脂部材８に対して熱硬化工程を実行する。続いて、第三樹脂部材８の外側に第三樹脂部材８に接触させて第一樹脂部材４を載置し、第一樹脂部材４に対して熱硬化工程を実行する。
【０１４１】
最後に、封止樹脂６を用いて基体２上に設けた窒化物半導体発光素子２０、第一樹脂部材４及び第三樹脂部材８を樹脂封止する。
【０１４２】
この構成によれば、第一樹脂部材４の内部への光の閉じ込めを増加させ、第一樹脂部材４が含有する蛍光体による光の波長の長波側への変換効率を高めることができる。光の波長の変換効率が高まると蛍光体の使用量を削減することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、窒化物半導体発光素子２０と基体２との熱伝導性が良くなり放熱性が向上する。また、発光装置１の小型化、製造コストの低減を図ることが可能である。
【０１４３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、発光装置及びその製造方法において利用可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１    発光装置
２    基体
３    金属線
４、７    第一樹脂部材
５    第二樹脂部材
６    封止樹脂
８    第三樹脂部材
９    バンプ
２０    窒化物半導体発光素子
２１    基板
２４    側面
２４ａ    粗面部（周囲より表面粗さが粗い部分）
２５    電極部
２５ｎ    ｎ電極
２５ｐ    ｐ電極
３０    窒化物半導体積層部
【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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