(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、前記発光素子上に配置され、複数の蛍光体粒子を含む波長変換層と、を備える発光装置であって、
前記複数の蛍光体粒子の一部は前記波長変換層の表面部に位置し、前記波長変換層は前記一部の蛍光体粒子に隣接した表面に窪みを有し、
前記発光装置は前記窪み内に形成された光散乱層を有し、
前記光散乱層を含む前記波長変換層の表面が平坦に形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
発光素子と、前記発光素子上に配置され、複数の蛍光体粒子を含む波長変換層と、を備える発光装置であって、
前記複数の蛍光体粒子の一部は前記波長変換層の表面部に位置し、前記波長変換層は前記一部の蛍光体粒子に隣接した表面に窪みを有し、
前記波長変換層は前記複数の蛍光体粒子の間を埋める透光性バインダを含み、
前記発光装置を上方から観測した場合に、前記発光素子上面は、前記蛍光体粒子の存在しない上面露出領域を有し、
前記発光装置は、前記上面露出領域において、前記透光性バインダが前記波長変換層の高さの半分から２／３の範囲の厚みを有することにより形成された前記窪み内に光散乱層を有し、
前記透光性バインダには光散乱性の粒子が含まれておらず、
前記上面露出領域上に前記光散乱層が重なるように配置され、前記一部の蛍光体粒子は前記波長変換層の突出表面部を形成することを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記窪みは、前記突出表面部を形成している前記蛍光体粒子の間に位置することを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記光散乱層の層厚は前記蛍光体粒子の平均粒径以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の発光装置。
【請求項５】
前記蛍光体粒子の粒径は１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１記載の発光装置。
【請求項６】
発光素子上に複数の蛍光体粒子を有する塗布液を塗布して前記発光素子上に前記複数の蛍光体粒子を配置する第１の工程と、
前記第１の工程後、前記複数の蛍光体粒子が配置された前記発光素子上に透光性バインダの溶液を塗布して前記発光素子上に前記複数の蛍光体粒子間を埋める前記透光性バインダを配置して前記複数の蛍光体粒子を含有する波長変換層を形成する第２の工程と、
前記第２の工程後、前記波長変換層上に光散乱層を形成する第３の工程と、を含む発光装置の製造方法であって、
前記複数の蛍光体粒子の一部は前記波長変換層の表面部に位置し、前記波長変換層は前記一部の蛍光体粒子に隣接した表面に前記透光性バインダの窪みを有し、
前記第３の工程において前記窪み内に前記光散乱層が形成され、
前記製造方法は、前記第３の工程後、前記光散乱層を含む前記波長変換層の表面を平坦化する第４の工程を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項７】
発光素子上に複数の蛍光体粒子を有する塗布液を塗布して前記発光素子上に前記複数の蛍光体粒子を配置する第１の工程と、
前記第１の工程後、前記複数の蛍光体粒子が配置された前記発光素子上に透光性バインダの溶液を塗布して前記発光素子上に前記複数の蛍光体粒子間を埋める前記透光性バインダを配置して前記複数の蛍光体粒子を含有する波長変換層を形成する第２の工程と、
前記第２の工程後、前記波長変換層上に光散乱層を形成する第３の工程と、を含み、
前記透光性バインダには光散乱性の粒子が含まれておらず、
前記複数の蛍光体粒子の一部は前記波長変換層の表面部に位置し、前記波長変換層は前記一部の蛍光体粒子に隣接した表面に前記透光性バインダが前記波長変換層の高さの半分から２／３の範囲の厚みにすることにより形成された窪みを有し、前記一部の蛍光体粒子は前記波長変換層の突出表面部を形成し、
前記第３の工程において、前記窪み内に前記光散乱層が形成されることを特徴とする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、発光素子を形成する半導体層上に複数の蛍光体粒子を含む波長変換層を有する発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード等の発光素子を構成する半導体層上に複数の蛍光体粒子を含む樹脂層からなる波長変換層を形成し、半導体層からの光の一部を波長変換層中の蛍光体粒子で異なる波長の光に変換し、蛍光体粒子による変換後の光を半導体層からの波長変換層を通過する光と混合して放出する発光装置が知られている。
【０００３】
このような発光装置においては、一般に、波長変換層を形成するために半導体層の光放出側の主面上に蛍光体粒子を含む溶液をスプレーで塗布して硬化させ、更に、その蛍光体粒子間を埋めるためにガラスバインダ液をスプレーで塗布して硬化させることが行われている（特許文献１参照）。波長変換層中の蛍光体粒子は、半導体層からの入射光が波長変換されずそのまま出射される量が部分的に多くならないように半導体層の上面全てに亘って均一に分布されることが望ましい。そのため、例えば、特許文献１には発光素子の上方から蛍光体を含有した塗布液を霧状でかつ螺旋状に回転させながら吹き付けることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０８８０１３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、かかる従来の発光装置においては、半導体層上面に均一に蛍光体粒子入り樹脂をスプレーで塗布すると、その際、螺旋状に塗布するなどの工夫が行われたとしても、蛍光体粒子が集まった部分と蛍光体粒子間に隙間ができた部分とが生じ、蛍光体粒子が一様に分布した波長変換層を形成することは困難である。そのため、半導体層から発せられた光が蛍光体粒子間の隙間をそのまま通過して出射されることが起きる。例えば、半導体層の発光色が青色であって、波長変換層の蛍光体粒子が青色光を黄色光に変換する場合には、青色光が蛍光体粒子間に隙間をそのまま通過して出射されると、部分的に青色光が発生し、発光装置から出射される光に色ムラが生じるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、かかる点を鑑みてなされたものであり、波長変換層内に蛍光体粒子の隙間が存在しても色ムラを抑制することができる発光装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、発光素子と、前記発光素子上に配置され、複数の蛍光体粒子を含む波長変換層と、を備える発光装置であって、前記複数の蛍光体粒子の一部は前記波長変換層の表面部に位置し、前記波長変換層は前記一部の蛍光体粒子に隣接した表面に窪みを有し、前記発光装置は前記窪み内に形成された光散乱層を有し、前記光散乱層を含む前記波長変換層の表面が平坦に形成されていることを特徴としている。
本発明の発光装置は、発光素子と、前記発光素子上に配置され、複数の蛍光体粒子を含む波長変換層と、を備える発光装置であって、前記複数の蛍光体粒子の一部は前記波長変換層の表面部に位置し、前記波長変換層は前記一部の蛍光体粒子に隣接した表面に窪みを有し、前記波長変換層は前記複数の蛍光体粒子の間を埋める透光性バインダを含み、前記発光装置を上方から観測した場合に、前記発光素子上面は、前記蛍光体粒子の存在しない上面露出領域を有し、前記発光装置は、前記上面露出領域において、前記透光性バインダが前記波長変換層の高さの半分から２／３の範囲の厚みを有することにより形成された前記窪み内に光散乱層を有し、前記透光性バインダには光散乱性の粒子が含まれておらず、前記上面露出領域上に前記光散乱層が重なるように配置され、前記一部の蛍光体粒子は前記波長変換層の突出表面部を形成することを特徴としている。
【０００８】
本発明の発光装置の製造方法は、発光素子上に複数の蛍光体粒子を有する塗布液を塗布して前記発光素子上に前記複数の蛍光体粒子を配置する第１の工程と、前記第１の工程後、前記複数の蛍光体粒子が配置された前記発光素子上に透光性バインダの溶液を塗布して前記発光素子上に前記複数の蛍光体粒子間を埋める前記透光性バインダを配置して前記複数の蛍光体粒子を含有する波長変換層を形成する第２の工程と、前記第２の工程後、前記波長変換層上に光散乱層を形成する第３の工程と、を含む発光装置の製造方法であって、前記複数の蛍光体粒子の一部は前記波長変換層の表面部に位置し、前記波長変換層は前記一部の蛍光体粒子に隣接した表面に前記透光性バインダの窪みを有し、前記第３の工程において前記窪み内に前記光散乱層が形成され、前記製造方法は、前記第３の工程後、前記光散乱層を含む前記波長変換層の表面を平坦化する第４の工程を含むことを特徴としている。
本発明の発光装置の製造方法は、発光素子上に複数の蛍光体粒子を有する塗布液を塗布して前記発光素子上に前記複数の蛍光体粒子を配置する第１の工程と、前記第１の工程後、前記複数の蛍光体粒子が配置された前記発光素子上に透光性バインダの溶液を塗布して前記発光素子上に前記複数の蛍光体粒子間を埋める前記透光性バインダを配置して前記複数の蛍光体粒子を含有する波長変換層を形成する第２の工程と、前記第２の工程後、前記波長変換層上に光散乱層を形成する第３の工程と、を含み、前記透光性バインダには光散乱性の粒子が含まれておらず、前記複数の蛍光体粒子の一部は前記波長変換層の表面部に位置し、前記波長変換層は前記一部の蛍光体粒子に隣接した表面に前記透光性バインダが前記波長変換層の高さの半分から２／３の範囲の厚みにすることにより形成された窪みを有し、前記一部の蛍光体粒子は前記波長変換層の突出表面部を形成し、前記第３の工程において、前記窪み内に前記光散乱層が形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発光装置及びその製造方法によれば、波長変換層の表面の窪み内に散乱層が形成されているので、発光素子から波長変換層の表面部の一部の蛍光体粒子の隙間部分を通過してくる光を光散乱層で乱反射させることができ、乱反射した光の一部を蛍光体粒子に入射させて波長変換された光を出射させることができる。例えば、発光素子の発光色が青色であって、波長変換層の蛍光体粒子が青色光を黄色光に変換する場合に、一部の蛍光体粒子間の隙間の光散乱層が青色光を乱反射させて乱反射した青色光の一部が蛍光体粒子に入射して黄色光に変換される。その黄色光は乱反射してそのまま出射した青色光と混合されて白色光となる。よって、発光素子から出射された青色光がそのまま波長変換層を通過して発光装置から出射されることによる色ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１の発光装置を示す断面図である。
【図２】実施例１の発光装置の製造過程におけるスプレー噴射を示す図である。
【図３】実施例１の発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】実施例１の発光装置の波長変換層における光経路を示す図である。
【図５】従来の発光装置の波長変換層における光経路を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の発光装置を示す断面図である。
【図７】実施例２の発光装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】実施例２の発光装置の波長変換層における光経路を示す図である。
【図９】本発明の実施例３の発光装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施例１の発光装置の断面図を示している。この発光装置においては、基板１０と半導体層１１とからなる発光素子上に波長変換層１３が形成されている。基板１０はシリコン基板であり、基板１０上にはＧａＮ系のエピタキシャル層として形成された発光層を含む半導体層１１が配置されている。発光素子はメタルボンディング型発光素子（発光ダイオード）であり、半導体層１１は基板１０と金属接合されている。また、半導体層１１は本実施例では青色発光する。
【００１３】
波長変換層１３内には多数の蛍光体粒子１４が分散されている。その蛍光体粒子１４は半導体層１１の発する光により励起され所定波長の蛍光を発する例えば、ＹＡＧ蛍光体粒子である。蛍光体粒子１４は本実施例では半導体層１１の発する青色光により励起され黄色光を発する。蛍光体粒子１４の平均粒径は１５μｍである。蛍光体粒子１４はその周囲を透明接着剤１５によって覆われている。また、蛍光体粒子１４間の空隙はバインダ１６によって埋められている。透明接着剤１５及びバインダ１６は半導体層１１の発する光と共に、蛍光体粒子１４が発する蛍光に対して透光性を有している。バインダ１６は、無機ガラス系化合物（エチルシリケート）を用いているが、有機溶媒で低粘度に調整したジメチルシリコーン、フェニルシリコーン等の透明樹脂を用いることができ、更にはそれらの混合したものを用いても良い。バインダ１６には光散乱材は含まれていない。波長変換層１３内において蛍光体粒子１４は分散されているが、蛍光体粒子１４が集まって存在する部分が有る他、一部の蛍光体粒子１４は波長変換層１３の表面近傍に位置して波長変換層１３の突出表面部を形成している。
【００１４】
波長変換層１３上には光散乱層１７が形成されている。光散乱層１７は光散乱材が分散されたガラスバインダ（シリコーン系の樹脂でも良い）からなる。光散乱材は例えば、１μｍ以下のアルミナ粒子であるが、１００ｎｍ以上で２μｍ以下の粒径の光散乱性粒子を有すればよい。
【００１５】
光散乱層１７の層厚は蛍光体粒子１４の粒径より小さく、蛍光体粒子１４の平均粒径の１／３の５μｍ以下である。波長変換層１３の表面近傍に位置している蛍光体粒子１４に隣接したバインダ１６の表面、特に、波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４の間の隙間部分には窪み２０が存在する。窪み２０内は光散乱層１７で埋められており、その層厚は厚い。一方、波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４上方の光散乱層１７の層厚は薄く、例えば、２μｍ以下である。光散乱層１７は、発光素子上面において蛍光体粒子が上方に存在しない領域の上方に重なるように配置されている。
【００１６】
蛍光体粒子１４を含有する接着剤１５、バインダ１６、及び光散乱層１７は、図２に示すように、スプレー２１で液体の状態のものを、噴射して塗布し、それを乾燥することにより形成されたものである。スプレー２１は噴射の際に図２に矢印２２で示す方向（半導体層１１の上面に平行な方向）に移動し、塗布量によっては往復移動する。スプレー２１による噴射のために接着剤１５、バインダ１６、及び光散乱層１７各々の材料はアルコール系、キシレン等の揮発性の有機溶剤によって液化されたもの（後述の蛍光体粒子含有液３５、バインダ液３６、及び光散乱材含有バインダ液３７）が使用される。スプレー２１
図３(a)〜(c)は図１の実施例１の発光装置の製造方法における接着剤１５、バインダ１６、及び光散乱層１７各々の材料の塗布部分を示している。発光装置は図３(a)〜(c)の順に製造される。すなわち、蛍光体粒子含有液塗布工程（第１の工程）、バインダ液塗布工程（第２の工程）、及び光散乱材含有バインダ液塗布工程（第３の工程）がその順に実行される。
【００１７】
なお、これらの工程の前に基板１０に対応した基板材料と半導体層１１に相当するエピタキシャル層とが金属接着層間の融着接合によって接合され、その基板材料が装置単位に分断される工程が存在し、基板１０と、基板１０上に形成された発光層を含む半導体層１１とを備えた発光素子が得られているとする。
【００１８】
蛍光体粒子含有液塗布工程では、図３(a)に示すように、装置単位で蛍光体粒子１４を含んだ蛍光体粒子含有液３５が塗布される。蛍光体粒子含有液３５は、上記のスプレー２１で半導体層１１の上面に噴射される。蛍光体粒子含有液３５の粘度は例えば、１００ｍＰａ・ｓであるが、２０〜５００ｍＰａ・ｓの範囲内の値であれば良い。また、蛍光体粒子含有液３５中の蛍光体粒子１４の濃度は例えば、５０ｗｔ％であるが、１０〜８０ｗｔ％であれば良い。噴射後、蛍光体粒子含有液３５は硬化のために乾燥される。この蛍光体粒子含有液塗布工程で蛍光体粒子１４が集中して存在する部分と、蛍光体粒子１４が上方に重なった部分が生ずる。
【００１９】
バインダ液塗布工程では、図３(b)に示すように、硬化した蛍光体粒子含有液３５、すなわち、接着剤１５で囲まれた蛍光体粒子１４間の空隙を埋めるようにバインダ液３６がスプレー２１で噴射によって塗布される。噴射後、バインダ液３６は硬化のために乾燥される。この結果、半導体層１１上に、蛍光体粒子１４を含みかつその蛍光体粒子１４間にバインダ１６が充填された波長変換層１３が形成される。このとき、蛍光体粒子１４が上方に重なった部分により波長変換層１３の突出表面部が形成され、その蛍光体粒子１４間にはバインダ１６の窪み２０が生じる。
【００２０】
光散乱材含有バインダ液塗布工程では、図３(c)に示すように、硬化したバインダ液３６、すなわち、バインダ１６上に光散乱材含有バインダ液３７がスプレー２１で噴射によって塗布される。光散乱材含有バインダ液３７の粘度は例えば、１５０ｍＰａ・ｓであるが、４００ｍＰａ・ｓ以下の値であれば良い。噴射後、光散乱材含有バインダ液３７は硬化のために乾燥される。この結果、図１に示したように、波長変換層１３上には光散乱層１７が形成される。窪み２０内では光散乱層１７は厚く形成され、波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４上では光散乱層１７は薄く形成される。
【００２１】
光散乱層１７の厚みは上記したように蛍光体粒子１４の粒径よりも小さく、蛍光体粒子１４の平均粒径の１／３の５μm以下であるが、波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４上はもっと薄く２μｍ以下となっている。これは光散乱材含有バインダ液３７の粘度を１５０ｍＰａ・ｓのように低くなるように調整しているために、波長変換層１３の突出表面部の蛍光体粒子１４間の隙間部分には溜まりやすいが、波長変換層１３の突出表面部の蛍光体粒子１４上はそこから流れて溜まりにくいからである。
【００２２】
また、蛍光体粒子１４が集まっている部分のバインダ１６の表面位置に比べて蛍光体粒子１４の隙間部分のバインダ１６は窪み２０のように窪んでいる。そのため、スプレー２１で光散乱材含有バインダ液３７を波長変換層１３上に噴射して塗布すると、窪み２０内を光散乱材含有バインダ液３７が埋め、突出表面部の蛍光体粒子１４上では光散乱材含有バインダ液３７は薄くなるか又は存在しない。よって、光散乱材含有バインダ液３７が硬化した後の光散乱層１７の層厚は蛍光体粒子１４が存在しない位置、すなわち波長変換層１３の突出表面部の蛍光体粒子１４間の隙間部分の窪み２０内では厚くなり、突出表面部の蛍光体粒子１４上方の光散乱層１７の層厚は薄くなる。窪み２０内の光散乱層１７の底位置（光散乱層１７とバインダ１６との界面位置）はそれらの蛍光体粒子１４各々の最表面位置より低い位置である。
【００２３】
実施例１の発光装置においては、このように波長変換層１３上に光散乱層１７が形成されているので、図４に示すように、半導体層１１から波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４の隙間部分を通過して散乱層１７へ入射する比較的光出射角度の小さい（光出射角度０〜約±３０度)の青色光（矢印Ａ，Ｂ）は光散乱層１７で乱反射する。乱反射した光の一部が、蛍光体粒子１４に入射して、黄色光（矢印Ｃ）を出射する。なお、図４においては、散乱層１７に入射した光は、あらゆる方向に乱反射されるが、本発明の説明容易化のために波長変換される光の光線を示している。また、出射角度０度は半導体層１１の表面から垂直方向に出射する角度であり、出射方向が半導体層１１の表面側に倒れてくるほど出射角度は大きくなる。
【００２４】
図５に示すように、光散乱層１７が存在しない発光装置の場合には、半導体層１１から波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４の隙間部分を通過してくる比較的光出射角度の小さい（光出射角度０〜約±３０度）の青色光（矢印Ｄ）はそのまま出射される。このため、蛍光体粒子１４の隙間部分を通過して、そのまま発光装置から出射される青色光により、発光装置において部分的に強い青色光が出射される色ムラを生じ、色度均一性が悪い。また、波長変換層１３による白色化変換率が低下して、発光装置の明るさが低下する。
【００２５】
これに対し、実施例１の発光装置においては、半導体層１１から波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４の隙間部分を通過してくる比較的光出射角度の小さい（光出射角度０〜約±３０度）の青色光は、光散乱層１７で乱反射して一部が蛍光体粒子１４に入射して黄色光に変換させる。そのため、蛍光体粒子１４の隙間部分を通過して、そのまま発光装置から出射される青色光は抑制され、部分的に黄色光に波長変換されるため、発光装置において部分的に強い青色光が出射される色ムラを抑制することができる。そして、波長変換層１３による白色化変換率は、光散乱層のない図５の発光装置と比較して高くすることができる。なお、白色化変換率は、白色の光束ｌｍ／青色光の出力（ｍＷ）のことである。
【００２６】
また、実施例１の発光装置においては、上記したようにバインダ１６内には光散乱材が含まれていない。これは半導体層１１の表面からの青色光が光散乱材に邪魔されずに蛍光体粒子１４に直接当たり蛍光体粒子を効率よく励起するためである。バインダ１６内に光散乱材が含まれると半導体層１１の表面からの青色光は蛍光体粒子１４に当たる前に光散乱材によって多重屈折し、光散乱材に当たるたびに青色光の強度が弱くなるため、蛍光体粒子の励起が弱くなり、発光装置の光束の低下や光度変化を引き起こす。
【００２７】
更に、蛍光体粒子１４自体は粒径が大きいほど波長変換効率が良いため蛍光体粒子１４としては粒径が実施例１に示した平均粒径１５μｍのように比較的大きい粒子（１０μｍ以上）を使用することが望まれている。一方、粒径が比較的大きい蛍光体粒子の場合には一般的に粒度分布が大きく、上記の蛍光体粒子含有液塗布工程におけるスプレー２１の往復回数が少なくなってしまうために蛍光体粒子間の隙間が生じやすい。このことは半導体層１１からの励起光が蛍光体粒子１４に入射せずにそのまま波長変換層１３から出射してしまい、色ムラを生じたり、波長変換効率が悪くなる。これに対処するために、実施例１の発光装置では、波長変換層１３上に光散乱層１７が形成されているので、半導体層１１から波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４の隙間部分を通過してくる青色光（図４の矢印Ａ，Ｂ）を光散乱層１７で乱反射させることができる。そして乱反射した光の一部が、蛍光体粒子１４に入射して、黄色光（矢印Ｃ）を出射する。よって、本実施例の発光装置によれば、比較的大なる粒径の蛍光体粒子１４を含有する波長変換層１３であっても、蛍光体粒子１４間に隙間が生じてしまっても（発光素子上面に直上に蛍光体粒子１４の存在しない領域が生じてしまっても）、当該隙間から蛍光体粒子１４に入射せずに放出される光を抑制して、色ムラを抑制すると共に、波長変換効率の高い発光装置を提供することができる。
【００２８】
なお、実施例１における蛍光体粒子含有液塗布工程、バインダ液塗布工程、及び光散乱材含有バインダ液塗布工程では、塗布液を霧状に噴射して吹き付けるスプレー方式を用いたが、スプレー方式以外にも、ジェットディスペンサー方式や静電塗装方式を用いることもできる。
【００２９】
図６は本発明の実施例２の発光装置の断面図を示している。この発光装置においては、基板１０と半導体層１１とからなる発光素子上に波長変換層１３が形成され、波長変換層１３上に光散乱層１７が形成されていることは実施例１の発光層と同一である。実施例２の発光装置では、光散乱層１７を含む波長変換層１３の表面が、半導体層１１の主面と平行となるように平坦化されている。
【００３０】
図７(a)〜(d)は図６の実施例２の発光装置の製造方法における蛍光体粒子含有液塗布工程（第１の工程）、バインダ液塗布工程（第２の工程）、光散乱材含有バインダ液塗布工程（第３の工程）及び平坦化工程（第４の工程）を示している。
【００３１】
蛍光体粒子含有液塗布工程、バインダ液塗布工程、光散乱材含有バインダ液塗布工程は図３(a)〜(c)の実施例１の各工程と同一である。ただし、実施例２のバインダ液塗布工程では、実施例１に比べてスプレー２１によって噴射によって塗布されるバインダ液３６が少ない。バインダ液３６は図７(b)に示すように、波長変換層１３の高さのほぼ２／３（半分から２／３の範囲）の位置まで塗布され、その後、硬化される。
【００３２】
光散乱材含有バインダ液塗布工程では図７(c)に示すように、硬化したバインダ液３６、すなわち、バインダ１６上に光散乱材含有バインダ液３７がスプレー２１で噴射によって塗布され、その後、硬化される。その光散乱材含有バインダ液３７の塗布量は実施例１の場合より多く、バインダ１６の層厚が薄くされた分だけ光散乱層１７の層厚が厚くされている。
【００３３】
平坦化工程では、グラインダーを用いて光散乱層１７の表面を研削して平坦化することが行われる。例えば、光散乱層１７まで形成された基板１０を自転させ、回転したグラインダーの砥石をその光散乱層１７の表面に向けて上から下降させ、所望の厚みになるまで研削する方法が実行される。図７(d)に示すように、光散乱層１７だけでなく波長変換層１３の突出表面部を形成している蛍光体粒子１４やバインダ１６も研削される。光散乱層１７の層厚は蛍光体粒子１４の平均粒径の半分以下となるまで研削される。また、蛍光体粒子１４が研削された部分の表面には光散乱層１７が存在しない。
【００３４】
実施例２の発光装置においては、実施例１と同様、蛍光体粒子１４の隙間部分を通過してくる比較的光出射角度の小さい青色光Ｅ，Ｆは光散乱層１７で乱反射して一部が蛍光体粒子１４に入射して黄色光に変換されるため、そのまま発光装置から出射される青色光は抑制され、部分的に黄色光Ｇに波長変換されるため、発光装置において部分的に強い青色光が出射される色ムラを抑制することができる。そして、波長変換層１３による白色化変換率は、光散乱層のない発光装置と比較して高くすることができる。
【００３５】
更に、実施例２の発光装置においては、不要な領域に形成された散乱層が平坦化により除去されているため、不要な領域に形成された散乱層での光散乱による出力低下を防止することができる。つまり、波長変換層１３の表面側の蛍光体粒子１４上の領域（図８におけるＸ領域）、波長変換層１３の表面側の蛍光体粒子１４の隙間部分のうち直下に蛍光体粒子１４が存在している領域（図８におけるＹ領域）などの領域上に散乱層を配置しないことが好ましい。そのため、これら領域上に散乱層１７を配置しない構成とすることにより、これら領域の上に散乱層１７が配置された場合と比較して、不要な光散乱による光出力の低下を抑制し、白色化変化率を高めて、高出力の発光装置を提供することができる。
【００３６】
また、実施例２の発光装置では、平坦化において、波長変換層１３の厚み、光散乱層１７の厚みを変化させることができ、つまり、透過光と波長変換光のバランスを調整して色調整することができるため、所望の色度の発光装置を提供することができる。
【００３７】
図９は本発明の実施例３の発光装置の断面図を示している。この発光装置においては、基板１０と半導体層１１とからなる発光素子上に波長変換層１３が形成され、波長変換層１３上に光散乱層１７が形成されていることは実施例１の発光層と同一である。実施例３の発光装置では、バインダ１６は波長変換層１３の高さのほぼ２／３（半分から２／３の範囲）の厚さを有し、その分だけ波長変換層１３の表面を突出させている蛍光体粒子１４間の隙間部分では光散乱層１７の層厚は厚い。蛍光体粒子１４が表面に突出して存在する位置の上方の光散乱層１７の層厚は薄く、例えば、２μｍ以下である。この実施例３の発光装置のその他の構成は実施例１と同様である。これにより、実施例１より深く散乱層１７を形成することができるため、蛍光体粒子１４の隙間部分を通過してくる比較的光出射角度の小さい光を、実施例１の散乱層１７より多く散乱し、蛍光体粒子１４に入射する確率を高めることができるので、白色化変化率を実施例１の発光装置より更に高めて、高出力の発光装置を提供することができる。
【００３８】
なお、上記した蛍光体粒子及び光散乱材の粒子の粒径の測定法としてレーザ回折法を用いた。
【００３９】
また、上記した各実施例においては、半導体層１１はメタルボンディング型発光素子としたが、本発明は他のフェイスアップタイプの発光素子にも適用することができる。また、半導体層１１としては実施例に示したＧａＮ系の発光ダイオードに限らず、ＡｌＧａＡｓ系やＺｎＯ系の他の発光素子を用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  基板
１１  半導体層
１３  波長変換層
１４  蛍光体粒子
１５  接着剤
１６  バインダ
１７  光散乱層
２１  スプレー
３５  蛍光体粒子含有液
３６  バインダ液
３７  光散乱材含有バインダ液
【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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