(57)【要約】【課題】本発明は、蛍光体によって波長変換する蛍光体層に被覆された半導体発光素子について色度ばらつきを抑止する半導体発光装置を提供する。【解決手段】発光面を被覆する蛍光体層３が形成された半導体発光素子２を複数用いた照明装置において、半導体発光素子２は、サブマウント素子１に搭載された半導体発光装置として基板に実装されていることを特徴とする。半導体発光装置の色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。従って、複数の半導体発光素子２を用いた照明装置であっても、半導体発光装置を基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体発光装置を準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した照明装置とすることができる。【選択図】図１
2006059851.tif 000002
【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を覆うとともに前記半導体発光素子からの光により発光する蛍光体層とを有し、前記蛍光体層は切断面を有し、前記切断面と前記蛍光体層から光を主に取り出す面とに接し、前記蛍光体層から光を主に取り出す面に対して９０度を超える角度をなす傾斜面とを有する半導体発光装置。
【請求項２】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆うとともに前記半導体発光素子からの光により発光する蛍光体層とを有し、前記蛍光体層は切断面を有し、前記切断面と前記蛍光体層から光を主に取り出す面とに接し、前記蛍光体層から光を主に取り出す面に対して１１０度〜１３０度の角度をなす傾斜面とを有する半導体発光装置。
【請求項３】
前記半導体発光装置は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体発光装置と異なるようにそれぞれ実装されていることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体発光装置を用いた照明装置。
【請求項４】
発光面を被覆する蛍光体層が形成された半導体発光素子を複数用いた照明装置において、
半導体発光素子をサブマウント素子上へ搭載する工程と、
前記半導体発光素子を覆うように蛍光体層を形成して半導体発光装置とする工程と、
前記半導体発光装置の色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体発光装置を選択する工程と、
選択された複数の前記半導体発光装置を基板に実装する工程と、を含むことを特徴とする照明装置の製造方法。
【請求項５】
前記選択された複数の半導体発光装置を基板に実装する工程において、それぞれの半導体発光装置を、前記半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置する他の半導体発光装置とは異なるように実装する請求項４記載の照明装置。
【請求項６】
前記選択された複数の半導体発光装置を基板に実装する工程において、前記半導体発光素子の切断面の垂線のなす方向と最も隣接した半導体発光素子の切断面の垂線のなす方向とが０度を超えて３６０度未満になるように実装する請求項４記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光面を被覆する蛍光体層が形成された半導体発光素子を用いた半導体発光装置、それを用いた照明装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の照明装置は、複数の半導体発光素子を基板に搭載し、蛍光物質を含有させた樹脂で半導体発光素子を被覆したものである。このような従来の照明装置として特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
従来の照明装置の構成を図１１に基づいて説明する。図１１は従来の照明装置であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分拡大断面図である。
【０００４】
図１１（ａ）に示すように、従来の照明装置３０は、基板３１と、基板３１にフリップチップ実装された複数の半導体発光素子３２と、基板３１に配置した半導体発光素子３２の位置が開口した反射枠３３と、反射枠３３を覆い半導体発光素子３２の発光方向に凸形状としたレンズ部３４が形成された樹脂層３５とで構成される。
【０００５】
図１１（ｂ）に示すように、基板３１は、配線パターン３６が形成され、半導体発光素子３２とは半導体発光素子３２に形成された凸状電極であるバンプ電極３７を介して接続されている。
【０００６】
半導体発光素子３２は、蛍光体を含有した樹脂で形成された蛍光体層３８で被覆されている。例えば、青色に発光する半導体発光素子３２の場合に、青色と補色となる関係を持つ蛍光体を含有させた蛍光体層３８とすることで、白色の照明装置となる。
【０００７】
蛍光体層３８は、基板３１に半導体発光素子３２をフリップチップ実装した後に、スクリーン印刷法で形成される。
【０００８】
このようにして照明装置３０は、半導体発光素子３２から出射された青色の光が、蛍光体層３８を通過する際に、蛍光体を励起させ青色の光と補色関係にある光を発光し、半導体発光素子から出射された青色の光と混ざり白色となって発光する。
【特許文献１】特開２００２−２９９６９４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、図１１で示される従来の照明装置は、スクリーン印刷法で形成すると、半導体発光素子３２に同じ厚みとした蛍光体層３８を形成することは困難である。特に、半導体発光素子を覆うように形成された蛍光体層を例えば、ダイシングのような切断装置により切断した場合、蛍光体層の切断面と蛍光体層から光を主に取り出す面（以下、主光取り出し面という）とのなす角度がほぼ９０度となる。このような半導体装置を用いてスクリーンに光を投影した場合、蛍光体層の切断面と主光取り出し面との接する近傍を通過した光の投影部分は、黄緑色の発光が強くなり、その結果黄色みを帯びた帯状の発光が白色発光の中に混じることを発明者は確認した。
【００１０】
そこで、本発明は蛍光体によって波長変換する蛍光体層に被覆された半導体発光素子を用いても、色度ばらつきを抑止することが可能な半導体発光装置、照明装置およ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】
【００１１】
本発明は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆うとともに前記半導体発光素子からの光により発光する蛍光体層とを有し、前記蛍光体層は切断面を有し、前記切断面と前記蛍光体層から光を主に取り出す面とのなす角度を９０度未満とした半導体発光装置とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、発光面を被覆する蛍光体層が形成された半導体発光素子を用いた照明装置において、半導体発光素子は、サブマウント素子に搭載した半導体発光装置として基板に実装されているので、半導体発光装置の色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。よって、複数の半導体発光素子を用いても、半導体発光装置を基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体発光装置を準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した照明装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本願の一つの発明は、半導体発光素子２と、半導体発光素子２を覆うとともに半導体発光素子２からの光により発光する蛍光体層３とを有し、蛍光体層３は切断面Ｌ３を有し、切断面Ｌ３と蛍光体層３から光を主に取り出す面Ｌ１とに接し、蛍光体層３から光を主に取り出す面に対して９０度を超える角度をなす傾斜面Ｌ２を有する半導体発光装置である。ここで、傾斜面Ｌ２は切断面Ｌ３の辺と傾斜面の一つの辺が接しており、蛍光体層３から光を主に取り出す面Ｌ１の辺と傾斜面の他の辺が接している。すなわち、切断面Ｌ３の一辺と蛍光体層３から光を主に取り出す面Ｌ１の一辺は傾斜面Ｌ２の辺を構成している。
【００１４】
また、切断面Ｌ３と蛍光体層から光を主に取り出す面（以下、主光取り出し面という）Ｌ１とのなす角度（図２において示すα）を９０度を超えるように構成すればよい。具体的には、角度を９０度を超えて１８０度未満とすればよく、１１０度〜１６０度が望ましく、１１０度〜１３０度がさらに好ましい。
【００１５】
ここで、一般に半導体発光素子２は全方位にわたって発光をしているが、その光の強度には分布がある。主光取り出し面Ｌ１とは、主に光を取り出す面のことを指し、主光取り出し面以外の面からも光は放出されている。本実施の形態では半導体発光素子２の光を取り出す面に電極を形成しない構成としている。この構成により半導体発光素子２の光を取り出す面にほぼ平行に設けられた蛍光体層３の主光取り出し面Ｌ１からは主光取り出し面Ｌ１以外の面よりも多くの光が取り出せる構成となっている。なお、蛍光体層３は半導体発光素子２の周辺に形成される構成としてもよい。
【００１６】
また、半導体発光素子２の発光面を被覆する蛍光体層３が形成された半導体発光素子２を複数用いた照明装置において、半導体発光素子２は、サブマウント素子１に搭載された半導体発光装置として基板に実装されていることを特徴としたものであり、半導体発光装置の色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。従って、複数の半導体発光素子を用いた照明装置であっても、半導体発光装置を基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体発光装置を準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した照明装置とすることができる。
【００１７】
また、本願の一つの発明は、蛍光体層３の主光取り出し面（実施の形態において、上面）と側面とを接続する少なくとも１つの傾斜面が形成されている。さらに、傾斜面と半導体発光素子との最短距離が、蛍光体層の厚みとほぼ等しい構成としている。これにより、半導体発光素子から出射された光が蛍光体層の上面の稜線部分を通過する際に、これを傾斜面としているので、半導体発光素子から出射された光を、方位性の優れた色むらの少ない半導体発光装置とすることができる。
【００１８】
また、傾斜面とすることで、研削などで容易に蛍光体層を形成することができるので、量産性の高い形状の蛍光体層とした半導体発光装置とすることができる。
【００１９】
また、本願の一つの発明は、発光面を被覆する蛍光体層３が形成された半導体発光素子２を複数用いた照明装置において、半導体発光素子２をサブマウント素子１上へ搭載する工程と、半導体発光素子２を覆うように蛍光体層３を形成して半導体発光装置とする工程と、半導体発光装置の色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体発光装置を選択する工程と、選択された複数の前記半導体発光装置を基板に実装する工程とを含むことを特徴としたものであり、半導体発光素子は、サブマウント素子に搭載した半導体発光装置として基板に実装されているので、半導体発光装置の色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。従って、複数の半導体発光素子を用いた照明装置であっても、半導体発光装置を基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体発光装置を準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した照明装置を製造することが可能である。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の構成について、図１に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の構成を説明する図であり、（ａ）は半導体発光素子２のｎ側電極２ｃ及びｐ側電極２ｄを横切る方向への断面図であり、（ｂ）は半導体発光装置の主光取り出し面Ｌ１方向から見た平面図である。
【００２１】
図示のように、本発明の実施の形態１に係る照明装置に用いられる半導体発光装置は、基台であるサブマウント素子１とその上に搭載した半導体発光素子２及びこの半導体発光素子２の全体を覆うように形成した蛍光体を含む蛍光体層３とから構成されている。この蛍光体層３に含まれる蛍光体は半導体発光素子２からの光により発光する。具体的には、半導体発光素子２からの光により蛍光体が励起され発光する。青色に発光する半導体発光素子２を用いた場合、補色である黄色に発光する蛍光体を蛍光体層３に設けることで白色に発光する半導体装置を構成することができる。
【００２２】
サブマウント素子１はｎ型のシリコン基板１ａを用いている。このシリコン基板１ａは図１（ａ）に示すように一方の面（図１（ａ）において上面）側の一部にｐ型半導体領域１ｂを形成し、このｐ型半導体領域１ｂに接合してｐ側電極１ｅを形成する。また、一方の面の他の部分であって、シリコン基板１ａのｎ型半導体層に接合してｎ側電極１ｄを形成する。半導体発光素子２との関係においては、半導体発光素子２のｎ側電極２ｃ及びｐ側電極２ｄが設けられた面（以下、搭載面という）側の一部に臨む部分にｐ型半導体領域１ｂ及びｐ側電極１ｅを構成している。そして、半導体発光素子２のｎ側電極２ｃはシリコン基板１ａのｐ側電極１ｅと接続され、半導体発光素子２のｐ側電極２ｄはシリコン基板１ａのｎ側電極１ｄと接続される。一方、シリコン基板１ａの他方の面（図１（ａ）において底面）にはｎ電極１ｃを形成している。
【００２３】
半導体発光素子２は、ＧａＮ系化合物半導体を利用した高輝度の青色発光のＬＥＤである。この半導体発光素子２は、サファイアを素材とした基板２ａの表面に、たとえばＧａＮのｎ型層，ＩｎＧａＮの活性層及びＧａＮのｐ型層を積層したものである。そして、従来周知のように、ｐ型層の一部をエッチングにより除去してｎ型層を露出させ、この露出したｎ型層の表面にｎ側電極２ｃを形成し、ｐ型層の表面にはｐ側電極２ｄを形成した。
【００２４】
これらの半導体発光素子２のｎ側電極２ｃ及びｐ側電極２ｄをそれぞれバンプ電極２ｅ，２ｆを介してシリコン基板１ａに形成されたｐ側電極１ｅ及びｎ側電極１ｄに接合している。
【００２５】
なお、このようなサブマウント素子１と半導体発光素子２とを含む複合化素子では、例えば、配線パターンが形成されたプリント基板を設け、サブマウント素子１のｎ電極１ｃをプリント基板の配線パターン上に導通搭載するとともに、蛍光体層３からワイヤボンディング可能な距離以上離れた領域に設けられたｐ電極１ｅと配線パターンとの間をワイヤにより接続することによりプリント基板に配置された半導体発光装置が形成できる。
【００２６】
ここでは、サブマウント素子１を、単なる半導体発光素子２へ通電するとともに、半導体発光素子２を搭載するものとして用いた。さらに、サブマウント素子１のｐｎ接合にツェナーダイオードの機能を有するよう形成した場合、半導体発光素子２を静電気から保護するための静電気保護用素子としてサブマウント素子を利用することができる。
【００２７】
蛍光体層３は、従来からＬＥＤランプの分野で使用されているエポキシ樹脂を素材とし、蛍光体を混入したものである。エポキシ樹脂に混入する蛍光体は、白色発光に変換する場合では、半導体発光素子２の発光色である青色と補色の関係を持つものであればよく、蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体などが利用でき、例えば（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ等が好適である。
【００２８】
ここで、半導体発光素子２は図１（ｂ）に示すように断面を正方形の平面形状としたものである。図１（ａ）中の破線で示すｐ型層とｎ型層との間の活性層２ｂが発光する。そして、この活性層２ｂからの発光は透明のサファイアを用いた基板２ａを透過するので、図１（ａ）において基板２ａの上面が主光取り出し面となる。なお、基板２ａは活性層２ｂからの発光に対して透明、すなわち、この発光の波長を透過する材料であって、基板としての機能を有するものであればよい。
【００２９】
また、活性層２ｂからの光は基板２ａを透過する方向だけではなく、側方やサブマウント素子１の表面にも向かい、側方へ向かうものはそのまま蛍光体層３から放出され、サブマウント素子１の表面へ向かった発光成分は金属光沢を持つｎ側電極１ｄ及びｐ側電極１ｅによって反射される。このような状況において、半導体発光素子２からの光は、主光取り出し面からの発光強度が最大となって発光する。
【００３０】
なお、半導体発光素子２はその断面が平面形状の四角形であり、その１辺の長さが３５０μｍ程度である。
【００３１】
このような半導体発光素子２からの発光の形態において、従来では、蛍光体を混入した封止樹脂の厚さや充填量およびダイシングなどによる切断面などが一様でないことから白色発光の中に黄色発光が混じってしまうというものであった。すなわち、上面と側面とが接する部分を抜ける光は黄緑色の発光が強くなり、その結果黄色みを帯びた発光となる。このような半導体装置を用いてスクリーンに光を投影した場合、蛍光体層の切断面と主光取り出し面との接する近傍を通過した光の投影部分は、黄緑色の発光が強くなり、その結果黄色みを帯びた帯状の発光が白色発光の中に混じることを発明者は確認した。
【００３２】
これに対し、本発明では、図１（ａ）および（ｂ）から明らかなように、蛍光体層３の上面の一辺に傾斜面４を形成することで、半導体発光素子２の主光取り出し面から蛍光体層３を通過して出る光を有効に取り出すことができる。これにより、このような半導体装置を用いてスクリーンに光を投影した場合、蛍光体層の切断面と主光取り出し面との接する近傍を通過した光の投影部分は、黄緑色の発光が強くなく、その結果黄色みを帯びた帯状の発光が見られなくなることを発明者は確認した。
【００３３】
すなわち、半導体発光素子２と、半導体発光素子２を覆うとともに半導体発光素子２からの光により発光する蛍光体層３とを有し、蛍光体層３は切断面Ｌ３を有し、切断面Ｌ３と蛍光体層３から光を主に取り出す面Ｌ１とに接し、蛍光体層３から光を主に取り出す面に対して９０度を超える角度（図２における角度α）をなす傾斜面とを有する構成とした。切断面Ｌ３と蛍光体層３から光を主に取り出す面Ｌ１とのなす角度を９０度を超えて１８０度未満とすればよく、１１０度〜１６０度が望ましく、１１０度〜１３０度がさらに好ましい。本実施の形態ではほぼ１２０度となるように形成している。蛍光体層３は半導体発光素子２を覆うように構成してもよい。
【００３４】
つまり、活性層２ｂからの発光が蛍光体層３を通過し、主光取り出し面とそれに接する面とがなす角が９０度に近ければ近いほど、上記のような不具合が強調される。この結果、このような蛍光体層を有する半導体装置を用いてスクリーンに光を投影した場合、蛍光体層の切断面と主光取り出し面との接する近傍を通過した光の投影部分は、黄緑色の発光が強くなる。
【００３５】
従って、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、蛍光体層３の主光取り出し面（本実施の形態の場合、上面）と主光取り出し面と接する面とのなす角度を９０度を超える構成、具体的には、上面Ｌ１と側面Ｌ３とに接する傾斜面４を形成することで、上記のような不具合が軽減できる。
【００３６】
図１（ｂ）においては、後述するように蛍光体層３の主光取り出し面Ｌ１と切断面Ｌ３とに接するように傾斜面４を形成している。発明者の実験によればこの位置に傾斜面４を形成することが最も効果があることを確認した。なお、複数（蛍光体層３が四角柱又は四角錐の場合、４つ、蛍光体層３がｎ角柱又はｎ角錐の場合、ｎケ）の側面と主光取り出し面とを接する辺全てに傾斜面４を形成した場合、このような効果を増加することができる。但し、蛍光体層３の主光取り出し面Ｌ１と切断面Ｌ３とに接するように傾斜面４を形成するのは加工の手間がかかるため、主光取り出し面Ｌ１と切断面Ｌ３とが接する箇所にのみ傾斜面４を形成するのが効果的である。
【００３７】
このように、半導体発光素子２を封止する蛍光体層３の主光取り出し面と側面とに接する傾斜面４を形成することで、傾斜面４が形成された側方においては、蛍光体層３から放出される光を白色光として得ることができる。
【００３８】
つぎに、このような半導体発光素子２を有する照明装置の構成を図３および図４に基づいて説明する。図３は本発明の実施の形態に係る照明装置の斜視図である。図４は、同照明装置の部分拡大断面図である。
【００３９】
図３および図４に示すように照明装置２０は、基板２１と、基板２１に実装された複数の半導体発光装置２２と、基板２１に半導体発光装置２２が配置された位置が、具体的には半導体発光装置２２の半導体発光素子２の主光取り出し面の垂線方法が開口した反射枠２３と、反射枠２３を覆い半導体発光装置２２の発光方向に凸形状としたレンズ部２４が形成された樹脂層２５とで構成される。ここでレンズ部２４の光軸は半導体発光素子２の主光取り出し面の垂線と平行になるように配置するとよい。
【００４０】
基板２１は、アルミ製またはセラミック製であり、配線パターン２６が形成されている。基板２１は、半導体発光装置２２をＡｇペーストなどの導電性接続材により接続している。
【００４１】
半導体発光装置２２は、基板２１に形成された配線パターン２６とワイヤ２７で導通接続されている。反射枠２３は、金属製であり、半導体発光装置２２からの出射される水平方向の光を反射させ、垂直方向へ出射させている。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態１に係る照明装置の製造方法について、図に基づいて説明する。図５〜図７は図１に示した半導体発光装置の製造方法を示す概略図である。図８は個々の半導体発光装置に分割する前に、蛍光体層に傾斜面を形成する工程を示す概略図である。図９は、分割した半導体発光装置を基板に搭載して照明装置を製造する工程を示す概略図である。
【００４３】
まず、それぞれの製造方法において、複数のサブマウント素子１を形成したシリコンウエハーに半導体発光素子２を搭載し、蛍光体層３を形成する工程までを説明する。そして、ダイシングにより個々の半導体発光装置に分割する工程および分割した半導体発光装置を基板に搭載して照明装置を製造する工程を説明することとする。
【００４４】
まず、シリコンウエハー１０に形成された複数のサブマウント素子１の各々に半導体発光素子２を実装する工程である。シリコンウエハー１０に図１で示したｐ型半導体領域１ｂを形成するとともに、ｎ電極１ｃ，ｎ側電極１ｄ，ｐ側電極１ｅを形成したシリコンウエハー１０を準備する。そして、ｎ側電極２ｃ及びｐ側電極２ｄにそれぞれバンプ電極２ｅ、２ｆを形成した半導体発光素子２をｐ側電極１ｅ、ｎ側電極１ｄのパターンに合わせて実装する。これにより、ｎ側電極２ｃをバンプ電極２ｅを介してｐ側電極１ｅに接続し、ｐ側電極２ｄをバンプ電極２ｆを介してｎ側電極１ｄに接続する。
【００４５】
つぎに、フォトリソグラフィー法を利用した本発明の半導体装置の製造方法を説明する。図５（ａ）に示すように蛍光体ペースト１１をシリコンウエハー１０の表面に一様の厚さで塗布する。この蛍光体ペースト１１はたとえばアクリル系樹脂等の紫外線硬化性の樹脂に先に例示した（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12：Ｃｅ等の蛍光体を混入したものである。
【００４６】
蛍光体ペースト１１の塗布の後、図５（ｂ）のようにパターン形成用のマスク１２を被せて上から紫外線を照射し、半導体発光素子２を被覆する部分の蛍光体ペースト１１を硬化させる。この後、現像工程により蛍光体ペースト１１の不要な部分、すなわち硬化していない蛍光体ペースト１１を除去する。これにより蛍光体層３が形成される（図５（ｃ））。
【００４７】
つぎに、スクリーン印刷法を利用した本発明の半導体装置の製造方法を説明する。シリコンウエハー１０への半導体発光素子２の実装までの工程は図５の例と同様である。この半導体発光素子２の実装の後、予め製作しておいたメタルマスク１３をシリコンウエハー１０の上に載せ（図６（ａ）〜図６（ｂ））、蛍光体ペースト１４をスクリーン印刷法によって塗布する。この蛍光体ペースト１４は紫外線硬化性のものではなく、エポキシ樹脂等の樹脂に蛍光体とチキソトロピック材を混入したものである。蛍光体ペースト１４を塗布した後には、メタルマスク１３を取り外し、熱硬化することによってシリコンウエハー１０の表面に発光素子２を封止した蛍光体層３が形成される（図６（ｃ））。
【００４８】
転写法を利用した本発明の半導体装置の製造方法を図７を用いて説明する。シリコンウエハー１０への半導体発光素子２の実装までの工程は図５の例と同様である。転写板１５の表面に蛍光体ペースト１６を予め塗布したものを準備し、半導体発光素子２を実装したシリコンウエハー１０を上下反転した姿勢に保持する（図７（ａ））。次いで、半導体発光素子２が蛍光体ペースト１６の中に浸漬されるようにシリコンウエハー１０を転写板１５の上に被せ（図７（ｂ））、その後シリコンウエハー１０を引き上げると図７（ｃ）のように半導体発光素子２を蛍光体ペースト１６によって封止したものが得られる。蛍光体ペースト１６は先の例と同様に樹脂に蛍光体を含ませたものであるが、転写法による製造の場合では、蛍光体ペースト１６に用いる樹脂はアクリル系樹脂やエポキシ樹脂に限られず、その他のものであってもよい。
【００４９】
このようにして、複数のサブマウント素子１の各々に半導体発光素子２を実装する工程の後、フォトリソグラフィー法、スクリーン印刷法または転写法などを用いて、各々の半導体発光素子２に蛍光体層３を形成する工程を行える。これにより、個々に分割する前の段階の半導体発光装置を得ることができる。
【００５０】
つぎに、蛍光体層３を切断する工程について説明する。具体的には、ダイシングにより蛍光体層３とシリコンウエハー１０とを切断する工程により、サブマウント素子１、半導体発光素子２及び蛍光体層３で形成される半導体発光装置を各々に分割することができる。この工程を図８に基づいて説明する。図８は、ダイシングにより個々の半導体発光装置へ分割する工程を説明する概略図である。
【００５１】
図８（ａ）は、図５から図７の製造方法で得られたダイシング前の半導体発光装置の１個分の拡大図である。図８（ａ）の点線で示す切断箇所Ｃは、隣接する半導体発光装置との境界である。
【００５２】
まず、図８（ｂ）で示すように、隣接する半導体発光装置との切断箇所Ｃで示される位置をブレード２８でシリコンウエハー１０へ当接しないように、切り込みを入れる。ブレード２８の研削面は垂直方向に対して傾斜しているため、ブレード２８を蛍光体層３へ切り込みを入れるだけで、容易に蛍光体層３の側面へ傾斜面４を形成することができる。これにより、蛍光体層３の主光取り出し面と切断面とのなす角を１２０度とすることができる。
【００５３】
次に、図８（ｃ）に示すように、ダイサー２９で切断箇所Ｃの位置のシリコンウエハー１０を切断する。このようにして、個々の半導体発光装置を作製する。
【００５４】
図１においては、１箇所のみ傾斜面４を形成したが、ブレード２８の向きまたはシリコンウェハー１０の向きを変えながら、ブレード２８で切り込みを入れ、研削することで、容易に傾斜面を形成することができる。
【００５５】
また、本実施の形態１では、四角柱状に形成された蛍光体層３としたが、他の多角形柱状の蛍光体層であっても、同様にブレードで上面から切り込みを入れるだけで、上面と側面を接続する傾斜面を形成することができる。
【００５６】
なお、以上の説明では、青色発光の発光素子を白色発光に変える例としたが、紫外線や赤及び緑の発光素子のそれぞれの発光を蛍光体の特性によって様々な発光色に変える構成とすることもできる。
【００５７】
次に、分割した半導体発光装置を基板に実装して照明装置を製造する工程を図９に基づいて説明する。
【００５８】
まず、半導体発光装置２２の色度特性であるＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）を色度測定機で測定する。
【００５９】
半導体発光装置２２の色度を測定した結果が、例えば白色の照明装置とする場合であれば、ｘ＝０．３４〜０．３７、ｙ＝０．３４〜０．３７のものを選択する。また、電球色の照明装置とする場合では、ｘ＝０．４０〜０．４７、ｙ＝０．３９〜０．４１とする。このように半導体発光装置２２の色度を所定の値のものを選択することで、容易に所望とする色の照明装置とすることが可能である。
【００６０】
次に、色度特性を所定の数値範囲とした半導体発光装置２２を、配線パターン２６が形成された基板２１に実装する。実装された半導体発光装置２２と配線パターン２６とをワイヤ２７にて導通接続する（図９（ａ））。
【００６１】
そして、反射枠２３を半導体発光装置２２を搭載した基板２１に、半導体発光装置２２の位置と反射枠２３の開口部分の位置が合致するように取り付ける。この取り付けは、図示していないが反射枠２３に形成された貫通孔にネジを挿通させ基板２１へ螺合させて行われる（図９（ｂ））。
【００６２】
最後に、レンズ部２４の形状になるように凹部が形成された金型で基板２１を型締めする。金型へ透光性樹脂を注入して、レンズ部２４が形成された樹脂層２５が形成される（図９（ｃ））。
【００６３】
以上のようにして、本発明の実施の形態１に係る照明装置を製造することができる。
【００６４】
従来の照明装置では、蛍光体層を被覆した個々の半導体発光素子の色度特性は、ｘ＝０．３０〜０．４２，ｙ＝０．３０〜０．４２のばらつきがある。しかし、本発明の実施の形態１に係る照明装置では、前述したように、基板に実装する前に色度特性を測定して所定の値の色度特性を有する半導体発光装置を選択することができるので、白色の照明装置とする場合であれば、ｘ＝０．３４〜０．３７、ｙ＝０．３４〜０．３７のものを揃えることができる。また、電球色の照明装置とする場合では、半導体発光装置の色度特性をｘ＝０．４０〜０．４７、ｙ＝０．３９〜０．４１のものを揃える。これにより、照明装置に搭載された半導体発光素子のばらつきを抑止することができるだけなく、所望とする色調を有する照明装置とすることができる。
【００６５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る照明装置の構成を図１０に基づいて説明する。図１０は本発明の実施の形態２に係る照明装置の平面図である。
【００６６】
本発明の実施の形態２に係る照明装置は、図３で示される照明装置の半導体発光装置２２の配置を、半導体発光素子と、半導体発光素子が搭載されたサブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体発光装置とは異なるようにしたことを特徴としている。
【００６７】
なお、図１０において、図３と同じ構成のものは同符号を付して説明は省略する。また、半導体発光装置２２はサブマウント素子１、半導体発光素子２及び蛍光体層３を備えている。
【００６８】
図１０に示すように照明装置４０は、基板２１と、基板２１に実装された複数の半導体発光装置２２と、基板２１に半導体発光装置２２が配置された位置からみて半導体発光素子２の主光取り出し面側が開口した反射枠２３と、反射枠２３を覆い半導体発光装置２２の発光方向に凸形状としたレンズ部２４が形成された樹脂層２５とで構成される。具体的には、半導体発光素子２の主光取り出し面に垂直な方向がレンズ部２４の光軸とほぼ平行になるように構成する。
【００６９】
図１に示されるように、半導体発光装置２２は、サブマウント素子１に形成されたｐ側電極１ｅとｎ側電極１ｄとに、半導体発光素子２がフリップチップ実装して形成されている。この半導体発光装置２２は、サブマウント素子１のｎ電極１ｃをカソードとし、ｐ側電極１ｅをアノードとして、図３に示されるように、カソードは半導体発光装置２２をプリント基板上の配線パターン２６に搭載することで導通し、アノードはワイヤ２７により配線パターン２６に導通している。
【００７０】
つまり、サブマウント素子１に形成されたｐ側電極１ｅは半導体発光素子２を搭載する領域と、上記したワイヤを接続するための領域（以下、ワイヤ接続領域という）とを有する。このためにｐ側電極１ｅはｎ側電極１ｄに比較して広く形成されている。従って、半導体発光装置はサブマウント素子１上の中央より偏った位置に半導体発光素子２が搭載されている。
【００７１】
ところで、実施の形態１で説明したように、蛍光体ペーストをフォトリソグラフィー法や、スクリーン印刷法や、転写法などで、蛍光体層３の元となる半導体発光素子２を被覆する層が形成される。そして、図８に示すように、隣接する半導体発光装置との切断箇所Ｃで示される位置をブレード２８でシリコンウエハー１０へ当接しないように、切り込みを入れた後に、ダイサー２９で蛍光体層３の端部ともどもシリコンウェハー１０を切断して、サブマウント素子１を形成して個々の半導体発光装置とする。
【００７２】
このダイサー２９で蛍光体層３とシリコンウェハー１０を切断する際に、半導体発光素子２とダイサー２９との距離を確保する必要がある。これはダイサー２９の切断精度により半導体発光素子２を傷つけないためである。ここで、半導体発光素子２の主光取り出し面から蛍光体層３の表面までの厚みを比較すると、ダイサーで切断された面（以下、切断面という）側の半導体発光素子２の主光取り出し面から蛍光体層３の表面までの厚み方が、その面と対向する面側、すなわちワイヤ接続領域に向いた面側の半導体発光素子２の主光取り出し面から蛍光体層３の表面までの厚みと比較して厚くなるとともに、切断面と主光取り出し面とのなす角がほぼ９０度となる。
【００７３】
例えば、青色で発光する半導体発光装置に、補色となる関係を持つ蛍光体を含有させた蛍光体層３である場合には、その厚みの厚い面は、白色に発光するはずが黄色になってしまう。これは、蛍光体層３の厚みが厚い部分と、薄い部分とで色度ばらつきが発生することを意味している。
【００７４】
このような、半導体発光装置を、図９に示すように、半導体発光素子２とワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体発光装置と同じ位置関係となるように実装すると、それぞれの半導体発光装置からの発光の色度ばらつきがすじとなって、縞模様に見える。
【００７５】
そこで、図１０で示されるように、本実施の形態２に係る照明装置４０の半導体発光装置は、半導体発光装置が半導体発光素子２と、半導体発光素子２が搭載されたサブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆとの位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体発光装置と異なるように実装されている。また、半導体発光素子２の切断面の垂線のなす方向を最も隣接した半導体発光素子２と異なる方向としてもよく、さらに、半導体発光素子２の切断面の垂線のなす方向を最も隣接した半導体発光素子２の切断面の垂線のなす方向が角度を有するようにしてもよい。さらに、この角度を９０度とするとよい。
【００７６】
このように、半導体発光装置を縦列または横列に隣接して配置された他の半導体発光装置と、半導体発光素子２と、サブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆとの位置関係が９０度交互に変わるように配置することで、縞模様のようになる色度ばらつきを抑止することができる。
【００７７】
本実施の形態では、サブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆとの位置関係が９０度交互に変わるように配置したが、この配置に特定されたものではなく、４５度としても１８０度としてもよく、角度を有する、すなわち０度を超えて、３６０度未満の角度をなすようにしてもよい。
【００７８】
これにより、縦列または横列に隣接する半導体発光装置と異なるように配置することで縞模様のようになる色度ばらつきを抑止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、色度のばらつきを抑止することができるので、発光面を被覆する蛍光体層が形成された半導体発光素子を複数用いた照明装置およびその製造方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の構成を説明する図
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の一部拡大図
【図３】本発明の実施の形態１に係る照明装置の斜視図
【図４】同照明装置の部分拡大断面図
【図５】図１に示した半導体発光装置の製造方法を示す概略図
【図６】図１に示した半導体発光装置の製造方法を示す概略図
【図７】図１に示した半導体発光装置の製造方法を示す概略図
【図８】個々の半導体発光装置に分割する前に、蛍光体層に傾斜面を形成する工程を示す概略図
【図９】分割した半導体発光装置を基板に搭載して照明装置を製造する工程を示す概略図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る照明装置の平面図
【図１１】従来の照明装置であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分拡大断面図
【符号の説明】
【００８１】
１  サブマウント素子
１ａ  シリコン基板
１ｂ  ｐ型半導体領域
１ｃ  ｎ電極
１ｄ  ｎ側電極
１ｅ  ｐ側電極
１ｆ  ワイヤ接続領域
２  半導体発光素子
２ａ  基板
２ｂ  活性層
２ｃ  ｎ側電極
２ｄ  ｐ側電極
２ｅ，２ｆ  バンプ電極
３  蛍光体層
４  傾斜面
１０  シリコンウエハー
１１  蛍光体ペースト
１２  マスク
１３  メタルマスク
１４  蛍光体ペースト
１５  転写板
１６  蛍光体ペースト
２０  照明装置
２１  基板
２２  半導体発光装置
２３  反射枠
２４  レンズ部
２５  樹脂層
２６  配線パターン
２７  ワイヤ
２８  ブレード
２９  ダイサー
Ｌ１  主光取り出し面
Ｌ２  傾斜面
Ｌ３  切断面
【図１】
2006059851.tif 000003
【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】
2006059851.tif 000008
【図７】
2006059851.tif 000009
【図８】
2006059851.tif 000010
【図９】
2006059851.tif 000011
【図１０】
2006059851.tif 000012
【図１１】
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