(57)【要約】      （修正有）【課題】製造工程を簡素化可能であると共に高い信頼性及び耐久性を確保可能な半導体発光装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】配線基板２と、配線基板に装着され、所定波長範囲の発光特性を有する複数の半導体発光素子４と、所定の光透過特性を有すると共に、第１の面及び該第１の面とは反対側の第２の面を有して板状に形成され、前記複数の半導体発光素子に対応して前記第１の面に凹設された複数のキャビティを有する封止部材３と、複数のキャビティのそれぞれに充填され、半導体発光素子が発する光の少なくとも一部を波長変換する蛍光体を含有した蛍光部６とを備え、配線基板の半導体発光素子が装着された面に封止部材の第１の面が接合されることにより、複数の半導体発光素子のそれぞれが、対応するキャビティにおいて蛍光部で覆われている半導体発光装置。【選択図】図２
2011243963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、
前記配線基板に装着され、所定波長範囲の発光特性を有する複数の半導体発光素子と、
所定の光透過特性を有すると共に、第１の面及び該第１の面とは反対側の第２の面を有して板状に形成され、前記複数の半導体発光素子に対応して前記第１の面に凹設された複数のキャビティを有する封止部材と、
前記複数のキャビティのそれぞれに充填され、前記半導体発光素子が発する光の少なくとも一部を波長変換する蛍光体を含有した蛍光部と、を備え、
前記配線基板の前記半導体発光素子が装着された面に前記封止部材の前記第１の面が接合されることにより、前記複数の半導体発光素子のそれぞれが、対応する前記キャビティにおいて前記蛍光部で覆われている
ことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記配線基板の前記半導体発光素子が装着された面と前記封止部材の前記第１の面が接合することにより、前記キャビティ内に前記半導体発光素子及び前記蛍光部が密封されている
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】
ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した前記配線基板及び前記封止部材の水蒸気透過度は、１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下である
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した前記配線基板及び前記封止部材の水蒸気透過係数は、１０ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下である
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した前記配線基板及び前記封止部材の酸素透過度は、１０００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下である
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した前記配線基板及び前記封止部材の酸素透過係数は、１０００ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下である
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記封止部材は、ガラス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、石英、及びセラミックの群から選ばれる１又は２以上の材料からなる
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体は、前記半導体発光素子から発せられた光を前記所定波長範囲とは異なる波長範囲の光に変換するものであって、
前記封止部材は、前記蛍光体によって波長変換された光に対し、前記半導体発光素子から発せられた光よりも高い透過性を有すると共に、前記半導体発光素子から発せられて前記キャビティから前記封止部材へ向かう光に対し、前記蛍光体によって波長変換されて前記キャビティから前記封止部材へ向かう光よりも高い反射率を有する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記複数のキャビティのうちの一部のキャビティに充填された蛍光部が含有する蛍光体は、前記複数のキャビティのうちの残部のキャビティに充填された蛍光部が含有する蛍光体が有する波長変換特性と異なる波長変換特性を有する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記蛍光体として、前記半導体発光素子から発せられた光を赤色領域に波長変換する第１蛍光体と、前記半導体発光素子から発せられた光を緑色領域に波長変換する第２蛍光体と、前記半導体発光素子から発せられた光を青色領域に波長変換する第３蛍光体とが用いられ、
前記複数のキャビティは、前記第１蛍光体を含有した蛍光部を充填する第１キャビティと、前記第２蛍光体を含有した蛍光部を充填する第２キャビティと、前記第３蛍光体を含有した蛍光部を充填する第３キャビティとからなる
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記蛍光部は、互いに異なる波長変換特性を備える２以上の蛍光体が積層された積層構造を有する
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記配線基板を介して前記半導体発光素子のそれぞれに流れる電流を制御することにより、前記封止部材の前記第２の面から放射される光の色度が可変である
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記半導体発光素子は、３６０〜４８０ｎｍの波長範囲の光を発する
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の半導体発光装置を有する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
所定波長範囲の発光特性を有する複数の半導体発光素子を配線基板に装着する工程と、
所定の光透過特性を有すると共に、第１の面及び該第１の面とは反対側の第２の面を有して板状に形成された封止部材の前記第１の面に、前記複数の半導体発光素子に対応して複数のキャビティを凹設する工程と、
前記半導体発光素子が発する光の少なくとも一部を波長変換する蛍光体を含有した蛍光部を前記複数のキャビティのそれぞれに充填する工程と、
前記配線基板に装着された前記複数の半導体発光素子のそれぞれが、対応する前記キャビティ内に位置すると共に、前記キャビティ内に充填されている前記蛍光部で覆われるように、前記封止部材の前記第１の面を前記配線基板に接合する工程とを備える
ことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１６】
前記キャビティに前記蛍光体を含有した蛍光部を充填する工程は、
前記キャビティが露出すると共に当該キャビティの周囲が被覆されるように被覆材で前記封止部材の前記第１の面をマスキングする工程と、
前記被覆材の上から前記蛍光部を塗布する工程と、
前記蛍光部を塗布した後に、前記被覆材を前記封止部材の前記第１の面から除去する工程とからなる
ことを特徴とする請求項１５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体発光素子を用いた半導体発光装置に関し、特に半導体発光素子が発する光を蛍光体により波長変換して得た光を発する半導体発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードや半導体レーザダイオードなどの半導体発光素子を用いた半導体発光装置は、さまざまな照明装置や表示装置などの光源として従来より広く用いられている。また、異なる色を発光する複数の発光ダイオードを組み合わせ、所望の発光色を得るようにした半導体発光装置も開発され用いられている。例えば、青色光、緑色光及び赤色光を発する３種類の発光ダイオードを組み合わせ、各ダイオードに供給される駆動電流を調整することにより、各発光ダイオードから発せられた光を合成することによって所望の白色光を得るようにした半導体発光装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
元来発光ダイオードは発光スペクトル幅が比較的細く、発光ダイオードから発する光をそのまま照明に用いた場合、一般的な照明において重要となる演色性が低下するという問題がある。そこで、このような問題を解消すべく、発光ダイオードが発する光を蛍光体によって波長変換してから発光するようにした発光ユニットが開発され、このような発光ユニットを組み合わせた半導体発光装置が、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２の半導体発光装置では、青色発光ダイオードを用いた青色発光ユニットと、青色発光ダイオードに、この青色発光ダイオードが発した青色光で励起されて緑色光を発する緑色蛍光体を組み合わせた緑色発光ユニットと、青色発光ダイオードに、この青色発光ダイオードが発した青色光で励起されて赤色光を発する赤色蛍光体を組み合わせた赤色発光ユニットとが用いられている。そして、これらの青色発光ユニット、緑色発光ユニット及び赤色発光ユニットがそれぞれ発する光の合成によって優れた演色性を確保すると共に、各発光ユニットの光出力を調整することにより半導体発光装置の発光色を多彩に変化させることができるようになっている。
【０００４】
また、このように青色発光ユニット、緑色発光ユニット及び赤色発光ユニットがそれぞれ発する光の合成によって白色光を得る半導体発光装置に代え、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を混合して形成された蛍光部で半導体発光素子が発する光を波長変換することにより、所望の白色光を得るようにした発光装置が特許文献３に開示されている。この発光装置では、近紫外光を発光する近紫外半導体発光素子が用いられると共に、この近紫外半導体発光素子が発する近紫外光を所望の白色光に波長変換するように赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が組み合わされた蛍光部が用いられる。蛍光部は、所望の色温度の白色光が得られるように各蛍光体が組み合わされた第１の蛍光部と、この第１の蛍光部とは色温度の異なる白色光が得られるように各蛍光体が組み合わされた第２の蛍光部とからなる。
【０００５】
特許文献３に開示された１つの実施形態では、近紫外半導体発光素子が１列に４個ずつ２列に配線基板上に配列されており、これら近紫外半導体発光素子を取り囲むように環状かつ円錐台形状のリフレクタが配線基板上に設けられている。リフレクタ内は、一方の列の近紫外半導体発光素子と他方の列の近紫外半導体発光素子とを区分するように間仕切りが設けられることによって２つの領域に分割されている。そして、リフレクタと間仕切りとによって形成された一方の領域内には上述の第１の蛍光部が当該領域内の近紫外半導体発光素子を覆うように設けられ、他方の領域内には上述の第２の蛍光部が当該領域内の近紫外半導体発光素子を覆うように設けられている。こうして構成された半導体発光装置では、一方の列の近紫外半導体発光素子に対する供給電力と、他方の列の近紫外半導体発光素子に対する供給電力とを調整することにより、第１の蛍光部の蛍光体が発する白色光の色温度から、第２の蛍光部の蛍光体が発する白色光の色温度までの間の任意の色温度に調整した白色光が得られるようになっている。
【０００６】
また、特許文献３に開示されたもう１つの実施形態では、上述の実施形態と同様に近紫外半導体発光素子が４個ずつ２列に配線基板上に配列されると共に、円錐台形状のリフレクタに代え、熱硬化性またはＵＶ硬化性の樹脂からなる環状の側壁が、近紫外半導体発光素子を取り囲むように配線基板上に形成されている。また、上述の間仕切りに代えて、同じく熱硬化性またはＵＶ硬化性の樹脂からなる仕切り壁が、一方の列の近紫外半導体発光素子と他方の列の近紫外半導体発光素子とを区分するように形成されている。そして、側壁と仕切り壁とによって形成された一方の領域内には上述の第１の蛍光部が当該領域内の近紫外半導体発光素子を覆うように設けられ、他方の領域内には上述の第２の蛍光部が当該領域内の近紫外半導体発光素子を覆うように設けられている。こうして構成された発光装置においても、上述の実施形態と同様に近紫外半導体発光素子への供給電力を調整することにより、第１の蛍光部の蛍光体が発する白色光の色温度から、第２の蛍光部の蛍光体が発する白色光の色温度までの間の任意の色温度に調整した白色光が得られるようになっている。
【０００７】
特許文献２の半導体発光装置のように、青色発光ユニット、緑色発光ユニット及び赤色発光ユニットからそれぞれ発せられる光の合成によって白色光を得る半導体発光装置においても、上述したような特許文献３の半導体発光装置と同様の構造を採用することが考えられる。即ち、この場合には複数の青色発光ダイオードが３つのグループに区分されて配線基板上に配置される。そして、これら青色発光ダイオードを取り囲むようにリフレクタが設けられると共に、青色発光ダイオードを各グループに区分するように間仕切りが設けられる。更に、リフレクタと間仕切りによって形成される３つの領域のうちの１つには蛍光体を含有した蛍光部を設けず、残りの２つの領域の一方には緑色蛍光体を含有した蛍光部、他方には赤色蛍光体を含有した蛍光部を設けることにより、半導体発光装置を構成することができる。なお、リフレクタに代えて上述のような熱硬化性またはＵＶ硬化性の樹脂からなる環状の側壁を形成すると共に、間仕切りに代えて同じく熱硬化性またはＵＶ硬化性の樹脂からなる仕切り壁を形成するようにして半導体発光装置を構成することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−４８３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１２２９５０号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／０６３９１５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３に示されるような半導体発光装置を製造する場合、半導体発光素子を配置した配線基板上にリフレクタを装着すると共に、このリフレクタ内を複数領域に区分するための間仕切りを装着した上で、間仕切りで区分された各領域内にそれぞれ対応する蛍光部を収容する必要があるため、製造工程が複雑になり、製造工数や製造コストの面で問題がある。このような問題は、リフレクタ及び間仕切りに代えて、熱硬化性またはＵＶ硬化性の樹脂からなる環状の側壁及び仕切り壁を形成するようにした場合にも同様に生じる。
【００１０】
また、上述のように、複数の半導体発光素子をいくつかのグループに分け、グループごとに間仕切りで区分するようにした場合、グループごとに半導体発光素子が偏在し、各グループからまとまって発せられた光が合成されることにより白色光が得られるため、色むらが生じるなどして白色光の品質が低下する。そこで、このような品質の低下を防止するべく、同じグループの半導体発光素子を１つにまとめずに分散させて配置するようにした場合には、更にリフレクタや環状側壁の数が増加するため、より製造工程が複雑となる。
【００１１】
更に、上述のように構成される半導体発光装置を照明装置や表示装置に適用する場合、半導体発光装置の信頼性や耐久性を高めるべく、蛍光部のほか、リフレクタと間仕切り、あるいは環状側壁と仕切り壁を周囲の環境から保護するための保護部材を発光装置に装着する必要がある。このため、さらに製造工程が複雑になるという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造工程を簡素化可能であると共に高い信頼性及び耐久性を確保可能な半導体発光装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の半導体発光装置は、配線基板と、前記配線基板に装着され、所定波長範囲の発光特性を有する複数の半導体発光素子と、所定の光透過特性を有すると共に、第１の面及び該第１の面とは反対側の第２の面を有して板状に形成され、前記複数の半導体発光素子に対応して前記第１の面に凹設された複数のキャビティを有する封止部材と、前記複数のキャビティのそれぞれに充填され、前記半導体発光素子が発する光の少なくとも一部を波長変換する蛍光体を含有した蛍光部とを備え、前記配線基板の前記半導体発光素子が装着された面に前記封止部材の前記第１の面が接合されることにより、前記複数の半導体発光素子のそれぞれが、対応する前記キャビティにおいて前記蛍光部で覆われていることを特徴とする。
【００１４】
このように構成された半導体発光装置によれば、前記配線基板の前記半導体発光素子が装着された面と前記封止部材の前記第１の面が接合することにより、前記キャビティ内に前記半導体発光素子及び前記蛍光部が密封される。
【００１５】
このように構成される半導体発光装置において、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した前記配線基板及び前記封止部材の水蒸気透過度は、１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよく、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した前記配線基板及び前記封止部材の水蒸気透過係数は、１０ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよい。
【００１６】
また、このように構成される半導体発光装置において、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した前記配線基板及び前記封止部材の酸素透過度は、１０００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であってもよく、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した前記配線基板及び前記封止部材の酸素透過係数は、１０００ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であってもよい。
【００１７】
更に、このように構成される半導体発光装置において、前記封止部材は、ガラス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、石英、及びセラミックの群から選ばれる１又は２以上の材料から構成されてもよい。
【００１８】
このように構成された半導体発光装置によれば、半導体発光素子から発せられた光の少なくとも一部は、当該半導体発光素子に対応して封止部材の第１の面に設けられているキャビティ内に充填されて半導体発光素子を覆う蛍光部の蛍光体によって波長変換され、波長変換された光が封止部材を透過して封止部材の第２の面から放出される。
【００１９】
また、このように構成される半導体発光装置において、前記蛍光体は、前記半導体発光素子から発せられた光を前記所定波長範囲とは異なる波長範囲の光に変換するものであって、前記封止部材は、前記蛍光体によって波長変換された光に対し、前記半導体発光素子から発せられた光よりも高い透過性を有すると共に、前記半導体発光素子から発せられて前記キャビティから前記封止部材へ向かう光に対し、前記蛍光体によって波長変換されて前記キャビティから前記封止部材へ向かう光よりも高い反射率を有するものであってもよい。
【００２０】
このように半導体発光装置を構成した場合、蛍光体で波長変換された光は、半導体発光素子から発せられた光に比べて、より良好に封止部材を透過して封止部材の第２の面から出射される一方、半導体発光素子から発せられた光は蛍光体で波長変換された光に比べ、より良好に封止部材で反射されて、キャビティ内に充填された蛍光体により波長変換される機会を再び得ることになる。
【００２１】
更に、上述のいずれかの半導体発光装置において、前記複数のキャビティのうちの一部のキャビティに充填された蛍光部に含有される蛍光体は、前記複数のキャビティのうちの残部のキャビティに充填された蛍光部に含有される蛍光体が有する波長変換特性と異なる波長変換特性を有していてもよい。
【００２２】
このように半導体発光装置を構成した場合、複数のキャビティのうちの一部のキャビティに充填された蛍光部の蛍光体によって波長変換された光と、複数のキャビティのうちの残部のキャビティに充填された蛍光部の蛍光体によって波長変換された光の、少なくとも２種類の光を合成して得られた光が半導体発光装置から発せられる。
【００２３】
また、上述のいずれかの半導体発光装置において、前記蛍光体として、前記半導体発光素子から発せられた光を赤色領域に波長変換する第１蛍光体と、前記半導体発光素子から発せられた光を緑色領域に波長変換する第２蛍光体と、前記半導体発光素子から発せられた光を青色領域に波長変換する第３蛍光体とが用いられ、前記複数のキャビティは、前記第１蛍光体を含有した蛍光部を充填する第１キャビティと、前記第２蛍光体を含有した蛍光部を充填する第２キャビティと、前記第３蛍光体を含有した蛍光部を充填する第３キャビティとからなるようにしてもよい。
【００２４】
このように半導体発光装置を構成した場合、第１蛍光体によって赤色領域に波長変換された光と、第２蛍光体によって緑色領域に波長変換された光と、第３蛍光体によって青色領域に波長変換された光とを合成した光が半導体発光装置から発せられる。
【００２５】
また、上述のいずれかの半導体発光装置において、前記蛍光部は、互いに異なる波長変換特性を備える２以上の蛍光体が積層された積層構造を有してもよい。このように半導体発光装置を構成した場合、積層構造を有する蛍光体の各層において波長変換された光の合成光が半導体発光装置から発せられる。
【００２６】
また、前述のように、一部のキャビティに充填された蛍光部の蛍光体が、残部のキャビティに充填された蛍光部の蛍光体と異なる波長変換特性を有するようにした場合、あるいは上述のように、第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体を用いるようにした場合において、前記配線基板を介して前記半導体発光素子のそれぞれに流れる電流を制御することにより、前記封止部材の前記第２の面から放射される光の色度を可変としてもよい。
【００２７】
具体的には、上述のいずれかの半導体発光装置において、前記半導体発光素子は、３６０〜４８０ｎｍの波長範囲の光を発するものであってもよい。
【００２８】
また、前述の目的を達成するため、本発明の半導体発光装置の製造方法は、所定波長範囲の発光特性を有する複数の半導体発光素子を配線基板に装着する工程と、所定の光透過特性を有すると共に、第１の面及び該第１の面とは反対側の第２の面を有して板状に形成された封止部材の前記第１の面に、前記複数の半導体発光素子に対応して複数のキャビティを凹設する工程と、前記半導体発光素子が発する光の少なくとも一部を波長変換する蛍光体を含有した蛍光部を前記複数のキャビティのそれぞれに充填する工程と、前記配線基板に装着された前記複数の半導体発光素子のそれぞれが、対応する前記キャビティ内に位置すると共に、前記キャビティ内に充填されている前記蛍光部で覆われるように、前記封止部材の前記第１の面を前記配線基板に接合する工程とを備えることを特徴とする。
【００２９】
このような半導体発光装置の製造方法により、配線基板に装着された複数の半導体発光素子のそれぞれが、当該半導体発光素子に対応して封止部材の第１の面に凹設されたキャビティに充填されている蛍光部によって覆われるように、配線基板と封止部材とが接合された半導体発光装置が得られる。
【００３０】
このように構成される半導体発光装置の製造方法において、前記キャビティに前記蛍光体を含有した蛍光部を充填する工程は、前記キャビティが露出すると共に当該キャビティの周囲が被覆されるように被覆材で前記封止部材の前記第１の面をマスキングする工程と、前記被覆材の上から前記蛍光部を塗布する工程と、前記蛍光部を塗布した後に、前記被覆材を前記封止部材の前記第１の面から除去する工程とからなるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の半導体発光装置によれば、配線基板に装着された複数の半導体発光素子のそれぞれが、当該半導体発光素子に対応して封止部材の第１の面に凹設されたキャビティに充填された蛍光部によって覆われるように、配線基板と封止部材とが接合されている。従って、蛍光体を含有した蛍光部を充填するためのリフレクタと間仕切り、あるいは環状側壁と仕切り壁などのような手間のかかる構成が不要となり、半導体発光装置を簡素な構成とすることができる。このような簡素な構成により、半導体発光装置の信頼性や耐久性を高めることができると共に、製造工数や製造コストを低減することが可能となる。
【００３２】
また、封止部材は蛍光部を充填するだけではなく、蛍光部や半導体発光素子などを周囲の環境から保護することができるので、蛍光部を充填するためのリフレクタや環状側壁などの部材と、発光装置を環境から保護するための保護部材とを別個に設ける必要がなくなる。このような点で、半導体発光装置の信頼性や耐久性を更に高めながら、製造工数や製造コストをより一層低減することが可能となる。
【００３３】
また、本発明の半導体発光装置の製造方法によれば、封止部材の第１の面に凹設されたキャビティのそれぞれに蛍光体を含有した蛍光部を充填した後、複数の半導体発光素子が装着された配線基板を、当該半導体発光素子のそれぞれが、対応するキャビティ内に位置すると共に、キャビティ内に充填されている蛍光部で覆われるように、封止部材の第１の面に接合することにより半導体発光装置を得ることができるので、従来のようにリフレクタ及び間仕切りを配線基板に装着したり、環状側壁及び仕切り壁を配線基板上に形成したりする必要がなくなり、製造工程を簡素化することができる。更に、封止部材が蛍光部や半導体発光素子などを周囲の環境から保護する機能も兼ね備えているので、別途保護部材を装着する必要がなくなり、より一層製造工程が簡素化される。
【００３４】
このように、本発明の半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法では、半導体発光装置の構造や製造工程を簡素化することができるので、前述のように、複数のキャビティのうちの一部のキャビティに充填された蛍光部に含有される蛍光体と、残部のキャビティに充填された蛍光部に含有される蛍光体とで異なる波長変換特性を有するようにしたり、複数のキャビティのうち、第１キャビティには第１蛍光体を含有する蛍光部、第２キャビティには第２蛍光体を含有する蛍光部、第３キャビティには第３蛍光体を含有する蛍光部をそれぞれ充填するようにしたりして、半導体発光素子と蛍光体との組み合わせを複数採用するような半導体発光装置の場合であっても、良好な信頼性及び耐久性を確保し、製造工数や製造コストの増大を良好に抑制することが可能となる。
【００３５】
また、本発明の半導体発光装置において、半導体発光素子から発せられた所定波長範囲の光を当該所定波長範囲とは異なる波長範囲の光に変換する蛍光体を用いると共に、封止部材が、蛍光体によって波長変換された光に対し、半導体発光素子から発せられた光よりも高い透過性を有すると共に、半導体発光素子から発せられた光に対し、蛍光体によって波長変換された光よりも高い反射率を有する場合には、上述したような効果に加え、次のような効果を得ることができる。
【００３６】
即ち、半導体発光素子から発せられた光は蛍光体で波長変換された光に比べ、より良好に封止部材で反射され、キャビティ内に充填された蛍光体により波長変換される機会を再び得るので、半導体発光素子から発せられた光が蛍光体によって波長変換される機会が増大する。このとき、蛍光体で波長変換された光は、半導体発光素子から発せられた光に比べて、より良好に封止部材を透過して封止部材の第２の面から出射される。このため、このような光透過特性を有していない封止部材を用いた場合に比べ、蛍光体で波長変換されて半導体発光装置から放出される光の量を増大させると共に、蛍光体で波長変換されずに半導体発光装置から放出される光の量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１中のII−II線に沿った半導体発光装置の断面図である。
【図３】封止部材における第２の面の表面処理の例を示す斜視図である。
【図４】封止部材における第２の面の表面処理の例を示す斜視図である。
【図５】封止部材における第２の面の表面処理の例を示す斜視図である。
【図６】封止部材における第２の面の表面処理の例を示す斜視図である。
【図７】封止部材における第２の面の表面処理の例を示す斜視図である。
【図８】封止部材における第２の面の表面処理の例を示す斜視図である。
【図９】図１に示す半導体発光装置における蛍光部の配置の一例を示す模式図である。
【図１０】図１に示す半導体発光装置における蛍光部の配置の第１変形例を示す模式図である。
【図１１】図１に示す半導体発光装置における蛍光部の配置の第２変形例を示す模式図である。
【図１２】図９または図１０に示す蛍光部を有する半導体発光装置の回路構成図である。
【図１３】図１２に示す回路構成における各発光ダイオードの駆動電流の一例を示すタイムチャートである。
【図１４】図１１に示す蛍光部を有する半導体発光装置の回路構成図である。
【図１５】図１４に示す回路構成における各トランジスタの作動状態、及び各発光ダイオードの駆動電流の一例を示すタイムチャートである。
【図１６】半導体発光装置の封止部材にキャビティを形成するための製造工程の概要を示す工程図である。
【図１７】封止部材に形成されたキャビティに蛍光部を収容するための製造工程の概要を示す工程図である。
【図１８】半導体発光装置の封止部材と配線基板との接合するための製造工程の概要を示す工程図である。
【図１９】（ａ）は図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状が異なる変形例の断面図であり、（ｂ）は図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状及び蛍光部の構造が異なる変形例の断面図である。
【図２０】（ａ）は図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状が異なる変形例の断面図であり、（ｂ）は図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状及び蛍光部の構造が異なる変形例の断面図である。
【図２１】（ａ）は図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状が異なる変形例の断面図であり、（ｂ）は図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状及び蛍光部の構造が異なる変形例の断面図である。
【図２２】（ａ）は図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状が異なる変形例の断面図であり、（ｂ）は図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状及び蛍光部の構造が異なる変形例の断面図である。
【図２３】図１に示す半導体発光装置におけるキャビティの形状及び蛍光部の構造が異なる変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。
【００３９】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体発光装置１の全体構成を示す平面図であり、図１のII−II線に沿う半導体発光装置１の断面図を図２に示す。なお、これらの図は、説明のために一実施形態として本発明の半導体発光装置を模式的に表すものであり、各部材の縮尺等を正確に表すものではない。
【００４０】
図１及び図２に示すように、本実施形態において半導体発光装置１は、配線基板２と、この配線基板２に接合された封止部材３とを有する。配線基板２上には、配線基板２の配線パターンと電気的に接続されるようにして複数の半導体発光素子４が装着されている。一方、封止部材３は、半導体発光装置１に求められる発光特性に応じた光透過特性を有すると共に、第１の面３ａ及び当該第１の面３ａの反対側の面となる第２の面３ｂを有して板状に形成されており、第１の面３ａには、配線基板２に装着されたそれぞれの半導体発光素子４に対応して複数のキャビティ５が設けられている。各キャビティ５は、封止部材３の第１の面３ａから半球面状の壁面を有して凹設されており、キャビティ５内に収容（充填）された蛍光部６が半導体発光素子４を覆っている。なお、封止部材３は、第１の面３ａ及び第２の面３ｂのほか、これら第１の面３ａ及び第２の面３ｂに対して直交した側面となる４つの第３の面３ｃを有している。
【００４１】
以下では、本実施形態における半導体発光装置１の各構成について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、特に断りがない限り、各蛍光部から出射する個々の光を一次光と称すると共に、半導体発光装置１から出射する光、即ち各一次光を集めた光を出射光と称するものとする。
【００４２】
１．半導体発光素子
（発光波長）
半導体発光素子４は、後述する蛍光部６に含まれる蛍光体や蛍光成分（以下、これらを総称して蛍光体という）を励起する光を発するものであって、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、様々な半導体発光素子を用いることができる。例えば半導体発光素子４として、３６０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲の光、即ち近紫外波長領域から青色領域の光を発するものを用いることができる。具体的には、紫外光を発する紫外発光ダイオード素子（発光ピーク波長３００〜４００ｎｍ）、紫色光を発する紫色発光ダイオード素子（発光ピーク波長４００〜４４０ｎｍ）、及び青色光を発する青色発光ダイオード素子（発光ピーク波長４４０〜４８０ｎｍ）などを用いることができ、本実施形態では近紫外光を発する近紫外発光ダイオード素子（例えば、発光ピーク波長３８０〜４００ｎｍ）を用いている。
【００４３】
（集積密度及び配置）
半導体発光装置１における半導体発光素子４の集積密度は、本発明の要旨を変更しない限り特に制限はないが、４個／ｃｍ２以上が好ましく、より好ましくは１６個／ｃｍ２以上であり、更に好ましくは２０個／ｃｍ２以上、特に好ましくは２５個／ｃｍ２以上である。また、通常は６２５個／ｃｍ２以下、好ましくは４００個／ｃｍ２以下、より好ましくは２５６個／ｃｍ２以下である。半導体発光素子４の単位面積当たりの個数を、このような上限値以下とすることにより、半導体発光装置１から大光束を得やすくなり、下限値以上とすることにより、半導体発光装置１を小型化することができる。
【００４４】
半導体発光装置１において、半導体発光素子４はランダムに配置することが可能であるが、高集積化及び半導体発光素子の制御の観点から、通常は規則的に配置することが好ましく、特に図１に示すようにマトリックス状に配置するのが好ましい。また、半導体発光素子４の配置間隔は、後述する封止部材３のキャビティ５の配置間隔によって定まる。
【００４５】
（形状）
半導体発光装置１の光取り出し面、即ち封止部材３の第２の面３ｂの側から投影した場合の半導体発光素子４の形状としては、例えば矩形状、円形状、多角形状など、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、任意の形状とすることが可能である。但し、半導体発光素子４用の基板の加工の容易性などから、通常は矩形状、もしくはそれに近い形状とされる。なお、半導体発光装置１に用いられる半導体発光素子４は、全てが同じ形状を有していてもよいし、それぞれまたは一部が異なる形状を有していてもよい。
【００４６】
半導体発光装置１の光取り出し面側から投影した場合の半導体発光素子４の面積は、２００００μｍ２以上が好ましく、より好ましくは４００００μｍ２以上、更に好ましくは８００００μｍ２以上である。また、通常は３６００００μｍ２以下、好ましくは２５００００μｍ２以下、より好ましくは２０００００μｍ２以下である。半導体発光素子４の面積を、このように下限値以上とすることにより、効率の良い発光を得ることが可能となり、上限値以下とすることにより、目的とする単位面積当たりの個数で半導体発光素子４を配置することが可能となる。
【００４７】
また、半導体発光素子４の形状を上述のように矩形状とする場合、通常は一辺の長さを１００μｍ以上とするのが好ましく、より好ましくは２００μｍ以上、更に好ましくは２５０μｍ以上、特に好ましくは３００μｍ以上である。また、６００μｍ以下とするのが好ましく、より好ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは４００μｍ以下である。矩形状の半導体発光素子４の一辺の長さをこのような範囲内とすることにより、目的とする集積密度で、半導体発光素子４を適正に配置可能となる。
【００４８】
（具体例）
上述した半導体発光素子４として具体的には、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略称する）や、半導体レーザダイオード（以下、ＬＤと略称する）などを用いることができる。なお、半導体発光素子４はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、様々な半導体発光素子を用いることができる。
【００４９】
半導体発光素子４として特に好ましいのは、発光ダイオード素子用基板上にＧａＮ系化合物半導体層が形成されたＧａＮ系ＬＥＤやＧａＮ系ＬＤである。ＧａＮ系ＬＥＤやＧａＮ系ＬＤは、同様の波長領域の光を発するＳｉＣ系ＬＥＤに比して、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、蛍光体との組み合わせにより非常に低電力で非常に明るい発光を得ることができるのがその理由である。例えば、２０ｍＡの駆動電流に対し、通常ＧａＮ系ＬＥＤやＧａＮ系ＬＤはＳｉＣ系ＬＥＤの１００倍以上の発光強度を有する。
【００５０】
ＧａＮ系ＬＥＤやＧａＮ系ＬＤにおいては、ＡｌＸＧａＹＮ発光層、ＧａＮ発光層、またはＩｎＸＧａＹＮ発光層を有しているのが好ましい。そして、ＧａＮ系ＬＥＤの場合には、これらのうちＩｎＸＧａＹＮ発光層を有するものの発光強度が非常に強く、特に好ましい。また、ＧａＮ系ＬＤの場合は、ＩｎＸＧａＹＮ層とＧａＮ層との多重量子井戸構造を有するものの発光強度が非常に強く、特に好ましい。なお、ここでＸ＋Ｙの値は、通常０．８以上、１．２以下の範囲にある。ＧａＮ系ＬＥＤにおいては、これら発光層にＺｎやＳｉをドープしたものやドーパントなしのものが、発光特性を調整する上で好ましい。
【００５１】
ＧａＮ系ＬＥＤの場合、通常はこれら発光層、ｐ層、ｎ層、電極、及び発光ダイオード素子用基板を基本構成要素として構成することが可能である。そして、発光層をｎ型とｐ型とのＡｌＸＧａＹＮ層、ＧａＮ層、またはＩｎＸＧａＹＮ層などでサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが、発光効率が高く好ましいが、更にヘテロ構造を量子井戸構造にしたものは、発光効率が更に高く、より好ましい。これらの積層方法は、一般的に発光ダイオード素子の形成方法と同様とすることができる。
【００５２】
本実施形態に用いる半導体発光素子４は、動作時の電力が１素子当たり通常は５Ｗ以下、好ましくは４Ｗ以下、更に好ましくは３Ｗ以下であり、また、通常は０．０６０Ｗ以上、好ましくは０．０６５Ｗ以上、更に好ましくは０．０７０Ｗ以上である。動作時の電力が小さすぎると、光出力が総じて少なくなりコスト的にも不利となる傾向がある一方で、大きすぎると放熱が困難となって、蛍光部６、配線基板２、あるいは半導体発光素子４自身が熱劣化したり、電極マイグレーションによる故障を引き起こしたりするおそれがあるほか、半導体発光装置１の寿命が短くなるおそれもある。
【００５３】
本実施形態では、ＩｎＧａＮ半導体が発光層に用いられて近紫外領域の光を発するＧａＮ系ＬＥＤを半導体発光素子４として用いており、このＧａＮ系ＬＥＤの配線基板２への装着はフリップチップ実装によって行う。即ち、ＧａＮ系ＬＥＤの発光層を下面側、発光ダイオード素子用基板を上面側に向け、発光層に形成されている２つの電極と、配線基板２に設けられている配線パターンの電極とを金属バンプを介して接合する。また本実施形態の場合、図１に示すように、配線基板２上の１ｃｍ２の領域に、横１列で６個のＧａＮ系ＬＥＤを６列として計３６個のＧａＮ系ＬＥＤを配置している。
【００５４】
なお、フリップチップ実装によって配線基板２に半導体発光素子４を装着する際には、サブマウントを用いてもよい。また、半導体発光素子４の配線基板２上への装着方法は、このようなフリップチップ実装に限られるものではなく、半導体発光素子４の種類や構造に応じて適切な方法を選択可能である。例えば、半導体発光素子４を配線基板２の所定位置に接着固定した後、半導体発光素子４の上面側に位置する２つの電極を金属ワイヤによって配線基板２側の電極と接続するダブルワイヤボンディングや、導電性材料からなる半導体発光素子４の発光素子用基板を介して配線基板２側の電極に接続すると共に、半導体発光素子４の上面側に位置する１つの電極を金属ワイヤによって配線基板２側の電極に接続するシングルワイヤボンディングなどを採用することも可能である。但し、本実施形態のようにフリップチップ実装によって半導体発光素子４を配線基板２に装着するようにした場合、ワイヤボンディングの場合に比べて実装面積を小さくすることが可能であり、より高密度に半導体発光素子４を集積することができる。
【００５５】
２．配線基板
（高放熱基板または絶縁性基板）
配線基板２には、高放熱性の放熱金属基板、または絶縁性基板がベースとして用いられる。なお、後述する水蒸気透過度、水蒸気透過係数、酸素透過度又は酸素透過係数を配線基板２全体として満たすことができれば、後述する高放熱性の放熱金属基板、または絶縁性基板に他の材料を適宜含有させた複合部材を配線基板２に用いてもよい。
（放熱金属基板）
放熱性金属基板としては、放熱性を有するアルミ基板、アルミ合金基板、銅基板、又は、銅合金基板などの各種金属基板、或いは、各種金属基板と絶縁基板との複合基板を用いることができ、中でも、コスト、軽量性、放熱性の観点からアルミ基板が配線基板２のベースとして好適である。また、封止部材３との密着性を考慮すると、アルミ基板、アルミ合金基板、銅基板、又は、銅合金基板が好適である。配線基板２は、光源である半導体発光素子４が装着される放熱金属基板と、半導体発光素子４に対する電気配線が形成された電気配線用基板とを有した金属複合基板からなる。この金属複合基板としては、このような放熱金属基板と電気配線用基板とを有して、放熱金属基板の光源実装面に貴金属メッキ膜が設けられているものであれば、特に制限されるものではない。このように放熱金属基板の光源実装面に貴金属メッキ膜を設け、この貴金属メッキ膜に光源である半導体発光素子４を装着することで、高い接合強度を確保することが可能となる。従来、光源の実装には、エポキシ系、シリコーン樹脂系の各種接着剤や、銀ペーストなどが用いられてきたが、このように貴金属メッキ膜を用いて光源を実装することにより、実装工程、熱衝撃試験等の信頼性評価試験、及び実際の使用時において、接合界面の剥離が生じるなどの不具合の発生を良好に抑制することができる。
【００５６】
放熱性金属基板を配線基板のベースとして用いる場合、光源である半導体発光素子４の実装方法しては、公知の方法を採用することができる。この場合、半導体発光素子４側にメッキ処理を施して接合面を形成し、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などのダイボンディング材を用い、放熱金属基板の光源実装面に形成した貴金属メッキ膜と接合させて半導体発光素子４を実装すればよい。
【００５７】
また、ダイボンディング材のほかにも、ＡｕＳｎペースト、ＡｇＳｎペーストなどを用い、放熱金属基板の光源実装面に形成した貴金属メッキ膜と接合させることにより、半導体発光素子４を実装することもできる。ＡｕＳｎペーストを用いれば、金属拡散結合により接合することができるので、高い接合信頼性を確保することができる。また、金属結合により放熱金属基板に半導体発光素子４を実装可能であるため、上述のようなダイボンディング材を用いて実装する場合よりも、かなり良好な放熱性が期待できる。
【００５８】
（絶縁性基板）
絶縁性基板としては、例えばセラミック、樹脂、ガラスエポキシ、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いて形成されたものを使用することができる。特に半導体発光素子４からの発熱を効率よく放熱するためには、絶縁性基板が良好な熱伝導性を有していることが望ましい。この場合、例えばアルミナや窒化アルミニウムなどのセラミック基板、高熱伝導性を有するフィラーを含有した複合樹脂基板などが好適である。
【００５９】
（配線基板の形状）
本実施形態において配線基板２は、全体として平板状に形成されているが、図２に示すように半導体発光素子４を装着する面には、半導体発光素子４の装着位置に半導体発光素子４を取り囲むように凹部２ａを形成し、この凹部２ａ内に各半導体発光素子４が装着されるようになっている。この凹部２ａは、後述する配線基板２と封止部材３との接合の際に、キャビティ５内から溢れ出た蛍光部６を収容するために用いられる。凹部２ａは必須のものではなく、必要に応じて設けられるものであって、例えばキャビティ５から蛍光部６が溢れ出るようなことがない場合や、溢れ出た蛍光部６を別の手段で収容するような場合などでは、凹部２ａを設ける必要がない。また、凹部２ａの形状や位置は、本実施形態のものに限定されるものではなく、例えば半導体発光素子４を取り囲む環状溝や半導体発光素子４に近接して形成された凹所など、本発明の要旨を変更しない限りにおいて様々に変更可能であって、キャビティ５から溢れ出る蛍光部６を収容可能なものであればよい。
【００６０】
なお、配線基板２の形状は、必ずしも平坦である必要はなく、後述する封止部材３との接合が適切に行われるような形状であればよい。例えば、封止部材３の配線基板２との接合面が曲面状をなす場合、配線基板２自体もこれに合わせて曲面状をなすように形成することができる。また、配線基板２の表面に段差や凸部を設けてもよい。
【００６１】
また、配線基板２上には、半導体発光素子４から発せられる光を反射するための反射部材が、少なくとも各半導体発光素子４の周囲に形成されていてもよい。このような反射部材は、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、特にその形成位置や形状などに制限はない。反射部材としては、例えば後述する配線パターンと同時に配線基板２上にプリントされた金属からなる層などであってもよく、セラミック、銀、アルミニウムなどの金属や、コバール、銀−白金、銀−パラジウムなどの合金、白色ソルダーレジストなどからなる層などであってもよい。また、これらを組み合わせることにより反射部材を形成することも可能である。
【００６２】
（配線パターン）
上述した配線基板２には、各半導体発光素子４に電力を供給して各半導体発光素子４の発光を制御するための配線パターンが、半導体発光装置１の電気回路構成に対応して設けられる。なお、半導体発光装置１の電気回路構成については、「５．半導体発光装置の構成」の項で具体的に説明する。配線パターンは、半導体発光装置１の電気回路構成を実現するものであれば特に制限はなく、半導体発光装置１の種類や目的、半導体発光素子４の実装方法などに応じて適宜選択される。例えば、本実施形態のように半導体発光素子４をフリップチップ実装する場合の配線パターンは、パッドパターン、給電ランドパターン、及びこれらを接続する導線パターンなどによって構成される。
【００６３】
給電ランドパターンは、通常は半導体発光素子４を装着する領域の外側に形成され、外部電源やコントローラと電気的に接続され、コントローラによって制御された電力を受け取るためなどに用いられる。またパッドパターンは、複数の半導体発光素子４に対応して複数設けられており、半導体発光素子４側の電極と金属バンプを介して電気的に接続される。更に、これら給電ランドパターン及びパッドパターンは、導線パターンを介して電気的に接続され、半導体発光装置１の電気回路を構成する。
【００６４】
配線パターンは、半導体発光装置１の電気回路構成が単純な場合、配線基板２の表面など１つの面のみに形成することが可能であるが、例えば半導体発光素子４をマトリックス状に配置すると共に、複数種類の蛍光部６を用いて複数種類の一次光を得るような場合などには、多層の配線パターンを採用することができる。
【００６５】
また、配線基板２の表面に設けられる配線パターンに用いる材料は、光に対する反射率の高いものが好ましく、本実施形態の場合は近紫外光の反射率が７０％以上であるのが好ましく、より好ましくは７５％以上、更に好ましくは８０％以上である。このような反射率の配線パターンを用いることで、半導体発光装置の輝度を良好なものとすることができる。配線パターンの材料としては、通常は金、銀、銅、アルミニウムなどがあり、中でも金、銀、銅が輝度向上や輝度の維持効果を得やすいという面から好ましい。配線パターンには、これらの材料のうちの１種を用いてもよく、また２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
（配線基板のガスバリア性）
配線基板２及び封止部材３によって囲まれた領域（すなわち、キャビティ５及び蛍光部６）に、半導体発光装置１の外部から水蒸気や酸素等の外部ガスが進入しないように、配線基板２の水蒸気透過度、水蒸気透過係数、酸素透過度、及び酸素透過係数を以下のように調整することが好ましい。具体的には、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した場合に、配線基板２の水蒸気透過度は、１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが好ましく、５／ｍ２・ｄａｙ以下であることがより好ましく、２／ｍ２・ｄａｙ以下であることが特に好ましい。また、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した場合に、配線基板２の水蒸気透過係数は、１０ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが好ましく、５ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることがより好ましく、２ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが特に好ましい。
【００６７】
更に、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した場合に、配線基板２の酸素透過度は、１０００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが好ましく、５００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることがより好ましく、２００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが特に好ましい。また、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した場合に、配線基板２の酸素透過係数は、１０００ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが好ましく、１００ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることがより好ましく、１０ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが特に好ましい。
【００６８】
また、配線基板２及び封止部材３によって囲まれた領域（すなわち、キャビティ５及び蛍光部６）に、半導体発光装置１の外部から水蒸気や酸素等の外部ガスが進入しないように、配線基板２の厚さを以下のように調整することが好ましい。具体的に、配線基板２の厚さは、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましく、１．０ｍｍ以上であることが特に好ましい。なお、半導体発光装置の軽量化、コンパクト化の観点から、配線基板２の厚さは、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６９】
３．蛍光部
蛍光部６は、半導体発光素子４から発せられる光の少なくとも一部を波長変換する蛍光体と、この蛍光体を分散保持するための充填材とからなり、前述したように、封止部材３の第１の面３ａに凹設された複数のキャビティ５のそれぞれに収容され、各キャビティ５に対応して配線基板２上に装着された半導体発光素子４を覆うことにより、蛍光部６内に分散して含有される蛍光体が半導体発光素子４の周囲に分散して存在するようになっている。各蛍光部６に含有される蛍光体の種類は、半導体発光装置１に求められる発光特性に応じて適宜選択可能である。そして、各蛍光部６からは全てが同様の一次光が発せられるようにしてもよいし、一部の蛍光部６からの一次光と、残りの蛍光部６からの一次光とが異なるようにしてもよい。また、個々のキャビティ５には、単一の種類の蛍光体を含有した蛍光部６を収容するようにしてもよいし、複数種類の蛍光体を混合して含有した蛍光部６を収容するようにしてもよい。
【００７０】
キャビティ５のそれぞれは、空隙がないように蛍光部が収容（充填）されていることが好ましい。これにより界面での反射回数を軽減することができるため、半導体発光素子４及び蛍光部６で波長変換された光を半導体発光装置１の外部に効率よく取り出すことができる。
【００７１】
一部の蛍光部６からの一次光と、残りの蛍光部６からの一次光とが異なるようにする場合、例えば、半導体発光素子４から発せられる光が紫外光ないし紫色光の場合は、赤色蛍光体、緑色蛍光体、及び青色蛍光体の３種の蛍光体を用いることにより、ＲＧＢ（赤色、緑色及び青色）の３原色の色を発生させることができる。従って、これら３原色の一次光を合成して混色することにより、白色だけではなく発光色を多彩に変化させることができると共に、様々な色温度の出射光を得ることができる。また、半導体発光素子４から発せられた光が蛍光部６内で散乱しながら蛍光体によって波長変換され、蛍光部６から一次光となって発せられるので、比較的スペクトル幅の狭い発光ダイオードなどの光を直接用いる場合に比べ、スペクトル幅の広い一次光が得られる。この結果、半導体発光装置１の出射光には優れた演色性を確保することができる。
【００７２】
また、半導体発光素子４から発せられる光が青色光の場合は、黄色蛍光体によりＹ（黄色）に波長変換し、補色関係にある半導体発光素子４の青色光と、波長変換された黄色光とを合成して混色することにより、出射光として様々な色温度の白色光を得ることができる。あるいは、半導体発光素子４から発せられた青色光を、赤色蛍光体と緑色蛍光体とによりＲＧ（赤色と緑色）に波長変換し、半導体発光素子４の青色光と、波長変換された赤色光及び緑色光とを合成して混色することにより、出射光として様々な色温度の白色光を得ることもできる。なお、半導体発光素子４から発せられる光が青色光の場合も、蛍光体の選択や組合せの比率、あるいは混色の調整により白色光以外の色の出射光を得ることが可能である。このような場合においても、蛍光部６からスペクトル幅の広い一次光が得られるので、半導体発光装置１の出射光には優れた演色性を確保することができる。
【００７３】
蛍光体は、半導体発光素子４が発する光の少なくとも一部を波長変換することが可能なものであればよいが、本実施形態では、前述したように近紫外領域の光を発する半導体発光素子４を用いるので、このような波長領域の光の少なくとも一部を波長変換可能な蛍光体が用いられる。蛍光体の組成に特に制限はないが、母体結晶となるＹ２Ｏ３、ＹＶＯ４、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｓｒ２ＳｉＯ４などに代表される金属酸化物、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３などに代表される金属窒化物、Ｃａ５（ＰＯ４）３Ｃｌなどに代表されるリン酸塩及びＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳなどに代表される硫化物、あるいはＹ２Ｏ２Ｓ、Ｌａ２Ｏ２Ｓなどに代表される酸硫化物などに、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂなどの希土類金属のイオンや、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｓｂなどの金属イオンを付活元素または共付活元素として組み合わせたものが好ましい。母体結晶の好ましい例を表１に示す。但し、これらの母体結晶及び不活元素または共付活元素について、元素組成に特に制限はなく、同族の元素と一部置き換えることも可能であり、本実施形態の場合、得られた蛍光体は上述のように近紫外領域の波長範囲の光を波長変換するものであればよい。
【００７４】
なお、蛍光体を例示する際には、構造の一部のみが相違する蛍光体を適宜省略し、省略箇所はカンマ（，）で区切って示している。例えば、「Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋」、「Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂ３＋」及び「Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋」を「Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋」と、「Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ」、「Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ」及び「（Ｌａ，Ｙ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ」を「（Ｌａ，Ｙ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ」としてまとめて示している。
【００７５】
【表１】
2011243963.tif 000003
【００７６】
半導体発光装置１において、具体的には、以下に示す蛍光体を用いることが可能であるが、これらはあくまで例示であって、本発明で使用可能な蛍光体はこれに限られるものではない。なお、以下の例示においても、上述したようにして、構造の一部のみが異なる蛍光体を適宜省略して示している。
【００７７】
（赤色蛍光体）
本発明の要旨を変更しない限りにおいて、任意の赤色蛍光体を用いることができるが、その発光ピーク波長は、通常は５７０ｎｍ以上、好ましくは５８０ｎｍ以上、より好ましくは５８５ｎｍ以上で、通常は７８０ｎｍ以下、好ましくは７００ｎｍ以下、より好ましくは６８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。
【００７８】
中でも、赤色蛍光体として例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５（Ｎ，Ｏ）８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）２：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）３：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）３ＳｉＯ５：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）３・１，１０−フェナントロリン錯体などのβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５（Ｎ，Ｏ）８：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎがより好ましい。
【００７９】
（橙色蛍光体）
本発明の要旨を変更しない限りにおいて、任意の橙色蛍光体を用いることができるが、その発光ピーク波長は、発光ピーク波長が５８０ｎｍ以上、好ましくは５８５ｎｍ以上で、６２０ｎｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。
【００８０】
中でも、橙色蛍光体として例えば、（Ｓｒ，Ｂａ）３ＳｉＯ５：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５（Ｎ，Ｏ）８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）３：Ｃｅが好ましい。
【００８１】
（青色蛍光体）
本発明の要旨を変更しない限りにおいて、任意の青色蛍光体を用いることができるが、その発光ピーク波長は、通常は４２０ｎｍ以上、好ましくは４３０ｎｍ以上、より好ましくは４４０ｎｍ以上で、通常は５００ｎｍ未満、好ましくは４９０ｎｍ以下、より好ましくは４８０ｎｍ以下、更に好ましくは４７０ｎｍ以下、特に好ましくは４６０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。
【００８２】
中でも、青色蛍光体として例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６（Ｃｌ，Ｆ）２：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６（Ｃｌ，Ｆ）２：Ｅｕ、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕがより好ましく、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕが特に好ましい。
【００８３】
（緑色蛍光体）
本発明の要旨を変更しない限りにおいて、任意の緑色蛍光体を用いることができるが、その発光ピーク波長は、通常は５００ｎｍ以上、好ましくは５１０ｎｍ以上、より好ましくは５１５ｎｍ以上で、通常は５５０ｎｍ未満、好ましくは５４２ｎｍ以下、より好ましくは５３５ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。緑色蛍光体の発光ピーク波長が短すぎると緑色蛍光体が発する光が青みを帯びる傾向がある一方で、発光ピーク波長が長すぎると黄みを帯びる傾向があり、いずれの場合も緑色光としての特性が低下するおそれがある。
【００８４】
中でも、緑色蛍光体として例えば、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ、Ｃａ３（Ｓｃ，Ｍｇ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ（βサイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）３Ｓｉ６Ｏ１２：Ｎ２：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎが好ましい。
【００８５】
なお、半導体発光装置１を照明装置に用いる場合には、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ、Ｃａ３（Ｓｃ，Ｍｇ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ（βサイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）３Ｓｉ６Ｏ１２：Ｎ２：Ｅｕ、α−サイアロン、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ（但し、その一部がＣａやＯで置換されていてもよい）が好ましい。
【００８６】
また、半導体発光装置１を画像表示装置に用いる場合は、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ（βサイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）３Ｓｉ６Ｏ１２：Ｎ２：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎが好ましい。
【００８７】
（黄色蛍光体）
本発明の要旨を変更しない限りにおいて、任意の緑色蛍光体を用いることができるが、その発光ピーク波長は、通常は５３０ｎｍ以上、好ましくは５４０ｎｍ以上、より好ましくは５５０ｎｍ以上で、通常は６２０ｎｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは５８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。
【００８８】
中でも、黄色蛍光体として例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ２Ｎ２Ｏ２：Ｅｕが好ましい。
【００８９】
（蛍光体の組み合わせ）
本発明の要旨を変更しない限りにおいて、半導体発光装置１に求められる発光特性に応じ、蛍光体を様々に組み合わせることができる。例えば、前述したように、半導体発光素子４から紫外光ないし紫色光を発するようにして、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の３種の蛍光体を用いれば、ＲＧＢ（赤色、緑色及び青色）の３原色の色を発生させることができる。そこで、封止部材３に形成される複数のキャビティ５を、赤色蛍光体を含有した蛍光部６を収容するキャビティ５と、緑色蛍光体を含有した蛍光部６を収容するキャビティ５と、青色蛍光体を含有した蛍光部６を収容するキャビティ５とに区分してこれらを分散配置すれば、各蛍光部６から出射される３原色の一次光を合成することにより、白色だけではなく様々な色の出射光を、様々な色温度で得ることが可能となる。
【００９０】
また、このように１つのキャビティ５に１種類の蛍光体を含有した蛍光部６を収容するのではなく、１つのキャビティ５に複数種類の蛍光体を含有した蛍光部６を収容するようにすることもできる。この場合、例えばそれぞれのキャビティ５には赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の３種の蛍光体を混合して含有した蛍光部６を収容すると共に、複数のキャビティ５のうちの一部のキャビティ５に収容された蛍光部６に含有される赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の比率と、残部のキャビティ５に収容された蛍光部６に含有される赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の比率とを調整することにより、２種類の異なる色温度の白色光を得るようにすることが可能である。
【００９１】
（蛍光体の粒径）
蛍光部６に含有される蛍光体は、半導体発光素子４から発せられる光が蛍光部６内で十分に散乱可能な粒径を有していることが好ましいが、蛍光体の粒径に特に制限はなく、例えば、中央粒径（Ｄ５０）で、通常は０．１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上であり、また通常は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは２０μｍ以下である。蛍光体の中央粒径（Ｄ５０）がこのような範囲にある場合には、半導体発光素子４から発せられた光が、蛍光部６において十分に散乱される。そして、半導体発光素子４から発せられた光が蛍光部６内の蛍光体に十分に吸収されるため、蛍光体による波長変換が効率よく行われる。また、１つの蛍光部６に複数種類の蛍光体を含有する場合には、半導体発光素子４から発せられた光が、蛍光部６において十分に散乱されることで、それぞれの種類の蛍光体にむらなく光が吸収されると共に、蛍光体から発せられる光も蛍光部６内で良好に散乱するので、蛍光体から発せられた光の合成も良好に行われる。
【００９２】
蛍光部６に含有される蛍光体の中央粒径（Ｄ５０）が上記範囲より大きい場合には、半導体発光素子４から発せられた光が蛍光部６において十分に散乱されないばかりでなく、蛍光体が蛍光部６内を十分に埋め尽くすことができないため、半導体発光素子４から発せられた光が蛍光体に十分吸収されず、蛍光体による波長変換が効率よく行われなくなるおそれがある。一方、蛍光部６に含有される蛍光体の中央粒径（Ｄ５０）が上記範囲より小さい場合には、蛍光体の発光効率が低下するため、照度が低下するおそれがある。
【００９３】
蛍光体の粒度分布（ＱＤ）は、蛍光部６における粒子の分散状態をそろえるために小さい方が好ましいが、小さくするためには分級収率が下がってコストアップを招くことになるので、通常は０．０３以上、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０７以上であり、また通常は０．４以下、好ましくは０．３以下、より好ましくは０．２以下とするのがよい。
【００９４】
（蛍光体の濃度）
蛍光部６における蛍光体の濃度が低すぎる場合、半導体発光素子から発せられる光が十分に吸収されずに封止体３からそのまま外方に放射されてしまう恐れがある。また、蛍光体の濃度が高すぎる場合には、濃度消光が発生し蛍光体から十分な光を得ることができなくなる。従って、蛍光部６における蛍光体の濃度は、半導体発光素子から発せられる光が十分に吸収されると共に、濃度消光を生じないような範囲に設定されるのが好ましい。
【００９５】
蛍光部６における蛍光体の濃度は、本発明の要旨を変更しない限りにおいて任意に設定可能であるが、例えば、通常は５重量％以上、好ましくは６重量％以上、より好ましくは７重量％以上で、また通常は９０重量％以下、好ましくは７０重量％以下、より好ましくは４０重量％以下、更に好ましくは２５重量％以下、特に好ましくは２０重量％以下とするのがよい。
【００９６】
（充填材）
蛍光体と混合され、蛍光体を分散させて保持することにより蛍光部６を形成する充填材は、特に限定されるものではないが、蛍光体を良好に分散させて保持することが可能であるだけではなく、キャビティ５内に蛍光体と共に充填される際に適切な流動性を有する一方で、半導体発光素子４を覆った後に硬化可能な材料であるのが好ましい。このような硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料、並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。
【００９７】
無機系材料としては、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマーもしくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合した溶液、またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料（例えば、シロキサン結合を有する無機系材料）などがある。
【００９８】
一方、有機系材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂（ＵＶ硬化性樹脂）などがある。具体的には、ポリ（メタ）アクリル酸メチルなどの（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレンやスチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、エチルセルロースやセルロースアセテート及びセルロースアセテートブチレートなどのセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などがある。
【００９９】
従来の半導体発光装置において、充填材としては一般的にエポキシ樹脂が用いられてきたが、本実施形態の半導体発光装置１においては、半導体発光素子４からの発光に対して劣化が少なく、耐熱性にも優れたケイ素含有化合物を使用するのが好ましい。ケイ素含有化合物とは、分子中にケイ素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサンなどの有機材料（シリコーン系材料）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素などの無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩などのガラス材料がある。これらは１種単独、または２種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。これらの中でも、透明性、接着性、ハンドリングの容易さ、ならびに硬化物が応力緩和力を有する点から、シリコーン系材料が好ましい。半導体発光装置用のシリコーン樹脂に関しては、例えば特開平１０−２２８２４９号公報、特許第２９２７２７９号公報、特開２００１−３６１４７号公報などに、充填材としての使用が示されている。
【０１００】
また、光取り出し効率の観点から、充填材は膜厚を１ｍｍとしたときの３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率が８０％以上であるのが好ましく、より好ましくは８５％以上であり、通常は９８％以下となっている。
【０１０１】
４．封止部材
本実施形態において封止部材３は、第１の面３ａ及び第２の面３ｂを有した板状に形成されており、各蛍光部６から発せられる一次光を透過して第２の面３ｂから放射する光透過特性を有している。封止部材３の材料としては、このような光透過特性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばガラス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、石英、セラミックなどを用いることができる。本実施形態では、一次光の透過性や優れた耐久性を考慮し、封止部材３の材料としてガラスを用いている。加工性及び密封性の観点から、封止部材３は、例えばアクリル樹脂（例えば、三菱レーヨン社製アクリシラップ等）、エポキシ樹脂（例えば、ジャパンエポキシレジン社製２液型エポキシ樹脂ＹＬ７３０１、三菱ガス化学社製２液型エポキシ樹脂マクシーブ）、有機変性シリコーン樹脂（例えば、信越化学社製ＳＣＲ−１０１２）、フッ素樹脂（例えば、太平化成社製フッ素樹脂エイトシール３０００）等が好ましい。また、ガスバリア性の観点からは、ガラスが好適である。また、光取り出し効率の観点から、例えば約１ｍｍの膜厚を有する封止部材３において、３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率が８０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上であり、通常は９８％以下となっている。なお、後述する水蒸気透過度、水蒸気透過係数、酸素透過度又は酸素透過係数を封止部材３全体として満たすことができれば、上述した具体的な材料に他の材料を適宜含有させた複合材料を封止部材３に用いてもよい。
【０１０２】
封止部材３の硬度は、例えば、ＪＩＳＫ７２１５（１９８６）におけるショアＤが２０以上であることが好ましく、４０であることがより好ましく、６０であることが更に好ましい。一定の硬度を有する封止部材３の方が取り扱いが容易であり、封止部材３が変形しにくいこと、凹設されたキャビティ内部の蛍光部を保護するために好ましいこと、キャビティの容量が一定に保持できること、その結果として半導体発光装置の色ずれが生じることを防止することができること、或いは、製造工程において封止部材の取り扱いを容易にすることができるためである。
【０１０３】
（封止部材のガスバリア性）
配線基板２及び封止部材３によって囲まれた領域（すなわち、キャビティ５及び蛍光部６）に、半導体発光装置１の外部から水蒸気や酸素等の外部ガスが進入しないように、封止部材３の水蒸気透過度、水蒸気透過係数、酸素透過度、及び酸素透過係数を以下のように調整することが好ましい。具体的には、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した場合に、封止部材３の水蒸気透過度は、１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが好ましく、５／ｍ２・ｄａｙ以下であることがより好ましく、２／ｍ２・ｄａｙ以下であることが特に好ましい。また、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した場合に、封止部材３の水蒸気透過係数は、１０ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが好ましく、５ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることがより好ましく、２ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが特に好ましい。
【０１０４】
更に、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した場合に、封止部材３の酸素透過度は、１０００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが好ましく、５００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることがより好ましく、２００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが特に好ましい。また、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した場合に、封止部材３の酸素透過係数は、１０００ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが好ましく、１００ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることがより好ましく、１０ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが特に好ましい。
【０１０５】
また、配線基板２及び封止部材３によって囲まれた領域（すなわち、キャビティ５及び蛍光部６）に、半導体発光装置１の外部から水蒸気や酸素等の外部ガスが進入しないように、封止部材３の厚さを以下のように調整することが好ましい。具体的に、封止部材３の厚さは、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましく、１．０ｍｍ以上であることが特に好ましい。なお、半導体発光装置の軽量化、コンパクト化の観点から、封止部材３の厚さは、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１０６】
なお、蛍光部６から発せられた一次光は、少なくとも一部が封止部材３内において散乱するため、一次光の異なる複数種類の蛍光部６を採用した場合には、封止部材３内において一次光が良好に合成され、むらのない良質の出射光を得ることができる。従って、必要に応じて封止部材３内に一次光の散乱を促進する添加物を加えてもよいし、封止部材３の第２の面３ｂに、封止部材３内における一次光の散乱を促進したり、外部への出射を促進するような表面処理を施したりしてもよい。また、封止部材３の側面となる４つの第３の面３ｃについては、封止部材３内からの光の漏出を防止するため、各蛍光部６から発せられる光や半導体発光素子４が発する光に対して高い反射機能を有した材料を塗布したり貼付したりしてもよい。封止部材３の第２の面３ｂに対する表面処理の例を、図３〜図８に示す。これら図３〜図８は、第３の面３ｂに上述した表面処理を施した封止部材３を示す斜視図であるが、いずれも表面処理を模式的に表すものであり、縮尺等を正確に示すものではない。
【０１０７】
図３は、第２の面３ｂを微細凹凸が形成された粗面とした封止部材３の例を示す斜視図である。また図４は、このような粗面に代えて、第２の面３ｂにＶ溝・三角プリズム形状を付与した封止部材３の例を示す斜視図である。図４の例では、第２の面３ｂに互いに平行な複数のＶ溝を形成することにより、三角形断面のプリズム状の畝３ｄとＶ溝とが交互に並設され、Ｖ溝・三角プリズム形状をなしている。なお、Ｖ溝やプリズム状の畝の延設方向、大きさ及び数は図４のものに限定されるものではなく、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定可能である。また、畝３ｄやＶ溝の大きさは、それぞれ同一とせずに異ならせることも可能であり、大きさの異なる畝３ｄやＶ溝の分布を、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定することも可能である。
【０１０８】
また、図５は、このようなＶ溝・三角プリズム形状に代えて、円筒プリズム形状を第２の面３ｂに付与した封止部材３の例を示す斜視図である。図５の例では、半円形状の断面を有したプリズム状の畝３ｅが複数平行に形成されている。なお、半円形状断面を有したプリズム状の畝３ｅの延設方向、大きさ及び数は図５の例に限定されるものではなく、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定可能である。また、畝３ｅの大きさは、それぞれ同一とせずに異ならせることも可能であり、大きさの異なる畝３ｅの分布を、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定することも可能である。
【０１０９】
図６は、第２の面３ｂに複数のフレネルレンズ３ｆを形成した封止部材３の例を示す斜視図である。図６の例では、封止部材３の第１の面３ａに形成されているキャビティ５に対向する位置に同様のフレネルレンズがそれぞれ形成されている。なお、フレネルレンズの数、位置、大きさあるいは光学特性などは図６の例に限定されるものではなく、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定可能である。また、フレネルレンズに代えて、凸レンズまたは凹レンズを形成するようにしてもよい。この場合も、凸レンズもしくは凹レンズの数、位置、大きさまたは光学特性などは、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定可能である。
【０１１０】
図７は、第２の面３ｂに複数の角錐状凸部３ｇを形成した封止部材３の例を示す斜視図であり、図７の例では同様の形状をした四角錐の角錐状凸部３ｇが規則的に配列されている。なお、角錐は四角錐に限定されるものではなく、三角錐や六角錐などでもよいし円錐であってもよい。また、角錐の数、位置あるいは大きさなどは図７の例に限定されるものではなく、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定可能である。更に、それぞれの角錐を同一とせずに異ならせることも可能であり、異なる角錐の分布を、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定することも可能である。
【０１１１】
図８は、角錐状凸部に代えて複数の半球状凸部３ｈを第２の面３ｂに形成した封止部材３の例を示す斜視図であり、図８の例では同様の形状をした半球状凸部３ｈが規則的に配列されている。半球状凸部３ｈの数、位置あるいは大きさなどは図８の例に限定されるものではなく、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定可能である。更に、それぞれの半球状凸部３ｈを同一とせずに異ならせることも可能であり、異なる半球状凸部３ｈの分布を、半導体発光装置２に求められる発光特性、封止部材３の光学的特性、あるいは蛍光部６からの発光特性などに応じて適宜設定することも可能である。
【０１１２】
このように、封止部材３の第２の面３ｂには、封止部材３内における一次光の散乱を促進したり外部への出射を促進したりするべく、様々な表面処理を施すことが可能である。なお、上述した表面処理の形態は一例であって、表面処理はこれらに限定されるものではなく、また上述した表面処理を複数組み合わせて封止部材３の第２の面３ｂに施すことも可能である。
【０１１３】
（キャビティ）
配線基板２との接合面となる封止部材３の第１の面３ａには、配線基板２に装着された半導体発光素子４のそれぞれに対応する位置に、半導体発光素子４ごとにキャビティ５が凹設されている。従って、本実施形態においてキャビティ５は、配線基板２上にマトリックス状に配置された半導体発光素子４に対応し、図１に示すようにマトリックス状に配置されている。
【０１１４】
隣り合うキャビティ５の間隔は、本発明の要旨を変更しない限りにおいて任意に設定可能であるが、それぞれ相手側のキャビティ５にある半導体発光素子４からの発光の影響を抑制できる程度に離間しているのが好ましい。これにより、光取り出し効率の向上が期待される。具体的には５０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上、更に好ましくは２００μｍ以上であることが好ましく、集積化や一次光の合成の観点からは１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１１５】
また、キャビティ５の開口面積や深さも、本発明の要旨を変更しない限りにおいて特に制限がなく、通常は半導体発光素子４の大きさに応じて適宜定めることが可能である。開口面積については、例えば５ｍｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ２以下、更に好ましくは０．２５ｍｍ２以下であるのがよい。このような開口面積とすることによって、半導体発光素子４の高集積化が可能となり、大光束が得られるようになる。一方、キャビティ５の深さについては、例えば、通常は２００μｍ以上、好ましくは２５０μｍ以上、更に好ましくは３００μｍ以上であり、また通常は３０００μｍ以下、好ましくは２０００μｍ以下、更に好ましくは１５００μｍ以下である。これにより半導体発光素子４から発せられる光を効率よく波長変化することが可能となる。
【０１１６】
各キャビティ５は、封止部材３の第１の面３ａから半球面状に凹設されており、図２に示すように、封止部材３を配線基板２に接合したときに、配線基板２上の半導体発光素子４のそれぞれが、対応するキャビティ５の内側に位置するようになっている。このとき各キャビティ５には、上述したように蛍光体を含有した蛍光部６が収容されており、封止部材３と配線基板２との接合によって、配線基板２上の半導体発光素子４のそれぞれが、対応するキャビティ５内に収容された蛍光部６で覆われることにより、蛍光部６が含有する蛍光体が半導体発光素子４の周囲に存在している。
【０１１７】
本実施形態において各キャビティ５は同じ大きさに形成されているが、キャビティ５の大きさは必ずしも同一でなくてもよく、キャビティ５の壁面形状も、本実施形態のような半球面状に限定されるものではない。即ち、キャビティ５の大きさや形状は、半導体発光装置１に求められる発光特性、収容する蛍光部６の種類や特性、半導体発光素子４の特性などに応じて適宜選択することが可能である。また、キャビティ５は、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザビーム照射、サンドブラスト、研削加工などの方法を用いることによって形成することが可能であり、本実施形態における具体的な形成方法については、「６．半導体発光装置の製造方法」の項で説明する。
【０１１８】
（光学フィルタ機能）
このようにして形成された各キャビティ５の壁面に、キャビティ５内に収容された蛍光部６に含有されている蛍光体で波長変換された光を良好に透過させる一方で、半導体発光素子４が発する光の透過を抑制するようなコーティングを施すことにより、封止部材３に光学フィルタとしての機能を付加するのが好ましい。例えば、このような封止部材３の機能は、半導体発光素子４が発する光に対し、キャビティ５内に収容された蛍光部６に含有されている蛍光体で波長変換された光よりも高い反射率を有するコーティング層７を形成することによって得られる。
【０１１９】
例えば、本実施形態のような近紫外領域の光を発する半導体発光素子４を用い、蛍光部６に含有される蛍光体によって近紫外領域の光より長い波長領域の可視光を得るようにする場合、高屈折率層と低屈折率層とを交互に複数積層した多層誘電体積層膜からなる干渉膜によりコーティング層７を形成する。具体的には、例えば高屈折率層としてＴｉＯ２からなる薄膜を、また低屈折率層としてＳｉＯ２からなる薄膜を、それぞれ蒸着またはスパッタリングによりキャビティ５に交互に複数回積層することにより（例えばそれぞれ１６層ずつの３２層）、キャビティ５の壁面全体にわたってこのようなコーティング層７を形成する。こうして形成されたコーティング層７は、近紫外領域の光より長い波長領域の可視光に対して９０％以上の透過率を有すると共に、近紫外領域の光に対して９０％以上の反射率を有する。
【０１２０】
このようなコーティング層７を各キャビティ５の壁面に形成した場合、半導体発光素子４から発せられた近紫外光は、その一部が蛍光部６に含有されている蛍光体によって波長変換され近紫外領域の光より長い波長領域の可視光となってキャビティ５のコーティング層７に達し、残りの近紫外光も蛍光体によって波長変換されずにコーティング層７に達する。このときコーティング層７は、半導体発光素子４が発した近紫外光に対し、蛍光体で波長変換されて得られた可視光よりも高い反射率を有し、当該可視光に対しては半導体発光素子４が発した近紫外光よりも高い透過率を有している。従って、蛍光体から発せられた可視光の多くは封止部材３内を通過した後、封止部材３の第２の面３ｂから放射される一方、半導体発光素子４から発せられてコーティング層７に達した近紫外光の多くはコーティング層７によって反射され、再び蛍光部６に含有される蛍光体によって波長変換される機会を得る。この結果、コーティング層７を有していない場合に比べ、蛍光体で波長変換されて半導体発光装置１から放出される可視光の量を増大させると共に、蛍光体で波長変換されずに半導体発光装置１から放出される近紫外光の量を低減することができる。
【０１２１】
なお、このコーティング層７は、本実施形態のようにキャビティ５の壁面に形成する代わりに、封止部材３の第２の面３ｂ上に形成することも可能である。この場合、半導体発光素子４から発せられた後、蛍光体で波長変換されずに封止部材３内を進んでコーティング層７に達した近紫外光は、封止部材３内で散乱するなどして必ずしも発生元の半導体発光素子４に対応したキャビティ５内に戻るとは限らず、別の半導体発光素子４に対応したキャビティ５内に戻る可能性がある。このため、キャビティ５によって蛍光部６に含有される蛍光体が異なる場合には、所望の出射光の特性を精度よく得られなくなる可能性がある。しかしながら、このコーティング層７は平坦な第２の面３ｂに形成すればよいので、半球面状のキャビティ５の壁面にコーティングを行う場合に比べ、コーティング層７の形成が容易になる。従って、このようなコーティング層７は、キャビティ５によって蛍光部６に含有される蛍光体が異なる場合よりも、同じ蛍光体を含有した蛍光部６を各キャビティ５に収容するようにした場合の方が適している。
【０１２２】
コーティング層７の構成及び材質などは、上述のものに限定されるものではなく、同様の機能を有したものであれば適用可能であって、半導体発光素子４が発する光の波長領域や、蛍光体による波長変換で得られる光の波長領域などに応じて適宜選択すればよい。例えば、本実施形態ではキャビティ５の壁面全体にコーティング層７を形成するようにしたが、キャビティ５の壁面の一部にのみコーティング層７を形成するようにしてもよいし、キャビティ５の壁面を含めて封止部材３の第１の面３ａの全体にコーティング層７を形成するようにしてもよい。また、コーティング層７に代えて、封止部材３の本体にコーティング層７と同様の機能を持たせるようにしてもよい。
【０１２３】
なお、このような機能を封止部材３に設けることによって上述したような効果を得ることができるが、半導体発光装置１に必ず設けなければならないものではなく、必要に応じて省略することも可能である。また、半導体発光素子４の特性や、半導体発光装置１に求められる発光特性などに応じ、所定の波長領域の光を良好に透過させると共に、当該波長領域以外の光に対しては良好に反射するような機能、或はその逆に所定の波長領域の光に対しては良好に反射すると共に、当該波長領域以外の光を良好に透過させるような光学バンドパスフィルタ機能を封止部材３に持たせるようにしてもよい。
【０１２４】
５．半導体発光装置の構成
（半導体発光装置の構造）
上述したように、本実施形態において半導体発光装置１は、複数の半導体発光素子４が装着された配線基板２と、第１の面３ａ及び第２の面３ｂを有して板状に形成され、第１の面３ａにキャビティ５が凹設された封止部材３と、キャビティ５のそれぞれに収容された蛍光部６とを有している。そして、図２に示すように、半導体発光素子４が装着されている配線基板２の面と、封止部材３の第１の面３ａとが対向するように、配線基板２と封止部材３とを接合することにより、配線基板２上の半導体発光素子４が、それぞれ対応するキャビティ５内に収容されている蛍光部６によって覆われ、蛍光部６内に含有された蛍光体が半導体発光素子４の周囲に存在するようになっている。
【０１２５】
このように、半導体発光装置１は、配線基板２と封止部材３とを接合することにより、各蛍光部６及び半導体発光素子２がキャビティ５内に封止されるので、封止部材３によって各蛍光部６及び半導体発光素子２を外部の環境から保護することができる。従って、別途保護部材を設ける必要がなくなり、簡単な構成で半導体発光装置１の信頼性及び耐久性を向上することができる。また、例えば配線基板２と封止部材３とを接合する際にシール性の優れた接着剤を用いたり、配線基板２と封止部材３とを接合した後に、配線基板２と封止部材３との接合周縁部分にシールを形成したりすることにより密封性を高めれば、半導体発光装置１の信頼性及び耐久性を更に向上することができる。
【０１２６】
当該接着剤には、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。配線基板２と封止部材３との密着性を考慮して、接着剤を選択することがより好ましい。また、配線基板２及び封止部材３によって囲まれた領域（すなわち、キャビティ５及び蛍光部６）に、半導体発光装置１の外部から水蒸気や酸素等の外部ガスが進入しないように、当該接着剤の水蒸気透過度、水蒸気透過係数、酸素透過度、及び酸素透過係数を以下のように調整することが好ましい。具体的には、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した場合に、当該接着剤の水蒸気透過度は、１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが好ましく、５／ｍ２・ｄａｙ以下であることがより好ましく、２／ｍ２・ｄａｙ以下であることが特に好ましい。また、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法によって２３℃で測定した場合に、当該接着剤の水蒸気透過係数は、１０ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが好ましく、５ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることがより好ましく、２ｇ・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが特に好ましい。更に、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した場合に、当該接着剤の酸素透過度は、１０００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが好ましく、５００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることがより好ましく、２００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが特に好ましい。そして、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ（１９８７）法によって２３℃で測定した場合に、当該接着剤の酸素透過係数は、１０００ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが好ましく、１００ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることがより好ましく、１０ｃｍ３・ｍｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが特に好ましい。なお、上述した水蒸気透過度、水蒸気透過係数、酸素透過度又は酸素透過係数を当該接着剤全体として満たすことができれば、上述した具体的な材料に他の材料を適宜含有させた複合材料を当該接着剤に用いてもよい。
【０１２７】
また、配線基板２及び封止部材３によって囲まれた領域（すなわち、キャビティ５及び蛍光部６）に、半導体発光装置１の外部から水蒸気や酸素等の外部ガスが進入しないように、当該接着剤の厚さを以下のように調整することが好ましい。具体的に、当該接着剤の厚さは、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましく、１．０ｍｍ以上であることが特に好ましい。なお、半導体発光装置の軽量化、コンパクト化の観点から、当該接着剤の厚さは、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１２８】
本実施形態では、配線基板２に横１列で６個の半導体発光素子４が６列装着されることにより、合計３６個の半導体発光素子４がマトリックス状に配置されている。これに対応し、封止部材３の第１の面３ａには３６個のキャビティ５が凹設されている。各キャビティ５に収容された蛍光部６に含有される蛍光体をすべて同一とし、いずれも同じ一次光を得るようにすることも可能であるが、本実施形態では複数種類の蛍光体を用い、複数種類の一次光を得るようにしている。
【０１２９】
本実施形態では半導体発光素子４として、近紫外光を発するＧａＮ系ＬＥＤを用いているので、これに対応して蛍光体には近紫外光を波長変換する赤色蛍光体、緑色蛍光体、及び青色蛍光体の３種の蛍光体を用いる。そして、３６個のキャビティ５のうち、１２個のキャビティ（第１キャビティ）５には赤色蛍光体を含有した蛍光部６が、残り２４個のうちの１２個のキャビティ（第２キャビティ）５には緑色蛍光体を含有した蛍光部６が、また残りの１２個のキャビティ（第３キャビティ）５には青色蛍光体を含有した蛍光部６が収容されている。
【０１３０】
これらのキャビティ５の配置に特に制限がないが、本実施形態では図９のように各キャビティ５を配置している。図９は、半導体発光装置１における蛍光部６の配置の一例を示す模式図である。図９において、赤色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５には符号Ｒを付し、緑色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５には符号Ｇを付し、青色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５には符号Ｂを付している。図９に示すように、縦方向及び横方向では同じ種類の蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５が隣り合わないようにすることで、それぞれの蛍光部６から出射された一次光を良好に合成してむらのない出射光を得ることができる。
【０１３１】
このような半導体発光装置１では、それぞれの半導体発光素子４から発せられた近紫外光が、各半導体発光素子４を覆う蛍光部６内で散乱しながら、蛍光部６に含有されている蛍光体に吸収される。そして、蛍光部６に含有された蛍光体が赤色蛍光体の場合には赤色光が、緑色蛍光体の場合には緑色光が、また青色蛍光体の場合には青色光がそれぞれ蛍光体から発せられる。こうして蛍光体から発せられた一次光は、蛍光体によって波長変換されなかった近紫外光と共にキャビティ５の壁面に達する。
【０１３２】
このとき、半導体発光素子４が発する近紫外光に対しては、近紫外光より長い波長領域の可視光よりも高い反射率を有し、当該可視光に対しては近紫外光よりも高い透過性により良好な透過性を有するコーティング層７が、前述のようにキャビティ５の壁面に形成されている場合は、各蛍光体から発せられた赤色光、緑色光及び青色光の多くがコーティング層７を良好に透過して封止部材３内に達する一方、蛍光体によって波長変換されずにキャビティ５の壁面のコーティング層７に達した近紫外光の多くは、コーティング層７によって反射されて蛍光部６内に戻る。
【０１３３】
こうして封止部材３内に達した赤色光、緑色光及び青色光は、封止部材３内で散乱して合成され、封止部材３の第２の面３ｂから白色光となって放射される。蛍光部６からの一次光のスペクトル幅が比較的広く、このようにして赤色光、緑色光及び青色光が合成されることにより、連続スペクトルを有した光に近い出射光を得ることが可能となり、優れた演色性を確保することができる。また、コーティング層７を設けた場合には、コーティング層７で反射された近紫外光が蛍光部６に含有される蛍光体によって波長変換される機会を再び得る。この結果、コーティング層７を設けていない場合に比べ、蛍光体で波長変換されて半導体発光装置１から放出される可視光の量を増大させると共に、蛍光体で波長変換されずに半導体発光装置１から放出される近紫外光の量を低減することが可能となる。
【０１３４】
図９に示すキャビティ５の配置は一例であって、これに限定されるものではなく、半導体発光装置１に求められる発光特性などに応じてさまざまに設定可能である。例えば、その変形例を第１変形例として図１０に示す。図１０は、半導体発光装置１における蛍光部６の配置の第１変形例を、図９と同様にして示す模式図である。図１０に示すように、第１変形例では同じ種類の蛍光体を含有した蛍光部６を収容するキャビティ５が縦１列に並ぶようになっている。
【０１３５】
図９及び図１０に例示するように、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を別個に含有した蛍光部６を用いる場合、例えば赤色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５に配置されている半導体発光素子４のみに通電した場合には、半導体発光装置１の出射光が赤色光となる。また、緑色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５に配置されている半導体発光素子４のみに通電した場合には、半導体発光装置１の出射光が緑色光となり、青色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５に配置されている半導体発光素子４のみに通電した場合には、半導体発光装置１の出射光が青色光となる。
【０１３６】
一方、例えば赤色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５に配置されている半導体発光素子４にのみ通電せず、他の半導体発光素子４に通電した場合には、緑色光と青色光との合成光が得られる。このように、いずれか１種類の蛍光体に対応した半導体発光素子４にのみ通電せずに、他の半導体発光素子４に通電すれば、通電した半導体発光素子４に対応する蛍光体による２種類の一次光を合成した出射光が得られる。そして、全ての半導体発光素子４に通電した場合には、赤色光、緑色光及び青色光を合成した出射光が得られ、このときの各半導体発光素子４に対する供給電力を調整することにより、白色光を含む様々な色度の出射光を得ることができる。
【０１３７】
このように、本実施形態では、各半導体発光素子４に供給する電力を調整することにより、半導体発光装置１から出射する光の色度、輝度、彩度及び色温度を任意に調整することが可能となる。なお、蛍光部６に含有させる蛍光体の種類や数は上述した例に限定されるものではなく、任意のものを使用可能であり、半導体発光装置１に求められる発光特性に応じて適宜選択することができる。
【０１３８】
例えば、１つの蛍光部６に複数の蛍光体が含有されるようにすることも可能である。この場合、例えば、半導体発光素子４を本実施形態と同じく近紫外光を発するＧａＮ系ＬＥＤとし、近紫外光を波長変換する赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を充填材に混合して各蛍光部６を形成する。ここで、各蛍光部６における赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の含有量及び含有比率を同一とした場合には、それぞれの蛍光部６から得られる一次光も同一となる。即ち、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の比率を調整することにより、例えば所望の固定的な色温度の白色光を出射するような半導体発光装置１を得ることができる。
【０１３９】
一方、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の比率を調整し、複数のキャビティ５のうちの一部に収容される蛍光部６と残部に収容される蛍光部６とで、異なる一次光を得るようにすることもできる。例えば、一部の蛍光部６が発する白色光の色温度と、残部の蛍光部６が発する白色光の色温度とを異なるように、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の比率を調整することができる。このように２種類の蛍光部６を形成した場合の、一方の蛍光部６を収容したキャビティ５と、他方の蛍光部６を収容したキャビティ５との配置の例を、本実施形態の第２変形例として図１１に示す。
【０１４０】
図１１は、半導体発光装置１における蛍光部６の配置の第２変形例を示す模式図である。図１１において、第１の色温度Ｔ１（例えば２６００Ｋ）の一次光を発する蛍光部６を収容したキャビティ５にはＷ１を付し、第２の色温度Ｔ２（例えば９０００Ｋ）の一次光を発する蛍光部６を収容したキャビティ５にはＷ２を付している。図１１に示すように、縦方向及び横方向では同一の蛍光部６を収容したキャビティ５が隣り合わないようにすることによって、それぞれの蛍光部６からの一次光を良好に合成して、色温度にむらのない出射光を得ることができる。なお、図１１に示す２種類のキャビティ５の配置は一例であって、これらキャビティ５は任意に配置することが可能である。
【０１４１】
第２変形例のように発光色の色温度が相互に異なる２種類の蛍光部６を用いた場合、例えば第１の色温度Ｔ１の一次光を発する蛍光部６を収容したキャビティ５に配置されている半導体発光素子４のみに通電した場合、半導体発光装置１の出射光は第１の色温度Ｔ１の白色光となる。また、第２の色温度Ｔ２の一次光を発する蛍光部６を収容したキャビティ５に配置されている半導体発光素子４のみに通電した場合、半導体発光装置１の出射光は第２の色温度Ｔ２の白色光となる。そして、全ての半導体素子４に通電した場合には、第１の色温度Ｔ１の白色光と第２の色温度Ｔ２の白色光とを合成した出射光が得られる。従って、このときの各半導体発光素子４に対する供給電力を調整することにより、半導体発光装置１の出射光として、色温度Ｔ１〜Ｔ２の範囲の任意の色温度の白色光を得ることが可能となる。
【０１４２】
このような半導体発光装置１においても、それぞれの半導体発光素子４から発せられた近紫外光が、各半導体発光素子４を覆う蛍光部６内で散乱しながら、蛍光部６に含有されている蛍光体で波長変換されることにより一次光が発せられる。こうして蛍光体から発せられた一次光は、蛍光体によって波長変換されなかった近紫外光と共にキャビティ５の壁面に達する。このときも、半導体発光素子４が発する近紫外光に対して、近紫外光より長い波長領域にある可視光よりも高い反射率を有し、当該可視光に対しては近紫外光よりも高い透過率により良好な透過性を有するコーティング層７が、キャビティ５の壁面に形成されている場合は、各蛍光体から発せられた一次光の多くがコーティング層７を良好に透過して封止部材３内に達する一方、蛍光体によって波長変換されずにキャビティ５の壁面のコーティング層７に達した近紫外光の多くは、コーティング層７によって反射されて蛍光部６内に戻る。
【０１４３】
こうして封止部材３内に達した第１の色温度Ｔ１の白色光及び第２の色温度Ｔ２の白色光は、封止部材３内で散乱して合成され、封止部材３の第２の面３ｂから出射光となって放射される。蛍光部６からの一次光のスペクトル幅が比較的広く、このようにして第１の色温度Ｔ１の白色光及び第２の色温度Ｔ２の白色光が合成されることにより、この場合にも連続スペクトルを有した光に近い出射光を得ることが可能となり、優れた演色性を確保することができる。また、この場合にも、封止部材３がコーティング層７を有していれば、コーティング層７で反射された近紫外光が、蛍光部６に含有される蛍光体によって波長変換される機会を再び得る。この結果、コーティング層７を設けていない場合に比べ、蛍光体で波長変換されて半導体発光装置１から放出される可視光の量を増大させると共に、蛍光体で波長変換されずに半導体発光装置１から放出される近紫外光の量を低減することが可能となる。
【０１４４】
このように、複数種類の蛍光体を用いると共に、組み合わせる蛍光体の種類を適宜選択することにより、半導体発光装置１の発光色を多彩に変化させることが可能であり、昼光色〜昼白色〜白色〜温白色〜電球色などの照明光、ＣＩＥ標準の光（Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤ６５）、太陽光（自然光）スペクトルを有する光など、近紫外光から近赤外光の広範囲スペクトルを有する出射光を得ることが可能である。
【０１４５】
半導体発光装置１からの出射光を白色光とする場合に、好ましい蛍光体の一次光の波長範囲の組み合わせ例は以下のとおりである。
・２色混合の場合
一次光の波長がそれぞれ４００ｎｍ〜４９０ｎｍ（青色）及び５６０ｎｍ〜５９０ｎｍ（黄色）の組み合わせ、４８０ｎｍ〜５００ｎｍ（青緑色）及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍ（赤色）の組み合わせが好ましく、中でも４００ｎｍ〜４９０ｎｍ（青色）及び５６０ｎｍ〜５９０ｎｍ（黄色）の組み合わせが好ましい。
【０１４６】
・３色混合の場合
一次光の波長がそれぞれ４３０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５８０ｎｍ及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせ、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍ、４８０ｎｍ〜５００ｎｍ及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせ、４３０ｎｍ〜５００ｎｍ、５６０ｎｍ〜５９０ｎｍ及び５９０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせが好ましい。中でも、４３０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５８０ｎｍ及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせが好ましい。
【０１４７】
・４色混合の場合
一次光の波長がそれぞれ４３０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５８０ｎｍ、５８０ｎｍ〜６２０ｎｍ及び６２０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせ、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍ、４８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５８０ｎｍ及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせ、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍ、４８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５６０ｎｍ〜５９０ｎｍ及び５９０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせが好ましい。中でも、４３０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５８０ｎｍ、５８０ｎｍ〜６２０ｎｍ及び６２０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせが好ましい。
【０１４８】
・５色混合の場合
一次光の波長がそれぞれ４３０ｎｍ〜４８０ｎｍ、４８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５８０ｎｍ、５８０ｎｍ〜６２０ｎｍ及び６２０ｎｍ〜７００ｎｍの組み合わせが好ましい。
【０１４９】
（半導体発光装置の回路構成）
半導体発光装置１では、上述したように蛍光部６から発せられる一次光により所望の出射光を得るべく、各半導体発光素子４に対して適切に電力を供給するための電気回路が構成されている。本実施形態において、このような電気回路は、前述したように配線基板２の配線パターンによって実現される。また、各半導体発光素子４に供給される電力を調整して、各蛍光部６から発せられる一次光を合成することで所望の出射光を得るようにする場合には、配線基板２の配線パターンに接続されるコントローラが設けられる。なお、このようなコントローラは、配線基板２上に設けるようにすることも可能である。この場合には、コントローラと配線基板２とを電気ケーブル等で接続する必要がなくなり、製造工程を簡素化できると共に、半導体発光装置１を照明装置や画像表示装置などに適用した場合に、装置をコンパクトに構成することが可能となる。
【０１５０】
半導体発光装置１の電気回路は、半導体発光装置１の構成や必要とされる発光特性などに応じてさまざまに構成可能であるが、例えば本実施形態の蛍光部６の配置の一例を示す図９、またはその第１変形例を示す図１０の半導体発光装置１のように３種類の蛍光部６を設けた場合の電気回路の例を図１２に示す。なお、図１２において、赤色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５に位置する半導体発光素子を符号４ｒ、緑色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５に位置する半導体発光素子を符号４ｇ、青色蛍光体を含有する蛍光部６を収容したキャビティ５に位置する半導体発光素子を符号４ｂで示すものとする。
【０１５１】
図１２に示すように、赤色蛍光体を含有する蛍光部６に対応した半導体発光素子４ｒが直列に接続されている。そして、これら半導体発光素子４ｒの最もアノード側が、グランドとの間で電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインに、電流調整用の抵抗Ｒｒを介して接続され、最もカソード側がトランジスタＱｒのコレクタに接続されている。また、トランジスタＱｒのエミッタはグランドに接続されている。トランジスタＱｒはベース信号に応じてオン状態とオフ状態とに切り換え可能であって、トランジスタＱｒがオン状態となったときに、電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインから抵抗Ｒｒを介して各半導体発光素子４ｒに駆動電流が流れ、各半導体発光素子４ｒが発光する。
【０１５２】
抵抗Ｒｒは、トランジスタＱｒがオン状態となったときに各半導体発光素子４ｒに供給される駆動電流を定めるために設けられている。抵抗Ｒｒに印加される電圧は、電源電圧Ｖｃｃから半導体発光素子４ｒの順方向電圧Ｖｆの合計と、トランジスタＱｒのコレクタ−エミッタ間の飽和電圧とを差し引いた電圧となる。従って、このとき抵抗Ｒｒに印加される電圧と、トランジスタＱｒがオン状態となったときに半導体発光素子４ｒに流す所望の電流値とから抵抗Ｒｒの抵抗値を求めることができる。
【０１５３】
緑色蛍光体を含有する蛍光部６に対応した半導体発光素子４ｇも直列に接続され、半導体発光素子４ｒと同様に、これら半導体発光素子４ｇの最もアノード側が、グランドとの間で電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインに電流調整用の抵抗Ｒｇを介して接続され、最もカソード側がトランジスタＱｇのコレクタに接続されている。また、トランジスタＱｇのエミッタはグランドに接続されており、トランジスタＱｇはトランジスタＱｒと同様にベース信号に応じて作動する。従って、トランジスタＱｇがオン状態となると、電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインから抵抗Ｒｇを介して各半導体発光素子４ｇに駆動電流が流れ、各半導体発光素子４ｇが発光する。なお、抵抗Ｒｇの抵抗値も、抵抗Ｒｒの場合と同様に、半導体発光素子４ｇの順方向電圧Ｖｆの合計と、トランジスタＱｇのコレクタ−エミッタ間の飽和電圧とに基づき求められる。
【０１５４】
青色蛍光体を含有する蛍光部６に対応した半導体発光素子４ｂも直列に接続され、半導体発光素子４ｒと同様に、これら半導体発光素子４ｂの最もアノード側が、グランドとの間で電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインに電流調整用の抵抗Ｒｂを介して接続され、最もカソード側がトランジスタＱｂのコレクタに接続されている。また、トランジスタＱｂのエミッタはグランドに接続されており、トランジスタＱｂはトランジスタＱｒと同様にベース信号に応じて作動する。従って、トランジスタＱｂがオン状態となると、電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインから抵抗Ｒｂを介して各半導体発光素子４ｂに駆動電流が流れ、各半導体発光素子４ｂが発光する。なお、抵抗Ｒｂの抵抗値も、抵抗Ｒｂの場合と同様に、半導体発光素子４ｂの順方向電圧Ｖｆの合計と、トランジスタＱｂのコレクタ−エミッタ間の飽和電圧とに基づき求められる。
【０１５５】
トランジスタＱｒ、トランジスタＱｇ及びトランジスタＱｂ、並びに抵抗Ｒｒ、Ｒｇ及びＲｂは、ＰＷＭ制御部８と共に半導体発光装置１のコントローラを構成する。トランジスタＱｒ、トランジスタＱｇ及びトランジスタＱｂのベースは、ＰＷＭ制御部８に電気的に接続され、ＰＷＭ制御部８が出力する駆動パルス信号を受けるようになっている。このＰＷＭ制御部８が出力する駆動パルス信号はパルス幅が可変の信号であって、駆動パルス信号がＨレベルにあるときに、当該駆動パルス信号を受けたトランジスタＱｒ、トランジスタＱｇまたはトランジスタＱｂがオン状態となり、駆動パルス信号がＬレベルにあるときに、当該駆動パルス信号を受けたトランジスタＱｒ、トランジスタＱｇまたはトランジスタＱｂがオフ状態となる。
【０１５６】
図１３は、このような駆動パルス信号をＰＷＭ制御部８からトランジスタＱｒ、トランジスタＱｇ及びトランジスタＱｂの各ベースに送ったときの、半導体発光素子４ｒ、半導体発光素子４ｇ及び半導体発光素子４ｂに流れる電流の一例を、それぞれＩｒ、Ｉｇ及びＩｂで模式的に示すタイムチャートである。駆動パルス信号はいずれも周期ｔｏでＰＷＭ制御部８から送出されるようになっており、これに対応してそれぞれの半導体発光素子の電流も、図１３に示すように周期ｔｏでパルス状に流れる。
【０１５７】
半導体発光素子４ｒは電流Ｉｒが流れているときに発光し、半導体発光素子４ｇは電流Ｉｇが流れているときに発光し、半導体発光素子４ｂは電流Ｉｂが流れているときに発光するので、図１３の例では緑色光の発光時間ｔｇが最も短い一方で、青色光の発光時間ｔｂが最も長く赤色光の発光時間ｔｒが両者の中間にあることになる。赤色光、緑色光及び青色光の発光強度は、それぞれの発光時間によって定まり、赤色光、緑色光及び青色光の発光強度によって、半導体発光装置１の発光色が定まるので、ＰＷＭ制御部８が出力する駆動パルス信号のパルス幅を、トランジスタＱｒ、トランジスタＱｇ及びトランジスタＱｂに対してそれぞれ個別に可変調整することで、所望の発光色を得ることが可能となる。
【０１５８】
なお、図１３の例ではトランジスタＱｒ、トランジスタＱｇ及びトランジスタＱｂに対する駆動パルス信号を同じタイミングで送出するようにしているが、駆動パルス信号の送出タイミングはこれに限定されるものではなく、例えばそれぞれ位相が異なるようにして送出するようにしてもよい。この場合、赤色光、緑色光及び青色光を合成して出射光を得るときには、各半導体発光素子を連続的に発光させることができないが、各半導体発光素子には電源から分散して電力を供給することができるので、電源容量を少なくすることができる。また、この場合には電流調整用の抵抗Ｒｒ、Ｒｇ及びＲｂを共通化することもできる。
【０１５９】
図１２の電気回路の例では、半導体発光素子４ｒ、半導体発光素子４ｇ及び半導体発光素子４ｂはそれぞれ直列に接続するようにしたが、接続方法はこれに限定されるものではなく、半導体発光素子４ｒ、半導体発光素子４ｇ及び半導体発光素子４ｂのそれぞれにおいて、並列接続と直列接続とを併用してもよいし、全部を並列に接続してもよい。更に、図１２の電気回路の例では、ＰＭＷ制御部８の駆動パルス信号によってトランジスタＱｒ、トランジスタＱｇ及びトランジスタＱｂをそれぞれオン−オフ作動させるようにしたが、これに代えて駆動パルス信号によりトランジスタＱｒ、トランジスタＱｇ及びトランジスタＱｂに流れる電流も併せて制御するようにしてもよい。この場合には電流調整用の抵抗Ｒｒ、抵抗Ｒｇ及び抵抗Ｒｂが不要となる。また、抵抗Ｒｒ、抵抗Ｒｇ及び抵抗Ｒｂに代えて定電流回路をそれぞれ挿入し、図１２の例と同様にトランジスタＱｒ、トランジスタＱｇ及びトランジスタＱｂをそれぞれオン−オフ作動させるようにしてもよい。
【０１６０】
次に、半導体発光装置１の電気回路のもう１つの例として、本実施形態の蛍光部６の配置の第２変形例を示す図１１の半導体発光装置１のように、２種類の蛍光部６を設けた場合の電気回路を図１４に示す。なお、図１４において、第１の色温度Ｔ１の一次光を発する蛍光部６を収容したキャビティ５に位置する半導体発光素子を符号４ｗ１、第２の色温度Ｔ２の一次光を発する蛍光部６を収容したキャビティ５に位置する半導体発光素子を符号４ｗ２で示すものとする。
【０１６１】
図１４に示すように、トランジスタＱ１及びトランジスタＱ２のコレクタは、グランドとの間で電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインに接続され、トランジスタＱ１のエミッタはトランジスタＱ３のコレクタに、またトランジスタＱ２のエミッタはトランジスタＱ４のコレクタにそれぞれ接続されている。また、トランジスタＱ３及びトランジスタＱ４のエミッタはそれぞれグランドに接続されている。そして、第１の色温度Ｔ１の一次光を発する蛍光部６に対応した半導体発光素子４ｗ１が直列に接続され、最もアノード側がトランジスタＱ１のエミッタとトランジスタＱ３のコレクタとの接続点に接続され、最もカソード側が電流調整用の抵抗Ｒｗの一端側に接続されている。また、第２の色温度Ｔ２の一次光を発する蛍光部６に対応した半導体発光素子４ｗ２も直列に接続され、最もカソード側がトランジスタＱ１のエミッタとトランジスタＱ３のコレクタとの接続点に接続され、最もアノード側は、半導体発光素子４ｗ１と同じく電流調整用の抵抗Ｒｗの一端側に接続されている。更に、抵抗Ｒｗの他端側は、トランジスタＱ２のエミッタとトランジスタＱ４のコレクタとの接続点に接続されている。
【０１６２】
４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４は、いずれもそれぞれのベース信号に応じてオン状態とオフ状態とに切り換え可能であって、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３がオフ状態にある間にトランジスタＱ１及びトランジスタＱ４が同期してオン状態となり、トランジスタＱ１及びトランジスタＱ４がオフ状態にある間にトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３が同期してオン状態となるようになっている。そして、トランジスタＱ１及びトランジスタＱ４がオン状態になったときに、電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインから、トランジスタＱ１、抵抗Ｒｗ及びトランジスタＱ４を介して各半導体発光素子４ｗ１に駆動電流が流れることにより、各半導体発光素子４ｗ１が発光する。一方、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３がオン状態になったときには、電源電圧Ｖｃｃを供給する電源ラインから、トランジスタＱ２、抵抗Ｒｗ及びトランジスタＱ３を介して各半導体発光素子４ｗ２に駆動電流が流れることにより、各半導体発光素子４ｗ２が発光する。
【０１６３】
抵抗Ｒｗは、半導体発光素子４ｗ１または半導体発光素子４ｗ２に供給される駆動電流を定めるために設けられている。抵抗Ｒｗに印加される電圧は、電源電圧Ｖｃｃから各半導体発光素子４ｗ１または各半導体発光素子４ｗ２の順方向電圧Ｖｆの合計と、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間の飽和電圧及びトランジスタＱ４のコレクタ−エミッタ間の飽和電圧の和とを差し引いた電圧となる。従って、このとき抵抗Ｒｗに印加される電圧と、トランジスタＱ１及びトランジスタＱ４がオン状態にあるときに半導体発光素子４ｗ１及び半導体発光素子４ｗ２に流す所望の電流値とから抵抗Ｒｗの抵抗値を求めることができる。なお、４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４の電気的特性は実質的に同一であり、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間の飽和電圧及びトランジスタＱ４のコレクタ−エミッタ間の飽和電圧の和に代えて、トランジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間の飽和電圧及びトランジスタＱ３のコレクタ−エミッタ間の飽和電圧の和を用いてもよい。
【０１６４】
図１４の電気回路においても、４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４、及び抵抗Ｒｗは、ＰＷＭ制御部９と共に半導体発光装置１のコントローラを構成する。４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４のベースはＰＷＭ制御部９に電気的に接続され、ＰＷＭ制御部９が出力する駆動パルス信号を受けるようになっている。このＰＷＭ制御部９が出力する駆動パルス信号はパルス幅が可変の信号であって、駆動パルス信号がＨレベルにあるときに、４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４のうちで当該駆動パルス信号を受けたものがオン状態となり、駆動パルス信号がＬレベルにあるときに、４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４のうちで当該駆動パルス信号を受けたものがオフ状態となる。
【０１６５】
図１５は、このようにしてＰＷＭ制御部９から駆動パルス信号を４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４のベースにそれぞれ送ったときの、トランジスタＱ１〜Ｑ４の作動状態と、抵抗Ｒｗに流れる電流の一例を模式的に示すタイムチャートである。抵抗Ｒｗに流れる電流は、半導体発光素子４ｗ１または半導体発光素子４ｗ２に流れる電流に対応しており、図１５に示す正の電流が半導体発光素子４ｗ１に流れる駆動電流Ｉ１に相当し、負の電流の絶対値が半導体発光素子４ｗ２に流れる駆動電流Ｉ２に相当する。また、駆動パルス信号はいずれも周期ｔ０でＰＷＭ制御部９から送出されるようになっており、これに対応してそれぞれの半導体素子の電流も、図１５に示すように周期ｔ０でパルス状に流れる。
【０１６６】
具体的には、ＰＷＭ制御部９からの駆動パルス信号によりトランジスタＱ１及びトランジスタＱ４がオン状態となったときには、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３がオフ状態となっており、上述したように半導体発光素子４ｗ１に駆動電流Ｉ１が流れ、駆動電流Ｉ１が流れている間、半導体発光素子４ｗ１が発光する。一方、ＰＷＭ制御部９からの駆動パルス信号によりトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３がオン状態となったときには、トランジスタＱ１及びトランジスタＱ４がオフ状態となっており、上述したように半導体発光素子４ｗ２に駆動電流Ｉ２が流れ、駆動電流Ｉ２が流れている間、半導体発光素子４ｗ２が発光する。
【０１６７】
従って、図１５の例では、半導体発光素子４ｗ１の発光時間ｔ１の方が、半導体発光素子４ｗ２の発光時間ｔ２より長く、発光時間ｔ１と発光時間ｔ２との和が周期ｔ０となっている。色温度Ｔ１の白色光及び色温度Ｔ２の白色光の発光強度は、それぞれの発光時間によって定まり、色温度Ｔ１の白色光及び色温度Ｔ２の白色光の発光強度によって、半導体発光装置１から出射される白色光の色温度が定まるので、ＰＷＭ制御部９が出力する駆動パルス信号におけるパルス幅ｔ１とパルス幅ｔ２との比率を可変調整することで、所望の色温度の白色光を得ることが可能となる。
【０１６８】
なお、図１４の例では、半導体発光素子４ｗ１及び半導体発光素子４ｗ２はそれぞれ直列に接続するようにしたが、接続方法はこれに限定されるものではなく、半導体発光素子４ｗ１及び半導体発光素子４ｗ２のそれぞれにおいて、並列接続と直列接続とを併用してもよいし、全部を並列に接続してもよい。更に、図１４の例では、ＰＭＷ制御部９の駆動パルス信号によって４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４をそれぞれオン−オフ作動させるようにしたが、これに代えて駆動パルス信号によりこれらトランジスタＱ１〜Ｑ４に流れる電流も併せて制御するようにしてもよい。この場合には電流調整用の抵抗Ｒｗが不要となる。また、抵抗Ｒｗに代えて定電流回路を挿入し、図１４の例と同様に４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４をそれぞれオン−オフ作動させるようにしてもよい。
【０１６９】
また、図１４の例では、トランジスタＱ１及びトランジスタＱ４がオン状態にあるときにはトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３をオフ状態とし、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ３がオン状態にあるときにはトランジスタＱ１及びトランジスタＱ４をオフ状態としたが、４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４がいずれもオフ状態となる期間を設けるようにしてもよい。
【０１７０】
なお、第１の色温度Ｔ１の一次光を発する蛍光部６と第２の色温度Ｔ２の一次光を発する蛍光部６とを組み合わせて使用する場合、図１４のような電気回路に代えて、前述した図１２と同様の電気回路を適用することも可能である。この場合には、各半導体発光素子を同時に、あるいは連続的に発光させることが可能となる。
【０１７１】
６．半導体発光装置の製造方法
本実施形態の半導体発光装置１は、封止部材３にキャビティ５を形成するための工程、キャビティ５に蛍光部６を収容するための工程、配線基板２に半導体発光素子４を装着するための工程、及び半導体発光素子４が装着された配線基板２とキャビティ５に蛍光部６が収容された封止部材３とを接合するための工程を主要な製造工程とする製造方法によって製造される。
【０１７２】
（封止部材の製造工程）
この製造工程では、封止部材３にキャビティ５を形成する。封止部材３は、蛍光部６から発せられた一次光を透過するものであれば、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、その材質が限定されるものではない。従って、封止部材３におけるキャビティ５の形成方法も、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、封止部材３の材質やキャビティ５の仕様に応じ適宜選択すればよい。本実施形態では、ガラスからなる封止部材３を用いており、本実施形態では、ウェットエッチングにより封止部材３にキャビティ５を形成する。以下では、図１６を用いてキャビティ５の形成方法を説明する。
【０１７３】
まず、図１６の（ａ）に示すように、第１の面３ａ及び第２の面３ｂを有して板状をなすガラス材を封止部材３として準備する。次に、図１６の（ｂ）に示すように、エッチング液に対して耐性を有するマスキング材１０を用い、封止部材３の全体にわたってマスキング処理を行う。このとき、少なくとも封止部材３の第１の面３ａについては、スクリーン印刷法によってマスキング処理を行い、キャビティ５の形成位置において、キャビティ５の開口形状に応じて封止部材３の第１の面３ａを露出させる。
【０１７４】
次に、水にフッ化水素と硫酸とを含有させて調製したエッチング液中に、この封止部材５を所定の時間にわたって浸漬することにより、図１６の（ｃ）に示すように、封止部材３の第１の面３ａにキャビティ５を凹設する。こうしてエッチング処理を行った後、封止部材３を洗浄してエッチング液を除去し、更に封止部材３を覆うマスキングを除去することにより、図１６の（ｄ）に示すようにキャビティ５を有した封止部材３を得る。
【０１７５】
なお、キャビティ５の壁面に、半導体発光素子４が発する光に対し蛍光部６で波長変換された光よりも高い反射率を有し、蛍光部６で波長変換された光に対しては半導体発光素子４が発する光より高い透過率により良好な透過性を有するコーティング層７を設ける場合には、図１６の（ｄ）に示すようにキャビティ５を有した封止部材３を得た後、高屈折率層と低屈折率層とを交互に複数積層した多層誘電体積層膜からなる干渉膜をキャビティ５の壁面に形成することでコーティング層７を得る。例えば、半導体発光素子４が発する近紫外光に対して、近紫外光より長い波長領域の可視光よりも高い反射率を有し、当該可視光に対しては近紫外光より高い透過率を有することにより良好な透過性を有するコーティング層７を形成する場合、高屈折率層としてＴｉＯ２からなる薄膜を、また低屈折率層としてＳｉＯ２からなる薄膜を、それぞれ蒸着またはスパッタリングによりキャビティ５に交互に複数回積層してコーティング層７を形成する。
【０１７６】
このようなコーティング層７は、前述したように封止部材３の第２の面３ｂに形成することも可能であり、この場合にはキャビティ５の形成前にコーティング層７を形成することもできる。また、封止部材３の素材そのものにコーティング層７と同様の機能を持たせた場合には、上述したようなコーティング層７を形成するための工程が不要となる。
【０１７７】
キャビティ５を形成する際に本実施形態で採用したウェットエッチングは、上述の方法に限定されるものではなく、マスキング処理の方法やエッチング液の種類などを適宜選択可能である。例えば、スパッタリングなどにより封止部材３の全体をクロムなどの金属で被覆した後、キャビティ５の形成位置の金属被覆のみを、キャビティ５の開口形状に応じて除去してから、エッチング液によるエッチングを行ってもよい。また、ウェットエッチングに代えて、ドライエッチング、レーザビーム照射、サンドブラスト、研削加工などの方法を用いることもできる。
【０１７８】
（蛍光部の形成工程）
こうして得られた封止部材３の各キャビティ５に対し、蛍光体と充填材とが混合されて流動性を有する蛍光部用材料６’を充填して蛍光部６を形成する。蛍光部用材料６’の充填は、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、様々な方法を採用することが可能であるが、本実施形態においては、スキージを用いて蛍光部用材料６’を塗布することにより、各キャビティ５に蛍光部用材料６’を充填して蛍光部６を形成する。以下では、このような蛍光部６の形成工程について、図１７を用いて説明する。
【０１７９】
まず、図１７の（ａ）に示すように、キャビティ５が形成されている封止部材３の第１の面３ａに、各キャビティ５に対応して開口を有したメタルマスク（被覆材）１１を密着させることにより、各キャビティ５を露出させると共に各キャビティ５の周囲をメタルマスク１１で被覆する。次に、図１７の（ｂ）に示すように、メタルマスク１１上に蛍光部用材料６’を載せ、スキージ１２を図１７の（ｃ）に示す矢印Ａの方向に摺動させることにより、メタルマスク１１の開口を介して各キャビティ５内に蛍光部用材料６’が充填される。
【０１８０】
こうして、各キャビティ５内への蛍光部用材料６’の充填が完了すると、図１７の（ｄ）に示すように、封止部材３に密着しているメタルマスク１１を取り外すことにより、キャビティ５に収容された蛍光部６が形成される。このとき、使用したメタルマスク１１の厚みによっては、封止部材３の第１の面３ａから蛍光部６が盛り上がった状態となることもある。
【０１８１】
なお、例えば含有する蛍光体が異なるような複数種類の蛍光部６を、上述したスキージ１２の摺動により形成する場合は、同種の蛍光部６を収容するキャビティ５を残し、それ以外のキャビティ５を全てメタルマスク１１で覆った後、メタルマスク１１で覆われていないキャビティ５に、上述のようにして蛍光部用材料６’を充填するといった作業を、それぞれの種類の蛍光部６ごとに蛍光部６の種類の数だけ繰り返せばよい。
【０１８２】
本実施形態ではスキージを用いて蛍光部用材料６’を封止部材３に塗布することで、各キャビティ５に蛍光部用材料６’を充填して蛍光部６を形成するようにしたが、蛍光部用材料６’の塗布の方法はこれに限定されるものではなく、例えばスクリーン印刷などの印刷によって行うようにしてもよい。また、塗布に代えて、ポッティングにより各キャビティ５内に蛍光部用材料６’を充填して蛍光部６を形成するようにしてもよい。
【０１８３】
（配線基板と封止部材との接合）
半導体発光素子４が装着された配線基板２と、上述のようにして各キャビティ５に蛍光部６が収容された封止部材３とを接合することにより、半導体発光装置１が得られる。このような接合工程に先立つ配線基板２への各半導体発光素子４の装着は、一般的によく知られている方法により行うことができるので、ここでは詳細な説明を省略するが、本実施形態の場合、配線基板２への半導体発光素子４の装着は、前述したようにフリップチップ実装によって行われる。配線基板２への半導体発光素子４の装着は、これに限定されるものではなく、半導体発光素子４の種類や構造に応じて適切な方法を選択可能であって、前述したように、ダブルワイヤボンディングや、シングルワイヤボンディングなどを採用することも可能である。以下では、配線基板２と封止部材３とを接合するための製造工程について、図１８を用いて説明する。
【０１８４】
まず、図１８の（ａ）に示すように、各キャビティ５内に蛍光部６を収容した封止部材３を、第１の面３ａが上になるようにして固定する。そして、封止部材３の第１の面３ａには、外縁部から所定の範囲にかけて接着剤（図示省略）を塗布する。次に、図１８の（ｂ）に示すように、半導体発光素子４を装着した面が下に向いて封止部材３の第１の面３ａと対向するように、封止部材３の上方に配線基板２を位置させる。このとき、各半導体発光素子４が、それぞれ対応するキャビティ５の真上に位置するように、即ち、例えば平面視したときのキャビティ５の中心と半導体発光素子４の中心とが一致するように、配線基板２と封止部材３との位置合わせを行う。
【０１８５】
次に、図１８の（ｂ）に示す矢印Ｂの方向に配線基板２を移動させ、図１８の（ｃ）に示すように、配線基板２を封止部材３に接合する。これにより、配線基板２に装着されている半導体発光素子４がそれぞれ対応するキャビティ５内に位置するようになり、キャビティ５内に収容されている蛍光部６によって半導体発光素子４が覆われる。このとき、半導体発光素子４の進入によってキャビティ５から溢れ出る蛍光部６や、前述のようにキャビティ５への蛍光部６の収容時に封止部材３の第１の面３ａから盛り上がっていた蛍光部６は、各半導体発光素子４の装着位置において配線基板２に形成された凹所２ａ内に収容される。このようにして配線基板２と封止部材３とが接合されることにより、封止部材３に塗布された接着剤で封止部材３が配線基板２に固定されると共に、各半導体発光素子４及び蛍光部６がキャビティ５内に封止される。
【０１８６】
蛍光体と共に蛍光部６を形成する充填材は、少なくとも上述の接合工程が終了するまでは流動性を有しており、本実施形態においては熱硬化性樹脂を用いている。そこで、図１８の（ｃ）に示すように配線基板２と封止部材３とを接合した後、所定温度（例えば１５０℃）で所定時間（例えば１時間）にわたって半導体発光装置１を加熱することにより、各キャビティ５内に収容されている蛍光部６を硬化させる。なお、充填材は熱硬化性樹脂に限定されるものではなく、例えば光硬化性樹脂（ＵＶ硬化樹脂）など様々な硬化性材料を用いることができる。また、蛍光部６を硬化させずに流動性を有したままキャビティ５内に封入しておくことも可能である。
【０１８７】
以上のような製造工程により、本実施形態の半導体発光装置１を得ることができる。従って、従来のように個別にリフレクタ及び間仕切りを配線基板に装着したり、環状側壁及び仕切り壁を配線基板上に形成したりする必要がなくなり、製造工程を簡素化することができる。更に、封止部材３が蛍光部６や半導体発光素子４などを周囲の環境から保護する機能も兼ね備えているので、別途保護部材を装着する必要がなくなり、より一層製造工程が簡素化される。
【０１８８】
７．半導体発光装置の用途
本発明の半導体発光装置の用途は特に制限されるものではなく、一般的な発光装置が用いられる各種の分野に適用することが可能である。本発明の半導体発光装置の用途の具体例として、例えば、従来の白熱灯や蛍光灯などのランプの代替としての照明灯、薄型照明などといった種々の照明装置用の光源、及び液晶ディスプレイなどの画像表示装置用の光源（バックライト及びフロントライトなど）がある。
【０１８９】
前述したように本発明による半導体発光装置は様々な色度、彩度及び輝度の光を得ることが可能であると共に、優れた演色性を確保できるので、照明装置や画像表示装置の光源として好適である。また、本発明の半導体発光装置は、封止部材によって蛍光部や半導体発光素子が保護されるようになっているので信頼性及び耐久性に優れており、長寿命の半導体発光装置を得ることができるという点でも、照明装置や画像表示装置の光源として好適である。なお、本発明の半導体発光装置を照明装置や画像表示装置の光源として用いる場合には、単一の半導体発光装置を用いてもよいし、複数の半導体発光装置を用いてもよい。以下では、本発明の半導体発光装置を照明装置の光源として用いた場合の応用例について説明する。
【０１９０】
（旅客用航空機の照明装置）
旅客用航空機の客室灯は、乗員や乗客の精神安定や注意喚起を図る上で重要な役割を果たす。即ち、客室灯が発する光の色温度や色度、輝度、彩度などを変えることにより、乗員や乗客の身体状態や精神状態、あるいは周囲の環境に適合した照明光を得ることが好ましい。例えば、乗客の乗降時には青色の比率を高めて緊張感を喚起すると共に輝度を明るくし、リラックス時や就寝時には比較的低い色温度（例えば２７００Ｋ）の白色光、食事の際には３０００Ｋ前後の白色光とし、非常時などの注意喚起時には赤色で点灯または点滅させることが好ましい。本発明の半導体発光装置が発する光は、良好な演色性を確保しつつ、色温度や色度、輝度、彩度を様々に変更可能であるので、このような要求を満たす照明装置を得ることが可能である。また、上述のように本発明の半導体発光装置は信頼性及び耐久性に優れているので、客室灯の作動不良によるサービス低下も抑制することができる。
【０１９１】
（自動車の照明装置）
自動車の客室灯の場合においても、客室灯が発する光は運転者をはじめとする乗員の身体状態や精神状態に影響を及ぼす。乗用車の場合には走行中に客室灯を点灯する機会が少ないが、長距離バスや路線バスなどでは客室灯を点灯する機会が多く、上述した旅客用航空機の場合と同様の機能を客室灯に持たせることが好ましい。また、乗用車やトラックなどの場合であっても、客室灯を点灯した場合には、乗員の身体状態や精神状態に応じて色温度や色度、輝度、彩度が変化する光を客室灯が発するのが好ましい。例えば、本発明の半導体発光装置を光源とする照明装置を客室灯として用い、寒色系照明光〜白色照明光〜暖色系照明光と連続的または段階的に変更可能として、精神状態が高揚するほど照明光を寒色系側に変更するようにしてもよい。
【０１９２】
また、客室灯に限らず、自動車の各種表示装置に本発明の半導体発光装置を使用することが可能である。例えば、車室内の空調装置と連動して発光色が変化する半導体発光装置を空調装置の吹出口などに設け、空調温度が高いほど暖色系の光を発し、空調温度が低いほど寒色系の光を発するようにして、空調装置の空調温度を感覚的に把握できるようにしてもよい。このように、車載装置の作動状態に応じ、表示色や色温度などが様々に変化するような表示装置として本発明の半導体発光装置を使用することが可能である。
【０１９３】
以上で本発明の一実施形態に係る半導体発光装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて様々に変更することが可能である。例えば、キャビティ５及び蛍光部６の構造を以下ように変更することができる。以下において図１９〜図２３を参照しつつ、キャビティ５及び蛍光部６の構造の変形例を説明する。なお、上述した実施例と同一構造の部分については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１９４】
８．キャビティ及び蛍光部の構造の変形例
キャビティ構造の変形例として、例えば図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、その表面が平坦な形状を有し、断面形状が略矩形状のキャビティ１５を形成してもよい。すなわち、キャビティ１５の形状は、略直方体状又は略立方体状である。このような構造により、キャビティ１５の側面は半導体発光素子４の側面と、キャビティ１５の底面は半導体発光素子４の上面及び下面と略平行になる。また、半導体発光素子４の側面及上面からキャビティ１５の表面までの距離はほぼ等しく、半導体発光素子４の周囲（側面及び上面）に均一の厚さの蛍光部が形成されている。なお、ここで、半導体発光素子４の上面を配線基板２と接合する面とは反対側の面とし、下面を配線基板２と接合する面とする。
【０１９５】
キャビティ構造の他の変形例としては、例えば図２０（ａ）及び（ｂ）に示すように、半楕円形状の断面形状を有するキャビティ１５を形成してもよい。すなわち、キャビティ２５の形状は、砲弾型状である。また、キャビティ構造の他の変形例としては、例えば図２１（ａ）及び（ｂ）に示すように、三角形状の断面形状を有するキャビティ３５を形成してもよい。すなわち、キャビティ３５の形状は、円錐状又は角錐状である。更に、キャビティ構造の他の変形例としては、例えば図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、矩形状の断面形状を有するキャビティ４５を形成してもよい。すなわち、キャビティ４５の形状は、円柱状又は角柱状である。ここで、図２２に示したキャビティ４５は、図１９に示したキャビティ１５と比較して、半導体発光素子４の側面周囲の空間よりも上面周囲の空間が大きくなっている。このため、図２２（ａ）及び（ｂ）に示す半導体発光装置１においては、半導体発光素子４の上面周囲に位置する蛍光部の厚さが大きくなり、側面周囲に位置する蛍光部の厚さが小さくなる。また、図２０及び図２２のキャビティ構造の変形例においては、キャビティの形状が縦長な構造であるため、半導体発光素子から放出される光を、キャビティの側面（蛍光部と封止部材との境界面）において反射させることにより、キャビティ部から放出される光の配光性を上面に多くすることができる。また、図２１のキャビティ構造の変形例においては、キャビティの側面（蛍光部と封止部材との境界面）が底面と垂直ではないため、半導体発光素子から放出される光を、キャビティの側面（蛍光部と封止部材との境界面）において全反射することを防ぎ、キャビティ部から放出される光の取り出しを向上させることができる。
【０１９６】
蛍光部構造の変形例として、例えば図１９（ｂ）、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）及び図２２（ｂ）に示すように、積層構造を有する蛍光部１６を形成してもよい。すなわち、蛍光部６は単層体であったが、蛍光部１６は積層体となる。このような積層体である蛍光部１６を用いる場合、少なくとも１種、あるいは複数種の蛍光体を含有する層を複数層積層したものを蛍光部１６とすることができる。ここで、当該蛍光体は、各層中に均一に、あるいは連続した濃度分布を持って含有される。このような蛍光部１６を用いることにより、蛍光部１６から出射する一次光は、半導体発光素子４から放射される光を、各層中の蛍光体が波長変換した光の合成光となる。従って、各層の組み合わせにより、蛍光部１６から出射する一次光の色度等を適宜変更することが可能になる。
【０１９７】
蛍光部１６の具体的な構造としては、図１９（ｂ）、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）及び図２２（ｂ）に示すように、例えば半導体発光素子４から放射される光を赤色領域に波長変換する赤色蛍光体を含有する赤色蛍光体含有層１６ｒと、半導体発光素子４から放射される光を緑色領域に波長変換する緑色蛍光体を含有する緑色蛍光体含有層１６ｇと、半導体発光素子４から放射される光を青色領域に波長変換する青色蛍光体を含有する青色蛍光体含有層１６ｂとを、半導体発光素子４を覆うように順次積層した構造が挙げられる。蛍光体含有層の積層順序は限定されるものではないが、半導体発光素子４を覆うように赤色蛍光体含有層１６ｒが設けられ、赤色蛍光体含有層１６ｒを覆うように緑色蛍光体含有層１６ｇが設けられ、緑色蛍光体含有層１６ｇを覆うように青色蛍光体含有層１６ｂが設けられ、青色蛍光体含有層１６ｂがキャビティの表面に接触するような積層順序が好ましい。このような順序で積層する理由としては、蛍光体による変換後の波長が短波長である蛍光体含有層が半導体発光素子４側に配置されると、党外変換後の波長の光が、より表面側（すなわち、キャビティ側）の蛍光体含有層の蛍光体の励起に寄与して発光効率が低下してしまうことがあるからである。従って、上記のような積層構造とすることにより、良好な発光効率を維持しつつ所望の白色光を得ることができる。なお、蛍光部１６の具体的な構造はこれらに限定されるものではなく、任意の波長領域に波長変換する蛍光体を含有する層を用いて蛍光部１６を構成してもよい。
【０１９８】
蛍光部１６の膜厚（蛍光体含有層を積層体とする場合には積層体全体の膜厚）は、通常２０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上、さらに好ましくは７５μｍ以上である。また通常３０００μｍ以下、好ましくは２０００μｍ以下、さらに好ましくは１５００μｍ以下である。これにより、半導体発光素子４から放射される光を効率よく波長変換することが可能となる。
【０１９９】
また、各蛍光部１６の個々の大きさは、本発明の目的及び効果を損なわない限り特に制限はなく、通常半導体発光素子４の大きさに応じて適宜選択されるが、中でも投影面積が５ｍｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ２以下、さらに好ましくは０．２５ｍｍ２以下である。上記値以下とすることにより、半導体発光装置１内に半導体発光素子４を高集積化することが可能となり、大光束が得られるものとすることができる。なお、本発明でいう蛍光部１６の投影面積とは、各蛍光部１６を、半導体発光装置１の光取り出し面側から投影した形状の面積をいうこととする。また、蛍光部１６中に複数の半導体発光素子４を含む場合は、その数に応じて蛍光部１６の寸法を大きくすることが好ましい。
【０２００】
ここで、蛍光部１６は、蛍光部６と同様に、半導体発光素子４及び配線基板２を封止するための封止部材３、及び半導体発光素子４から発せられる光の少なくとも一部、もしくは全部を吸収し、任意の波長に波長変換する無機または有機の蛍光体を含有するものとすることができる。また、蛍光部１６は必要に応じチキソ剤や屈折率調整剤、光拡散剤等を含有していてもよい。
【０２０１】
また、各蛍光部１６間の距離は、各蛍光部６間の距離と同様に、隣接する半導体発光素子間で、相互に出射する光を吸収すること等を低減する程度離れていることが好ましい。これにより光取り出し効率が向上することが期待される。具体的には、各蛍光部間の隙間は、５０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上、さらに好ましくは２００μｍ以上であることが好ましく、集積化の観点からは１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【０２０２】
上述した実施例及び変形例においては、半導体発光素子４が蛍光体を含有する蛍光部によって被覆されていたが、このような構造に限定されることはなく、他の構造であってもよい。例えば図２３に示すように、半導体発光素子４が蛍光体を含有しない被覆部材５０によって被覆され、当該被覆部材５０を覆うように蛍光部６が設けられてもよい。
【０２０３】
被覆部材５０は、半導体発光素子４から発される光が透過できる材料からなり、一般には、上述した蛍光部から蛍光体を取り除いた材料からなる。より具体的には、被覆部材５０は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、及びフッ素樹脂等（他に好適なものがあれば、教えください）の透光性樹脂であってよい。
【０２０４】
このような被覆部材５０によって半導体発光素子４を被覆することにより、蛍光部６が半導体発光素子４において発生する熱の影響を受けることがなくなり、半導体発光装置１自体の発光特性及び信頼性の向上を図ることができる。なお、図２３においては、被覆部材５０上に蛍光部６を形成したが、蛍光部６に代えて赤色蛍光体含有層１６ｒ、緑色蛍光体含有層１６ｇ、及び青色蛍光体含有層１６ｂからなる蛍光部１６を形成してもよい。
【０２０５】
また、図２３における半導体発光装置１においては、半導体発光素子４が被覆部材５０によって覆われ、更に被覆部材５０が蛍光部６によって覆われていたが、このような積層構造に限定されることなく、被覆部材５０と蛍光部６又は蛍光部１６と形成位置を入れ替えてもよい。すなわち、半導体発光素子４が蛍光部６又は蛍光部１６によって覆われ、更に蛍光部６又は蛍光部１６が被覆部材５０によって覆われてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２０６】
本発明の半導体発光装置は、出射光における色むらが抑制され、出射光の色度、彩度、輝度を様々かつ容易に調整可能であることから、例えば照明ランプや薄型照明などといった種々の照明装置用の光源、及び液晶ディスプレイなどの画像表示装置用の光源（バックライト及びフロントライトなど）などとして利用することができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１  半導体発光装置
２  配線基板
３  封止部材
４  半導体発光素子
５，１５，２５，３５，４５  キャビティ
６，１６  蛍光部
７  コーティング層
【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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【図１６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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