(57)【要約】      （修正有）【課題】光の損失が少なく、高輝度かつ光取り出し効率の高い発光素子及び発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】発光層を有する半導体構造層１３と、前記半導体構造層上に設けられた透光性基板１５と、前記透光性基板上に配された波長変換層１７と、前記透光性基板１５の側面の少なくとも一部を被覆し、かつ、前記発光層からの光に対する透過性を有する透光性被覆部材１９と、前記透光性被覆部材１９の表面を含み、前記半導体構造層１５の側面、前記透光性基板１５の側面及び前記波長変換層１７の側面からなる面を全体に亘って覆うように形成された遮光部材２１と、を有する。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を有する半導体構造層と、
前記半導体構造層上に設けられた透光性基板と、
前記透光性基板上に配された波長変換層と、
前記透光性基板の側面の少なくとも一部を被覆し、かつ、前記発光層からの光に対する透過性を有する透光性被覆部材と、
前記透光性被覆部材の表面を含み、前記半導体構造層の側面、前記透光性基板の側面及び前記波長変換層の側面からなる面を全体に亘って覆うように形成された遮光部材と、
を有する発光素子。
【請求項２】
前記透光性基板の前記側面は、サブミクロンオーダの錐状凹凸が広がって分布した粗面領域を有する請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記粗面領域は、前記透光性基板の基板面に平行な方向に沿って前記錐状凹凸が密集している帯状領域を有する請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記透光性被覆部材は、前記半導体構造層の側面、前記透光性基板の側面及び前記波長変換層の側面からなる面を全体に亘って被覆している請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項５】
前記透光性被覆部材は、前記波長変換層の側面と前記透光性基板の側面との境界から、前記半導体構造層の側面の下端に亘って一体的に被覆している請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項６】
前記透光性被覆部材は、前記波長変換層の側面と前記透光性基板の側面との境界から、前記透光性基板の下端に至らない位置にかけて、前記透光性基板の側面を被覆している請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項７】
前記透光性被覆部材は、前記透光性基板の側面の前記粗面領域を被覆している請求項２又は３に記載の発光素子。
【請求項８】
前記透光性被覆部材は、前記透光性基板の側面の前記帯状領域を被覆している請求項３に記載の発光素子。
【請求項９】
前記透光性被覆部材は、前記透光性基板よりも低い屈折率を有する請求項１乃至８のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１０】
前記透光性被覆部材は、前記透光性基板の側面の前記錐状凹凸の凹部に気泡を含む請求項２、３、７及び８のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１１】
前記遮光部材は光散乱材を含む請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１２】
前記遮光部材は金属膜である請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１３】
前記遮光部材は金属膜を含む部材である請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項１４】
実装面と、
前記実装面上に並置されて配列された請求項１に記載の発光素子の複数と、
を含む発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子及び当該発光素子を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透光性の基板上に、発光層を含む半導体構造層が積層され、上下反転されて実装面上に実装されるフリップチップ型の発光素子が知られている。フリップチップ型の発光素子を用いた発光装置では、半導体構造層から出射された光は、透光性の基板を介して取り出される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、透光性絶縁基板に形成された窒化物半導体の同一平面側に正と負の電極が設けられ、該電極表面の露出部を除いて窒化物半導体層表面を被覆した保護膜を有するフリップチップ型光半導体素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８００５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなフリップチップ型の光半導体素子を用いて発光装置とした場合に、透光性の基板を介して光を取り出す際に、当該透光性の基板の側面で光の損失が生じ、輝度の低下が生じる場合があることが課題となっていた。
【０００６】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、光の損失が少なく、高輝度かつ光取り出し効率の高い発光素子及び発光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、発光層を有する半導体構造層と、前記半導体構造層上に設けられた透光性基板と、前記透光性基板上に配された波長変換層と、前記透光性基板の側面の少なくとも一部を被覆し、かつ、前記発光層からの光に対する透過性を有する透光性被覆部材と、前記透光性被覆部材の表面を含み、前記半導体構造層の側面、前記透光性基板の側面及び前記波長変換層の側面からなる面を全体に亘って覆うように形成された遮光部材と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】実施例１に係る発光装置の上面図である。
【図１Ｂ】実施例１に係る発光装置の断面図である。
【図１Ｃ】実施例１に係る発光装置の部分拡大断面図である。
【図１Ｄ】実施例１に係る発光装置の部分拡大断面図である。
【図１Ｅ】実施例１に係る発光装置の部分拡大図である。
【図１Ｆ】実施例１に係る発光装置の部分拡大断面図である。
【図２】実施例２に係る発光装置の断面図である。
【図３】実施例３に係る発光装置の断面図である。
【図４Ａ】実施例４に係る発光装置の断面図である。
【図４Ｂ】実施例４の変形例に係る発光装置の断面図である。
【図５Ａ】本発明に係る発光素子の製造工程の一例を示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明に係る発光素子の製造工程の一例を示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明に係る発光素子の製造工程の一例を示す断面図である。
【図５Ｄ】本発明に係る発光素子の製造工程の一例を示す断面図である。
【図５Ｅ】本発明に係る発光素子の製造工程の一例を示す断面図である。
【図６】実施例及び比較例の発光強度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施例を詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。
【実施例１】
【００１０】
図１Ａ〜図１Ｆを参照しつつ、実施例１に係る発光装置１０の構成について説明する。図１Ａは、発光装置１０の上面図である。
【００１１】
基板１１は、図１Ａに示すように、上面視において矩形の形状を有する平板状の基板である。基板１１は、一方の主面において、電極及び配線（図示せず）が設けられてＬＥＤ等の素子が実装され得る実装面を有している。基板１１は、例えば、ＡｌＮなどのセラミック基板である。
【００１２】
発光素子１２は、基板１１の実装面上に実装されている。以下、発光素子１２の構成について説明する。
【００１３】
図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。半導体構造層１３は、基板１１の実装面上に配されている。半導体構造層１３は、発光層を含む複数の半導体層を有し、光を出射する。
【００１４】
ｐ電極１４Ａ及びｎ電極１４Ｂは、基板１１と半導体構造層１３との間に設けられて半導体構造層１３及び基板１１と電気的に接続されている。
【００１５】
図１Ｃは、図１Ｂの半導体構造層１３、ｐ電極１４Ａ及びｎ電極１４Ｂの拡大断面図である（なお、透光性基板１５等はこの図においては省略している）。図１Ｃに示すように、半導体構造層１３は、ｐ型半導体層１３Ａ、発光層１３Ｂ及びｎ型半導体層１３Ｃがこの順に積層されて構成されている。半導体構造層１３は、半導体構造層１３の上面であり、発光層１３Ｂからの光が出射する光出射面１３Ｓを有している。半導体構造層１３は、発光層１３Ｂが基板１１と平行になるように配置されている。
【００１６】
半導体構造層１３のｐ型半導体層１３Ａは、ｐ電極１４Ａと電気的に接続されている。また、半導体構造層１３のｎ型半導体層１３Ｃは、ｎ電極１４Ｂと電気的に接続されている。例えば、ｎ電極１４Ｂは、絶縁体からなる側壁ＳＷを有する貫通孔を介して、ｐ型半導体層１３Ａ及び発光層１３Ｂを貫通してｎ型半導体層１３Ｃに接続されている。
【００１７】
ｐ電極１４Ａは、基板１１側のｐ側配線（図示せず）と電気的に接続されている。ｎ電極１４Ｂは、基板１１側のｎ側配線（図示せず）と電気的に接続されている。
【００１８】
再び図１Ｂを参照すると、透光性基板１５は、半導体構造層１３の光出射面１３Ｓ上に設けられている。透光性基板１５は、半導体構造層１３からの光に対して透過性を有するサファイア基板等の透光性の基板である。
【００１９】
波長変換層１７は、透光性基板１５上に配されている。波長変換層１７は、例えば蛍光体粒子等の波長変換材料を含む部材である。例えば、波長変換層１７は、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体等の蛍光体を含む樹脂であってもよい。あるいは、波長変換層１７は、ガラス支持体及び蛍光体薄膜を含んでいてもよい。従って、波長変換層１７は、半導体構造層１３から出射されて透光性基板１５を透過した光の波長を変換する。
【００２０】
透光性被覆部材１９は、半導体構造層１３の側面、透光性基板１５の側面及び波長変換層１７の側面からなる面を全体に亘って被覆する部材である。透光性被覆部材１９は、発光層１３Ｂから出射される光に対する透過性を有している。また、本実施例において、透光性被覆部材１９は、透光性基板１５よりも低い屈折率を有している。例えば、透光性被覆部材１９として、シリコーン樹脂等の樹脂を用いることができる。
【００２１】
遮光部材２１は、透光性被覆部材１９に被覆された半導体構造層１３、透光性基板１５及び波長変換層１７の側面を覆うように設けられた部材である。より詳細には、遮光部材２１は、透光性被覆部材１９の表面を含み、半導体構造層１３の側面、透光性基板１５の側面及び波長変換層１７の側面からなる面を全体に亘って覆うように形成されている。
【００２２】
遮光部材２１は、光を遮蔽する部材であり、例えば、光を反射する材料を含む樹脂である。例えば、遮光部材２１は、シリコーン樹脂等の樹脂材中に光散乱材を分散させたいわゆる白樹脂と称される材料によって形成される。
【００２３】
図１Ｄは、図１Ｂの破線で囲まれた部分Ａの拡大図である。図１Ｄは、透光性基板１５と透光性被覆部材１９との界面１５Ｂ及び透光性被覆部材１９と遮光部材２１との界面１９Ｂを模式的に示している。また、図Ｄ中の矢印は、発光層１３Ｂから出射されて透光性基板１５内に導波された光の進行方向を模式的に示している。
【００２４】
図１Ｄに示すように、界面１５Ｂは、凹凸を有している。これは、透光性基板１５の側面１５Ｗが凹凸を有していることに起因する。より詳細には、透光性基板１５の側面１５Ｗは、数１０ｎｍ〜数ミクロン程度の凹凸を有している。特に、側面１５Ｗは、１００ｎｍ〜数１００ｎｍ（サブミクロンオーダ）の錘状の凹凸（以下、単に錐状凹凸とも称する）が分布する領域を有している。
【００２５】
本実施例の場合、図１Ｄに示すように、透光性基板１５から透光性被覆部材１９を透過した光は、遮光部材２１との間の界面１９Ｂによって反射される。界面１９Ｂによって反射された光は界面１５Ｂを経て透光性基板１５側に戻る（図１Ｄ中、矢印ａ）。
【００２６】
また、本実施例において、透光性被覆部材１９は透光性基板１５よりも低い屈折率を有している。界面１５Ｂに臨界角以上の角度で入射した光は、界面１５Ｂで全反射され、殆ど減衰せずに透光性基板１５側に戻る（図１Ｄ中、矢印ｂ）。
【００２７】
なお、透光性被覆部材１９が設けられていない場合、透光性基板１５から側面１５Ｗに向かった光は透光性基板１５と遮光部材２１との界面によって反射されて多重反射を起こし、吸収されて光損失となる。
【００２８】
従って、本実施例において、界面における多重反射を防ぐことができ、透光性基板１５から界面１５Ｂに向かった光は吸収されることなく透光性基板１５側に戻る。すなわち、光損失による輝度の低下を抑制することができる。
【００２９】
さらに、透光性基板１５と透光性被覆部材１９との屈折率差がより大きくなるように材料を選択することで、透光性基板１５から界面１５Ｂに入射した光が界面１５Ｂによって全反射されやすくなり、より効率良く当該光を透光性基板１５側に戻すことができる。
【００３０】
図１Ｅは、透光性基板１５の側面１５Ｗにおける錐状凹凸の分布の一例を模式的に示す図である。説明のため、側面１５Ｗの一部の領域にハッチングを施して示している。
【００３１】
図１Ｅに示す長方形の側面１５Ｗの長辺は、透光性基板１５の基板面に対して平行な辺である。図１Ｅ中の領域１５ＲＳは、サブミクロンオーダの錐状凹凸が広がって分布し、表面粗さが大きい粗面領域を示している。粗面領域１５ＲＳは、透光性基板１５の基板面に平行な方向に沿って錘状凹凸が密集している帯状領域１５ＤＳを含んでいる。
【００３２】
このようなサブミクロンオーダの錐状凹凸及びその特徴的な分布が形成された。具体的には、レーザによって基板を切断するダイシング技術であるステルスダイシング（登録商標）によって切断された切断面に、当該錘状凹凸が形成された。
【００３３】
本実施例において、透光性被覆部材１９が設けられていることで、透光性基板１５の側面に錐状凹凸が存在しても、上記したような多重反射及びこれに伴う光の損失は生じない。錘状凹凸が密集した帯状領域１５ＤＳが存在しても光損失による輝度の低下を抑制することができる。
【００３４】
図１Ｆは、図１Ｄと同様に図１Ｂの破線で囲まれた部分Ａの拡大図である。図１Ｆは、本実施例において、透光性被覆部材１９が錘状凹凸の凹部に気泡１９Ｖを含んでいる場合の例について示している。透光性基板１５と透光性被覆部材１９との界面１５Ｂの一部は、気泡１９Ｖに接している。すなわち、界面１５Ｂの一部は、透光性基板１５と気泡１９Ｖとの間の界面となっている。
【００３５】
通常、透光性被覆部材１９の屈折率は空気の屈折率１よりも大きい。従って、透光性基板１５と気泡１９Ｖとの間の屈折率の差（屈折率差）は、透光性基板１５と透光性被覆部材１９との間の屈折率差よりも大きい。よって、当該気泡１９Ｖとの界面において、透光性基板１５側から当該界面に向かって進んだ光は、より一層全反射され易くなる。
【００３６】
例えば、透光性基板１５がサファイア基板である場合、その屈折率は約１．７５であり、透光性被覆部材１９がシリコーン樹脂である場合、その屈折率は約１．４５である。従って、透光性基板１５と透光性被覆部材１９との屈折率差は約０．３０となる。この場合、透光性基板１５と気泡１９Ｖとの屈折率差は約０．７５であり、透光性基板１５と透光性被覆部材１９との屈折率差よりも大きくなる。
【００３７】
気泡１９Ｖを含む透光性被覆部材１９は、例えば、発光素子１２の製造時において、透光性被覆部材１９となる樹脂材を透光性基板１５の側面１５Ｗに塗布する際に、当該樹脂材に気泡を混合させるか又は当該塗布後に通常行われる脱泡の工程を行わないことで、形成することができる。また、例えば、気泡を混合させるのに適した粘度の樹脂材を選択したり、当該樹脂を加熱により硬化させる場合には、より低温で硬化する樹脂を選択したりすることで、気泡１９Ｖを透光性被覆部材１９中に保持することができる。
【００３８】
なお、本実施例において、透光性被覆部材１９に用いることができる樹脂としてシリコーン樹脂を例に挙げたが、他にエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等の様々な材料を用いることができる。
【００３９】
また、遮光部材２１が光散乱材を含む例について説明したが、これに加えて、遮光部材２１には、カーボンブラック等の光吸収材が添加されていてもよい。
【００４０】
なお、発光装置１０は、複数の発光素子１２を有していてもよく、複数の発光素子１２が基板１１の実装面上に並置されて配列されていてもよい。
【００４１】
以上、詳細に説明したように、本実施例の発光素子１２は、半導体構造層１３の側面、透光性基板１５の側面及び波長変換層１７の側面からなる面を全体に亘って被覆する透光性被覆部材１９を有している。透光性基板１５の側面１５Ｗは、サブミクロンオーダの錐状凹凸を有している。
【００４２】
そして、透光性基板１５の側面１５Ｗは、透光性基板１５よりも屈折率が低い透光性被覆部材１９によって被覆されている。透光性基板１５から透光性被覆部材１９を透過した光は、遮光部材２１との界面１９Ｂによって反射され、透光性基板１５から界面１５Ｂに臨界角以上の角度で入射した光は、透光性被覆部材１９との界面１５Ｂで全反射されて、いずれも透光性基板１５側に戻される。つまり、透光性基板１５から界面１５Ｂに向かった光は、界面１５Ｂで吸収されることなく透光性基板１５側に戻される。
【００４３】
従って、本実施例によれば、光の損失が少なく、高輝度かつ光取り出し効率の高い発光素子及び発光装置を提供することができる。
【実施例２】
【００４４】
図２は、実施例２に係る発光装置３０Ａの断面を示す断面図である。発光装置３０Ａは、発光素子３２Ａを有している。発光装置３０Ａは、発光素子３２Ａが、透光性被覆部材１９の代わりに透光性被覆部材３３を有している点において実施例１の発光装置１０と異なり、その余の点については同様に構成されている。
【００４５】
透光性被覆部材３３は、波長変換層１７の側面を被覆せずに、半導体構造層１３の側面及び透光性基板１５の側面を全体に亘って一体的に被覆するように形成されている。換言すれば、透光性被覆部材３３は、波長変換層１７の側面と透光性基板１５の側面との境界から半導体構造層１３の側面の下端に亘って一体的に被覆している。透光性被覆部材３３として、透光性被覆部材１９と同様に、シリコーン樹脂等の樹脂を用いることができる。
【００４６】
発光装置３０Ａにおいて、発光層１３Ｂから出射されて透光性基板１５の側面１５Ｗに向かった光は、実施例１の場合と同様に、透光性基板１５と透光性被覆部材３３との間の界面１５Ｂか又は透光性被覆部材３３と遮光部材２１との界面によって反射されて透光性基板１５に戻される。当該戻された光は、透光性基板１５内を導波されて波長変換層１７に入射し、波長変換されて波長変換層１７の上面から出射される。
【００４７】
透光性被覆部材３３は波長変換層１７を被覆しないように設けられている。すなわち、遮光部材２１が波長変換層１７の側面に直接接触している。従って、透光性被覆部材３３内を導波された光が、波長変換層１７を経ずに発光素子３２Ａから出射されることがない。従って、波長変換されていない光が波長変換層１７の外周部付近から出射されることを防ぎ、発光素子３２Ａから出射される光の色ムラを抑制することができる。
【００４８】
従って、本実施例において、透光性基板１５の側面１５Ｗが透光性被覆部材３３によって被覆されていることで、透光性基板１５の側面１５Ｗにおける光の損失を防ぎつつ、色ムラも抑制することができる。
【００４９】
従って、本実施例によれば、光の損失が少なく、高効率で高輝度の光が得られ、かつ、色ムラの少ない発光素子及び発光装置を提供することができる。
【００５０】
なお、本実施例において、透光性被覆部材３３は、波長変換層１７の側面を被覆していない場合について説明したが、透光性被覆部材３３は、波長変換層１７の側面と透光性基板１５の側面との境界の近傍において、波長変換層１７の側面を被覆していてもよい。この場合、透光性被覆部材３３は、波長変換層１７の上面まで到達していなければよい。
【実施例３】
【００５１】
図３は、実施例３に係る発光装置３０Ｂの断面を示す断面図である。発光装置３０Ｂは、発光素子３２Ｂを有している。発光装置３０Ｂは、発光素子３２Ｂが、透光性被覆部材１９の代わりに透光性被覆部材３５を有している点において実施例１の発光装置１０と異なり、その余の点については同様に構成されている。
【００５２】
透光性被覆部材３５は、波長変換層１７及び半導体構造層１３の側面を被覆せずに、透光性基板１５の側面を被覆している。より詳細には、透光性被覆部材３５は、波長変換層１７の側面と透光性基板１５の側面との境界から、半導体構造層１３の側面の下端に至らない位置にかけて、透光性基板１５の側面を被覆している。透光性被覆部材３５として、透光性被覆部材１９と同様に、シリコーン樹脂等の樹脂を用いることができる。
【００５３】
本実施例において、透光性被覆部材３５は、透光性基板１５の側面のうち、錐状凹凸が帯状に分布し、表面粗さが大きい粗面領域１５ＲＳを被覆している（図１Ｅ参照）。従って、透光性被覆部材３５は、粗面領域１５ＲＳに含まれ錘状凹凸が密集している帯状領域１５ＤＳ（図１Ｅ参照）を被覆している。
【００５４】
発光装置３０Ｂにおいて、発光層１３Ｂから出射されて透光性基板１５の側面と透光性被覆部材３５との境界に向かった光は、実施例１の場合と同様に、透光性基板１５と透光性被覆部材３５との間の界面１５Ｂか又は透光性被覆部材３５と遮光部材２１との界面によって反射されて透光性基板１５に戻される。
【００５５】
当該戻された光は、透光性基板１５内を導波されて波長変換層１７に入射し、波長変換されて波長変換層１７の上面から出射される。従って、透光性被覆部材３５が形成されていることで、粗面領域１５ＲＳに分布している錐状凹凸に起因する光の損失を抑制することができる。
【００５６】
また、本実施例において、半導体構造層１３の側面は、透光性被覆部材３５によって被覆されず、遮光部材２１によって被覆されている。これによって、半導体構造層１３の側面における遮光部材２１の厚みを十分に確保することができる。半導体構造層１３の発光層１３Ｂから出射された光は、遮光部材２１に含まれる光散乱材によって反射され、半導体構造層１３の側面からの光漏れが抑制される。
【００５７】
さらに、実施例２の場合と同様に、透光性被覆部材３５が波長変換層１７の側面を被覆してないことで、透光性被覆部材３５内を導波された光が、波長変換層１７を経ずに発光素子３２Ｂから出射されることがない。従って、波長変換されていない光が波長変換層１７の外周部付近から出射されることを防ぎ、発光素子３２Ｂから出射される光の色ムラを抑制することができる。
【００５８】
従って、本実施例によれば、透光性基板１５の側面の粗面領域に多く存在する錘状凹凸に起因する光の損失を防ぎつつ、半導体構造層１３の側面からの光漏れ及び波長変換層１７の外周部付近の色ムラの発生を抑制することができる。従って、光の損失が少なく、高効率で高輝度の光が得られ、色ムラの少ない発光素子及び発光装置を提供することができる。
【００５９】
なお、本実施例において、透光性被覆部材３５は、波長変換層１７の側面を被覆していない場合について説明したが、透光性被覆部材３５は、波長変換層１７の側面と透光性基板１５の側面との境界の近傍において、波長変換層１７の側面を被覆していてもよい。この場合、透光性被覆部材３５は、波長変換層１７の上面まで到達していなければよい。
【実施例４】
【００６０】
図４Ａは、実施例４に係る発光装置４０の断面を示す断面図である。発光装置４０は、発光素子４２を有している。発光装置４０は、発光素子４２が、遮光部材２１の代わりに、遮光部材としての反射膜４３を有している点において実施例１の発光装置１０と異なり、その余の点については同様に構成されている。
【００６１】
反射膜４３は、透光性被覆部材１９を覆うように形成されている。反射膜４３は、例えばＰｔ、Ａｇ、又はＡｌ等の金属からなる金属膜である。反射膜４３は、透光性被覆部材１９に入射された光を反射する。
【００６２】
発光装置４０において、実施例１の場合と同様に、透光性基板１５から界面１５Ｂに臨界角以上の角度で入射した光は、界面１５Ｂで全反射され、殆ど減衰せずに透光性基板１５側に戻る。
【００６３】
一方、透光性基板１５から透光性被覆部材１９を透過した光は、透光性被覆部材１９と反射膜４３との界面１９Ｍによって反射されて界面１５Ｂを経て透光性基板１５側に戻る。
【００６４】
従って、本実施例によれば、透光性基板１５の側面に錐状凹凸が存在しても、透光性基板１５から界面１５Ｂに向かった光は吸収されることなく透光性基板１５側に戻り、光損失による輝度の低下を抑制することができる。
【００６５】
また、本実施例において、反射膜４３の基板１１に平行な方向の厚みは、遮光部材２１の厚みと比較して小さくすることができる。従って、発光素子４２のサイズを小さくすることができ、発光素子４２を実装する際のパッケージサイズを小さくすることができる。
【００６６】
［変形例］
図４Ｂは、実施例４の変形例である発光装置５０の断面を示す断面図である。発光装置５０は、発光素子５２を有している。発光装置５０は、発光素子５２が反射膜４３の代わりに金属膜を含む部材として、遮光部材２１及び反射膜５３を有している点において実施例４の発光装置４０と異なり、その余の点については同様に構成されている。
【００６７】
遮光部材２１は、実施例１の場合と同様に、半導体構造層１３、透光性基板１５及び波長変換層１７の側面を被覆する透光性被覆部材１９の表面を被覆するように形成されている。
【００６８】
反射膜５３は、遮光部材２１を覆うように形成されている。このように、遮光部材２１及び反射膜５３の両方を設けることで、半導体構造層１３の側面、透光性基板１５の側面及び波長変換層１７の側面からの光漏れを確実に抑制することができる。
【００６９】
図５Ａ乃至図５Ｅを参照しつつ、本発明の発光素子の製造工程の例として、発光素子５２の製造工程の一例について説明する。図５Ａは、ＵＶシート６１上に配置された波長変換層１７及び波長変換層１７上に配されたＬＥＤチップ１６を示す断面図である。図５Ａの工程では、半導体構造層１３、ｐ電極１４Ａ、ｎ電極１４Ｂ及び透光性基板１５からなるＬＥＤチップ１６が、接着剤６３によって波長変換層１７に接着される。
【００７０】
図５Ｂは、図５Ａの工程後に形成された透光性被覆部材３５を示す断面図である。図５Ｂの工程では、透光性基板１５の側面及び波長変換層１７の側面に透光性被覆部材３５の原料となる樹脂材が塗布される。図５Ｂにおいて、透光性基板１５の側面のうち上端部分を含まない領域及び波長変換層１７の下端部分を含まない領域を覆うように、当該樹脂材が塗布されている。すなわち、図３に示したような透光性被覆部材３５が形成されている。
【００７１】
透光性被覆部材３５の厚み及び形状は、図５Ｂの工程で塗布する樹脂材を粘度等の性質に応じて適宜選択することで調整が可能である。例えば、より粘度の高い樹脂材を選択することで、厚みが大きく丸みを帯びた形状の透光性被覆部材３５を形成することができる。また、例えば、より粘度の低い樹脂材を選択することで、薄く平坦な形状の透光性被覆部材３５を形成することができる。
【００７２】
なお、透光性被覆部材３５は、図５Ａの工程において接着剤６３が押し出されて透光性基板１５の側面及び波長変換層１７の側面に広がることによって形成されてもよい。例えば、図５Ａの工程において、半導体構造層１３の上面に、接着剤６３としてシリコーン系の接着剤が適量塗布されて、波長変換層１７の下面によって押し出され、表面張力によって透光性基板１５の側面及び波長変換層１７の側面に広がり、透光性被覆部材３５が形成される。
【００７３】
図５Ｃは、図Ｂの工程の後、ＵＶシート６１上に充填された、遮光部材２１を形成する樹脂材２１Ｍを示す断面図である。図５Ｃに示すように、樹脂材２１Ｍは、ＵＶシート６１上に配置された、波長変換層１７、ＬＥＤチップ１６及び透光性被覆部材３５を有する素子間に充填されている。例えば、樹脂材２１Ｍは、当該素子間に流し込まれた後に、加熱等により硬化される。
【００７４】
図５Ｄは、素子間の樹脂材２１Ｍが切断されて形成された遮光部材２１を示す断面図である。図５Ｅは、遮光部材２１の側面に形成された反射膜５３を示す断面図である。例えば、図５Ｅの工程において、蒸着法又はスパッタリング法によってＰｔ等の金属の薄膜が形成される。
【００７５】
例えば、図５Ｅの工程において、反射膜５３を形成しない箇所をＵＶシート等のマスクによって保護することで、遮光部材２１の側面のみに選択的に反射膜５３を形成する。このようにして、透光性被覆部材３５、遮光部材２１及び反射膜５３を有する発光素子５２を作製することができる。
【００７６】
図６は、実施例４に係る発光素子４２を有する発光装置４０について、発光強度を測定した結果について示すグラフである。図６のグラフには、発光装置４０の発光強度が「実施例」として示されている。また、図６のグラフには、比較例として、透光性被覆部材１９を有していない点を除いては発光装置４０と同様に構成された発光装置の発光強度が「比較例」として示されている。
【００７７】
従って、比較例の発光装置は、半導体構造層１３の側面、透光性基板１５の側面及び波長変換層１７の側面に、反射膜４３が形成されている。比較例及び実施例のいずれの場合にも、反射膜４３としてＰｔ膜を形成した。
【００７８】
図６に示すように、実施例及び比較例のそれぞれについて、５つのサンプルの発光強度を測定した。図６のグラフの横軸はサンプル番号、縦軸は発光強度［μＷ］を示している。５つのサンプルの発光強度の平均値は、比較例では９５．７μＷ、実施例では１０２．１μＷであり、比較例に対して実施例の方が約６．７％高いという結果が得られた。
【００７９】
透光性基板１５の側面と、反射膜４３との間に透光性被覆部材１９を設けることで、透光性基板１５の側面における光の損失を低減できたといえる。
【００８０】
なお、上記の実施例及び変形例において示した構成は例示に過ぎず、用途等に応じて選択、組み合わせ及び変更が可能である。また、本発明の発光装置は、本発明の発光素子の複数が実装面上に並置されて配列されて構成されていてもよい。
【００８１】
以上、説明したように、本発明の発光素子及び発光装置によれば、透光性基板の側面の少なくとも一部を被覆する透光性被覆部材を設けることで、透光性基板の側面における光吸収による光損失を抑制することができる。特に、透光性基板の側面に、錘状凹凸が多数存在する粗面領域が存在する場合に、当該粗面領域における光吸収が、透光性被覆部材によって大きく低減される。従って、高輝度かつ高効率の発光素子及び発光装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０、３０Ａ、３０Ｂ、４０、５０  発光装置
１１  実装基板
１２、３２Ａ、３２Ｂ、４２、５２  発光素子
１３  半導体構造層
１３Ｂ  発光層
１５  透光性基板
１７  波長変換層
１９、３３、３５  透光性被覆部材
２１  遮光部材
４３、５３  反射膜
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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