(57)【要約】【課題】発光素子が発する光の波長を変換する波長変換層を備えた、小型かつ薄型のフリップチップ実装型の発光装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】発光素子５の少なくとも上面および上面の周囲に封止部材７を設ける工程と、前記封止部材７のうち、少なくとも発光素子５の上部における部分を除去し、発光素子５を取り囲む凹部を形成する工程と、凹部内に、発光素子５が発する光の波長を変換する波長変換層１０を形成する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子の少なくとも上面および上面の周囲に封止部材を設ける工程と、
前記封止部材のうち、少なくとも前記発光素子の上部における部分を除去し、発光素子を取り囲む凹部を形成する工程と、
前記凹部内に、前記発光素子が発する光の波長を変換する波長変換層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置の製造方法であって、
前記封止部材は、光反射性材料を含有した樹脂であることを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光装置の製造方法であって、
前記発光素子は基板上にフリップチップ実装されていることを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３の一に記載の発光装置の製造方法であって、
前記封止部材は、前記発光素子の側面にも設けられていることを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４の一に記載の発光装置の製造方法であって、
前記凹部は、前記封止部材を開口部が形成されたメタルマスクで被覆し、前記開口部においてブラストによって研削して、前記発光素子の上部の前記封止部材を除去して形成されることを特徴とする、発光素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１から４の一に記載の発光装置の製造方法であって、
前記凹部は、前記発光素子の上部表面の前記封止部材をレーザアブレーションによって除去して形成されることを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項７】
請求項３から６の一に記載の発光装置の製造方法であって、
前記発光素子は上面に素子基板を有しており、
前記凹部は、前記封止部材のうち、少なくとも前記発光素子の上部における部分を除去した後、前記素子基板を除去することにより形成されることを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７の一に記載の発光装置の製造方法であって、
前記波長変換層はスプレーによって形成されることを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１から７の一に記載の発光装置の製造方法であって、
前記波長変換層はポッティングで形成されることを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９の一に記載の発光装置の製造方法であって、
前記波長変換層は複数の層を備えており、
前記複数の層のうち、耐候性の低い蛍光体を含有する層から順番に前記発光素子の上面に積層して、前記波長変換層を形成することを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発光装置の製造方法であって、
前記複数の波長変換層のうち、発光素子の上面の第１の波長変換層をポッティングで形成し、前記第１の波長変換層の上に、第２の波長変換層をスプレーで形成する、発光装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発光装置の製造方法であって、
前記第１の波長変換層は、ＫＳＦ蛍光体を含有することを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項１３】
発光素子と、
前記発光素子の側面を被覆し、かつ前記発光素子の上面に凹部を有する封止部材と、
前記凹部内に前記発光素子が発する光の波長を変換する波長変換層と、を備え、
前記波長変換層は複数の層を備えており、
前記複数の層は、耐候性の低い蛍光体を含有する層から順番に前記発光素子の上面に形成されていることを特徴とする、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用可能な発光装置及びその製造方法に関し、特に、薄型／小型で信頼性が高い発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光素子と、発光素子を収容する凹部と、凹部内に発光素子からの光を波長変換する波長変換部材を有するパッケージを備える発光装置が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９３７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光装置、特にサイドビュータイプの発光装置においては、発光装置の小型化及び薄型化が要求されている。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、発光素子が発する光の波長を変換する波長変換層を備えた、小型の発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
以上の課題を解決するため、発光装置の製造方法は、発光素子の少なくとも上面および上面の周囲に封止部材を設ける工程と、前記封止部材のうち、少なくとも前記発光素子の上部における部分を除去し、発光素子を取り囲む凹部を形成する工程と、前記凹部内に、前記発光素子が発する光の波長を変換する波長変換層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、パッケージを用いることなく、発光素子の上面および上面の周囲に設けた封止部材の、発光素子の上部における部分を除去して形成した発光素子を取り囲む凹部に、発光素子が発する光の波長を変換する波長変換層を形成した小型かつ薄型の発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態の発光装置の概略斜視図である。
【図２】発光装置の断面図である。
【図３】発光装置の平面透視図である。
【図４Ａ】図１の発光装置の製造方法を説明するための概略平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの断面図である。
【図５】凹部の製造方法を説明するための概略図である。
【図６】凹部及び波長変換層の形状を示す断面図である。
【図７】凹部及び波長変換層の形状を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る発光装置の波長変換層を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置１は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。
【００１０】
以降の実施形態で説明する発光装置は、側面発光型であり、いわゆるサイドビュータイプと称される発光装置であるが、トップビュータイプと称される発光装置にも適用することができる。サイドビュータイプの発光装置は、光取り出し面に交差する面を実装面とする。この発光装置は、一対の接続端子を有する母材を備える基体と、発光素子と、封止部材と、波長変換層とを備える。
【００１１】
本明細書においては、発光装置の光取り出し面を上面、光取り出し面に隣接又は交差する面を側面と称し、側面のうちの１つを発光装置の実装面と称する。これに伴って、発光装置を構成する各要素又は各部材の面のうち、発光装置の光取り出し面に対応する面を第１主面（つまり、上面）と、第１主面の反対側の面を第２主面（つまり、下面）と、第１主面と第２主面に隣接又は交差する面（つまり、発光装置の側面に対応する面）を端面と称することがある。
【００１２】
（基体）
本発明に関わる実施形態の発光装置は、発光素子が実装された基体を備えていてもよい。基体は、例えば、母材と、少なくとも母材の第１主面に正負に対応する一対の接続端子を備える。基体の形状は特に限定されず、後述する母材の形状に相当する形状となる。例えば、少なくとも第１主面が、長手方向と短手方向を有する矩形であることが好ましい。基体の厚みは、後述する母材の厚みによって調整することができる。例えば、最も厚膜の部位の厚みは、５００μｍ程度以下が好ましく、３００μｍ程度以下がより好ましく、２００μｍ程度以下がさらに好ましい。また、４０μｍ程度以上が好ましい。
【００１３】
基体の強度は、後述する母材の材料、接続端子の材料等によって調整することができる。例えば、曲げ強度が３００ＭＰａ以上であることが好ましく、４００ＭＰａ以上であることがさらに好ましく、６００ＭＰａ以上であることがより好ましい。これにより、発光装置の強度を確保することができる。ここでの曲げ強度は、例えば、市販の強度測定機、例えば、インストロンによる３点曲げ試験によって測定した値を意味する。このように、基体を極めて薄くしながら、適当な強度を備えることにより、小型化された信頼性の高い発光装置が得られる。
【００１４】
基体の平面形状は、長方形であることが好ましい。発光装置がサイドビュータイプである場合には、平面形状は長手方向との辺と短手方向の辺の長さの比が５０：１程度、３０：１程度、１０：１程度、３：１程度の長方形であることが好ましい。このように光出射面が長手方向に細長い発光装置とすることで、発光装置の厚み（すなわち短手方向の長さ）を抑えながら、発光装置の出力を高めることができる。例えば、長手方向の長さが、１ｍｍ〜５０ｍｍ、短手方向の長さが０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ程度、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度、０．３ｍｍ程度等とすることができる。
【００１５】
（母材）
母材は、例えば、金属、セラミック、樹脂、誘電体、パルプ、ガラス、紙又はこれらの複合材料（例えば、複合樹脂）、あるいはこれら材料と導電材料（例えば、金属、カーボン等）との複合材料等が挙げられる。金属としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン又はこれらの合金を含むものが挙げられる。セラミックとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン又はこれらの混合物を含むものが挙げられる。複合樹脂としては、ガラスエポキシ樹脂等が挙げられる。特に、母材は樹脂を含有するものが好ましい。樹脂は、当該分野で使用されているものであればどのようなものを利用してもよい。
【００１６】
１つの発光装置における母材の形状、大きさ、厚み等は特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。母材の厚みは、用いる材料、載置する発光素子の種類及び構造等にもよるが、例えば、４７０μｍ程度以下が好ましく、３７０μｍ程度以下、３２０μｍ程度以下、２７０μｍ程度以下がより好ましい。また、強度等を考慮すると、２０μｍ程度以上が好ましい。母材の曲げ強度は、基体全体の強度を確保するために、上述した基体の強度と同等、例えば、３００ＭＰａ程度以上であることが好ましく、４００ＭＰａ程度以上、６００ＭＰａ程度以上がより好ましい。
【００１７】
母材の平面形状は、例えば、円形、四角形等の多角形又はこれらに近い形状が挙げられ、なかでも長方形が好ましい。大きさは、後述する発光素子よりも大きい平面積であることが好ましい。１つの発光装置に発光素子が１つ搭載される場合は、発光装置の長手方向が発光素子の一辺の１．５〜５倍程度の長さを有することが好ましく、１．５〜３倍程度の長さがより好ましい。また発光装置の短手方向は発光素子の一辺の１．０〜２．０倍程度の長さを有することが好ましく、１．１〜１．５倍程度の長さがより好ましい。１つの発光装置に発光素子が複数搭載される場合は、その数によって適宜調整することができ、例えば、長手方向に２個又は３個搭載される場合は、長手方向が発光素子の一辺の２．４〜６．０程度又は３．５〜７．０程度が好ましい。母材の第２主面の上には、絶縁体、金属等によって補強、放熱、アライメント用等のマーク等の機能を有する種々の層を１以上設けてもよい。
【００１８】
（接続端子）
一対の接続端子は、基体の少なくとも第１主面上に形成されていればよい。発光装置がサイドビュータイプの発光装置である場合、接続端子の縁部の少なくとも一部は、基体の第１主面の縁部の一部に一致するように形成することが好ましい。言い換えると、接続端子の端面の一部と基体の端面の一部とが同一面を形成するように形成することが好ましい。これにより、発光装置を接続端子の一部と同一面を形成する基体の端面を実装面として実装基板に実装する際に、実装基板と接続端子の端面とを接触（または限りなく近接）させることができるため、発光装置の実装性を向上させることができる。ここで同一面とは、段差がない又はほとんどないことを意味し、数μｍから数十μｍ程度の凹凸は許容されることを意味する。本願明細書において、同一面については以下同じ意味である。
【００１９】
接続端子は、例えば、第１主面において、発光素子の電極と接続される素子接続部と、発光装置の外部と接続される外部接続部とを有する。外部接続部は、基体の第１主面に加えて、さらに基体の第２主面上にも設けられていることがより好ましい。例えば、接続端子は、第１主面から、第１主面と第２主面との間に存在する面（つまり、端面）の上に延長して設けられているか、第１主面上から第２主面上に延長して設けられているか、第１主面から、第１主面と第２主面との間に存在する端面の上を通って、さらに、第２主面上に延長して（例えば、断面視、Ｕ字状に）設けられていることが好ましい。ここで端面とは、第１主面と第２主面との間に存在する１つの端面の一部又は全部を意味するが、第１主面と第２主面との間に存在する特定の端面の一部又は全部に加えて、この特定の端面に隣接する１つ又は２つの端面の一部を含んでいてもよい。通常、素子接続部は第１主面上に配置され、外部接続部は、第１主面上か、第１主面及び端面上か第１主面、端面及び第２主面上か又は第１主面及び第２主面上に配置される。接続端子が第１主面上から第２主面にそれぞれ延長する場合、必ずしも端面上を通らず、母材に設けられたスルーホールを経て延長していてもよい。
【００２０】
接続端子は、基体の第１主面上、端面上及び／又は第２主面上にわたって、必ずしも同じ幅（例えば、基体の短手方向の長さ）でなくてもよく、一部のみ幅狭又は幅広に形成されていてもよい。あるいは、基体の第１主面及び／又は第２主面において、幅狭となるように、接続端子の一部が絶縁材料（例えば、母材等）により被覆されていてもよい。このような幅狭となる部位は、基体の少なくとも第１主面上に配置されることが好ましく、第１主面及び第２主面上の双方に配置されていてもよい。特に、基体の第１主面上では、後述する封止部材の近傍において配置されることがより好ましい。
【００２１】
このような幅狭となる部位を配置することにより、接続端子に接続される、後述するような接合部材等又はこれらに含まれるフラックスなどが、端子表面に沿って、後述する封止部材下、さらに発光素子下にまで浸入することを抑制することができる。また、第１主面上にある接続端子、特に素子接続部を、基体の長手方向に沿った端面から離間させることによって、発光装置の実装時に、後述するような接合部材等又はこれらに含まれるフラックスなどが、端子表面に沿って、後述する封止部材下、さらに発光素子下にまで浸入することを抑制することができる。
【００２２】
幅狭となる部位は、素子接続部よりも幅狭であることが好ましい。また、幅狭となる部位は、なだらかに幅狭になることが好ましい。
【００２３】
基体は、発光素子に電気的に接続される接続端子の他に、さらに、放熱用の端子、ヒートシンク、補強部材等を有していてもよい。これらは、第１主面、第２主面、端面のいずれに配置されていてもよく、特に、基体の第２主面側であって、第１主面に設けられた発光素子及び／又は封止部材の下方に配置されていることが好ましい。これにより、発光装置の強度を高めて信頼性を高めることができる。また、封止部材が金型を用いて成形される場合、成型時の基体のゆがみが低減でき、封止部材の成形性を向上させることができる。なお、放熱用の端子又は補強端子が接続端子の間に設けられる場合、絶縁性の膜で被覆されていることが好ましい。これにより、接続端子間と放熱用の端子または接続端子との接合部材のブリッジを防止することができる。
【００２４】
さらに、１つの発光装置に発光素子が複数配置される場合、複数の発光素子を電気的に接続するさらなる接続端子を１以上備えていてもよい。この場合、１つの基体に実装される発光素子の数、その配列、接続形態（並列及び直列）等によって、接続端子の形状及び位置等を適宜設定することができる。
【００２５】
接続端子は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ等の金属又はこれらの合金の単層膜又は積層膜によって形成することができる。なかでも、導電性及び実装性に優れているものが好ましく、発光装置を実装基板等に実装する接合部材との接合性及び濡れ性の良い材料がより好ましい。特に、放熱性の観点から、銅又は銅合金が好ましい。接続端子の表面には、銀、プラチナ、錫、金、銅、ロジウム、又はこれらの合金などの光反射性の高い被膜が形成されていてもよい。接続端子は、具体的には、Ｗ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｗ／Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｗ／ＮｉＣｏ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｇ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇなどの積層構造が挙げられる。また、部分的に厚み又は積層数が異なっていてもよい。
【００２６】
接続端子には、それぞれ発光素子の第１電極及び第２電極と接合される突出部３ａを形成してもよい。これにより、封止部材を発光素子と基体の間に充填しやすくなり、発光素子からの発光が基体側へ透過することを防止できる。また、発光素子と基体とを強固に接合することができ、封止部材の除去時に発光素子が破損することを防止できる。さらに、製造後の発光装置の信頼性を高めることができる。
【００２７】
突出部３ａの上面の形状は、それぞれ、接合される発光素子の電極の形状と略同一であることが好ましい。これにより、セルフアライメント効果によって、発光素子の実装を容易にすることができる。
【００２８】
突出部３ａは、平坦な接続端子の上にバンプを設けること、接続端子の下方の母材の厚みを異ならせること、平坦な母材の上に形成された接続端子の厚みを異ならせること及びこれらの組み合わせ等によって形成することができる。
【００２９】
なお、本発明の発光装置は、基体を備えていなくてもよい。例えば、後述する発光素子の電極が発光装置の外部に露出して、外部接続電極とされていてもよい。
【００３０】
（発光素子）
発光素子は、基体上にフリップチップ実装され、例えば、基体の第１主面において、第１主面上の接続端子と接続されている。１つの発光装置に搭載される発光素子は１つでもよいし、複数でもよい。発光素子の大きさ、形状、発光波長は適宜選択することができる。複数の発光素子が搭載される場合、その配置は不規則でもよく、行列など規則的又は周期的に配置されてもよい。また、複数の発光素子は、直列、並列、直並列又は並直列のいずれの形態で接続されてもよい。
【００３１】
発光素子は、少なくとも半導体積層体を備える。半導体積層体は、例えば、第１半導体層（例えば、ｎ型半導体層）、発光層、第２半導体層（例えば、ｐ型半導体層）がこの順に積層されており、発光に寄与する積層体である。半導体積層体の厚みは、３０μｍ程度以下が好ましく、１５μｍ程度以下、１０μｍ程度以下がより好ましい。また、半導体積層体の同一面側（例えば、第２半導体層側の面）に、第１半導体層に電気的に接続される第１電極（正又は負）と、第２半導体層に電気的に接続される第２電極（負又は正）との双方を有する。
【００３２】
第１半導体層、発光層及び第２半導体層の種類、材料は特に限定されるものではなく、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体等、種々の半導体が挙げられる。具体的には、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物半導体が挙げられ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等を用いることができる。各層の膜厚及び層構造は、当該分野で公知のものを利用することができる。
【００３３】
通常、半導体積層体は、その上に半導体層を成長させることができる基板上に積層される。このような基板としては、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、スピネル（ＭｇＡ１２Ｏ４）のような絶縁性基板、上述した窒化物系の半導体基板等が挙げられる。半導体層の成長用の基板として、サファイア基板のような透光性を有する素子基板を用いることにより、発光素子をフリップチップ実装する場合であっても半導体積層体から除去せず発光装置に用いることができる。素子基板の厚みは、例えば、１９０μｍ程度以下が好ましく、１８０μｍ程度以下、１５０μｍ程度以下がより好ましい。
【００３４】
素子基板は、表面に複数の凸部又は凹凸を有するものであってもよい。また、これに伴って、例えば、その上に形成された窒化物半導体積層体の素子基板側の表面（窒化物半導体積層体の前記電極が配置された面の反対面）に、素子基板の形状と対応する複数の凸部又は凹凸があってもよい。これにより、その高さが０．５〜２．０μｍ程度、ピッチが１０〜２５μｍ程度の凹凸を有していてもよい。素子基板は、Ｃ面、Ａ面等の所定の結晶面に対して０〜１０°程度のオフ角を有するものであってもよい。なお、素子基板は、第１半導体層との間に、中間層、バッファ層、下地層等の半導体層又は絶縁層等を有していてもよい。
【００３５】
半導体層の成長用の素子基板は、半導体層から除去されていてもよい。例えば、素子基板側から半導体層に、素子基板を透過し、半導体層に吸収されるレーザ光（例えば、素子基板がサファイア、半導体層がＧａＮ系である場合には、ＫｒＦエキシマレーザ）を照射し、半導体層と素子基板との界面において半導体層を分解させ、素子基板を半導体層から分離する、レーザリフトオフ法等を利用して行うことができる。素子基板は、半導体層から完全に除去されたものであってもよく、半導体層の端部又は隅部に若干の素子基板が残存していてもよい。成長用の素子基板は、発光素子が基体に実装された前または後の工程において除去することができる。
【００３６】
発光素子の半導体層の成長用の素子基板が除去されることで、より薄型、小型の発光装置を得ることができる。また、発光に直接寄与しない層を除去することにより、これらの層が発光層から出射される光を吸収することを阻止することができる。さらに、素子基板に起因する光の散乱を阻止することができる。これにより、発光効率を向上させることまたは／および発光輝度を高めることが可能となる。
【００３７】
発光素子または半導体積層体の平面視における形状は特に限定されるものではないが四角形又はこれに近似する形状が好ましい。大きさは、発光装置の大きさまたは発光装置に求められる特性によって、その上限を適宜調整することができる。例えば、半導体積層体の一辺の長さが、数百μｍから２ｍｍ程度が挙げられ、具体的には、１４００×２００μｍ程度、１１００×２００μｍ程度、９００×２００μｍ程度等が挙げられる。
【００３８】
（第１電極及び第２電極）
第１電極及び第２電極は、半導体積層体の同一面側に形成されている。これにより、基体の正負の接続端子と発光素子の第１電極と第２電極を対向させて接合するフリップチップ実装が可能となる。
【００３９】
第１電極及び第２電極は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属又はこれらの合金の単層膜又は積層膜によって形成することができる。具体的には、半導体層側からＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ等のように積層された積層膜が挙げられる。
【００４０】
また、第１電極及び第２電極は、それぞれ第１半導体層及び第２半導体層に近い側に、発光層から出射される光に対する反射率が電極のその他の材料より高い材料層が、これら電極の一部として配置されることが好ましい。反射率が高い材料としては、銀又は銀合金またはアルミニウムを有する層が挙げられる。銀合金としては、当該分野で公知の材料のいずれを用いてもよい。この材料層の厚みは、特に限定されるものではなく、発光素子から出射される光を効果的に反射することができる厚み、例えば、２０ｎｍ〜１μｍ程度が挙げられる。この材料層の第１半導体層又は第２半導体層との接触面積は大きいほど好ましい。
【００４１】
（封止部材）
封止部材は、少なくとも発光素子の周囲に設けられ、発光素子の上部において発光素子を取り囲む凹部を有している。
【００４２】
封止部材はその他に、発光素子を被覆して保護、固定する機能を有してもよい。
【００４３】
その材料は特に限定されるものではなく、セラミック、樹脂、誘電体、パルプ、ガラス又はこれらの複合材料等が挙げられる。なかでも、任意の形状に容易に成形することができるという観点から、樹脂が好ましい。
【００４４】
樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物；エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物；ハイブリッドシリコーン樹脂；ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物；ポリフタルアミド（ＰＰＡ）；ポリカーボネート樹脂；ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）；液晶ポリマー（ＬＣＰ）；ＡＢＳ樹脂；フェノール樹脂；アクリル樹脂；ＰＢＴ樹脂等の樹脂が挙げられる。
【００４５】
封止部材は、透光性であってもよいが、発光素子からの光に対する反射率が６０％以上である光反射性材料、より好ましくは７０％、８０％又は９０％以上の光反射性材料であるものが好ましい。そのために、上述した材料、例えば、樹脂に、二酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、酸化ニオブ、硫酸バリウム、各種希土類酸化物（例えば、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム）などの光反射材を含有させてもよい。また、光散乱材又は着色材、熱放射性部材等を含有させることが好ましい。封止部材は、ガラスファイバー、ワラストナイトなどの繊維状フィラー、カーボン等の無機フィラーを含有させてもよい。また、放熱性の高い材料（例えば、窒化アルミニウム等）を含有させてもよい。これらの添加物は、例えば、封止部材の全重量に対して、１０〜９５重量％程度、２０〜８０重量％程度、３０〜６０重量％含有させることが好ましい。
【００４６】
光反射性材料を含有させることにより、発光素子からの光を効率よく反射させることができる。特に、基体よりも光反射率の高い材料を用いる（例えば、基体に窒化アルミニウムを用いた場合に、封止部材として二酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂を用いる）ことにより、ハンドリング性を保ちつつ、基体の大きさを小さくして、発光装置の光取出し効率を高めることができる。光反射材として二酸化チタンのみ含有させる場合は、封止６量％程度含有させることがさらに好ましい。
【００４７】
封止部材の外形の形状は特に限定されるものではなく、例えば、円柱、四角形柱等の多角形柱又はこれらに近い形状、円錐台、四角錐台等の多角錐台であってもよい。なかでも基体の長手方向に細長い形状を有していることが好ましい。また、基体の辺、特に短手方
向に沿った面を有することが好ましい。これにより、小型の発光装置とすることができる。
【００４８】
封止部材は、発光素子の少なくとも上面および上面の周囲に設けられる。さらに封止部材は、発光素子の側面を被覆するように配置されていることが好ましく、発光素子の全周囲を取り囲むように、発光素子に接触して配置されていることが好ましい。これによって、発光素子の側面から光が漏れることを防止して、発光素子の上面から効率よく光を出射することができる。また、発光素子の側面から波長変換されていない光の抜けを低減し、配光色むらの少ない発光装置とすることができる。また、封止部材は、発光装置の長手方向側において厚く、短手方向側において薄く設けられることが好ましい。これにより、発光装置の薄型化を図ることができる。
【００４９】
また、封止部材は、フリップチップ実装された発光素子と基体との間を充填するよう設けられることが好ましい。これにより、発光装置の強度を高めることができる。なお、発光素子と基体との間に配置される封止部材は、発光素子の側面を被覆する材料と異なる材料であってもよい。これによって、発光素子の側面に配置される封止部材と、発光素子と基体との間に配置される部材との間で、それぞれ適切な機能を付与することができる。例えば、発光素子の側面に配置される封止部材は、反射率が高い材料、発光素子と基体との間に配置される部材は両者の密着性を強固にする材料とすることができる。
【００５０】
封止部材の平面視（光取り出し面側から見た平面視）における縁部は、基体の縁部よりも内側又は外側に配置してもよい。また、長手方向又はこれに直交する方向においてアール形状を有していてもよい。細長い形状である場合、その長手方向に沿う１つの縁部は、基体の長手方向に沿う縁部と一致していることが好ましい。つまり、封止部材の長手方向に沿った端面の少なくとも一方は、基体の長手方向に沿った端面の一方と同一面を形成することが好ましく、双方が同一面を形成することがより好ましい。これにより、封止部材で発光装置の外面を形成することができ、発光装置の外形厚みを大きくすることなく、光取出し面の面積を大きくすることができ、発光装置の光取り出し効率や光出力を高めることができる。短手方向の縁部は、基体の短手方向に沿う縁部よりも外側に配置されていてもよいが、通常、基体の縁部と同一面を形成するか、それよりも内側に配置されている。ここで、同一面とは、厳密な意味のみならず、封止部材が若干のアール形状を有する場合には、そのアール形状の何れかが基体の端面と一致していればよい。
【００５１】
封止部材の大きさは、光取り出し面側から見た場合、発光素子よりも大きい平面積であることが好ましく、特に、その最外形の長手方向の長さは、発光素子の一辺の１．０〜４．０倍程度の長さを有する大きさが好ましい。具体的には、３００〜２０００μｍ程度が好ましく、１０００〜１５００μｍ程度がより好ましい。封止部材の厚み（光取り出し面側から見た場合の発光素子の端面から封止部材の最外形までの幅、発光素子の側面における封止部材の最小幅ともいう）は、例えば、０〜１０００μｍ程度が挙げられ、５０〜５００μｍ程度、１００〜２００μｍ程度が好ましい。
【００５２】
封止部材は、封止部材が熱硬化性樹脂である場合には、例えば、スクリーン印刷、ポッティング、トランスファーモールド、コンプレッションモールド等により形成することができる。
【００５３】
封止部材は、発光素子の側面の全面、発光素子の基体と対向する面等を封止又は被覆するために、発光素子が基体に実装された後に形成される。
【００５４】
凹部の形成方法は、封止部材の材料や生産性の観点から適宜選択でき、例えば、マスクを用いたエッチング、ブラスト、ドリル等による研削等によって行うことができる。また、レーザアブレーションによって行われてもよい。レーザアブレーションによれば、微細な加工が容易にできるため、凹部の形状のばらつきを抑えて製造することができる。または凹部の形状を複雑なものとすることができる。
【００５５】
凹部の平面視の形状は、多角形、円形、楕円形等、特に限定されないが、平面視の形状が発光素子と平面視の形状と略同じ、例えば、発光素子の平面視の形状が矩形の場合は矩形とすることが好ましい。発光素子の光取り出し効率を高めつつ、小型の発光装置とすることができる。
【００５６】
凹部の底面には、発光素子の上面の少なくとも一部が露出されている。特に、発光素子の上面の略全面が露出されていることが好ましい。これにより、発光素子からの光取り出し効率を高めることができる。
【００５７】
凹部の底面は、発光素子の上面と封止部材とで構成されてもよいが、凹部の底面の略全面が発光素子の上面であるような凹部とすることで、発光装置の小型化を図ることができる。
【００５８】
なお、発光素子は、その上面が凹部の底面と略面一であることに限られず、凹部の底面から突出する、つまり凹部の底面より高くなるよう形成されていてもよい。
【００５９】
凹部の深さは、例えば２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１００μｍとすることができ、さらに５０μｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
凹部の側面は、傾斜していてもよいし、略垂直であってもよいが、光取り出し効率を高めるためには、発光装置の光取り出し面に向かって広がるよう傾斜していることが好ましい。さらに、凹部の側面は、湾曲した面であってもよい。これにより、光取出し効率を高めることができる。
【００６１】
複数の発光素子が一つの発光装置に設けられている場合、複数の発光素子の上面に一つの凹部が形成されてもよく、一つの発光素子の上に一つの凹部を有するよう、つまり一つの発光装置に複数の凹部が形成されてもよい。また、一つの発光素子の上面に複数の凹部が形成されてもよい。
【００６２】
（波長変換層）
封止部材には、発光素子の上面において、発光素子を取り囲む凹部が形成される。凹部は、発光装置の光取り出し面である。凹部には、発光素子が発する光の波長を変換する波長変換層が形成される。
【００６３】
波長変換層は、発光素子からの光を波長変換する蛍光体のみからなる層であってもよいが、例えば、透光性材料に蛍光体を含有させたものを用いることができる。任意に、充填、光拡散、着色の機能を有する添加物等が含有されていてもよい。
【００６４】
蛍光体としては、少なくとも発光素子からの発光に励起されて異なる波長を発する発光をするものであれば用いることができ、例えば、（１）アルミニウムガーネット系蛍光体（例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）系蛍光体等）、（２）ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）系蛍光体、（３）ユウロピウムで賦活されたシリケート系（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４）蛍光体、（４）β−ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体、（５）ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）系又はＳＣＡＳＮ系等の窒化物系蛍光体、（６）ＬｎＳｉ３Ｎ１１系、ＬｎＳｉＡｌＯＮ系等の希土類窒化物系蛍光体（Ｌｎは希土類元素）、（７）ＢａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ系、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ系等の酸窒化物系蛍光体、（８）Ｍｎ４＋付活フッ化物錯体蛍光体（例えば、ＫＳＦ系（Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）蛍光体）、（９）ＣａＳ系（ＣａＳ：Ｅｕ）、ＳｒＧａ２Ｓ４系（ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ）、ＳｒＡｌ２Ｏ４系、ＺｎＳ系等の硫化物系蛍光体、（１０）クロロシリケート系蛍光体などが挙げられる。
【００６５】
また、半導体材料、例えば、ＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＶ−ＶＩ族半導体、具体的には、ＣｄＳｅ、コアシェル型のＣｄＳｘＳｅ１−ｘ／ＺｎＳ、ＧａＰ等のナノサイズの高分散粒子であるいわゆるナノクリスタル、量子ドット（Ｑ−Ｄｏｔｓ）と称される発光物質でもよい。量子ドット蛍光体は、不安定であるため、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、これらのハイブリッド樹脂などで粒子の表面を被覆又は安定化してもよい。
【００６６】
これにより、発光素子から発せられた可視波長の一次光及び波長変換層に含有された蛍光体が一次光を波長変換して発する二次光の混色光（例えば、白色系）を出射する発光装置、紫外光の一次光に励起されて可視波長の二次光を出射する発光装置を得ることができる。発光装置が液晶ディスプレイのバックライト等に用いられる場合、青色光によって励起され、赤色発光する蛍光体（例えば、ＫＳＦ系蛍光体）と、緑色発光する蛍光体（例えば、β―ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体）を用いることが好ましい。これにより、発光装置を用いたディスプレイの色再現範囲を広げることができる。照明等に用いられる場合、青色発光する発光素子と黄色発光する蛍光体と赤色発光する蛍光体及び青緑色発光する発光素子又は蛍光体とを組み合わせて用いてもよい。
【００６７】
蛍光体の粒子の形状は、例えば、破砕状、球状、中空及び多孔質等のいずれでもよい。蛍光体は、例えば、平均粒径（メジアン径）が５０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下又は１０μｍ以下であるものが好ましい。平均粒径は、市販の粒子測定器又は粒度分布測定器等やＳＥＭで得られる画像の処理によって測定及び算出することができる。上記の平均粒径は、Ｆ．Ｓ．Ｓ．Ｓ．Ｎｏ（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｕｂ  Ｓｉｅｖｅ  Ｓｉｚｅｒ’ｓ  Ｎｏ）における空気透過法で得られる粒径を指す。
【００６８】
蛍光体を含有させる透光性材料としては、例えば、透光性の高いシリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーン変成樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＴＰＸ樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂、ガラス等が挙げられる。
【００６９】
波長変換層は、複数の層として設けられてもよい。複数の層は、例えば、同じ蛍光体を含有した層であってもよく、それぞれ異なる種類、濃度、組成等の蛍光体を含有する層であってもよい。
【００７０】
特に、少なくとも、凹部内であって発光素子の上、つまり、発光装置の光取り出し面上に形成される第１の波長変換層と、第１の波長変換層を被覆し、第１の波長変換層と異なる種類の蛍光体を含有する第２の波長変換層を有していてもよい。
【００７１】
第２の波長変換層は、第１の波長変換層の上に形成されている限り、凹部の外にわたって形成されてもよく、凹部内に形成されてもよい。
【００７２】
第２の波長変換層に含まれる第２蛍光体は、第１の波長変換層に含まれる第１蛍光体よりも、耐候性が高いこと、特に耐水性が高いこと、発光波長が短いこと、劣化しにくいこと、のうち、いずれかの特性を有することが好ましい。つまり、複数の波長変換層のうち、耐候性の低い蛍光体を含有する層から順番に発光素子の上面に積層して、波長変換層を形成することが好ましい。
【００７３】
これにより、耐候性の低い第１蛍光体を保護し、第１蛍光体の変質等を抑制することができる。その結果、第１蛍光体にその機能を十分果たさせることができる。これによって、信頼性が高い、高寿命の発光装置を製造することができる。
【００７４】
本明細書において、蛍光体の発光波長とは、ピーク波長のことをいう。蛍光体は、一般的に、励起波長が同じである場合、発光波長が長波長であるほうが、波長変換の際に発熱が多くなる。そのため、第２蛍光体の発光波長が第１蛍光体の発光波長よりも短い場合、つまり、第１蛍光体の発光波長が第２蛍光体の発光波長より長い場合には、第１蛍光体からの発熱が多くなりやすいが、第１の波長変換層を発光装置や基体などの他の部材に近接した位置に配置することで、第１蛍光体からの放熱性を高めることができる。
【００７５】
なお、耐水性とは、水又は湿度により、蛍光体の母体が溶解、分解、潮解又は化学反応等して、元の化合物の状態から変化し、蛍光体としての物性が変化する現象に対する耐性を意味する。よって、耐水性が高いとは、蛍光体としての物性の変化の程度が小さいことをさす。
【００７６】
透光性材料としては、上述した遮光性部材を構成する樹脂の中等から適宜選択することができる。充填、光拡散、着色の機能を有する材料としては、上述した母材、遮光性部材で例示した添加物等の中から適宜選択することができる。
【００７７】
特に、第２の波長変換層を構成する透光性材料は、ガスバリア性、水蒸気透過性が、第１の波長変換層のそれよりも低い材料を用いることが好ましい。これにより、第１の波長変換層中の第１蛍光体を効果的に保護することができる。また、第１の波長変換層を構成する透光性材料は、第２の波長変換層のそれよりも放熱性が良好なもの、熱伝導率が高いものが好ましい。これにより、発光装置の信頼性を高めることができる。さらに、第１の波長変換層を構成する透光性材料の屈折率は、第２の波長変換層を構成する透光性材料のそれと同等、もしくはそれ以上であることが好ましい。これにより、波長変換層から効果的に光を取り出すことができ、発光装置の光取出し効率を高めることができる。
【００７８】
上述したナノクリスタル、量子ドット等の蛍光体は、例えば、粒径１〜１００ｎｍ程度（原子１０〜５０個程度）である。このような蛍光体を用いることにより、内部散乱を抑制することができる。光の内部散乱を抑制すると、上面に対して垂直な方向への光の配光成分を増加させることができ、同時に、発光装置の側面又は下面に向かう光を抑制することができる。その結果、光取り出し効率をより向上させることができる。例えば、バックライトに適用する場合に、バックライトへの入光効率をさらに増加させることができる。このようなナノクリスタル、量子ドットと呼ばれる蛍光体は、一般的に水分や発光装置外部のガス等により変質しやすいため、第１蛍光体として用いられることが好ましい。
【００７９】
第１蛍光体としては、代表的に、ＫＳＦ系、ＣａＳ系、ＳｒＧａ２Ｓ４系、ＳｒＡｌ２Ｏ４系、ＣＡＳＮ系及びＱ−ｄｏｔｓからなる群から選択される蛍光体を用いることができ、第２蛍光体として、アルミニウムガーネット系、β−ＳｉＡｌＯＮ系及びクロロシリケート系からなる群から選択される蛍光体を用いることができる。
【００８０】
また、第１蛍光体の平均粒径は、５０μｍ程度以下、第２蛍光体の平均粒径は、３０μｍ程度以下で、第１蛍光体の平均粒径が、第２蛍光体の平均粒径よりも大きい、言い換えると、第２蛍光体の平均粒径が第１蛍光体の平均粒径より小さい組み合わせが好ましい。これにより、第１蛍光体から発せられた第１蛍光体の二次光が、第２蛍光体に当たって遮光されることを低減することができる。
【００８１】
凹部内に波長変換層を形成する方法としては、例えば、ポッティング、電気泳動堆積法で蛍光体を付着させた後で透光性材料を含浸させる方法、圧縮成型、静電塗布法、印刷法、シート状の第１蛍光体の貼り付け等が挙げられる。この際、ポッティングや圧縮成型、印刷法等、第１の波長変換層の形成材料が液状である場合には、粘度又は流動性を調整するために、粘度調整剤（例えばシリカの微粒子等）などを添加してもよい。なかでも、透光性樹脂中に蛍光体を含有させたスラリーを供給するポッティング法により形成することが好ましい。これにより、凹部が設けられた任意の位置に容易に形成することができる。また、波長変換層の厚み及び形状等の制御が容易となり、安定して発光装置を製造することができる。
【００８２】
なお、ポッティング法は、スプレー法等と比べ、発光装置の製造時に蛍光体に負荷されるストレスを比較的少なくすることができる。そのため、波長変換層に含有される蛍光体が、エネルギー吸収率が低い（機械的強度が低いないし硬度が低い）蛍光体であっても、その形状および特性を損なうことなく、適所に波長変換層を確実に形成することができる。また、スプレー法では形成しにくい大きな粒径の蛍光体を用いることができる。さらに、スプレー法では形成しにくい比較的多量の蛍光体を、容易に（例えば、短時間で）設けることができる。
【００８３】
波長変換層を、ポッティングなどで結合剤である透光性材料とともに形成する場合には、波長変換層の厚み方向において、発光素子に近い位置で蛍光体の濃度を高くなるよう形成することが好ましい。このために、蛍光体の粒径を考慮して、透光性材料の粘度を調整することが好ましい。これによって、発光素子から出射された光の多くを、直接蛍光体に照射させることができ、波長変換効率を向上させ、色むら等を防止することができる。また、蛍光体と発光装置の表面との距離を大きくすることができるため、蛍光体への、外部環境（水分、ガス、紫外線、酸素等）の影響を抑制することができる。さらに、蛍光体を、例えば、基体、遮光性部材、発光素子等、発光装置の他の部材に近接させることにより、波長変換の際、蛍光体から発生する熱を効果的に放熱することができる。
【００８４】
このような波長変換層は、例えば、波長変換層の形成材料をポッティングした後、蛍光体が沈むまで静置する又は遠心力を加える等の方法で形成することができる。
【００８５】
第１の波長変換層では、蛍光体含有濃度を、第２の波長変換層の蛍光体含有濃度よりも小さくすることが好ましい。これにより、発光素子により近い位置に配置される第１蛍光体による一次光又は二次光の吸収を抑制することができる。
【００８６】
第１の波長変換層の厚みは、例えば、２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましい。第１の波長変換層は、第２の波長変換層の厚みよりも厚いことが好ましい。
【００８７】
第１の波長変換層の側面の一部又は全部は、凹部の側面で被覆されるように形成することが好ましい。第１の波長変換層の側面を封止部材で被覆することで、第１の波長変換層ないし第１蛍光体が発光装置の外部へ露出することを回避することができ、発光装置の信頼性を高めることができる。
【００８８】
第２の波長変換層の形成方法は、いずれでもよいが、第１の波長変換層上にスプレー法によって形成されることが好ましい。スプレー法は、ドライ及びウェット方式のいずれをも用いることができる。
【００８９】
なお、蛍光体は、波長変換層中に含有されることに限られず、発光装置のさまざまな位置や部材中に設けることができる。例えば、さらに、蛍光体を含有しない透光性部材の上に塗布、接着等された蛍光体層として設けられてもよい。
【００９０】
波長変換層は、さらに、充填材（例えば、拡散剤、着色剤等）を含んでいてもよい。例えば、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、ガラス、蛍光体の結晶又は焼結体、蛍光体と無機物の結合材との焼結体等が挙げられる。任意に、充填材の屈折率を調整してもよい。例えば、１．８以上が挙げられる。
【００９１】
充填剤の粒子の形状は、破砕状、球状、中空及び多孔質等のいずれでもよい。粒子の平均粒径（メジアン径）は、高い効率で光散乱効果を得られる、０．０８〜１０μｍ程度が好ましい。蛍光体及び／又は充填材は、例えば、透光性部材の全重量に対して１０〜８０重量％程度が好ましい。
【００９２】
波長変換層を形成する方法としてスプレー法を用いる場合には、特に、パルス状、すなわち間欠的にスプレーを噴射するパルススプレー方式が好ましい。間欠的にスプレー噴射することにより、単位時間当たりの蛍光体噴射量を少なくすることができる。このため、スプレー噴射のノズルを、少ない噴射量でスプレー噴射させながら低速で移動させることにより、凹凸形状を有する塗布面に均一に塗布することができる。また、パルススプレー方式では、連続スプレー方式に比べて、ノズルからのスラリーの噴出速度を低減することなく、エアの風速を低減することができる。このため、塗布面に良好にスラリーを供給することができ、かつ、塗布されたスラリーがエア流によって乱されない。その結果、蛍光体の粒子と発光素子の表面との密着性が高い塗布膜を形成することができる。そして、粒子状の蛍光体を含む薄膜の粒子層を複数の積層数で形成することができる。このような積層数の制御することによって、その厚み精度を向上させることができる。また、蛍光体の分布の偏りを抑制することができ、均一に波長変換した光を出射されることができ、発光素子の色むら等の発生を回避することができる。
【００９３】
波長変換層の厚みは特に限定されるものではなく、凹部の深さによって、例えば、１〜３００μｍ程度、１〜１００μｍ程度、２〜６０μｍ程度、５〜４０μｍ程度とすることができる。
【００９４】
特に、バックライト用途においては、このような比較的薄い厚みの波長変換層は、発光素子の発光効率及びバックライトの効率をより高めることができる。例えば、上述したように、光取り出し面側へ発光を増やすことができ、バックライトへの入光効率を高めることができる。また、波長変換層中の透光性部材の量を少なくすることができる。透光性部材として熱放射率の比較的低い樹脂を用いる場合には、その割合を低減することで、蛍光体の蓄熱を減らすことができる。同時に、発光素子と蛍光体又は蛍光体同士の接触面積を増やすことができ、伝熱経路を確保できる。よって、蛍光体の放熱性を改善して、発光装置の発光効率を改善することができる。さらに、発光装置の光取り出し面と導光板の入光部とを非常に近接させて実装することができるため、より高輝度でバックライトの導光板に入光させることができ、バックライトでの効率を高めることができる。
【００９５】
波長変換層は、表面に凹凸を有していてもよい。このような凹凸は、どのような方法で形成されてもよいが、上述したように、粒子状の蛍光体を含む複数の粒子層が積層されている場合には、蛍光体の粒径に対応した凹凸が、波長変換層の表面に引き継がれることで形成できる。
【００９６】
複数の凹部を形成した場合には、それぞれの凹部内に形成される波長変換層は同様のものであってもよく、異なるものであってもよい。例えば、それぞれの凹部に互いに異なる色を発光する蛍光体を含有する波長変換層が形成されてもよい。これにより、一つの発光装置から異なる色の発光を得ることができる。
【００９７】
以下に本発明の第１の実施形態に係る発光装置１を、図１〜図６に基づいて具体的に説明する。
【００９８】
本実施形態の発光装置１は、図１〜図３に示すように、第１主面上に一対の接続端子３を有する母材２を備える基体４と、発光素子５と、光反射性材料を含有する樹脂である封止部材７と、波長変換層１０とを含んで構成されている。
【００９９】
基体４は、母材２の表面、つまり、第１主面である上面２ａ、短手方向に延びる端面２ｂ及び第２主面である下面２ｃに、母材２側からＣｕ／Ｎｉ／Ａｕが積層されて構成された一対の接続端子３が形成されて構成される。
【０１００】
母材２は、たとえばガラス繊維、球状シリカ、球状シリコーン、カーボンを含有し、直方体形状を有する。
【０１０１】
一対の接続端子３は、母材２の上面２ａ側の中央部において、互いに接近して、素子接続部として突出部３ａを有する。突出部３ａは、銅からなる層によって形成されている。この突出部３ａは、後述する発光素子５に形成されている一対の電極と対向する位置において、それらの大きさと同等の大きさで形成されている。
【０１０２】
一対の接続端子３は、それぞれ、素子接続部である突出部３ａから長手方向に延びて、母材２の上面２ａから端面２ｂを経て下面２ｃに連続して形成されている。接続端子３は、素子接続部である突出部３ａから延長して母材２の下面２ｃに連続する部位（断面視Ｕ字状の部位）が外部接続部３ｂとなる（図２参照）。接続端子３の長手方向に沿った縁部は、基体４の長手方向に沿った縁部に一致しており、接続端子３の長手方向に沿った端面は、基体４の長手方向に沿った端面と同一面となるよう設けられている。
【０１０３】
接続端子３、より詳細には突出部３ａには、１つの発光素子５が、フリップチップ実装されている。発光素子５は、青色発光するＬＥＤチップであり、サファイア基板（厚み：１５０μｍ程度）上に窒化物半導体の積層体（厚み：８〜１２μｍ程度）が形成され、半導体積層体のサファイア基板と反対側の表面に正負一対の電極を有する。発光素子５は、その正負一対の電極が、基体４の一対の接続端子３の突出部３ａに、それぞれ、Ａｕ−Ｓｎ共晶半田である溶融性の接合部材６（厚み：２０μｍ）によって接続されている。
【０１０４】
封止部材７の長手方向に沿った縁部は、それぞれ、基体４の長手方向に沿った縁部と一致している。封止部材７は、発光素子５に接し、その側面の全周に接触して被覆するように、基体４の第１主面に設けられている。また、封止部材７は、発光素子５と基体４との間にも設けられている。つまり、封止部材７は、発光素子５と、突出部３ａを略完全に被覆した溶融性の接合部材６との間に配置され、溶融性の接合部材６の表面を略完全に被覆している。これによって、発光素子５から上面に、効率良く光を取り出すことができる。
【０１０５】
このような発光装置１は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、母材１２に複合接続端子１３が形成された複合基体１４を用いて製造することができる。この複合基体１４は、個片化工程後に各発光装置の基体となるものが複数個連なって構成されている。この複合基体１４は、母材１２において、上面から裏面に及ぶスリット１５を有している。複合接続端子１３は、このスリット１５の内壁を通って、複合基体１４の母材１２の上面から下面に連続して設けられている。図５では、１８個の発光装置を得る複合基体１４を表しているが、生産効率を考慮して、より多数（数百〜数千個）の発光装置を得る複合基体１４とすることができる。
【０１０６】
このような複合基体１４上に、複数の発光素子５を接続し、発光素子５の上面、上面の周囲および側面を被覆するよう、複数の封止部材１７を一括でトランスファー成型により封止・成形し、成形体を取り出す。このときの一つの発光装置を図５に示す。
【０１０７】
その後、封止部材１７の上面を、少なくとも発光素子５のそれぞれの上部に矩形の開口部が形成されたメタルマスク１８で被覆する。そして、メタルマスクの上から、ブラスト処理を施し、メタルマスク１８の開口部と対応する位置、つまり発光素子５の上部における封止部材を除去する。これにより、発光素子５を取り囲む凹部１９を形成する。本実施形態において、凹部の平面視の形状は、発光素子５の平面視の形状とほぼ同じ矩形である。
【０１０８】
ブラストによって封止部材を除去している状態を図６Ａに示す。発光素子５は上面に素子基板であるサファイア基板を有しており、凹部１９は、封止部材７のうち、少なくとも発光素子５の上部における部分を除去することと、サファイア基板の上面の一部を除去することにより形成される。ブラストによって凹部１９を形成する場合には、凹部１９の底面である発光素子５の上面に、ブラストで用いられる粒子の衝突によって凹凸が形成される。この凹凸により、発光素子５の上面を被覆する波長変換層１０を強固に固定することができる。なお、凹部１９はレーザアブレーションで発光素子５の上部表面の封止部材を除去することで形成することもできる。レーザアブレーションによると、メタルマスクとブラスト等を用いる方法では困難な微小な加工が可能となり、凹部１９を非常に正確に形成することができる。
【０１０９】
次に、封止部材７から露出している複合基体１４の上面をマスクし、例えば、パルススプレー法によって、シリコーン樹脂の基材にＬＡＧ蛍光体とＳＣＡＳＮ蛍光体を３０ｗｔ％を含有するスラリーを、波長変換層１０として、凹部１９内に形成する。凹部１９の底面に露出した発光素子５の上面は、波長変換層１０で被覆される。波長変換層１０はスプレーによって複数層形成される。その後、波長変換層１０を硬化ないし本硬化させる。
【０１１０】
その後、複合基体１４と封止部材１７とを分割予定線Ｌに沿って一方向に切断する。これによって、スリット１５の配置により、スリットの延長方向にも分離され、比較的少ない工数で個片化した発光装置１を得ることができる。切断には、ダイサー、レーザなどを用いることができる。
【０１１１】
なお、図６Ｂ〜６Ｄに示すように、凹部１９の側面を傾斜面とすることによって、発光装置１が出射する光の角度を所望の角度に調整することができる。
【０１１２】
図６Ｃに示すように、凹部１９の側面は、略垂直な部分と、略垂直な部分の上端から傾斜する部分とを有してもよい。
【０１１３】
また、図６Ｄおよび図６Ｅに示すように、発光素子５の上面１６と上面１６の周囲の封止部材７を底面とする、つまり、発光素子５の平面視よりも大きい底面を有する凹部１９としてもよい。
【０１１４】
さらに、発光素子５の上面１６が凹部１９の底面２０と略面一であることに限られず、図６Ｆに示すように、発光素子５の上面１６が凹部１９の底面２０から突出する、つまり凹部１９の底面２０より高くなるよう形成されていてもよい。
【０１１５】
また、一つの発光装置１に二つの発光素子５が設けられている場合に、図７Ａに示すように、二つの発光素子５の上面１６に一つの凹部１９が形成されてもよく、あるいは図７Ｂに示すように、この二つの発光素子５にそれぞれ個別に凹部１９が形成されてもよい。なお、発光素子５の数は二つに限定されるものではなく、三つ以上であってもよい。
【０１１６】
また、図７Ｃに示すように、一つの発光装置１に一つの発光素子５が設けられている場合に、この一つの発光素子５に二つの凹部１９が形成されてもよい。なお、凹部１９の数は二つに限定されるものではなく、三つ以上であってもよい。
【０１１７】
本発明の第２の実施形態に係る発光装置１１を図８に基づいて具体的に説明する。なお、第１の実施形態に係る発光装置１の説明と重複する部分については説明を省略し、同一の参照符を用いる。
【０１１８】
本実施形態においては、耐候性の低い蛍光体であるＫＳＦ蛍光体を含有する第１の波長変換層１０１を凹部１９内に形成し、第１の波長変換層１０１を被覆するようβ―ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体を含有する第２の波長変換層１０２も凹部内に形成する。このように、耐候性の低い蛍光体を含有する層から順番に、発光素子５の上面に積層することによって、第１の波長変換層１０１を第２の波長変換層１０２によって保護することができる。
【０１１９】
さらに、本実施形態においては、第１の波長変換層１０１は凹部１９内にポッティングで形成されるため、ＫＳＦ蛍光体のような脆い蛍光体を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明の発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告、行き先案内等の各種表示装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置、プロジェクタ装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１，１１…発光装置
２，１２…母材
２ａ…上面
２ｂ…側面
２ｃ…下面
３…接続端子
３ａ…突出部
３ｂ…外部接続部
４…基体
５…発光素子
６…接合部材
７，１７…封止部材
１０，１０１，１０２…波長変換層
１３…複合接続端子
１４…複合基体
１５…スリット
１６…上面
１８…メタルマスク
１９…凹部
２０…底面
Ｌ…分割予定線
【図２】
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【図３】
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【図４Ｂ】
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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１】
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【図４Ａ】
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