(57)【要約】【課題】ＡＣＰ接続技術やＥＳＣ法などによって製造された発光装置において形成される、フィレットにおける導電粒子による光吸収の問題点を解決し、優れた光取り出し率を達成することができる発光装置を提供すること。【解決手段】上面に一対の電極を有する基板と前記基板上に設けられた反射部材とを有する支持体と、前記一対の電極にフリップチップ実装された発光素子と、前記電極と前記発光素子との間に設けられ、前記発光素子と接触し、前記電極の少なくとも一部を被覆する異方性導電部材と、を有し、前記反射部材は、前記異方性導電部材よりも光反射率が高く、前記発光素子を前記発光素子から離間して取り囲んでおり、前記反射部材及び前記発光素子の間に存在する前記異方性導電部材の平均高さが、前記反射部材の高さ以下である、発光装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に一対の電極を有する基板と前記基板上に設けられた反射部材とを有する支持体と、
前記一対の電極にフリップチップ実装された発光素子と、
前記電極と前記発光素子との間に設けられ、前記発光素子と接触し、前記電極の少なくとも一部を被覆する異方性導電部材と、を有し、
前記反射部材は、前記異方性導電部材よりも光反射率が高く、前記発光素子を前記発光素子から離間して取り囲んでおり、
前記反射部材及び前記発光素子の間に存在する前記異方性導電部材の平均高さが、前記反射部材の高さ以下である、発光装置。
【請求項２】
前記異方性導電部材が、前記発光素子の側面の少なくとも一部を被覆するように形成されたフィレットを有し、該フィレットの頂部の高さが、前記反射部材の高さ以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記電極は互いに離間した一対の金属配線であり、
前記異方性導電部材は、前記離間した一対の金属配線と前記離間した金属配線の間の基板とを含むギャップ部分における、前記発光素子の基板側の面の下部を含む領域と、前記金属配線上における、前記発光素子の基板側の面の下部を含む領域とに充填されている、
請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記反射部材の高さが、前記発光素子の上面よりも低い、請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記異方性導電部材が光反射性かつ絶縁性のフィラーを含有する、請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記異方性導電部材の光反射率が、５０％以上９８％以下である、請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子が、前記基板側の面に反射膜を有している、請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記基板、前記一対の電極、前記異方性導電部材、前記反射部材及び前記発光素子を封止する透光性樹脂を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記透光性樹脂が波長変換部材又は光散乱材を含有する、請求項８に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐａｓｔｅ）接続技術やＥＳＣ（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ  ｓｏｌｄｅｒ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）工法等を利用して製造される、光取り出し効率を高めた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子と基板とを接続する方法として、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を利用したフリップチップ接続技術が開発された（特許文献１）。このＡＣＦとは、導電粒子を樹脂フィルムに分散したもので、これを発光素子と基板の間に配置し、発光素子と基板とで挟んで加熱・加圧することによって、発光素子の電極と基板の電極との間に導電粒子をかみ込ませて、この導電粒子により電気的に接合をとりつつ、同時に発光素子と基板とを強く固着することができる。
【０００３】
また、フリップチップ実装における発光素子と基板の間の空隙部分等にアンダーフィル材を充填する後工程を行わない方法として、異方導電性ペースト（ＡＣＰ）を利用した接続技術も開発された（特許文献１及び２）。このＡＣＰとは、エポキシ系熱硬化樹脂などの接着剤中に導電粒子を分散させたものである。ＡＣＰを基板に塗布し、（通常、ＡＣＰを硬化させる前に）ＡＣＰ塗膜に対して発光素子を熱圧着する。これによって、発光素子が基板上に固定されるとともに、ＡＣＦの場合と同様に発光素子の電極と基板の電極との間に導電粒子をかみ込ませて、電気的な接合がとられる。
【０００４】
なお、ＡＣＦ又はＡＣＰの導電粒子は発光素子からの光の一部を吸収するため、発光素子からＡＣＦ又はＡＣＰの方向へ出射された光を反射させて光取り出し効率を高めるため、基板に面した側の発光素子表面に光反射層を設けることや（特許文献２）、ＡＣＦ又はＡＣＰそのものに光反射機能を持たせるべく、これらに酸化チタン、酸化珪素、硫酸バリウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムなどの光反射性絶縁粒子を配合することが提案されている（特許文献３）。
【０００５】
また、ＡＣＰやＡＣＦを使用したフリップチップ接続技術と類似の接合方法として、接着剤に導電粒子である半田粒子を含有させて、接合部である電子素子の電極上に形成されたバンプと基板上の電極との間に半田粒子をかみ込ませて半田接合させるＥＳＣ法が開発された（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８３６０号公報
【特許文献２】特開平１１−１６８２３５号公報
【特許文献３】特開２０１２−１８６３２２号公報
【特許文献４】特開２０１３−４５６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＡＣＰ接続技術及びＥＳＣ法は、熱と圧力を同時に加えることによって、発光素子を基板に実装するものである。発光素子を基板上に強固に接合（固定）するためには、発光素子よりも大きな面積（広い面積）で、そしてある程度の厚みで接着剤の層を設ける必要がある。
【０００８】
このため、流動性のある接着剤の少なくとも一部は、実装の際に発光素子の下面から外側に押しのけられ、そして外側に出てきた接着剤は濡れにより発光素子の側面を這い上がり、前記側面の一部を覆うフィレットを形成する。
【０００９】
この接着剤は導電粒子を含有しており、この導電粒子は発光素子からの光を吸収する場合がある。このようなフィレットの量は接着剤のごく一部であるが、そこにも導電粒子が存在する。
【００１０】
発光素子の下面における接着剤における光吸収は、光反射層を別に設けることで解決できるものであったとしても、フィレットの部分における光吸収の問題については、光反射層を設けることが難しく、光取り出し率を高めることが困難であるという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、ＡＣＰ接続技術やＥＳＣ法などによって製造された発光装置において形成される、前記フィレットにおける導電粒子による光吸収の問題点を解決し、優れた光取り出し率を達成することができる発光装置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】
【００１２】
本発明者は、反射部材を、前記発光素子から離間してその発光素子を取り囲むように基板上に配置することによって光取り出し率の底上げを図り、さらに前記フィレットの高さが前記反射部材の高さ以下になるように調節することによって、優れた光取り出し率を達成することができることを見出し、本発明を完成するにいたった。
【００１３】
すなわち本発明は、上面に一対の電極を有する基板と前記基板上に設けられた反射部材とを有する支持体と、前記一対の電極にフリップチップ実装された発光素子と、前記電極と前記発光素子との間に設けられ、前記発光素子と接触し、前記電極の少なくとも一部を被覆する異方性導電部材と、を有し、前記反射部材は、前記異方性導電部材よりも光反射率が高く、前記発光素子を前記発光素子から離間して取り囲んでおり、前記反射部材及び前記発光素子の間に存在する前記異方性導電部材の平均高さが、前記反射部材の高さ以下である、発光装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＡＣＰ接続技術やＥＳＣ法等により製造された発光装置において、その製造過程で発生する、発光素子側面をＡＣＰ又は接着剤が這い上がって形成されたフィレット部分の高さを一定以下に抑え、また一定以上の高さの、発光素子を取り囲むよう配置された反射部材を設けることによって、フィレット部分における導電粒子による光吸収の影響を抑え、優れた光取り出し率を達成した発光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の発光装置の代表的な実施態様の断面を示す模式図である。
【図２】ＥＳＣ法を利用して形成される本発明の発光装置の代表的な実施態様の断面を示す模式図である。
【図３】発光素子の代表的な態様の断面を示す模式図である。
【図４】本発明の発光装置の代表的な実施態様を上面視した場合の構成を示す模式図である。
【図５】透光性樹脂を有する本発明の発光装置の一実施態様の断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の発光装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。必要に応じて具体的な実施例を示すが、それは本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明をそれらに限定するものではない。また、以下に記載する構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１７】
また、本明細書において、層上などでいう「上」とは、必ずしもその層などの上面に接触して形成される場合に限られず、離間して上方に形成される場合も含んでおり、層と層の間に介在層が存在する場合も包含する意味で使用する。
【００１８】
［発光装置］
図１は、本発明の発光装置の代表的な実施態様の断面を示す模式図である。以下、本発明の発光装置１０について、図１を参照しながら説明する。
【００１９】
＜支持体５０＞
本発明の発光装置１０は、上面に一対の電極１４を有する基板１２とその基板１２上に設けられた反射部材２０とを有する支持体５０を備える。前記基板１２はその目的や用途等に応じて、また、発光素子２２の実装、光反射率、他の部材との密着性などを考慮して、適切な公知の各種材料を用いて形成することができる。そのような材料としては、例えば、セラミック、樹脂、ガラス等を用いることができる。
【００２０】
前記セラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）等を用いることができる。
【００２１】
また前記樹脂としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができ、具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂、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、ポリイミド樹脂、変性ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、変性ウレタン樹脂、テフロン（登録商標）、ＦＲ−４、ＣＥＭ−３などをあげることができる。さらに、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリマー、ナイロン等も用いることができる。さらにこれらの樹脂中には、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの微粒子などを含有させてもよい。
【００２２】
基板１２は以上説明した各種の公知の材料から形成することができるが、これらのうち可撓性のある材料、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリイミド樹脂及び液晶ポリマーなどの材料を使用してフレキシブル基板とすることもできる。特に、発光素子２２の実装に半田を用いる場合には、耐熱性の高いポリイミド樹脂を用いることが好ましい。基板１２をこのような材料で形成して可撓性を有するフレキシブル基板とした場合には、その上の電極１４や後述する異方性導電部材１６、反射部材２０等を適切な材料で形成することにより、可撓性を有する発光装置１０とすることができる。このような発光装置１０は、例えば平坦でない場所にも取り付けることが可能となるなど、発光装置１０を備える各種製品の設計自由度を高めることができる。
【００２３】
また、基板１２を形成する材料に、発光装置１０の光取り出し効率の向上のため、光反射率の高い材料（例えば、酸化チタン等の白色フィラーなど）を含有させてもよい。
【００２４】
基板１２の厚みは、当該技術分野で採用されているものであれば特に制限されず、例えば１０μｍ〜数ｍｍ程度の厚みとすることができる。基板１２が、前述のフレキシブル基板である場合には、基板１２の厚みは例えば１０μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。
【００２５】
また、基板１２の本発明の発光装置１０の上面視における形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状とすることができる。例えば、四角形、長方形、多角形、円形、楕円形、及びそれらを組み合わせた形状とすることができる。発光装置１０を直管の蛍光灯などに使用する場合には、基板１２は、短手方向の幅に比して１０倍以上の長さを有するような長尺形状とすることが好ましい。例えば、約１２０ｃｍの直管型の照明とする場合、幅が０．５ｃｍ〜５ｃｍで、長さが３０ｃｍ〜１２０ｃｍの基板などとすることができる。
【００２６】
＜電極１４＞
前記基板１２の上面に一対の電極１４が設けられており、ここに発光素子２２がフリップチップ実装される。基板１２は少なくとも一対の電極１４を備えていればよく、任意に三つ以上の電極を備えていてもよい。
【００２７】
また電極１４は、配線パターンやリードフレームとして基板１２の上面に形成されていてもよい。なお、発光装置１０がフレームインサートタイプのである場合、板状のリードを所望の形状に加工したものを電極１４として用いることができる。その電極１４の形状は、発光素子２２が実装できるように基板１２上に露出していればよく、平板状のもののほか、部分的に厚みの異なるものや、上下方向に屈曲させたものでもよく、またその厚みや形状等については、発光装置１０の形状等に応じて種々選択することができる。
【００２８】
このような電極１４を形成する材料としては、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ及び、これらを含む金属（合金）やメッキ、それらを積層した材料を用いることが好ましく、基板１２との密着性や、発光装置１０の光取り出し効率の向上のため反射率を考慮して適宜選択される。
【００２９】
電極１４の厚みは特に限定されるものではなく、当該分野で通常使用される電極の厚みを適用することができる。例えば、電極１４の厚みは数μｍ〜数ｍｍ程度とすることができる。特に、可撓性を有する発光装置とするため、上記の可撓性を有する基板１２を用いる場合には、電極１４はその可撓性を損なわない厚みであることが好ましく、例えば、５μｍ〜１５０μｍ程度の厚みである。
【００３０】
電極１４が配線パターンである場合、その上面視における形状は特に限定されるものではなく、通常の、発光素子を搭載する基板等における配線のパターンと同様又は準じた形状等とすることができ、さらに放熱性及び／又は強度等を考慮した形状等とすることが好ましい。そのような形状として例えば、クランク形状、三角形、四角形等の多角形、円、楕円等の角のない形状、これらの形状に部分的に凹凸を有する形状等の１種又はこれらを組み合わせた形状が挙げられる。
【００３１】
以上説明した電極１４は、正負一対の電極として、基板１２上に互いに離間して積層された一対の金属配線であることが好ましい。これにより、電極１４の形状の自由度を高めることができる。例えば、複数の電極１４を基板１２上に広い面積で設けることができ、発光装置の放熱性を高めることができる。
【００３２】
＜異方性導電部材１６＞
本発明の発光装置１０においては、一対の電極１４に発光素子２２がフリップチップ実装されている。異方性導電部材１６はこの電極１４と発光素子２２の間における接着及び電気的導通を行う。具体的には、異方性導電部材１６は前記電極１４と発光素子２２との間に設けられており、前記発光素子２２と接触し、前記電極１４の少なくとも一部、特に電極１４の発光素子２２の下部にあたる領域を被覆し、電極１４と発光素子２２とを強固に接着している。なお、異方性導電部材１６のうち、発光素子２２の下方から外側方向に露出した部分を露出部２６と呼ぶ。
【００３３】
異方性導電部材１６には導電性物質１８が含まれ、これを電極１４と発光素子２２の間に挟み込んで双方に接触するようにすることで、導電性物質１８を介して電極１４と発光素子２２とが電気的に接続する。なお、例えば図１において左右の電極１４の間で導電性物質１８が連なると、電極１４間で短絡が発生してしまうので、そのようなことが起こりにくくなるように、異方性導電部材１６中における導電性物質１８の量は調整されている。
【００３４】
このような導電性物質１８としては、異方性導電接続（ＡＣＰ接続技術など）用の従来の導電粒子において用いられている各種の金属の粒子を利用することができる。その例として例えば、金、ニッケル、銅、銀、パラジウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、クロム、モリブデン、タングステン、それらの合金、それらの多層化物（例えば、ニッケルメッキ／金フラッシュメッキ物）等を挙げることができる。
【００３５】
また、前記導電粒子として、樹脂粒子を前記の金属材料で被覆した金属被覆樹脂粒子を使用することができる。このような樹脂粒子としては、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子などが挙げられる。樹脂粒子を金属材料で被覆する方法としては従来公知の方法を採用することができ、無電解メッキ法、電解メッキ法等を利用することができる。また、被覆する金属材料の層厚は、良好な接続信頼性を確保するに足る厚さであり、樹脂粒子の粒径や金属の種類にもよるが、通常、０．０１〜３μｍ程度である。
【００３６】
あるいは、上記導電性物質１８は、半田材料であってもよい（ＥＳＣ法）。当該半田材料は例えば、スズ、銅、銀、ビスマス、アンチモン、インジウムおよび亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む低融点の材料である。半田材料（半田粒子）の場合には、発光素子２２と電極１４とがその間にある半田材料の融点以上の温度で熱圧着され、これによりこれらの間の電気的接続が形成される。
【００３７】
ＥＳＣ法を利用して発光装置１０が製造される場合には、代表的には図２に示すように、上面に一対の電極１４を有する基板１２上に、電極１４全体を被覆するようにして異方性導電部材１６が塗布され、任意に設けられるバンプを介して当該電極１４と発光素子２２の発光素子側電極３２とが半田接続され、電気的接続が確立される。またこれにより半田接合部３０が形成される。
【００３８】
以上説明した導電性物質１８（導電粒子又は半田材料）が適切な量で存在することにより、発光素子２２と一対の電極１４とが、電極１４同士の短絡などを起こすことなく電気的に接続され、高い信頼性が得られる。
【００３９】
また、異方性導電部材１６は発光装置１０において発光素子２２の下面側（及び側面）に位置しているので、当該部材に光反射性を持たせることで、発光装置１０の光取り出し効率を向上することができる。異方性導電部材１６に光反射性を持たせるためには、例えば光反射性のフィラーを含有させる。また意図しない電気的導通を生じさせないよう、前記フィラーは絶縁性である必要がある。そのようなフィラーとしては従来公知のものを特に制限なく使用することができ、例えば、酸化亜鉛ウィスカ、酸化チタンウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、チタン酸塩ウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、ウォラストナイト（カオリンシリケートの針状結晶）などの光反射性針状絶縁粒子や、酸化チタン、窒化ホウ素、酸化亜鉛又は酸化アルミニウム等の光反射性の絶縁粒子等が挙げられる。このような光反射性かつ絶縁性のフィラーを含有させることで、異方性導電部材１６の光反射率を好ましくは５０％以上９８％以下に高めることができる。
【００４０】
なお、図１に示された実施形態の発光装置１０においては、前記電極１４は、基板１２上に互いに離間して積層された一対の金属配線であり、これら金属配線と基板１２と（より詳細には、離間した一対の金属配線と離間した金属配線の間の基板と）によって画定されるギャップ部分２４が形成され、その部分で基板１２が発光素子２２に対して露出している。この部分の基板１２と発光素子２２との良好な接着のため、異方性導電部材１６は、前記金属配線と発光素子２２との間、より詳しくは前記金属配線上における、前記発光素子２２の基板１２側の面の下部を含む領域だけでなく、前記ギャップ部分２４における前記発光素子２２の基板１２側の面の下部を含む領域にも充填されている。
【００４１】
このように異方性導電部材１６は、基板１２及び電極１４と、発光素子２２との接着及び電気的接続に関与する。発光装置１０の製造においては、例えば基板１２上に電極１４を積層し、電極１４の少なくとも一部（特に発光素子２２の下面に対応する部分）及びギャップ部分２４に異方性導電部材１６を塗布し、当該部材１６上に発光素子２２を載置する。このとき発光素子２２の下部の領域にある異方性導電部材１６の少なくとも一部は外側に押しのけられて、濡れにより発光素子２２の側面を這い上がり、前記側面の少なくとも一部を被覆するフィレットを形成する。
【００４２】
このフィレットの中に異方性導電部材１６が存在すると、その部分においても当該部材による発光素子２２からの光の吸収が発生し、この部分については光反射層を設けて光取り出し効率の低下を防止することは困難である。このようなフィレットに起因する光取り出し効率の低下を、本発明はフィレットの高さの調整及び後述する特定の構成の反射部材２０により改善した。
【００４３】
＜発光素子２２＞
上述の通り発光素子２２が基板１２上の一対の電極１４にフリップチップ実装され、異方性導電部材１６中の導電性物質１８を介して前記電極１４と電気的に接続される。発光素子２２の構成は特に制限されるものではなく、フリップチップ実装が可能な公知の各種の構成が採用可能である。
【００４４】
その代表例の一つとして、図３に示す態様が挙げられる。図３は発光素子２２の断面図であるが、図１における発光素子２２と上下の向きを反転して示している。図３に示す通り、支持基板２２０上に、ｎ型窒化物半導体層２２１、活性層２２２及びｐ型窒化物半導体層２２３がこの順に積層されている。さらにｐ型窒化物半導体層２２３上にはｐ側電極が設けられている。これはｐ型窒化物半導体層２２３上にＩＴＯ，ＺｎＯ、Ａｌ、Ａｇなどの全面電極２２４を設けて、電流がｐ型窒化物半導体層２２３全体に行きわたるようにし、さらに全面電極２２４上にｐ側パッド電極２２７を設けた構成とすることができる。
【００４５】
本態様の発光素子２２においては、ｎ型窒化物半導体層２２１を露出する露出面２２５が形成されている。そして、露出したｎ型窒化物半導体層２２１の上にｎ側電極２２６が設けられている。ｎ側電極２２６はｎ側コンタクト電極及びｎ側パッド電極の積層体の構成としてもよい。
【００４６】
そして、これらｐ側電極とｎ側電極とが短絡しないように、絶縁膜２２８でこれら電極を被覆し、保護する。そしてｐ側及びｎ側電極のそれぞれが異方性導電部材１６を介して、基板１２の一対の電極１４と電気的に接続される。なお、基板側の正負の電極１４が近接していない場合には、異方性導電部材１６を構成する主要材料（導電性物質１８以外）は絶縁性であるので、絶縁膜２２８を形成しなくとも、前記短絡を防止することが可能である。
【００４７】
以上説明した発光素子２２のｐ側電極及びｎ側電極が、基板１２に対向するようフリップチップ実装される。発光素子２２のフリップチップ実装される位置は基板１２の一対の電極１４に対応しており、図１の態様であれば、発光素子２２が互いに離間している一対の電極１４をまたぎ、発光素子２２のｐ側及びｎ側電極のそれぞれが基板１２の一対の電極１４のそれぞれに対応するような位置に位置決めされ、実装される。なお、図３に示した態様ではｐ側及びｎ側電極の高さが異なるが、これに対応して一対の電極１４の厚みを異なるようにしたり、基板１２に段差を設けて発光素子２２の上面（光取り出し面）が水平面と平行になるようにすることが好ましい。また、ｎ側電極２２６の電極の高さをｐ側パッド電極２２７の高さと同じにして発光素子２２の上面が水平面と平行になるようにすることがより好ましい。
【００４８】
以上説明した発光素子２２における各層の構成としては、従来公知の各種の構成を特に制限なく採用可能である。例えば前記ｎ型窒化物半導体層２２１は、ＧａＮのコンタクト層、ＩｎＧａＮ／ＧａＮの多層膜構造、ｐ型窒化物半導体層２２３は、ＧａＮのコンタクト層、ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＧａＮの単層、多層膜構造等を用いて構成することができる。また、各層の一部に、絶縁性、半絶縁性の領域、層、又は逆導電型の領域、層を設けてもよい。
【００４９】
また、発光素子２２における活性層２２２は、例えば、ＡｌaＩｎbＧａ1-a-bＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、ａ＋ｂ≦１）からなる井戸層と、ＡｌcＩｎdＧａ1-c-dＮ（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１、ｃ＋ｄ≦１）からなる障壁層とを含む量子井戸構造を有する。活性層から放出する光の波長は、発光素子の目的、用途等に応じて３６０ｎｍ〜６５０ｎｍ付近、好ましくは３８０ｎｍ〜５６０ｎｍの波長である。
【００５０】
さらに発光素子２２は、その下面、つまり基板１２と対向する面に、誘電体多層膜やＡｇ、Ａｌ等の光反射率の高い金属膜などからなる反射膜を有していてもよい。これにより発光素子２２の活性層２２２から下向きに発せられた光を反射し、発光装置１０の光取り出し効率を高めることができる。特に、異方性導電部材１６が光反射性かつ絶縁性のフィラーを含有していない場合には、活性層２２２から下向きに出射した光が異方性導電部材１６により吸収されてしまうため、前記反射膜を、発光素子２２の下面になるべく大きな形成面積で形成することが好ましい。
【００５１】
また、本発明の発光装置１０においては、発光素子２２は複数設けられてもよい。
【００５２】
＜反射部材２０＞
発光装置１０の光取り出し効率を高めるため、本発明においては発光素子２２の周囲を発光素子２２から離間して取り囲むよう、基板１２上に反射部材２０を設ける（図１等参照）。反射部材２０は異方性導電部材１６よりも光反射率が高く、発光素子２２の周囲を取り囲むように、発光素子２２の側面から離間して基板１２上に設けられている。そして、反射部材２０及び発光素子２２の間に存在する異方性導電部材１６（すなわち露出部２６）の平均高さが、反射部材２０の高さ以下となるように設定されている。本発明においては、「反射部材２０の高さ」とは、反射部材２０の上面の高さを指す。
【００５３】
すなわち本発明においては、反射部材２０の上面の高さ、つまり図１において、左側の電極１４の付近に示された上下向き矢印で挟まれた線分の長さが、前記異方性導電部材１６の露出部２６の平均高さ以上である。言い換えると、前記露出部全体の平均的な高さをみたときに、前記露出部が、図１における露出部２６の上方に引かれた点線（左側の電極１４と発光素子２２との間に引かれている）と同じであるか、又はそれを超えない。反射部材２０の高さをこのようなものとすることで、フィレットにより吸収され強度が弱まった光を含めて、発光素子２２からの光を反射し、光取り出し率が向上する。
【００５４】
さらに本発明において好ましくは、前記フィレットの発光素子２２と接する頂部２８の高さが、反射部材２０の高さ以下である。このような構成とすることによって、フィレットによる光吸収を最小限に抑制することが出来る。
【００５５】
なお、図１において電極１４と発光素子２２の間に存在する異方性導電部材１６は、発光素子２２側で最も高さが高く、反射部材２０側で最も高さが低くなるかたちで表されているが、必ずしもこのような態様となるわけではなく、反射部材２０と発光素子２２との間に異方性導電部材１６の高さが最も低くなる部分がある（異方性導電部材１６が断面視で略凹形状である）態様であってもよい。また、異方性導電部材１６の一部が反射部材２０の縁付近に乗っていてもよい。この場合、反射部材２０は図１で表される平坦な形状ではなく、その縁付近に乗った異方性導電部材１６よりも高さが高い部位を有し、かつ反射部材２０の最も高い部分の基板１２の上面からの高さが、前記露出部２６（反射部材２０の縁付近に乗った異方性導電部材１６の部分も含む）の基板１２の上面からの平均高さ以上である。
【００５６】
さらに、反射部材２０の高さは、発光素子２２の上面の高さより低いことが好ましい。反射部材２０の高さをこのように調節することによって、本発明の発光装置１０の発光角度がより広くなり、これによってより広い視野角を達成することができる。
【００５７】
また、反射部材２０が厚みの差を有する、もしくは反射部材２０の下方の電極１４や基板１２が凹凸等を有するなどで反射部材２０の高さが場所によって一定ではない場合、反射部材２０の高さは、発光素子２２からの発光に影響が大きい範囲の反射部材２０の高さで定められ、具体的には発光素子２２を取り囲む一定の範囲の平均高さとして求められる。
【００５８】
なお、図１に示されるように、ギャップ部分２４が存在する場合には、その部分の異方性導電部材１６の量が多いので、ギャップ部分２４の上方にある発光素子２２の側面にはその他の部分に比べて大きな（深い）フィレットが形成される。本発明において、反射部材２０及び発光素子２２の間に存在する異方性導電部材１６（露出部２６）の平均高さとは、図１の断面における露出部２６の平均高さとし、前記大きなフィレットにおける高さは考慮しないものとする。なお、図１に示される断面とは、図４（本発明の発光装置１０を上面視した場合の構成を示す図である）におけるＡ−Ａで示されるような断面、すなわちギャップ部分２４の形成方向と直交する方向における断面である。図２の態様の場合も同様にギャップ部分２４の上方にある発光素子２２の側面にはその他の部分に比べて大きなフィレットが形成され、この態様の場合の露出部２６の平均高さは、図２の断面における露出部２６の平均高さとする。
【００５９】
次に、反射部材２０は発光素子２２の周囲を取り囲むように形成されるが、光取り出し効率向上の点から、発光素子２２が実装される電極１４及び基板１２が露出した部分（開口部）が、発光素子２２を中心として取り囲む形状に形成されていることが好ましい。発光素子２２を取り囲んで形成される反射部材２０の、発光装置１０の上面視における形状は特に制限されず、例えば図４に示されるように矩形枠状とすることができるし、方形枠状であっても円形枠状であってもよい。また、発光装置１０の発光素子２２が設けられた側の面のほぼ全面を被覆していてもよい。
【００６０】
また反射部材２０は、図１においては電極１４上に形成されているが、図４に示すように、基板１２の一部上にも積層されることが好ましい。また、この場合において、反射部材２０は電極１４の上面と側面とを被覆するように形成されてもよく、反射部材としての機能及び電極１４の保護膜としての両方の機能を果たさせてもよい。
【００６１】
以上説明した反射部材２０は、異方性導電部材１６よりも光反射率の高い公知の材料で形成することができ、例えば白色の絶縁部材、具体的にはエポキシやシリコーン系の樹脂等に白色の酸化チタンや酸化ケイ素を混ぜた樹脂組成物等により形成することができる。
【００６２】
なお、上記の基板１２、一対の電極１４および反射部材２０を合わせて、支持体５０と呼ぶ。
【００６３】
＜透光性樹脂＞
図５は、本発明の発光装置１０の一実施態様を示す模式図である。本態様の本発明の発光装置１０においては、発光装置１０の上部、すなわち発光装置１０における基板１２、電極１４、異方性導電部材１６、反射部材２０及び発光素子２２が、透光性樹脂３４により封止されて、発光装置１０がパッケージの形態となっている。
【００６４】
このように封止することで、発光装置の部材を物理的・熱的衝撃等から保護することができる。本発明においては、発光素子２２の側面においてフィレットの高さを低く調整しているため、フィレットの発光素子２２を固定する力（接着強度）が弱まっている場合がある。そのため、このような封止により接着強度の補強を行うことが好ましい。
【００６５】
特に基板１２をフレキシブル基板として折り曲げ可能な構成にした場合には、フィレットの高さを低く調整したことによる曲げ強度の低下を補うことができるため、本発明の発光装置１０の各種外部ストレスに対する耐性を高めることができる。
【００６６】
このような樹脂封止に用いられる透光性樹脂３４としては、透光性の高いシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等を使用することが好ましい。また、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の透光性を有する絶縁樹脂も用いることができる。さらに、ユリア樹脂、フッ素樹脂およびこれらの樹脂を少なくとも二種含むハイブリッド樹脂など、耐候性に優れた樹脂も利用できる。
【００６７】
＜波長変換部材＞
また、発光装置１０は、発光素子２２からの出射光の少なくとも一部を吸収して波長変換を行う波長変換部材３６を備えることができる。この波長変換部材３６は、例えば前記透光性樹脂３４内に含有させることができる。前記波長変換部材３６は、代表的には前記出射光によって励起され蛍光を発する蛍光物質である。波長変換部材３６を有することにより、光源の光を異なる波長の光に変換し、光源と波長変換部材３６で波長変換された光との混色光を得ることが可能となる。この波長変換部材３６としては蛍光体が好適に利用できる。なぜなら蛍光体は光散乱性及び光反射性の機能をも備えているため、波長変換機能に加えて光散乱部としての役割を果たし、光取り出し効率を高めることができるからである。なお、蛍光体は、透光性樹脂３４中にほぼ均一の割合で混合することも、部分的に偏在するよう、例えば発光素子２２の周辺において濃度が高くなるよう配合することもできる。
【００６８】
例えば、青色発光する発光素子２２と、波長変換部材３６としてイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）とを用いると、白色系の混色光を発光させることができる。白色に発光可能な発光装置とする場合、透光性樹脂３４中に含まれるＹＡＧ系蛍光体の濃度を白色となるように調整するが、その場合のＹＡＧ蛍光体の濃度は、例えば、５〜５０％程度である。
【００６９】
前記ＹＡＧ系蛍光体は、ＹとＡｌを含むガーネット構造の蛍光体の総称であり、希土類元素から選択された少なくとも一種の元素で付活された蛍光体であり、発光素子２２から発光される青色光で励起されて発光する。ガーネット構造の蛍光体は、ＹＡＧ系の蛍光体に限られず、本発明に用いることができる。例えば、（Ｒｅ１−ｘＳｍｘ）３（Ａｌ１−ｙＧａｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕからなる群から選択される少なくとも一種の元素である。）等の組成式のものを用いることができる。
【００７０】
また、蛍光体として、窒化物系蛍光体も用いることができる。窒化物系蛍光体の具体例としては、一般式、ＬＸＭＹＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ）：Ｒ若しくはＬＸＭＹＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ）：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の第ＩＶ族元素である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である。Ｘ、Ｙ、Ｚは、０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｚ≦３を満たす数である。）で表されるものを挙げることができる。
【００７１】
また、青色光を吸収して赤色発光する蛍光体としてはＫＳＦ蛍光体を用いることができる。
【００７２】
また、蛍光体は、一層からなる透光性樹脂３４中に一種類或いは二種類以上存在してもよい。これにより所望の波長を出射可能な発光装置１０を実現できる。
【００７３】
＜コネクタ・ツェナーダイオード＞
本発明の発光装置１０は、外部電源装置と接続するためのコネクタを有していてもよい。また前記外部電源装置においては、発光装置１０の静電耐圧を高めるため、ツェナーダイオードを組み合わせてもよい。
【００７４】
＜添加部材＞
また、透光性樹脂３４は、波長変換部材３６の他、粘度増量剤、顔料及び光散乱材等、使用用途に応じて適切な部材を含有することができ、これによって良好な指向特性を有する発光装置１０が得られる。同様に外来光や発光素子２２からの不要な波長の光をカットするフィルター効果を持たせたフィルター材として各種着色剤を含有させることもできる。
【００７５】
前記光散乱材とは、例えば中心粒径が１ｎｍ以上５μｍ未満のものは、発光素子２２及び波長変換部材３６からの光を良好に乱反射させ、大きな粒径の波長変換部材３６の色ムラを抑制したり、発光スペクトルの半値幅を狭めたりできる。また、中心粒径が１ｎｍ以上１μｍ未満の光散乱材は、光度を低下させることなく透光性樹脂３４における樹脂粘度を高めることができる。
【００７６】
さらに、前記光散乱材で中心粒径が５μｍ以上１００μｍ以下のものは、フィラーとして好ましく使用することができる。このような粒径のフィラーを透光性樹脂３４中に含有させると、光散乱作用により発光装置１０の色度バラツキが改善される他、透光性樹脂３４の耐熱衝撃性を高めることができる。これにより、高温下での使用においても、発光素子２２と異部材界面におけるクラック及び剥離の発生を防止できる。さらには樹脂の流動性を長時間一定に調整することが可能となる。
【００７７】
＜発光装置の製造方法＞
本発明の発光装置の製造方法は、以上説明した発光装置の構成を実現し得る限り特に制限されるものではないが、例えば、以下のようにして本発明の発光装置を製造することができる。なお、参照のため各構成に図１における符号を付す。
【００７８】
まず、基板１２と一対の電極１４と反射部材２０とを有する支持体５０を準備する。例えば、まず基板１２上に一対の電極１４を形成する。また、上述の通り必要に応じて電極１４は、三つ又はそれ以上形成してもよい。電極１４は、蒸着、スパッタリング、メッキ、フォトレジストを用いたビルドアップ法やサブトラクティブ法、金属箔の貼り付け、並びに導電性ペーストを用いた印刷法などの公知の方法で形成することができる。電極１４がリードフレームである場合には、基板１２は金型を用いた射出成型やトランスファーモールド等で形成することができる。
【００７９】
続いて基板１２及び／又は電極１４上に反射部材２０を形成する。反射部材２０は、電極１４上に発光素子２２をフリップチップ実装する位置を位置決めしておき、そこの周囲を離間して取り囲むように形成して、発光素子２２の実装用の電極１４及び基板１２が露出した部分（開口部）を形成する。反射部材２０は、白色の熱硬化性樹脂である場合には、塗布や印刷などの公知の方法により形成可能である。
【００８０】
次に、発光素子２２が実装される部分、すなわち開口部の少なくとも一部に異方性導電部材１６を配置する。異方性導電部材１６の配置は、ディスペンスや印刷等の従来公知の方法により行うことができる。なお、異方性導電部材１６は上記で説明した通り、導電性物質１８として導電粒子（ＡＣＰ接続技術を用いる場合）又は半田材料（ＥＳＣ法を用いる場合）を含んでいる。この時、基板１２上の電極１４又は発光素子２２の発光素子側電極上に、例えば金や半田等の導電材料からなるバンプを形成して、これと導電性物質１８とを利用して、発光素子２２と基板１２の電極１４とを接合してもよい。
【００８１】
さらに、配置された異方性導電部材１６上に発光素子２２を載置する。このとき、発光素子２２側の電極と基板１２側の電極１４とが対向するように位置決めする。そして載置した発光素子２２を加熱・加圧することで、発光素子２２と基板１２上の電極１４とが導電性物質１８を介して電気的に接続し、またこれらが物理的に接着する。また異方性導電部材１６は基板１２と基板１２上の電極１４とにより形成されたギャップ部分２４にも充填されるため、アンダーフィル材料を充填することなく、発光素子２２と基板１２との強固な接着も達成することができる。
【００８２】
このときに濡れ現象により、異方性導電部材１６が発光素子２２の側面を這い上がって、側面の少なくとも一部を被覆するフィレットを形成し、この部分が発光素子２２からの光を吸収する。本発明の発光装置１０は上述の通り一定の高さに設けられた反射部材２０を有しており、光取り出し効率を向上させている。例えば異方性導電部材１６を配置する際のディスペンス量を少なくする、印刷の場合には印刷版を薄くして薄い印刷を行うことなどによって、反射部材２０の高さを一定のものとすることができる。
【００８３】
なお、上記発光素子２２の製造方法を簡潔に説明すると以下の通りである。
まず成長基板上で結晶成長によりｎ型窒化物半導体層、活性層、ｐ型窒化物半導体層、ｎ側電極及びｐ側電極を、例えば図３に示された態様となるように形成する。
【００８４】
発光素子２２はこれらの層の半導体積層体であってもよいし、その他の層（上述の反射膜など）を有していてもよい。成長基板は、窒化物半導体（特にＧａＮ系半導体）をエピタキシャル成長させることができる基板であればよく、成長基板の大きさや厚さ等は特に限定されない。この成長基板としては、Ｃ面、Ｒ面、及びＡ面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化珪素（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓが挙げられる。また、ＧａＮやＡｌＮ等の窒化物半導体基板を用いることもできる。本発明において発光素子は、フリップチップ実装されるため、基板としてサファイアやＳｉＣ等の透光性を有するものを用いることが好ましい。なお、成長基板は、例えば発光素子の実装後等に、除去されてもよい。
【００８５】
さらに、発光素子２２の実装の後、必要に応じて透光性樹脂３４による封止を行い、発光装置１０をパッケージの形態とする。前記封止の方法としては従来公知の方法を特に制限なく使用することができる。また透光性樹脂３４には上記の通り波長変換部材３６や、その他の添加部材を含有させることもできる。
【符号の説明】
【００８６】
１０  発光装置
１２  基板
１４  電極
１６  異方性導電部材
１８  導電性物質
２０  反射部材
２２  発光素子
２２０  支持基板
２２１  ｎ型窒化物半導体層
２２２  活性層
２２３  ｐ型窒化物半導体層
２２４  全面電極
２２５  露出面
２２６  ｎ側電極
２２７  ｐ側パッド電極
２２８  絶縁膜
２４  ギャップ部分
２６  露出部
２８  フィレットの頂部
３０  半田接合部
３２  発光素子側電極
３４  透光性樹脂
３６  波長変換部材
５０  支持体
【図１】
2015153981.tif 000003
【図２】
2015153981.tif 000004
【図３】
2015153981.tif 000005
【図４】
2015153981.tif 000006
【図５】
2015153981.tif 000007