(57)【要約】【課題】取り出される光の色ムラを抑えることができる発光装置、これを用いた発光モジュール、表示装置及び照明装置、並びに発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】基材(11)と基材(11)の一主面(11a)に形成された第１導体パターン(12)とを含む基板(10)と、第１導体パターン(12)上に実装された半導体発光素子(14)と、半導体発光素子(14)を覆って基板(10)上に形成され、半導体発光素子(14)から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層(15)とを有し、蛍光体層(15)の側面(15a)と基板(10)の側面(10a)とが連続して繋がっている発光装置(1)とする。【選択図】図１
2008521210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と前記基材の一主面に形成された第１導体パターンとを含む基板と、前記第１導体パターン上に実装された半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆って前記基板上に形成され、前記半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層とを有する発光装置であって、
前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がっていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板は、前記基材における前記一主面とは反対側に位置する主面に形成された第２導体パターンと、前記基材の厚み方向に形成され、前記第１導体パターンと前記第２導体パターンとを電気的に接続するビア導体とを更に含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記ビア導体は、前記基材の側面に沿って形成されている請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基材は、前記第１導体パターンに接触する第１導電型領域と、前記第１導電型領域及び前記第２導体パターンの双方と接触する第２導電型領域とを含む請求項２に記載の発光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置と、前記発光装置が実装されたメイン基板とを含む発光モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の発光モジュールを光源とする表示装置。
【請求項７】
請求項５に記載の発光モジュールを光源とする照明装置。
【請求項８】
基材と前記基材の一主面に形成された導体パターンとを含む基板の前記導体パターン上に半導体発光素子を実装し、
前記基板上に、前記半導体発光素子を覆うようにして、前記半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層を形成し、
前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がるように、前記蛍光体層と前記基板とを同時に切り抜く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、発光装置、これを用いた発光モジュール、表示装置及び照明装置、並びに発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体多層膜を含む半導体発光素子として、ＧａＮ系の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以下「ＬＥＤ」と称する）が知られている。このうち、青色光を発する青色ＬＥＤは、青色光により励起して黄色光や赤色光を発する蛍光体と組み合わせることによって、白色光を発する白色ＬＥＤとして利用することができる（例えば、特許文献１参照）。また、紫外光及び近紫外光を発するＬＥＤと、青色より長波長域の蛍光を発する蛍光体とを数種類組み合わせることによって、白色ＬＥＤを構成することもできる。白色ＬＥＤは、白熱電球やハロゲン電球に比べて長寿命化が可能であるため、将来的には既存の照明光源に代わる可能性を秘めている。
【０００３】
図２４は、特許文献１に提案された白色ＬＥＤを含む発光モジュールの断面図である。図２４に示すように、発光モジュール１０００は、メイン基板１００１と、メイン基板１００１上に実装されたサブマウント基板１００２と、サブマウント基板１００２上に設けられた導体パターン１００３上に実装された青色ＬＥＤ１００４と、青色ＬＥＤ１００４を覆ってサブマウント基板１００２上に形成された蛍光体層１００５と、蛍光体層１００５を覆ってメイン基板１００１上に形成された封止樹脂層１００６とを含む。蛍光体層１００５は、青色ＬＥＤ１００４から発せられた青色光を吸収し、黄色の蛍光を発する。即ち、青色ＬＥＤ１００４と蛍光体層１００５とは、白色ＬＥＤを構成している。
【０００４】
また、メイン基板１００１には、端子１０１０が形成されており、導体パターン１００３には、ワイヤーパッド１０１１が形成されている。そして、端子１０１０と、ワイヤーパッド１０１１とは、ボンディングワイヤー１０１２で電気的に接続されている。
【０００５】
このように構成された発光モジュール１０００から光を取り出す際は、端子１０１０から、ボンディングワイヤー１０１２、ワイヤーパッド１０１１及び導体パターン１００３を介して青色ＬＥＤ１００４へと給電する。これにより、青色ＬＥＤ１００４から、例えば波長４６０ｎｍの青色光が発せられる。更に、この青色光を蛍光体層１００５が吸収し、この蛍光体層１００５から黄色光が発せられる。そして、蛍光体層１００５から発せられた黄色光と、青色ＬＥＤ１００４から発せられ蛍光体層１００５を通過した青色光とが混ざりあって、白色光として光を取り出すことができる。
【特許文献１】特開２００１−１５８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、蛍光体層１００５は、スクリーン印刷により、蛍光体を含む蛍光体ペーストを印刷して形成するため、印刷後に蛍光体ペーストが流動して蛍光体層１００５のエッジが崩れる（以降、この現象を「エッジ崩れ」と表現する）問題があった。このエッジ崩れは、取り出される光に色ムラを発生させる原因となるため、蛍光体層１００５の側面のうち、ワイヤーパッド１０１１側に位置する側面１００５ａ以外の側面は、例えば回転式ブレード等を用いて平坦に削られている。しかし、側面１００５ａは、ワイヤーパッド１０１１が存在するため削ることができず、サブマウント基板１００２上におけるワイヤーパッド１０１１が存在する段差部１００２ａには、エッジ崩れに起因する蛍光体層１００５の形状ムラが残存していた。そのため、特許文献１に提案された発光モジュール１０００では、取り出される光に色ムラが発生するおそれがあった。
【０００７】
このような状況に鑑み、本発明は、取り出される光の色ムラを抑えることができる発光装置、これを用いた発光モジュール、表示装置及び照明装置、並びに発光装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光装置は、基材と前記基材の一主面に形成された第１導体パターンとを含む基板と、前記第１導体パターン上に実装された半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆って前記基板上に形成され、前記半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層とを有する発光装置であって、
前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がっていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、「前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がっている」とは、前記蛍光体層の側面と前記基板の側面との間の全ての箇所に段差部が存在しないことをいう。
【００１０】
本発明の発光モジュールは、前記発光装置と、前記発光装置が実装されたメイン基板とを含む。また、本発明の表示装置及び照明装置は、いずれも前記発光モジュールを光源とする。
【００１１】
本発明の発光装置の製造方法は、
基材と前記基材の一主面に形成された導体パターンとを含む基板の前記導体パターン上に半導体発光素子を実装し、
前記基板上に、前記半導体発光素子を覆うようにして、前記半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層を形成し、
前記蛍光体層の側面と前記基板の側面とが連続して繋がるように、前記蛍光体層と前記基板とを同時に切り抜く発光装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、例えば、取り出される光の色ムラを抑えた表示装置や照明装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の発光装置は、基材と基材の一主面に形成された第１導体パターンとを含む基板と、第１導体パターン上に実装された半導体発光素子と、半導体発光素子を覆って基板上に形成され、半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層とを有する。
【００１４】
基材の構成材料は特に限定されず、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ等のセラミック材料や、Ｓｉ等の半導体材料等が使用できる。基材の厚みは、例えば０．１〜１ｍｍ程度とすればよい。
【００１５】
第１導体パターンを構成する材料についても特に限定されず、慣用の導電材料（例えば銅、アルミニウム、金等）が使用できる。なお、第１導体パターンの厚みは、例えば、０．５〜１０μｍ程度とすればよい。
【００１６】
半導体発光素子は、例えば青色ＬＥＤを構成するダイオード構造からなるものを使用できる。具体的には、第１導電型層と発光層と第２導電型層とがこの順に積層された半導体多層膜からなるＬＥＤが好適に使用できる。ここで、「第１導電型」とは、ｐ型又はｎ型の導電型のことであり、「第２導電型」とは、第１導電型と逆の導電型のことである。例えば、第１導電型層がｐ型半導体層の場合、第２導電型層はｎ型半導体層となる。第１導電型層としては、例えば、ｐ型半導体層であるｐ−ＧａＮ層や、ｎ型半導体層であるｎ−ＧａＮ層等を使用することができる。第２導電型層としては、第１導電型層と同様に、例えば、ｐ型半導体層であるｐ−ＧａＮ層や、ｎ型半導体層であるｎ−ＧａＮ層等を使用することができる。発光層の材料としては、４５０〜４７０ｎｍの光を発することができる材料が好ましい。発光層の具体例としては、例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸発光層等が挙げられる。なお、発光層の材料として、４１０ｎｍ以下の光を発することができる材料を用いてもよい。また、ｐ型半導体層、発光層及びｎ型半導体層の厚みは、例えばそれぞれ０．１〜０．５μｍ、０．０１〜０．１μｍ及び０．５〜３μｍとすればよい。
【００１７】
なお、本発明の発光装置は、前記半導体多層膜を結晶成長させる際に使用したＧａＮ基板等の単結晶基板を含んでいてもよい。また、前記半導体多層膜として、サファイア基板上に、ｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層を、この順に結晶成長させた後、前記サファイア基板を除去することにより形成されたものを用いてもよい。
【００１８】
蛍光体層は、半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光（例えば黄色光や赤色光の蛍光）を発する蛍光体を含む。黄色光を発する蛍光体としては、（Ｓｒ、Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+や（Ｙ、Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+等が例示でき、赤色光を発する蛍光体としては、（Ｃａ、Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ2+やＳｒ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+等が例示できる。なお、蛍光体層の平均厚みは、例えば０．０３〜１ｍｍ程度とすればよい。
【００１９】
そして、本発明の発光装置は、蛍光体層の側面と基板の側面とが連続して繋がっている。即ち、蛍光体層の側面と基板の側面との間の全ての箇所に段差部が存在しないため、エッジ崩れに起因する蛍光体層の形状ムラが存在しない。これにより、本発明の発光装置は、取り出される光の色ムラを抑えることができる。また、蛍光体ペーストの第１導体パターン上への染み出しを考慮しなくてもよいため、蛍光体ペーストを構成するペースト材料（シリコーン樹脂等）の選択の幅が広がる。よって、例えば、耐熱性や耐光性を向上させたペースト材料を、その粘度によらず使用できる。
【００２０】
また、本発明の発光装置は、前記基板が、基材における第１導体パターンが設けられた主面とは反対側に位置する主面に形成された第２導体パターンと、基材の厚み方向に形成され、第１導体パターンと第２導体パターンとを電気的に接続するビア導体とを更に含む発光装置としてもよい。これにより、例えばボンディングワイヤーが不要となり、ボンディングワイヤーを配置するための領域を確保する必要がなくなるため、光学系の小型化が可能となる。また、ボンディングワイヤーを用いることによる弊害（例えば熱応力によるボンディングワイヤーの断線不良等）を回避できるため、電気接続の信頼性が向上する。なお、第２導体パターンの構成材料や厚みは、例えば前述した第１導体パターンと同様であればよい。また、ビア導体の構成材料としては、例えば、銅、タングステン、アルミニウム、金等の導電材料が使用できる。
【００２１】
上述したように第２導体パターン及びビア導体が形成されている場合は、ビア導体が、基材の側面に沿って形成されている発光装置としてもよい。ビア導体の体積を大きくすることができるため、第１導体パターンと第２導体パターンとの電気的接続に関する信頼性をより向上させることができるからである。
【００２２】
また、上述したように第２導体パターン及びビア導体が形成されている場合は、基材が、第１導体パターンに接触する第１導電型領域と、この第１導電型領域及び第２導体パターンの双方と接触する第２導電型領域とを含む発光装置としてもよい。第１導電型領域と第２導電型領域とから、所謂ツェナーダイオードが構成されるため、半導体発光素子に静電気等の高電圧が印加された場合に、半導体発光素子を保護することができるからである。なお、第１及び第２導電型領域のそれぞれの導電型は、第１及び第２導体パターンのそれぞれに接続される半導体発光素子の導電型層に応じて、適宜設定すればよい。また、第１及び第２導電型領域をそれぞれ構成する半導体材料は、特に限定されず、例えばＳｉ等の慣用の半導体材料が使用できる。
【００２３】
本発明の発光モジュールは、前述した本発明の発光装置と、この発光装置が実装されたメイン基板とを含む。前記メイン基板としては、例えばセラミック基板、金属基板、あるいは金属層と電気絶縁層（例えば、無機フィラと熱硬化性樹脂とを含むコンポジットシート）とからなる積層基板等を使用することができる。また、前記メイン基板の厚みは、例えば１〜２ｍｍである。なお、前記メイン基板に実装される発光装置の個数は特に限定されず、要求される光量に応じて適宜設定すればよい。また、本発明の表示装置及び照明装置は、いずれも前記発光モジュールを光源とする。このように、本発明の発光モジュール、表示装置及び照明装置は、それぞれ本発明の発光装置を含むため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００２４】
本発明の発光装置の製造方法は、前述した本発明の発光装置を製造するための好適な製造方法である。よって、以下に述べる各構成要素の材料等は、前述した本発明の発光装置の場合と同様である。
【００２５】
本発明の発光装置の製造方法は、まず、基材と、この基材の一主面に形成された導体パターンとを含む基板の導体パターン上に、例えばフリップチップ接合方式等により半導体発光素子を実装する。
【００２６】
次に、基板上に、半導体発光素子を覆うようにして、半導体発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層を形成する。例えば、蛍光体とシリコーン樹脂等を含む樹脂組成物とからなる蛍光体ペーストを用いて、スクリーン印刷により形成すればよい。
【００２７】
そして、蛍光体層と基板とを、例えば回転式ブレード等によって同時に切り抜く。以上の方法により、蛍光体層の側面と基板の側面とが連続して繋がっている本発明の発光装置を容易に製造することができる。以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。参照する図１は、第１実施形態に係る発光装置の説明図であり、このうち、図１Ａは第１実施形態に係る発光装置の断面図、図１Ｂは第１実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図、図１Ｃは第１実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略下面図である。なお、図１Ｂにおいては、蛍光体層を省略して描いている。
【００２９】
図１Ａ〜Ｃに示すように、第１実施形態に係る発光装置１は、基材１１と基材１１の主面１１ａに形成された第１導体パターン１２とを含む基板１０と、第１導体パターン１２上にバンプ１３を介して実装された半導体発光素子１４と、半導体発光素子１４を覆って基板１０上に形成され、半導体発光素子１４から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層１５とを有する。
【００３０】
また、基板１０は、基材１１における主面１１ａとは反対側に位置する主面１１ｂに形成された第２導体パターン１６と、基材１１の厚み方向に形成され、第１導体パターン１２と第２導体パターン１６とを電気的に接続するビア導体１７とを更に含む。
【００３１】
そして、発光装置１は、蛍光体層１５の側面１５ａと基板１０の側面１０ａとが連続して繋がっている。よって、エッジ崩れに起因する蛍光体層１５の形状ムラが存在しない。これにより、発光装置１は、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００３２】
このように構成された発光装置１から光を取り出す際は、第２導体パターン１６から、ビア導体１７、第１導体パターン１２及びバンプ１３を介して半導体発光素子１４へと給電する。これにより、半導体発光素子１４から、例えば波長４６０ｎｍの青色光が発せられる。更に、この青色光を蛍光体層１５が吸収し、この蛍光体層１５から、例えば黄色光や赤色光が発せられる。そして、蛍光体層１５から発せられた黄色光や赤色光と、半導体発光素子１４から発せられ蛍光体層１５を通過した青色光とが混ざりあって、白色光として光を取り出すことができる。
【００３３】
次に、本発明の第１実施形態に係る発光装置１の製造方法について、適宜図面を参照して説明する。参照する図２Ａ〜Ｇ及び図３Ａ〜Ｄは、第１実施形態に係る発光装置１の製造方法の各工程を示す断面図である。なお、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３４】
まず、図２Ａに示す基材１１を用意する。基材１１としては、５００μｍ程度の厚みの焼結前のセラミックシート等が使用できる。そして、図２Ｂに示すように、パンチ加工等によって基材１１にビアホール２０を形成する。ビアホール２０の径は、例えば１００〜２００μｍ程度とすればよい。次に、基材１１を、１６００〜１８００℃程度の焼成温度で焼成する。
【００３５】
次に、図２Ｃに示すように、回転式研磨機２１等によって基材１１を研磨する。例えば、基材１１の厚みが１００〜３００μｍ程度になるまで研磨すればよい。
【００３６】
続いて、図２Ｄに示すように、ビアホール２０内を、例えば銅、アルミニウム、金等の金属材料を用いてめっきすることによりビア導体１７を形成する。
【００３７】
そして、図２Ｅに示すように、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、基材１１の主面１１ａ，１１ｂに、それぞれビア導体１７と電気的に接続する第１及び第２導体パターン１２，１６を形成する。
【００３８】
次に、図２Ｆに示すように、第１導体パターン１２上に、例えば金からなるバンプ１３を形成する。そして、図２Ｇに示すように、バンプ１３上に半導体発光素子１４を実装する。
【００３９】
続いて、図３Ａに示すように、基板１０上に、半導体発光素子１４を覆うようにして、平均厚みが５００μｍ程度の蛍光体層１５を形成する。蛍光体層１５は、半導体発光素子１４から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体とシリコーン樹脂等を含む樹脂組成物とからなる蛍光体ペーストを用いて、スクリーン印刷により形成すればよい。
【００４０】
そして、図３Ｂに示すように、蛍光体層１５の上面１５ｂを、回転式研磨機２２等によって研磨する。例えば、蛍光体層１５の厚みが２００〜３００μｍ程度になるまで研磨すればよい。
【００４１】
そして、図３Ｃに示すように、蛍光体層１５と基板１０とを、例えば回転式ブレード２３等によって同時に切り抜くことにより、図３Ｄに示すように、個片化された発光装置１を得る。上述した方法によれば、蛍光体層１５の側面１５ａと基板１０の側面１０ａとが連続して繋がっている発光装置１を容易に製造することができる。また、回転式ブレード２３の刃の厚みを変更することで、蛍光体層１５の幅Ｗを容易に制御できる。なお、蛍光体層１５の幅Ｗは、例えば５００〜６００μｍ程度とすればよい。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。参照する図４は、第２実施形態に係る発光装置の説明図であり、このうち、図４Ａは第２実施形態に係る発光装置の断面図、図４Ｂは第２実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図、図４Ｃは第２実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略下面図である。なお、図４Ｂにおいては、蛍光体層を省略して描いている。また、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
第２実施形態に係る発光装置２は、前述した第１実施形態に係る発光装置１に対し、ビア導体の配置箇所のみが異なる。即ち、図４Ａ〜Ｃに示すように、発光装置２に設けられたビア導体３０は、基材１１の側面１１ｃに沿って形成されている。これにより、ビア導体３０の体積を大きくすることができるため、第１導体パターン１２と第２導体パターン１６との電気的接続に関する信頼性をより向上させることができる。
【００４４】
また、発光装置２においても、第１実施形態に係る発光装置１と同様に、蛍光体層１５の側面１５ａと基板１０の側面１０ａとが連続して繋がっている。よって、発光装置２によっても、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態に係る発光装置２の製造方法について、適宜図面を参照して説明する。参照する図５Ａ〜Ｇ及び図６Ａ〜Ｄは、第２実施形態に係る発光装置２の製造方法の各工程を示す断面図である。なお、図２〜図４と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
まず、図５Ａに示す基材１１を用意する。基材１１としては、５００μｍ程度の厚みの焼結前のセラミックシート等が使用できる。そして、図５Ｂに示すように、パンチ加工等によって基材１１に貫通溝４０を形成する。貫通溝４０の幅は、例えば２００〜１０００μｍ程度とすればよい。また、貫通溝４０の長さは、例えば０．１〜１．５ｍｍ程度とすればよい。次に、基材１１を、１６００〜１８００℃程度の焼成温度で焼成する。
【００４７】
次に、図５Ｃに示すように、回転式研磨機２１等によって基材１１を研磨する。例えば、基材１１の厚みが１００〜３００μｍ程度になるまで研磨すればよい。
【００４８】
続いて、図５Ｄに示すように、貫通溝４０内を、例えば銅、アルミニウム、金等の金属材料を用いてめっきすることによりビア導体３０を形成する。
【００４９】
そして、図５Ｅに示すように、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、基材１１の主面１１ａ，１１ｂに、それぞれビア導体３０と電気的に接続する第１及び第２導体パターン１２，１６を形成する。
【００５０】
次に、図５Ｆに示すように、第１導体パターン１２上に、例えば金からなるバンプ１３を形成する。そして、図５Ｇに示すように、バンプ１３上に半導体発光素子１４を実装する。
【００５１】
続いて、図６Ａに示すように、基板１０上に、半導体発光素子１４を覆うようにして、平均厚みが５００μｍ程度の蛍光体層１５を形成する。蛍光体層１５は、半導体発光素子１４から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体とシリコーン樹脂等を含む樹脂組成物とからなる蛍光体ペーストを用いて、スクリーン印刷により形成すればよい。
【００５２】
そして、図６Ｂに示すように、蛍光体層１５の上面１５ｂを、回転式研磨機２２等によって研磨する。例えば、蛍光体層１５の厚みが２００〜３００μｍ程度になるまで研磨すればよい。
【００５３】
そして、図６Ｃに示すように、蛍光体層１５と基板１０とを、ビア導体３０に沿って、例えば回転式ブレード２３等によって同時に切り抜く。これにより、図６Ｄに示すように、個片化された発光装置２を得る。上述した方法によれば、蛍光体層１５の側面１５ａと基板１０の側面１０ａとが連続して繋がっている発光装置２を容易に製造することができる。
【００５４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。参照する図７は、第３実施形態に係る発光装置の断面図である。なお、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
第３実施形態に係る発光装置３は、前述した第１実施形態に係る発光装置１に対し、基材の構成のみが異なる。即ち、図７に示すように、発光装置３に使用される基材５０は、第１導体パターン１２に接触する第１導電型（例えばｐ型）領域５０ａと、この第１導電型領域５０ａ及び第２導体パターン１６の双方と接触する第２導電型（例えばｎ型）領域５０ｂとを含む。また、基材５０は、第１導体パターン１２と第１導電型領域５０ａ及び第２導電型領域５０ｂとの間、第２導電型領域５０ｂとビア導体１７との間並びに第２導電型領域５０ｂと第２導体パターン１６との間の電気的絶縁を保つため、ＳｉＯ2等からなる電気絶縁膜５０ｃを更に含む。なお、第１導電型領域５０ａの主面の一部５０１ａと第１導体パターン１２との間、及び第２導電型領域５０ｂの主面の一部５０１ｂと第２導体パターン１６との間には、電気絶縁膜５０ｃは形成されていない。このように、発光装置３においては、第１導電型領域５０ａと第２導電型領域５０ｂとからツェナーダイオードが形成されるため、半導体発光素子１４に静電気等の高電圧が印加された場合に、前記ツェナーダイオードによって半導体発光素子１４を保護することができる。
【００５６】
また、発光装置３においても、第１実施形態に係る発光装置１と同様に、蛍光体層１５の側面１５ａと基板１０の側面１０ａとが連続して繋がっている。よって、発光装置３によっても、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００５７】
次に、本発明の第３実施形態に係る発光装置３の製造方法について、適宜図面を参照して説明する。参照する図８Ａ〜Ｅ及び図９Ａ〜Ｄは、第３実施形態に係る発光装置３の製造方法の各工程を示す断面図である。なお、図２及び図７と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５８】
まず、図８Ａに示す半導体基板６０を用意する。半導体基板６０としては、５００μｍ程度の厚みのｎ型シリコンウェハ等が使用できる。そして、図８Ｂに示すように、半導体基板６０の一主面の一部にｐ型ドーパントをドープして、ｐ型（第１導電型）領域５０ａを形成する。これにより、ｐ型領域５０ａと、ｎ型（第２導電型）領域５０ｂとからなるダイオード基板６１を得る。
【００５９】
次に、図８Ｃに示すように、回転式研磨機２１等によって、ダイオード基板６１におけるｐ型領域５０ａが形成された主面とは反対側に位置する主面６１ａを研磨する。例えば、ダイオード基板６１の厚みが１００〜３００μｍ程度になるまで研磨すればよい。
【００６０】
続いて、図８Ｄに示すように、ドライエッチング等によってダイオード基板６１にビアホール６２を形成する。ビアホール６２の径は、例えば２００〜３００μｍ程度とすればよい。
【００６１】
そして、図８Ｅに示すように、ビアホール６２の内壁、及びダイオード基板６１の両主面の所定の位置に、化学気相成長法（ＣＶＤ法）等によって電気絶縁膜５０ｃを形成する。これにより、ｐ型領域５０ａ、ｎ型領域５０ｂ及び電気絶縁膜５０ｃを含む基材５０を得る。
【００６２】
続いて、図９Ａに示すように、ビアホール６２内を、例えば銅、アルミニウム、金等の金属材料を用いてめっきすることによりビア導体１７を形成する。
【００６３】
そして、図９Ｂに示すように、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、基材５０の両主面に、それぞれビア導体１７と電気的に接続する第１及び第２導体パターン１２，１６を形成する。
【００６４】
次に、図９Ｃに示すように、第１導体パターン１２上に、例えば金からなるバンプ１３を形成する。そして、図９Ｄに示すように、バンプ１３上に半導体発光素子１４を実装する。以降の工程は、第１実施形態に係る発光装置１の製造方法（図３Ａ〜Ｃ）と同様なので、説明を省略する。
【００６５】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る発光装置について図面を参照して説明する。参照する図１０は、第４実施形態に係る発光装置の説明図であり、このうち、図１０Ａは第４実施形態に係る発光装置の概略斜視図、図１０Ｂは第４実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。なお、図１０Ｂにおいては、蛍光体層を省略して描いている。また、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６６】
第４実施形態に係る発光装置４は、前述した第１実施形態に係る発光装置１に対し、基板、蛍光体層及び半導体発光素子の外形のみが異なる。即ち、図１０Ａ，Ｂに示すように、発光装置４に使用される基板１０、蛍光体層１５及び半導体発光素子１４は、いずれも外形が略正六角形状に形成されている。これにより、蛍光体層１５から出射する光の異方性を低減させることができる。
【００６７】
また、発光装置４においても、第１実施形態に係る発光装置１と同様に、蛍光体層１５の側面１５ａと基板１０の側面１０ａとが連続して繋がっている。よって、発光装置４によっても、取り出される光の色ムラを抑えることができる。なお、発光装置４では、半導体発光素子１４として、外形が略正六角形のものを用いたが、前述した第１〜第３実施形態の場合と同様に、外形が略正方形の半導体発光素子１４を用いてもよい。
【００６８】
発光装置４は、前述した発光装置１の製造方法の図３Ｃに示す工程において、回転式ブレード２３によって切り抜く際、図１１に示す破線に沿って切り抜くことにより、外形加工することができる。なお、図１１においては、半導体発光素子１４及び蛍光体層１５以外の構成要素を省略して描いている。
【００６９】
以上、本発明の一実施形態に係る発光装置について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、蛍光体層の側面及び基板の側面のいずれか一方が、傾斜面であってもよい。また、図１２に示すように、取り出される光の色合わせのため、蛍光体層１５の角部１５ｃがカットされた発光装置７０としてもよい。また、図１３に示すように、半導体発光素子１４と第１導体パターン１２とが、半導体発光素子１４の上面１４ａ上に形成された電極８１とボンディングワイヤー８２とを介して電気的に接続されている発光装置８０としてもよい。また、電極８１の一部及びボンディングワイヤー８２の一部を設けない代わりに、図１４に示すように、銀ペースト等からなる第１導体パターン１２上に半導体発光素子１４を固着させた発光装置９０としてもよい。なお、発光装置７０，８０，９０において、上記した特徴以外の構成については、いずれも前述した第１実施形態に係る発光装置１と同様である。
【００７０】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る発光モジュールについて適宜図面を参照して説明する。参照する図１５は、第５実施形態に係る発光モジュールの断面図である。なお、第５実施形態に係る発光モジュールは、前述した第１実施形態に係る発光装置１を含む発光モジュールである。また、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７１】
第５実施形態に係る発光モジュール１００は、図１５に示すように、ＡｌＮ、アルミナ等のセラミック材料からなるメイン基板１０１と、メイン基板１０１上に設けられた複数の発光ユニット１０２（図１５では１つのみ図示）とを含む。
【００７２】
発光ユニット１０２は、発光装置１と、発光装置１を封止する封止樹脂層１０３と、封止樹脂層１０３上に形成されたレンズ１０４と、発光装置１から発せられた光を反射する反射板１０５とを含む。また、メイン基板１０１上には、導体パターン１０６が形成されており、発光装置１は、導体パターン１０６上に半田１０７を介して実装されている。なお、本実施形態では半田１０７を使用したが、Ａｕ−Ｓｎを用いた共晶接合による実装方法や、Ａｇペーストによる実装方法を使用することもできる。
【００７３】
以上のように構成された発光モジュール１００は、本発明の発光装置１を含むため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。なお、発光モジュール１００において、封止樹脂層１０３及びレンズ１０４は、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の透明な樹脂で構成することができる。また、反射板１０５の構成材料としては、アルミニウム等の反射率の高い金属の表面を樹脂でコーティングした複合材料や、アルミナ等の反射率の高いセラミック材料等が使用できる。特に、セラミック材料の場合は、反射板１０５とメイン基板１０１とを一体成型できるため好ましい。また、本実施形態では、本発明の第１実施形態に係る発光装置１を用いたが、本発明はこれに限定されず、例えば、前述した第２〜第４実施形態に係る発光装置２〜４を使用してもよい。
【００７４】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る発光モジュールについて適宜図面を参照して説明する。参照する図１６は、第６実施形態に係る発光モジュールの断面図である。なお、第６実施形態に係る発光モジュールは、前述した第１実施形態に係る発光装置１を含む発光モジュールである。また、図１５と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７５】
第６実施形態に係る発光モジュール２００は、前述した第５実施形態に係る発光モジュール１００に対し、メイン基板１０１の構成のみが異なる。即ち、図１６に示すように、発光モジュール２００に使用されるメイン基板１０１は、アルミニウム等からなる金属層１０１ａと、金属層１０１ａ上に積層された電気絶縁層１０１ｂとからなる。電気絶縁層１０１ｂとしては、例えば、無機フィラ７０〜９５重量％と、熱硬化樹脂組成物５〜３０重量％とを含むコンポジットシート等が使用できる。発光モジュール２００においても、第５実施形態に係る発光モジュール１００と同様に、本発明の発光装置１を含むため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００７６】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態に係る発光モジュールについて適宜図面を参照して説明する。参照する図１７は、第７実施形態に係る発光モジュールの断面図である。なお、第７実施形態に係る発光モジュールは、前述した第１実施形態に係る発光装置１を含む発光モジュールである。また、図１６と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７７】
図１７に示すように、第７実施形態に係る発光モジュール３００は、メイン基板１０１に含まれる電気絶縁層３０１が、金属層１０１ａ上に積層された第１電気絶縁層３０１ａと、第１電気絶縁層３０１ａ上に積層された第２電気絶縁層３０１ｂとから構成されている。また、第１電気絶縁層３０１ａと第２電気絶縁層３０１ｂとの間には、層間導体パターン３０２が配置されている。そして、メイン基板１０１上に形成された導体パターン１０６のうち、発光ユニット１０２の内側に形成された導体パターン１０６ａと、発光ユニット１０２の外側に形成された導体パターン１０６ｂとは、層間導体パターン３０２と、第２電気絶縁層３０１ｂを貫通するビア導体３０３とを介して電気的に接続されている。その他の構成は、前述した第６実施形態に係る発光モジュール２００と同様である。発光モジュール３００では、反射板１０５を導体パターン１０６上に形成する必要がなくなるため、反射板１０５とメイン基板１０１との密着性を向上させることができる。また、発光モジュール３００においても、第５及び第６実施形態に係る発光モジュール１００，２００と同様に、本発明の発光装置１を含むため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００７８】
以上、本発明の一実施形態に係る発光モジュールについて説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、図１８に示すように、液晶ポリマーやポリフタルアミド樹脂等により形成された樹脂パッケージ４０１と、樹脂パッケージ４０１の基部４０１ａの表面に形成された電極４０２と、樹脂パッケージ４０１の傾斜部４０１ｂの内側に形成された凹部４０１１ｂ内に配置され、かつ電極４０２上に半田４０３を介して実装された発光装置１と、凹部４０１１ｂ内に形成され、発光装置１を封止する封止樹脂層４０４とを含む発光モジュール４００としてもよい。なお、発光モジュール４００は、所謂Surface Mount Device（ＳＭＤ）とよばれるモジュールである。
【００７９】
［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態に係る表示装置について適宜図面を参照して説明する。参照する図１９は、第８実施形態に係る画像表示装置の斜視図である。
【００８０】
図１９に示すように、第８実施形態に係る画像表示装置５００は、パネル５１０を有しており、このパネル５１０の一主面５１０ａには、光源として、前述した第５〜第７実施形態のいずれか１つの形態に係る発光モジュール５１１がマトリクス状に複数配置されている。このように構成された画像表示装置５００は、本発明の発光装置１を含む発光モジュール５１１を光源とするため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００８１】
［第９実施形態］
次に、本発明の第９実施形態に係る表示装置について適宜図面を参照して説明する。参照する図２０は、第９実施形態に係る数字表示装置の斜視図である。
【００８２】
図２０に示すように、第９実施形態に係る数字表示装置６００は、略直方体形状の躯体６１０を有しており、この躯体６１０の一主面６１０ａには、光源として、前述した第５〜第７実施形態のいずれか１つの形態に係る発光モジュール６１１が８の字状に複数配置されている。このように構成された数字表示装置６００は、本発明の発光装置１を含む発光モジュール６１１を光源とするため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００８３】
［第１０実施形態］
次に、本発明の第１０実施形態に係る照明装置について適宜図面を参照して説明する。参照する図２１は、第１０実施形態に係るスタンド型照明装置の斜視図である。
【００８４】
図２１に示すように、第１０実施形態に係るスタンド型照明装置７００は、胴部７１０と、胴部７１０の一端に固定され、胴部７１０を支える基部７１１と、胴部７１０の他端に固定された照明部７１２とを含む。そして、照明部７１２の一主面７１２ａには、光源として、前述した第５〜第７実施形態のいずれか１つの形態に係る発光モジュール７１３がマトリクス状に複数配置されている。このように構成されたスタンド型照明装置７００は、本発明の発光装置１を含む発光モジュール７１３を光源とするため、取り出される光の色ムラを抑えることができる。
【００８５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、前述した第１〜第４実施形態においては、いずれも半導体発光素子を１つだけ用いた発光装置としたが、図２２や図２３に示すように、基板上に複数個の半導体発光素子１４を配置した発光装置としてもよい。なお、図２２及び図２３は、いずれも本発明の一実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。また、図２２及び図２３では、図１Ｂと同一の構成要素には同一の符号を付しており、蛍光体層を省略して描いている。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、取り出される光の色ムラを抑えた表示装置や照明装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】Ａは本発明の第１実施形態に係る発光装置の断面図、Ｂは本発明の第１実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図、Ｃは本発明の第１実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略下面図である。
【図２】Ａ〜Ｇは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】Ａ〜Ｄは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図４】Ａは本発明の第２実施形態に係る発光装置の断面図、Ｂは本発明の第２実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図、Ｃは本発明の第２実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略下面図である。
【図５】Ａ〜Ｇは、本発明の第２実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図６】Ａ〜Ｄは、本発明の第２実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図８】Ａ〜Ｅは、本発明の第３実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図９】Ａ〜Ｄは、本発明の第３実施形態に係る発光装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１０】Ａは本発明の第４実施形態に係る発光装置の概略斜視図、Ｂは本発明の第４実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る発光装置の製造方法における一部の工程を説明するための上面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【図１６】本発明の第６実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【図１７】本発明の第７実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【図１８】本発明の発光モジュールの一例を示す断面図である。
【図１９】本発明の第８実施形態に係る画像表示装置の斜視図である。
【図２０】本発明の第９実施形態に係る数字表示装置の斜視図である。
【図２１】本発明の第１０実施形態に係るスタンド型照明装置の斜視図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る発光装置の各構成要素の配置状態を示す概略上面図である。
【図２４】従来の発光モジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１，２，３，４，７０，８０，９０  発光装置
１０    基板
１０ａ  側面
１１，５０  基材
１１ａ，１１ｂ  主面
１１ｃ  側面
１２    第１導体パターン
１３    バンプ
１４    半導体発光素子
１５    蛍光体層
１５ａ  側面
１５ｂ  上面
１６    第２導体パターン
１７，３０  ビア導体
２０，６２  ビアホール
４０    貫通溝
５０ａ  第１導電型領域
５０ｂ  第２導電型領域
１００，２００，３００，４００，５１１，６１１，７１３  発光モジュール
１０１  メイン基板
１０２  発光ユニット
１０３  封止樹脂層
１０４  レンズ
１０５  反射板
１０６  導体パターン
１０７  半田
５００  画像表示装置（表示装置）
５１０  パネル
６００  数字表示装置（表示装置）
６１０  躯体
７００  スタンド型照明装置（照明装置）
７１０  胴部
７１１  基部
７１２  照明部
【図１】
2008521210.tif 000003
【図２】
2008521210.tif 000004
【図３】
2008521210.tif 000005
【図４】
2008521210.tif 000006
【図５】
2008521210.tif 000007
【図６】
2008521210.tif 000008
【図７】
2008521210.tif 000009
【図８】
2008521210.tif 000010
【図９】
2008521210.tif 000011
【図１０】
2008521210.tif 000012
【図１１】
2008521210.tif 000013
【図１２】
2008521210.tif 000014
【図１３】
2008521210.tif 000015
【図１４】
2008521210.tif 000016
【図１５】
2008521210.tif 000017
【図１６】
2008521210.tif 000018
【図１７】
2008521210.tif 000019
【図１８】
2008521210.tif 000020
【図１９】
2008521210.tif 000021
【図２０】
2008521210.tif 000022
【図２１】
2008521210.tif 000023
【図２２】
2008521210.tif 000024
【図２３】
2008521210.tif 000025
【図２４】
2008521210.tif 000026
【国際調査報告】
2008521210.tif 000027
2008521210.tif 000028
2008521210.tif 000029