(57)【要約】【課題】発光色の色ムラを低減することができる発光装置を提供する。【解決手段】基板(10)と、基板(10)に実装された、発光領域(12b)及び非発光領域(12a)を含む発光素子(12)と、発光素子(12)を覆って形成された、蛍光体を含む蛍光体層(13)とを有する発光装置(1)であって、非発光領域(12a)上に位置する蛍光体層(13a)の厚みが、発光領域(12b)上に位置する蛍光体層(13b)の厚みより薄いことを特徴とする発光装置(1)とする。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、前記発光素子を覆って形成された、蛍光体を含む蛍光体層とを有する発光装置であって、
前記非発光領域上に位置する前記蛍光体層の厚みが、前記発光領域上に位置する前記蛍光体層の厚みより薄いことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記非発光領域側に位置する前記蛍光体層の側壁の厚みが、前記発光領域側に位置する前記蛍光体層の側壁の厚みより薄い請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
基板と、前記基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、前記発光素子を覆って形成された、蛍光体を含む蛍光体層とを有する発光装置であって、
前記非発光領域上に位置する前記蛍光体層内の前記蛍光体の濃度が、前記発光領域上に位置する前記蛍光体層内の前記蛍光体の濃度より低いことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記非発光領域側に位置する前記蛍光体層の側壁内の前記蛍光体の濃度が、前記発光領域側に位置する前記蛍光体層の側壁内の前記蛍光体の濃度より低い請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、前記基板にフリップチップ実装されている請求項１又は３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記非発光領域は、電極を配置するための領域を含む請求項１又は３に記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置を含む表示装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置を含む照明装置。
【請求項９】
基板と、前記基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、前記発光素子を覆うように蛍光体を含むペーストを塗布して形成された蛍光体層とを有する発光装置の製造方法であって、
前記ペーストを塗布する際、前記非発光領域上の単位面積あたりの前記ペーストの塗布量が、前記発光領域上の単位面積あたりの前記ペーストの塗布量より少なくなるように塗布することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記ペーストを塗布する方法は、スクリーン印刷法であり、
前記ペーストを塗布する際、第１スクリーン版を用いて前記発光素子上の略全面に前記ペーストを塗布した後、第２スクリーン版を用いて前記発光領域上に前記ペーストを塗布する請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
基板と、前記基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、前記発光素子を覆うようにして、蛍光体を含む少なくとも２種類のペーストを塗布することにより形成された蛍光体層とを有する発光装置の製造方法であって、
前記ペーストは、第１ペーストと、前記第１ペーストよりも前記蛍光体の濃度が低い第２ペーストとを含み、
前記ペーストを塗布する際、前記非発光領域上には前記第２ペーストを塗布し、前記発光領域上には前記第１ペーストを塗布することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記ペーストを塗布する方法は、インクジェット印刷法である請求項９又は１１に記載の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、発光領域及び非発光領域を含む発光素子を用いた発光装置とこれを用いた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発光素子として、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、ＧａＮ系ＬＥＤ等の青色光を発するＬＥＤは、青色光により励起して黄色光を発する蛍光体と組み合わせることによって、白色光を発する発光装置に適用することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２Ａ，Ｂは、従来の発光装置の説明図であり、このうち図１２Ａは発光装置の概略上面図、図１２Ｂは図１２ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
【０００４】
図１２Ａ，Ｂに示すように、発光装置１００は、基板１０１と、基板１０１上に形成された導体パターン１０２と、導体パターン１０２上にフリップチップ実装されたＬＥＤチップ１０３と、ＬＥＤチップ１０３を覆って形成された蛍光体層１０４とを含む。
【０００５】
図１２Ｂに示すように、ＬＥＤチップ１０３は、サファイア基板１１０と、サファイア基板１１０上に順次積層されたｎ型半導体層１１１、発光層１１２及びｐ型半導体層１１３とを含む。ｎ型半導体層１１１の基板１０１側の主面の一部１１１ａには、発光層１１２が接触しておらず、ｎ側電極１１４ａが設けられている。そして、ｎ型半導体層１１１は、ｎ側電極１１４ａと金バンプ１１５とを介して導体パターン１０２と電気的に接続されている。ｐ型半導体層１１３は、ｐ側電極１１４ｂと金バンプ１１５とを介して導体パターン１０２と電気的に接続されている。
【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】
上述した構成を有する発光装置１００を発光させた際、ｎ型半導体層１１１の主面の一部１１１ａの直上に位置する蛍光体層１０４から発せられる光は、白色光にならずに黄色光として取り出される。これは、上記主面の一部１１１ａの直上に位置する蛍光体層１０４を通過する青色光の光路長が長くなるため、この青色光により蛍光体が励起され易くなり、結果としてこの領域から発せられる黄色光成分が多くなるからである。この場合、発光させた状態の蛍光体層１０４の上面は、図１２Ａに示すように、上記主面の一部１１１ａの直上に位置する黄色光を発する領域１０４ａ（ハッチを付した領域）と、白色光を発する領域１０４ｂ（ハッチを付していない領域）とを含む。そのため、発光装置１００では、発光色に色ムラが生じ、照明装置や表示装置への適用が困難となるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、発光色の色ムラを低減することができる発光装置とこれを用いた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】
本発明の第１の発光装置は、基板と、前記基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、前記発光素子を覆って形成された、蛍光体を含む蛍光体層とを有する発光装置であって、
前記非発光領域上に位置する前記蛍光体層の厚みが、前記発光領域上に位置する前記蛍光体層の厚みより薄いことを特徴とする。
【０００９】
ここで、「前記非発光領域上に位置する前記蛍光体層」とは、発光素子における光の取り出し側に位置する主面上に設けられた蛍光体層のうち非発光領域側を指し、「前記発光領域上に位置する前記蛍光体層」とは、発光素子における光の取り出し側に位置する主面上に設けられた蛍光体層のうち発光領域側を指す。以下の記述についても同様とする。
【００１０】
本発明の第２の発光装置は、基板と、前記基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、前記発光素子を覆って形成された、蛍光体を含む蛍光体層とを有する発光装置であって、
前記非発光領域上に位置する前記蛍光体層内の前記蛍光体の濃度が、前記発光領域上に位置する前記蛍光体層内の前記蛍光体の濃度より低いことを特徴とする。
【００１１】
本発明の表示装置及び照明装置は、いずれも上記本発明の発光装置を含む。
【００１２】
本発明の発光装置の第１の製造方法は、基板と、前記基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、前記発光素子を覆うように蛍光体を含むペーストを塗布して形成された蛍光体層とを有する発光装置の製造方法であって、
前記ペーストを塗布する際、前記非発光領域上の単位面積あたりの前記ペーストの塗布量が、前記発光領域上の単位面積あたりの前記ペーストの塗布量より少なくなるように塗布することを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光装置の第２の製造方法は、基板と、前記基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、前記発光素子を覆うようにして、蛍光体を含む少なくとも２種類のペーストを塗布することにより形成された蛍光体層とを有する発光装置の製造方法であって、
前記ペーストは、第１ペーストと、前記第１ペーストよりも前記蛍光体の濃度が低い第２ペーストとを含み、
前記ペーストを塗布する際、前記非発光領域上には前記第２ペーストを塗布し、前記発光領域上には前記第１ペーストを塗布することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の発光装置は、基板と、この基板に実装された発光素子と、この発光素子を覆って形成された、蛍光体を含む蛍光体層とを有する。
【００１５】
上記基板を構成する基材は、特に限定されず、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ等からなるセラミック基材や、Ｓｉ等からなる半導体基材、あるいは金属層上に電気絶縁材層を積層させた積層基材等が使用できる。上記電気絶縁材層としては、例えば無機フィラ７０〜９５質量％と、熱硬化樹脂組成物５〜３０質量％とを含むコンポジット材が使用できる。なお、上記基板を構成する基材の厚みは、例えば０．１〜１ｍｍとすればよい。
【００１６】
上記発光素子としては、例えば青色ＬＥＤを構成するダイオード構造を有するものが使用できる。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を含むＬＥＤチップ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。また、上記発光素子は、上記半導体多層膜を結晶成長させる際に使用したサファイア基板等の単結晶基板（厚み：例えば０．０１〜０．５ｍｍ程度）を含んでいてもよい。
【００１７】
また、上記発光素子は、発光領域及び非発光領域を含む。非発光領域は、例えば電極を配置するための領域を含む。この場合の「電極」とは、発光層を基準面としたときに、発光層よりも上側（即ち光の取り出し側）の層（例えばｎ型半導体層）に設けられる電極である。
【００１８】
上記蛍光体層は、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等のマトリクス樹脂に蛍光体を分散させたものが使用できる。上記蛍光体としては、例えば、ガーネット構造系Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12:Ｃｅ3+、シリケート系（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4:Ｅｕ2+等の緑色光を発する蛍光体や、サイアロン系Ｃａ-Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-Ｎ:Ｅｕ2+、シリケート系（Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4:Ｅｕ2+、ガーネット構造系（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12:Ｃｅ3+等の黄色光を発する蛍光体や、ニトリドシリケート系Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系ＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系Ｓｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7:Ｅｕ2+、硫化物系ＣａＳ:Ｅｕ2+等の赤色光を発する蛍光体等が使用できる。特に、黄色光を発する蛍光体を含む場合は、照明装置として好適な白色光が得られる発光装置を提供できる。
【００１９】
そして、本発明の第１の発光装置は、上記非発光領域上に位置する上記蛍光体層（以下、「非発光領域側層」という）の厚みが、上記発光領域上に位置する上記蛍光体層（以下、「発光領域側層」という）の厚みより薄い。これにより、非発光領域側層において蛍光体に吸収される光（例えば青色光）の量を低減することができるため、非発光領域側層から発せられる光の発光色を、発光領域側層から発せられる光の発光色に合わせることができる。よって、本発明の第１の発光装置によれば、発光色の色ムラを低減することができる。上記効果を確実に発揮させるには、非発光領域側層の厚みを発光領域側層の厚みで除した値が１／３〜２／３であることが好ましい。例えば、非発光領域側層の厚みが６０〜１００μｍ程度の場合、発光領域側層の厚みが１００〜１５０μｍ程度であればよい。
【００２０】
また、本発明の第１の発光装置は、上記非発光領域側に位置する上記蛍光体層の側壁（以下、「非発光領域側壁」という）の厚みが、上記発光領域側に位置する上記蛍光体層の側壁（以下、「発光領域側壁」という）の厚みより薄い発光装置であってもよい。蛍光体層の側面から発せられる光の発光色についても、色ムラを低減することができるからである。なお、上記「蛍光体層の側壁」とは、発光素子の側面に接する蛍光体層をいう。また、上記「蛍光体層の側壁の厚み」とは、蛍光体層の側壁の表面から発光素子の側面までの最短距離をいう。上記効果を確実に発揮させるには、非発光領域側壁の厚みを発光領域側壁の厚みで除した値が１／３〜２／３であることが好ましい。例えば、非発光領域側壁の厚みが６０〜１００μｍ程度の場合、発光領域側壁の厚みが１００〜１５０μｍ程度であればよい。
【００２１】
次に、本発明の第２の発光装置について説明する。なお、上述した本発明の第１の発光装置と重複する内容については、その説明を省略する場合がある。
【００２２】
本発明の第２の発光装置は、基板と、この基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、この発光素子を覆って形成された、蛍光体を含む蛍光体層とを有する。上記各構成要素の材料等は、例えば上述した本発明の第１の発光装置と同様であればよい。
【００２３】
そして、本発明の第２の発光装置は、上記非発光領域上に位置する上記蛍光体層（即ち非発光領域側層）内の上記蛍光体の濃度が、上記発光領域上に位置する上記蛍光体層（即ち発光領域側層）内の上記蛍光体の濃度より低い。これにより、非発光領域側層において蛍光体に吸収される光（例えば青色光）の量を低減することができるため、非発光領域側層から発せられる光の発光色を、発光領域側層から発せられる光の発光色に合わせることができる。よって、本発明の第２の発光装置によれば、発光色の色ムラを低減することができる。上記効果を確実に発揮させるには、非発光領域側層内の蛍光体の濃度を発光領域側層内の蛍光体の濃度で除した値が１／３〜２／３であることが好ましい。例えば、非発光領域側層内の蛍光体の濃度が４０〜４６質量％程度の場合、発光領域側層内の蛍光体の濃度が６０〜７０質量％程度であればよい。
【００２４】
また、本発明の第２の発光装置は、上記非発光領域側に位置する上記蛍光体層の側壁（即ち非発光領域側壁）内の上記蛍光体の濃度が、上記発光領域側に位置する上記蛍光体層の側壁（即ち発光領域側壁）内の上記蛍光体の濃度より低い発光装置であってもよい。蛍光体層の側面から発せられる光の発光色についても、色ムラを低減することができるからである。上記効果を確実に発揮させるには、非発光領域側壁内の蛍光体の濃度を発光領域側壁内の蛍光体の濃度で除した値が１／３〜２／３であることが好ましい。例えば、非発光領域側壁内の蛍光体の濃度が４０〜４６質量％程度の場合、発光領域側壁内の蛍光体の濃度が６０〜７０質量％程度であればよい。
【００２５】
また、本発明の第１及び第２の発光装置は、上記発光素子が上記基板にフリップチップ実装されていてもよい。発光装置の小型化を容易に行うことができるからである。
【００２６】
次に、本発明の表示装置及び照明装置について説明する。本発明の表示装置及び照明装置は、いずれも上述した本発明の第１又は第２の発光装置を含む。これにより、発光色の色ムラが低減された表示装置及び照明装置を提供することができる。なお、本発明の表示装置及び照明装置の好適な具体例については、後述する。
【００２７】
次に、本発明の発光装置の第１の製造方法について説明する。本発明の発光装置の第１の製造方法は、上述した本発明の第１の発光装置の好適な製造方法である。なお、以下の記述において、上述した本発明の第１の発光装置の説明と重複する内容については、その説明を省略する場合がある。
【００２８】
本発明の発光装置の第１の製造方法は、基板と、この基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、この発光素子を覆うように蛍光体を含むペーストを塗布して形成された蛍光体層とを有する発光装置の製造方法であって、上記ペーストを塗布する際、上記非発光領域上の単位面積あたりの上記ペーストの塗布量が、上記発光領域上の単位面積あたりの上記ペーストの塗布量より少なくなるように塗布する。これにより、非発光領域側層の厚みを発光領域側層の厚みより薄くすることができるため、上述した本発明の第１の発光装置を容易に製造することができる。なお、上記ペーストの塗布量は、形成する蛍光体層の厚みに応じて設定すればよい。
【００２９】
上記ペーストは、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる液状の樹脂に上述した蛍光体を分散させたものが使用できる。その粘度は、通常５０〜５０００Ｐａ・ｓ程度であり、好ましくは１００〜２０００Ｐａ・ｓ程度である。
【００３０】
上記ペーストを塗布する方法としては、特に限定されないが、塗布する位置の微調整が容易なインクジェット印刷法を使用するのが好ましい。また、上記ペーストを塗布する方法として、スクリーン印刷法を使用することもできる。スクリーン印刷法により塗布する場合は、第１スクリーン版を用いて上記発光素子上の略全面に上記ペーストを塗布した後、第２スクリーン版を用いて上記発光領域上に上記ペーストを塗布すればよい。この場合、上記第１スクリーン版としては、上記発光素子上の略全面に塗布できるように開口パターンが形成されたものを使用すればよく、上記第２スクリーン版としては、上記発光領域のみに塗布できるように開口パターンが形成されたものを使用すればよい。また、スクリーン印刷法により蛍光体層を形成した後、上記非発光領域上の蛍光体層を研削してもよい。この方法によっても、上記非発光領域側層の厚みを上記発光領域側層の厚みより薄くすることができる。
【００３１】
次に、本発明の発光装置の第２の製造方法について説明する。本発明の発光装置の第２の製造方法は、上述した本発明の第２の発光装置の好適な製造方法である。なお、以下の記述において、上述した本発明の第２の発光装置、及び上述した本発明の発光装置の第１の製造方法の説明と重複する内容については、その説明を省略する場合がある。
【００３２】
本発明の発光装置の第２の製造方法は、基板と、この基板に実装された、発光領域及び非発光領域を含む発光素子と、この発光素子を覆うようにして、蛍光体を含む少なくとも２種類のペーストを塗布することにより形成された蛍光体層とを有する発光装置の製造方法であって、上記ペーストは、第１ペーストと、上記第１ペーストよりも上記蛍光体の濃度が低い第２ペーストとを含み、上記ペーストを塗布する際、上記非発光領域上には上記第２ペーストを塗布し、上記発光領域上には上記第１ペーストを塗布する。これにより、非発光領域側層内の蛍光体の濃度を発光領域側層内の蛍光体の濃度より低くすることができるため、上述した本発明の第２の発光装置を容易に製造することができる。なお、上記第１及び第２ペーストの蛍光体の濃度は、形成する蛍光体層内の蛍光体の濃度に応じてそれぞれ設定すればよい。
【００３３】
また、本発明の発光装置の第２の製造方法において、上記第１及び第２ペーストを塗布する方法としては、特に限定されないが、塗布する位置の微調整が容易なインクジェット印刷法を使用するのが好ましい。以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３４】
［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１Ａは、第１実施形態に係る発光装置の断面図である。また、参照する図１Ｂは、図１Ａに示す発光装置に含まれるＬＥＤチップの断面図である。また、参照する図１Ｃは、図１Ａに示す発光装置に含まれる蛍光体層及びＬＥＤチップの上面図である。なお、本発明の第１実施形態に係る発光装置は、上述した本発明の第１の発光装置の一例である。
【００３５】
図１Ａに示すように、発光装置１は、基板１０と、基板１０上に形成された導体パターン１１と、導体パターン１１上にフリップチップ実装されたＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２を覆って形成された、蛍光体を含む蛍光体層１３とを有する。
【００３６】
ＬＥＤチップ１２は、サファイア基板１４と、サファイア基板１４上に順次積層された第１導電型層１５、発光層１６及び第２導電型層１７とを含む。第１導電型層１５としては、例えばｎ−ＧａＮ層等のｎ型半導体層が使用できる。第２導電型層１７としては、例えばｐ−ＧａＮ層等のｐ型半導体層が使用できる。第１導電型層１５の基板１０側の主面の一部１５ａには、発光層１６が接触しておらず、第１電極１８ａが設けられている。即ち、図１Ｂに示すように、ＬＥＤチップ１２は、上記主面の一部１５ａを含む非発光領域１２ａと、発光層１６を含む発光領域１２ｂとを有する。また、図１Ａに示すように、第１導電型層１５は、第１電極１８ａと金バンプ１９とを介して導体パターン１１と電気的に接続されている。そして、第２導電型層１７は、第２電極１８ｂと金バンプ１９とを介して導体パターン１１と電気的に接続されている。
【００３７】
そして、発光装置１は、非発光領域１２ａ上に位置する非発光領域側層１３ａ（図１Ａ参照）の厚みが、発光領域１２ｂ上に位置する発光領域側層１３ｂ（図１Ａ参照）の厚みより薄い。これにより、非発光領域側層１３ａにおいて蛍光体に吸収される光（例えば青色光）の量を低減することができる。よって、図１Ｃに示すように、非発光領域側層１３ａの上面（ハッチを付した領域）から発せられる光の発光色を、発光領域側層１３ｂの上面（ハッチを付していない領域）から発せられる光の発光色に合わせることができる。即ち、発光装置１によれば、発光色の色ムラを低減することができる。
【００３８】
また、発光装置１は、非発光領域１２ａ側に位置する非発光領域側壁１３ｃ（図１Ａ参照）の厚みが、発光領域１２ｂ側に位置する発光領域側壁１３ｄ（図１Ａ参照）の厚みより薄い。これにより、蛍光体層１３の側面から発せられる光の発光色についても、色ムラを低減することができる。
【００３９】
次に、上述した第１実施形態に係る発光装置１の製造方法の一例について説明する。参照する図２Ａ〜Ｃは、第１実施形態に係る発光装置１の製造方法の一例を示す断面図である。なお、図２Ａ〜Ｃに示す製造方法では、発光装置１の蛍光体層１３をインクジェット印刷法により形成している。また、図２Ａ〜Ｃにおいて、図１Ａ〜Ｃと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
まず、図２Ａに示すように、ＬＥＤチップ１２の側面に沿って、ヘッド２１から蛍光体を含むペースト２２を吐出する。この際、ペースト２２は、ヘッド２１から液滴状に吐出される。また、ＬＥＤチップ１２の非発光領域１２ａ（図１Ｂ参照）側の側面に沿って吐出するペースト２２の量を、ＬＥＤチップ１２の発光領域１２ｂ（図１Ｂ参照）側の側面に沿って吐出するペースト２２の量より少なくする。これにより、非発光領域側壁１３ｃ（図１Ａ参照）の厚みが、発光領域側壁１３ｄ（図１Ａ参照）の厚みより薄くなる。
【００４１】
次に、図２Ｂに示すように、ＬＥＤチップ１２上、及び図２Ａで吐出したペースト２２上に、図２Ａと同様の方法でペースト２２を吐出する。
【００４２】
そして、上述した発光領域側層１３ｂ（図１Ａ参照）に対応する領域２２ａ（図２Ｂ参照）上に、図２Ａと同様の方法でペースト２２を吐出して蛍光体層１３を形成することにより（図２Ｃ）、発光装置１が得られる。
【００４３】
次に、上述した第１実施形態に係る発光装置１の製造方法の別の一例について説明する。参照する図３Ａ〜Ｄは、第１実施形態に係る発光装置１の製造方法の別の一例を示す断面図である。なお、図３Ａ〜Ｄに示す製造方法では、発光装置１の蛍光体層１３をスクリーン印刷法により形成している。また、図３Ａ〜Ｄにおいて、図１Ａ〜Ｃ及び図２Ａ〜Ｃと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
まず、図３Ａに示すように、基板１０上に、開口パターン２３ａを有する第１スクリーン版２３を設置する。この際、開口パターン２３ａと、ＬＥＤチップ１２とを位置合わせしておく。そして、第１スクリーン版２３上からペースト２２をスクリーン印刷することにより、図３Ｂに示すように、ＬＥＤチップ１２がペースト２２により覆われる。
【００４５】
続いて、図３Ｃに示すように、基板１０上に、開口パターン２４ａを有する第２スクリーン版２４を設置する。この際、開口パターン２４ａと、上述した発光領域１２ｂ（図１Ｂ参照）に対応する領域２２ａとを位置合わせしておく。そして、第２スクリーン版２４上からペースト２２をスクリーン印刷して蛍光体層１３を形成することにより（図３Ｄ）、発光装置１が得られる。
【００４６】
以上、本発明の第１実施形態に係る発光装置と、その製造方法について説明したが、本発明の第１の発光装置は、上記実施形態には限定されない。例えば、図４Ａに示すように、発光領域側層１３ｂから非発光領域側層１３ａにかけて段階的に蛍光体層１３の厚みが薄くなるように形成してもよい。また、図４Ｂに示すように、非発光領域１２ａ（図１Ｂ参照）上に位置するサファイア基板１４の表面に、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の透明樹脂やガラス等からなる透明層２５を形成した後、サファイア基板１４上及び透明層２５上を覆うようにして、均一な高さの蛍光体層１３を形成してもよい。また、図４Ｃに示すように、蛍光体層１３の縁部１３ｅに対するペースト２２の吐出量を、他の領域より少なくしてもよい。通常、蛍光体層１３の縁部１３ｅから発光層１６までの最短距離は、蛍光体層１３の表面の他の領域から発光層１６までの最短距離に比べ長くなるため、例えば蛍光体層１３の縁部１３ｅから発せられる光が黄色光となり、これが発光色の色ムラを発生させる原因の１つとなっていた。図４Ｃに示すように、蛍光体層１３の縁部１３ｅに対するペースト２２の吐出量を、他の領域より少なくすることによって、蛍光体層１３の縁部１３ｅから発せられる光の発光色を、他の領域から発せられる光の発光色に合わせることができる。なお、図４Ａ〜Ｃに示す蛍光体層１３は、いずれもインクジェット印刷法により形成できる。
【００４７】
また、図４Ｄに示すように、基板１０上に、孔部２６ａを有する反射板２６を設けた場合は、孔部２６ａの開口を覆うようにしてプレート状の蛍光体層１３を設けてもよい。この場合、非発光領域１２ａ（図１Ｂ参照）上に位置する蛍光体層１３の厚みを薄くする方法としては、例えば、蛍光体層１３の対応する箇所を研削する方法等が挙げられる。
【００４８】
また、図４Ｅに示すように、基板１０上に、孔部２６ａを有する反射板２６を設けた後、例えばポッティングにより孔部２６ａ内に蛍光体層１３を形成してもよい。この場合、非発光領域１２ａ（図１Ｂ参照）上に位置する蛍光体層１３の厚みを薄くする方法としては、図４Ｄと同様に、蛍光体層１３の対応する箇所を研削する方法等が挙げられる。
【００４９】
また、図４Ｆ，Ｇに示すように、ＬＥＤチップ１２の光の取り出し側に位置する主面に電極１８が設けられ、ＬＥＤチップ１２が、電極１８と金ワイヤ２７とを介して基板１０に実装されていてもよい。図４Ｆ，Ｇに示す発光装置では、ＬＥＤチップ１２の非発光領域は、ＬＥＤチップ１２の上記主面のうち、電極１８が設けられた領域となる。この場合、電極１８の直上に位置する蛍光体層１３の厚みを、例えば研削等の手段を用いて薄くすればよい。
【００５０】
また、図４Ａ，Ｆ，Ｇのそれぞれの変形例として、図４Ｈ，Ｉ，Ｊのような構成を採用することもできる。図４Ｈ，Ｉ，Ｊは、いずれもＬＥＤチップ１２と蛍光体層１３との間に透明層２５が介在している。これらの構成によれば、発光色の色ムラを低減できる上、光取り出し効率を向上させることができる。
【００５１】
［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５Ａは、第２実施形態に係る発光装置の断面図である。また、参照する図５Ｂは、図５Ａに示す発光装置に含まれるＬＥＤチップの断面図である。また、参照する図５Ｃは、図５Ａに示す発光装置に含まれる蛍光体層及びＬＥＤチップの上面図である。なお、本発明の第２実施形態に係る発光装置は、上述した本発明の第２の発光装置の一例である。また、図５Ａ〜Ｃにおいて、図１Ａ〜Ｃと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
図５Ａに示すように、第２実施形態に係る発光装置２は、上述した第１実施形態に係る発光装置１（図１Ａ参照）に対し、蛍光体層のみが異なる。発光装置２の蛍光体層２０では、非発光領域１２ａ（図５Ｂ参照）上に位置する非発光領域側層２０ａ内の蛍光体の濃度が、発光領域１２ｂ（図５Ｂ参照）上に位置する発光領域側層２０ｂ内の蛍光体の濃度より低い。これにより、非発光領域側層２０ａにおいて蛍光体に吸収される光（例えば青色光）の量を低減することができる。よって、図５Ｃに示すように、非発光領域側層２０ａの上面（ハッチを付した領域）から発せられる光の発光色を、発光領域側層２０ｂの上面（ハッチを付していない領域）から発せられる光の発光色に合わせることができる。即ち、発光装置２によれば、発光色の色ムラを低減することができる。
【００５３】
また、発光装置２は、非発光領域側壁２０ｃ内の蛍光体の濃度が、発光領域側壁２０ｄ内の蛍光体の濃度より低い。これにより、蛍光体層２０の側面から発せられる光の発光色についても、色ムラを低減することができる。
【００５４】
次に、上述した第２実施形態に係る発光装置２の製造方法の一例について説明する。参照する図６Ａ〜Ｃは、第２実施形態に係る発光装置２の製造方法の一例を示す断面図である。なお、図６Ａ〜Ｃに示す製造方法では、発光装置２の蛍光体層２０をインクジェット印刷法により形成している。また、図６Ａ〜Ｃにおいて、図５Ａ〜Ｃと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
まず、図６Ａに示すように、ＬＥＤチップ１２の発光領域１２ｂ（図５Ｂ参照）側の側面に沿って、第１ヘッド２１ａから蛍光体を含む第１ペースト２８ａを吐出する。
【００５６】
次に、図６Ｂに示すように、ＬＥＤチップ１２の非発光領域１２ａ（図５Ｂ参照）側の側面に沿って、第２ヘッド２１ｂから蛍光体を含む第２ペースト２８ｂを吐出する。ここで、第２ペースト２８ｂの蛍光体の濃度は、第１ペースト２８ａの蛍光体の濃度より低い。
【００５７】
そして、上述した発光領域１２ｂ（図５Ｂ参照）に対応する領域２８１ａ（図６Ｂ参照）上に、図６Ａと同様の方法で第１ペースト２８ａを吐出する（図６Ｃ）。更に、上述した非発光領域１２ａ（図５Ｂ参照）に対応する領域２８１ｂ（図６Ｂ参照）上に、図６Ｂと同様の方法で第２ペースト２８ｂを吐出して蛍光体層２０を形成することにより（図６Ｃ）、発光装置２が得られる。なお、第１ペースト２８ａに含まれる蛍光体と、第２ペースト２８ｂに含まれる蛍光体とは、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、複数種の蛍光体を組み合わせて使用する場合は、第１ペースト２８ａと第２ペースト２８ｂとの間で、組み合わせる蛍光体の成分比を変えてもよい。
【００５８】
次に、上述した第１実施形態に係る発光装置１（図１Ａ参照）を用いた発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図７は、上記発光モジュールの断面図である。なお、図７において、図１Ａ〜Ｃと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
図７に示すように、発光モジュール３は、実装基板３０と、実装基板３０上に形成された配線パターン３１と、配線パターン３１上に金ワイヤ３２を介して実装された複数の発光装置１（図７では１つのみ図示）と、実装基板３０上に設けられた反射板３３と、反射板３３の孔部３３ａ内に充填された、発光装置１を封止するための封止樹脂層３４と、封止樹脂層３４上に形成されたレンズ３５とを含む。実装基板３０は、アルミニウム等からなる金属層３０ａと、金属層３０ａ上に積層された電気絶縁層３０ｂとからなる。電気絶縁層３０ｂとしては、例えば、無機フィラ７０〜９５質量％と、熱硬化樹脂組成物５〜３０質量％とを含むコンポジット材等が使用できる。
【００６０】
以上のように構成された発光モジュール３は、本発明の発光装置１を含むため、発光色の色ムラを抑えることができる。なお、発光モジュール３において、封止樹脂層３４及びレンズ３５は、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明な樹脂やガラス等で構成することができる。また、反射板３３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。また、図７では、本発明の第１実施形態に係る発光装置１を使用したが、上述した第２実施形態に係る発光装置２を使用してもよい。
【００６１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。参照する図８は、第３実施形態に係る表示装置（画像表示装置）の斜視図である。
【００６２】
図８に示すように、第３実施形態に係る画像表示装置４は、パネル４０を有しており、このパネル４０の一主面４０ａには、光源として、上述した発光モジュール３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４は、本発明の発光装置１を含む発光モジュール３を光源とするため、発光色の色ムラを抑えることができる。
【００６３】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。参照する図９は、第４実施形態に係る照明装置（スタンド型照明装置）の斜視図である。
【００６４】
図９に示すように、第４実施形態に係るスタンド型照明装置５は、胴部５０と、胴部５０の一端に固定された、胴部５０を支える基部５１と、胴部５０の他端に固定された照明部５２とを含む。そして、照明部５２の一主面５２ａには、光源として、上述した発光モジュール３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５は、本発明の発光装置１を含む発光モジュール３を光源とするため、発光色の色ムラを抑えることができる。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００６６】
本発明の実施例１として、図１Ａに示す発光装置１を図２Ａ〜Ｃに示す方法により作製した。実施例１において、非発光領域側層１３ａの厚み及び発光領域側層１３ｂの厚みは、それぞれ９０μｍ及び１４０μｍとした。また、蛍光体の濃度については、非発光領域側層１３ａ及び発光領域側層１３ｂのいずれも、７０質量％とした。
【００６７】
また、本発明の実施例２として、図５Ａに示す発光装置２を図６Ａ〜Ｃに示す方法により作製した。実施例２において、非発光領域側層２０ａの厚み及び発光領域側層２０ｂの厚みは、いずれも１４０μｍとした。また、非発光領域側層２０ａ内の蛍光体の濃度、及び発光領域側層２０ｂ内の蛍光体の濃度は、それぞれ４５質量％及び７０質量％とした。
【００６８】
なお、実施例１及び実施例２では、ＬＥＤチップ１２として、いずれも厚み（最大厚み）が７０μｍで面積が０．１ｍｍ2のＧａＮ系ＬＥＤを用いた。
【００６９】
また、比較例として、非発光領域側層の厚みと発光領域側層の厚みとを同じ値（１４０μｍ）とし、非発光領域側層内の蛍光体の濃度と発光領域側層内の蛍光体の濃度とを同じ値（７０質量％）としたこと以外は、実施例１及び実施例２と同様の構成の発光装置を作製した。
【００７０】
（発光色の色ムラの評価）
実施例１、実施例２及び比較例について、それぞれ下記に示す方法により発光色の色ムラの評価を行った。
【００７１】
図１０Ａは、発光色の色ムラの評価方法を示す模式図である。図１０Ａに示すように、実施例１、実施例２又は比較例の発光装置にレンズを取り付けた光源６０に対し電流（３０ｍＡ）を印加して、光源６０を発光させた。この際のビーム角θは、２０度とした。そして、光源６０から５０ｃｍ離れた箇所を通り、かつ光源６０の光軸と直交する平面を仮想照射面として、この仮想照射面内にプローブ６１を設置し、光源６０からの光のスペクトルを測定した。この際のスペクトルの測定箇所は、上記仮想照射面を示す平面図である図１０Ｂに示すように、発光領域側層から発せられた光の照射領域である領域６２と、非発光領域側層から発せられた光の照射領域である領域６３の２箇所とした。なお、スペクトルの測定には、大塚電子株式会社製ＭＣＰＤ３０００を用いた。
【００７２】
図１１Ａ〜Ｃは、光源６０からの光のスペクトルを示すグラフであり、このうち、図１１Ａは比較例を示し、図１１Ｂは実施例１を示し、図１１Ｃは実施例２を示す。また、図１１Ａ〜Ｃでは、いずれも実線が領域６２（図１０Ｂ参照）における光のスペクトル形状を示し、破線が領域６３（図１０Ｂ参照）における光のスペクトル形状を示す。なお、図１１Ａ〜Ｃでは、いずれも比較しやすくするため、波長が４６０ｎｍの光（青色光）の強度を１として規格化している。
【００７３】
図１１Ａに示す比較例では、領域６２における光のスペクトル形状（実線）と、領域６３における光のスペクトル形状（破線）とが大きく異なる。比較例では、非発光領域側層の表面から発せられる光の青色光成分（波長が４６０ｎｍ付近の光）が、上記光の黄色光成分（波長が５７０ｎｍ付近の光）に比べ少ない。よって、上記光が領域６３において黄色光として取り出されるため、図１１Ａに示すように光のスペクトル形状に相違が生じている。
【００７４】
一方、図１１Ｂ，Ｃでは、領域６２における光のスペクトル形状（実線）と、領域６３における光のスペクトル形状（破線）とがほぼ一致している。このことから、本発明の実施例１及び実施例２によれば、発光色の色ムラを低減できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の発光装置は、例えば、一般照明、演出照明（サイン灯等）、自動車用照明（特に前照灯）等に使用される照明装置や、街頭用大型ディスプレイ、バックライト、プロジェクタ等に使用される表示装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示す発光装置に含まれるＬＥＤチップの断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに示す発光装置に含まれる蛍光体層及びＬＥＤチップの上面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の別の一例を示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の別の一例を示す断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の別の一例を示す断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の別の一例を示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、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４Ｂ】図４Ｂは、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４Ｃ】図４Ｃは、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４Ｄ】図４Ｄは、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４Ｅ】図４Ｅは、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４Ｆ】図４Ｆは、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４Ｇ】図４Ｇは、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４Ｈ】図４Ｈは、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４Ｉ】図４Ｉは、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４Ｊ】図４Ｊは、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５Ａ】図５Ａは、本発明の第２実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示す発光装置に含まれるＬＥＤチップの断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ａに示す発光装置に含まれる蛍光体層及びＬＥＤチップの上面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第２実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の第２実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の第２実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態に係る発光装置を用いた発光モジュールの断面図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施形態に係る表示装置（画像表示装置）の斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第４実施形態に係る照明装置（スタンド型照明装置）の斜視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、発光色の色ムラの評価方法を示す模式図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの評価方法における仮想照射面を示す平面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、比較例の光源からの光のスペクトルを示すグラフである。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の実施例１の光源からの光のスペクトルを示すグラフである。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明の実施例２の光源からの光のスペクトルを示すグラフである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、従来の発光装置の概略上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，２  発光装置
３      発光モジュール
４      画像表示装置（表示装置）
５      スタンド型照明装置（照明装置）
１０    基板
１１    導体パターン
１２    ＬＥＤチップ（発光素子）
１２ａ  非発光領域
１２ｂ  発光領域
１３，２０  蛍光体層
１３ａ，２０ａ  非発光領域側層
１３ｂ，２０ｂ  発光領域側層
１３ｃ，２０ｃ  非発光領域側壁
１３ｄ，２０ｄ  発光領域側壁
１３ｅ  縁部
１４    サファイア基板
１５    第１導電型層
１６    発光層
１７    第２導電型層
１８ａ  第１電極（電極）
１８ｂ  第２電極
１９    金バンプ
２１    ヘッド
２１ａ  第１ヘッド
２１ｂ  第２ヘッド
２２    ペースト
２３    第１スクリーン版
２３ａ，２４ａ  開口パターン
２４    第２スクリーン版
２５    透明層
２６，３３  反射板
２６ａ，３３ａ  孔部
２７，３２  金ワイヤ
２８ａ  第１ペースト
２８ｂ  第２ペースト
３０    実装基板
３０ａ  金属層
３０ｂ  電気絶縁層
３１    配線パターン
３４    封止樹脂層
３５    レンズ
【図１Ａ】
2008541411.tif 000003
【図１Ｂ】
2008541411.tif 000004
【図１Ｃ】
2008541411.tif 000005
【図２Ａ】
2008541411.tif 000006
【図２Ｂ】
2008541411.tif 000007
【図２Ｃ】
2008541411.tif 000008
【図３Ａ】
2008541411.tif 000009
【図３Ｂ】
2008541411.tif 000010
【図３Ｃ】
2008541411.tif 000011
【図３Ｄ】
2008541411.tif 000012
【図４Ａ】
2008541411.tif 000013
【図４Ｂ】
2008541411.tif 000014
【図４Ｃ】
2008541411.tif 000015
【図４Ｄ】
2008541411.tif 000016
【図４Ｅ】
2008541411.tif 000017
【図４Ｆ】
2008541411.tif 000018
【図４Ｇ】
2008541411.tif 000019
【図４Ｈ】
2008541411.tif 000020
【図４Ｉ】
2008541411.tif 000021
【図４Ｊ】
2008541411.tif 000022
【図５Ａ】
2008541411.tif 000023
【図５Ｂ】
2008541411.tif 000024
【図５Ｃ】
2008541411.tif 000025
【図６Ａ】
2008541411.tif 000026
【図６Ｂ】
2008541411.tif 000027
【図６Ｃ】
2008541411.tif 000028
【図７】
2008541411.tif 000029
【図８】
2008541411.tif 000030
【図９】
2008541411.tif 000031
【図１０Ａ】
2008541411.tif 000032
【図１０Ｂ】
2008541411.tif 000033
【図１１Ａ】
2008541411.tif 000034
【図１１Ｂ】
2008541411.tif 000035
【図１１Ｃ】
2008541411.tif 000036
【図１２Ａ】
2008541411.tif 000037
【図１２Ｂ】
2008541411.tif 000038
【国際調査報告】
2008541411.tif 000039
2008541411.tif 000040