(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、第１蛍光体層及び第２蛍光体層とを備える発光装置の製造方法であって、
前記発光素子を被覆する遮光性部材を形成し、
該遮光性部材の一部を選択的に除去することによって、前記発光素子の上面を露出させ、
前記発光素子上に、第１蛍光体を含む第１蛍光体層をスプレー法以外の方法により形成し、
前記第１蛍光体層の上に、前記第１蛍光体と異なる第２蛍光体を含む第２蛍光体層をスプレー法により形成する発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２蛍光体として、前記第１蛍光体の硬度より高い硬度を有する蛍光体を用いる請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１蛍光体層をポッティング法により形成する請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２蛍光体が前記第１蛍光体より耐候性が高い、請求項１から３のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１蛍光体として、ＫＳＦ系、ＣａＳ系、ＳｒＧａ2Ｓ4系、ＳｒＡｌ2Ｏ4系、ＣＡＳＮ系の蛍光体及び量子ドット蛍光体からなる群から選択される１種以上の蛍光体を用い、前記第２蛍光体として、ガーネット系、β−ＳｉＡｌＯＮ系及びクロロシリケート系の蛍光体からなる群から選択される１種以上の蛍光体を用いる請求項１から４のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２蛍光体が前記第１蛍光体より耐水性が高い請求項１から５のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１蛍光体層の蛍光体含有濃度を、第２蛍光体層の蛍光体含有濃度よりも小さくす
る請求項１から６のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１蛍光体及び第２蛍光体として、粒子状の蛍光体を用い、第１蛍光体の平均粒径を、第２蛍光体の平均粒径よりも大きくする請求項１から７のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１蛍光体層の厚みを、第２蛍光体層の厚みよりも大きくする請求項１から８のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１蛍光体層の厚みを２００μｍ以下とし、第２蛍光体層の厚みを１００μｍ以下とする請求項１から９のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
予め、前記発光素子が露出する凹部を有する遮光性部材を形成し、
前記凹部内で露出した前記発光素子上に第１蛍光体層を形成する請求項１から１０のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１蛍光体層を、その側面が前記遮光性部材で被覆されるように形成する請求項１から１１のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２蛍光体層を、前記遮光性部材の上面を被覆するように形成する請求項１１から１２のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記発光素子を被覆する前記遮光性部材を形成し、
該遮光性部材の一部を選択的に除去することによって、前記発光素子が露出する凹部を形成する請求項１１から１３のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記発光素子と電気的に接続される接続端子が設けられた母材を備える基体を準備し、
該基体に前記発光素子を実装する請求項１から１４のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１６】
中心粒径が３０μｍ以下の前記第１蛍光体及び第２蛍光体を用いる請求項１から１５のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１蛍光体層を、前記第１蛍光体と結合剤とによって形成し、かつ、前記発光素子に近い位置において前記第１蛍光体の濃度を高くし、
前記第２蛍光体層を、前記第２蛍光体濃度が前記第２蛍光体層中で略均一に形成する請求項１から１６のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第２蛍光体層を、複数の層を積層して形成する請求項１から１７のいずれか１つ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、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器において種々の光源が使用されている。例えば、発光素子と蛍光体とを組み合わせた発光ダイオードを用いた発光装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２６４８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、発光装置では、その構成部材について小型化が進められている。そのために、発光素子からの光の波長を変換させるために利用される蛍光体層においても、一層の薄膜化が図られている。また、発光装置の用途の多様化や高性能化の要望にともない、様々な特性を有する蛍光体を利用したいという要求がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、効率的に波長変換を実現し、光取り出し効率の良好な、また種々の蛍光体を利用可能な発光装置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】
【０００６】
本発明の発光装置の製造方法は、発光素子と、第１蛍光体層及び第２蛍光体層とを備える発光装置の製造方法であって、
前記発光素子上に、第１蛍光体を含む第１蛍光体層をスプレー法以外の方法により形成し、
前記第１蛍光体層の上に、前記第１蛍光体と異なる第２蛍光体を含む第２蛍光体層をスプレー法により形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型かつ薄型の発光装置において、効率的に波長変換を実現し、光取り出し効率の良好な発光装置を簡便かつ効率的に製造することができる。また、種々の蛍光体を利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の発光装置の製造方法の一実施の形態を説明するための概略断面工程図である。
【図２Ａ】図１に示す製造方法で得られた発光装置を示す概略斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの長手方向に切断した概略断面図である。
【図３Ａ】本発明の発光装置の製造方法のさらに別の実施の形態を説明するための発光装置の基体を示す概略平面図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＢ−Ｂ’線断面図である。
【図４】本発明の発光装置の製造方法の別の実施の形態を説明するための概略断面図である。
【図５】本発明の発光装置の製造方法のさらに別の実施の形態を説明するための発光装置の概略断面図である。
【図６】本発明の発光装置の製造方法のさらに別の実施の形態を説明するための発光装置の概略断面図である。
【図７】本発明の発光装置の製造方法でのスプレー法を実施するための装置を説明するための概略図である。
【図８】本発明の発光装置の製造方法のさらに別の実施の形態を説明するための発光装置の概略断面図である。
【図９】本発明の発光装置の製造方法のさらに別の実施の形態を説明するための発光装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の発光装置の製造方法のさらに別の実施の形態を説明するための発光装置の概略断面図である。
【図１１】本発明の発光装置の製造方法のさらに別の実施の形態を説明するための発光装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、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、誇張していることがある。
【００１０】
本発明の発光装置の製造方法では、発光素子と、蛍光体層とを少なくとも備える発光装置であって、発光装置の実装面と交差する面（側面）が光取り出し面となる側面発光型、いわゆるサイドビュータイプと称される発光装置の製造方法を具体的に示しているが、トップビュータイプと称される発光装置の製造にも適用することができる。
【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とがある。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主面及び第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】
〔発光装置の製造方法〕
本発明の発光装置の製造方法は、主として、
発光素子上に、第１蛍光体を含む第１蛍光体層をスプレー法以外の方法により形成し、得られた第１蛍光体層の上に、第１蛍光体と異なる第２蛍光体を含む第２蛍光体層をスプレー法により形成する工程を含む。
第１蛍光体層と第２蛍光体層を形成する工程の他に、例えば、
（ａ）発光素子と電気的に接続される接続端子が設けられた母材を備える基体を準備する、
（ｂ）発光素子を準備する、
（ｃ）基体に発光素子を実装する、
（ｄ）遮光性部材を形成する、などの工程を含むことがある。
【００１３】
（ａ：基体の準備）
まず、発光装置の製造に使用される基体を準備する。
例えば、基体は、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、例えば、少なくとも第１主面が、長手方向と、長手方向に交差又は直交する短手方向を備える形状であることが好ましい。
基体の厚みは、例えば、最も厚膜の部位において、５００μｍ程度以下が好ましく、３００μｍ程度、２００μｍ程度以下がより好ましい。また、４０μｍ程度以上が好ましい。
【００１４】
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、上述した厚みの範囲において、曲げ強度が３００ＭＰａ以上であることが好ましく、４００ＭＰａ以上、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。
【００１５】
このように、基体が薄く、適当な強度を備えることにより、小型／薄型及び高性能／高信頼性の発光装置が得られる。
【００１６】
（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。
【００１７】
母材の線膨張係数は、発光素子の線膨張係数と近いことが好ましい。例えば、その差が±１０ｐｐｍ/℃程度であることが好ましい。これにより、基体に接続される発光素子が破損するおそれを低減することができる。
【００１８】
（接続端子）
一対の接続端子は、発光素子が接続される基体の少なくとも第１主面上に形成されていればよい。この場合、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。これにより、発光装置を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。その結果、発光装置の実装性を向上させることができる。ここで一致とは、段差がない又はほとんどないことを意味し、数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、以下同じ意味である。
【００１９】
接続端子は、発光素子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主面に設けられていてもよく、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、(i)第１主面から、第１主面と第２主面との間に存在する面の上に延長して設けられているか、(ii)母材を貫通するように設けられたビア又はスルーホール等により、第１主面から第２主面上まで延長して設けられているか、(iii)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、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。ここで第１主面と第２主面との間に存在する端面とは、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であってもよいし、第１主面と第２主面との間に存在する２つ以上の端面の一部又は全部であってもよい。
通常、素子接続部は第１主面上に配置され、外部接続部は、(i)第１主面上か、(ii)第１主面及び端面上か、(iii)第１主面、端面及び第２主面上か、(iv)第１主面及び第２主面上に配置される。
【００２０】
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主面側の、第１主面に設けられた発光素子及び／又は遮光性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、発光装置の強度及び信頼性を高めることができる。また、基体の強度を高めることにより、遮光性部材が金型を用いて成形される場合には、基体のゆがみが低減され、遮光性部材の成形性を向上させることができる。
放熱用の端子又は補強端子が導電性であって、一対の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、接続端子と放熱用の端子または補強端子との接合部材のブリッジを防止することができる。
【００２１】
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。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。
【００２２】
接続端子は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ等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、導電性及び実装側の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。放熱性の観点からは、特に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の単層膜又は積層膜等、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。
接続端子は、メッキ等で母材上に形成された薄膜状であってもよく、板状の金属を成形して形成されたリードフレームであってもよい。
【００２３】
基体は、上述した母材の線膨張係数を大幅に損なわない限り、それ自体がコンデンサ、バリスタ、ツェナーダイオード、ブリッジダイオード等の保護素子を構成するものであってもよいし、これら素子の機能を果たす構造をその一部に、例えば、多層構造又は積層構造の形態で備えるものでもよい。このような素子機能を果たすものを利用することにより、別途部品を搭載することなく、発光装置として機能させることができる。その結果、静電耐圧等を向上させた高性能の発光装置を、より小型化することが可能となる。
【００２４】
別の実施形態では、基体は、凹部を有する母材と、凹部底面に露出し、母材の側面から突出する一対の接続端子を備えるものを利用してもよい。この場合、凹部の側壁は、遮光性の材料によって形成されていることが好ましい。遮光性の材料は、後述する遮光性部材として例示されるものから適宜選択することができる。
さらに別の実施形態では、基体は、金属の板を屈曲又は押圧する等により加工された発光素子を収容する凹部を有するリードフレームと、このリードフレームフレームの一部を埋設する母材とを有するものであってもよい。リードフレームは、その表面に、Ａｇ等の反射率の高い材料層が設けられていることが好ましい。
【００２５】
（ｂ：発光素子の準備）
発光素子を準備する。
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。
発光素子は、一つの面に正負の電極を有していてもよく、上面と下面にそれぞれ正と負の電極を有していてもよいが、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）との双方を有することが好ましい。これにより、フリップチップ実装することが可能になる。
発光素子をフリップチップ実装した場合、発光装置の上面側に発光素子の基板が配置される。基板は一般的に半導体積層体よりも頑丈であるとともに、多少破損しても発光装置の信頼性に影響を与えにくい。そのため、後述するように、凹部を発光素子の上部にブラスト又はフォトリソグラフィーなどの物理的又は化学的に発光素子に負荷が加わるおそれがある方法で形成する場合には、発光素子はフリップチップ実装することが好ましい。
第１電極及び第２電極を構成するものとしては、オーミック電極、金属膜、外部接続用電極等を含むものとする。
【００２６】
半導体積層体は、通常、半導体層の成長用の基板（成長基板）上に積層される。
半導体層の成長用の基板としては、半導体層をエピタキシャル成長させることができるものが挙げられる。このような基板の材料としては、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。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。
【００２７】
成長基板は、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。例えば、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。
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。
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。
【００２８】
半導体層の成長基板は、サファイアのような透光性を有する基板を用いることにより、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。あるいは、このような基板は半導体積層体から除去してもよい。この成長用の基板の除去は、レーザリフトオフ法等を利用して行うことができる。ただし、成長用の基板は、半導体層から完全に除去されたものに加えて、半導体層の端部又は隅部に若干の基板が残存していてもよい。成長用の基板は、発光素子が基体に実装された前後のいずれかで除去することができる。
【００２９】
半導体積層体は、半導体層の成長用の基板が除去されたものである場合、より薄型化、小型化を実現する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、これに起因する発光層から出射される光の吸収を阻止することができる。さらに、基板に起因する光散乱を阻止することができる。よって、より発光効率を向上させることができる。その結果、発光輝度を高めることが可能となる。
【００３０】
また、発光素子は、いわゆるバーティカルダイス又は貼り合わせダイスなどとして公知の積層構造、例えば、特開２００８−３００７１９号公報、特開２００９−１０２８０号公報等に記載されたような積層構造を有していてもよい。
【００３１】
発光素子の平面視における形状は特に限定されるものではなく、四角形又はこれに近似する形状が好ましい。発光素子の大きさは、発光装置の大きさによって、その上限を適宜調整することができる。例えば、発光素子の一辺の長さが、百μｍから２ｍｍ程度の矩形が挙げられ、１４００×２００μｍ程度、１１００×２００μｍ程度、９００×２００μｍ程度の矩形等が好ましい。発光装置がサイドビュー型である場合には、発光素子の平面視における形状は、長手方向と短手方向の比が１：３〜１：２０程度の矩形が好ましい。
【００３２】
（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（素子の基板が存在する場合にはその反対側の面）に形成されていることが好ましい。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を行うことができる。
【００３３】
（ｃ：発光素子の実装）
発光素子を、基体上に搭載し、基体の第１主面において、第１主面上の接続端子と接続する。
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。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。
【００３４】
発光素子は、基体上にフリップチップ実装することが好ましい。これにより、導電ワイヤ等の部材を用いることなく発光装置を製造することができ、小型／薄型の発光装置を実現することができる。
発光素子をフリップチップ実装する場合、通常、第１電極及び第２電極を、接合部材によって、上述した基体の接続端子と接合する。このような接合部材は、当該分野で公知の導電性の接合部材が挙げられる。具体的には、例えば、錫-ビスマス系、錫-銅系、錫-銀系、金-錫系などの半田（具体的には、ＡｇとＣｕとＳｎとを主成分とする合金、ＣｕとＳｎとを主成分とする合金、ＢｉとＳｎとを主成分とする合金等）、共晶合金（ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等）銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、異方性導電材、低融点金属などのろう材等が挙げられる。なかでも、半田を用いることにより、上述した接続端子の形状を適切に設定することで、高精度のセルフアライメント効果を発揮させることができる。よって、発光素子を適所に実装することが容易となり、量産性を向上させ、より小型の発光装置を製造することができる。
また、発光装置が、半導体層を発光装置の光取り出し面側に、基板を基体の第１主面に向けて（つまり、フェイスアップ）実装される場合には、第１電極または／および第２電極は、Ａｕ等の導電ワイヤを用いて、接続端子に接続してもよい。
【００３５】
（ｄ：遮光性部材の形成）
一実施の形態では、まず、遮光性部材を、フリップチップ実装した発光素子に接触して、発光素子を埋め込むよう形成する。つまり、発光素子の側面から上面を直接被覆するように配置する。遮光性部材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。
【００３６】
遮光性部材に利用可能な樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの変性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などが挙げられる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物（シリコーン変性エポキシ樹脂等）、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物（エポキシ変性シリコーン樹脂等）、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、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート樹脂、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、ユリア樹脂、ＢＴレジン、ポリウレタン樹脂等の樹脂が挙げられる。
【００３７】
遮光性部材で用いる樹脂の線膨張係数及びガラス転移温度等は特に限定されず、例えば、１００ｐｐｍ／℃程度以下の線膨張係数が好ましく、８０ｐｐｍ／℃程度以下、６０ｐｐｍ／℃程度以下がより好まく、１００℃以下のガラス転移温度が好ましく、７５℃以下、５０℃以下がより好ましい。
【００３８】
上述した樹脂自体は、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、７０％以上、８０％以上又は９０％以上の遮光性材料とすることがより好ましい。
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、酸化亜鉛、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、光散乱材又はカーボンブラック等の着色材等を含有させることが好ましい。
遮光性部材は、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、遮光性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％程度含有させることが好ましい。
【００３９】
光反射材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、遮光性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、遮光性部材の全重量に対して、２０〜６０重量％程度含有させることが好ましく、３０〜５０重量％程度含有させることがより好ましい。
【００４０】
また、遮光性部材を有することにより、半導体層の成長基板又は支持体などを除去、剥離するなどプロセス中の遮光性部材の強度を向上させることができる。さらに発光装置全体の強度を確保することができる。
遮光性部材を放熱性の高い材料で形成することによって、発光装置の小型化を維持したまま、放熱性を向上させることができる。
【００４１】
遮光性部材は、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。成形機を用いる場合は離型フィルムを用いてもよい。
【００４２】
遮光性部材は、その上面が、発光素子の上面と一致する高さに形成してもよいし、発光素子を被覆する高さに形成してもよい。後者の場合、発光素子の上面が露出するように、遮光性部材の上面の一部を除去する。この際、遮光性部材を、発光素子の上面と遮光性部材の上面とが一致するように遮光性部材を除去してもよいし、発光素子の上方に凹部が配置されるように、遮光性部材の一部を選択的に、つまり凹部の形状に、除去してもよい。選択的な除去は、例えば、マスクを用いたエッチング法、ブラスト法等によって実行することができる。このような方法で形成される凹部は、平面視において発光素子と略同じ形状とすることができる。また深さは例えば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。凹部の側面は、発光装置の光取り出し面側に向かって広がる状態となるように傾斜していてもよいし、略垂直であってもよい。
【００４３】
凹部の深さ、大きさは、製造される発光装置の特性、凹部内に形成される蛍光体層の形状、蛍光体層の形成材料の性質等によって適宜選択される。
凹部は、上記のように発光素子を埋め込んだ遮光性部材を選択的に除去する方法の他、射出成型、トランスファーモールド、コンプレッションモールド等で凹部の形状に形成した基体を用いてもよい。
また、成長基板を有し、フリップチップ実装された発光素子の側面を、遮光性部材で被覆した後、成長基板を除去することにより、成長基板と対応する形状の形成することができる。このような方法であれば、発光素子（半導体積層体）と平面視において略同じ形状の非常に小さい凹部を形成することが可能になる。
さらに、発光素子の周囲（特に、発光装置の光取り出し面側の面）に予めレジストを形成し、遮光性部材を発光素子の周囲に配置した後、レジストを除去することにより、凹部を形成してもよい。
【００４４】
遮光性部材は、基体又は母材と別体として後から形成してもよいし、基体又は母材もしくはその両方と一体的に形成してもよいし、基体又は母材に接着してもよい。
【００４５】
〔第１蛍光体層及び第２蛍光体層の形成〕
少なくとも発光素子の上に、つまり、発光装置の光取り出し面上に、第１蛍光体層を形成する。得られた第１蛍光体層の上に、第２蛍光体層をスプレー法で形成する。発光素子の上方に、遮光性部材による凹部が配置されている場合には、第１蛍光体層を、凹部内に形成することが好ましい。さらに、第２蛍光体も、凹部内に形成してもよい。
【００４６】
第１蛍光体層及び第２蛍光体層は、蛍光体のみを含む層であってもよいし、蛍光体と、結合剤として透光性材料（例えば、樹脂）とを含有するものであってもよい。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。
【００４７】
第１蛍光体及び第２蛍光体としては、少なくとも発光素子から出射された光によって励起されて、互いに異なる波長の発光をするものであればよい。例えば、
(i)アルミニウムガーネット系等の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）、
(ii)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、
(iii)ユウロピウムで賦活されたシリケート系（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４）蛍光体、
(iv)β−ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体、
(v)ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）系又はＳＣＡＳＮ系等の窒化物系蛍光体、
(vi)ＬｎＳｉ３Ｎ１１系、ＬｎＳｉＡｌＯＮ系等の希土類窒化物系蛍光体（Ｌｎは希土類元素）、
(vii)ＢａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ系、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ系等の酸窒化物系蛍光体、
(viii)マンガンで賦活フッ化物錯体蛍光体（例えば、ＫＳＦ系（Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）蛍光体）、
(iX)ＣａＳ系（ＣａＳ：Ｅｕ）、ＳｒＧａ２Ｓ４系（ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ）、ＳｒＡｌ２Ｏ４系、ＺｎＳ系等の硫化物系蛍光体、
(X)クロロシリケート系蛍光体などが挙げられる。
【００４８】
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。
【００４９】
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第１及び第２の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る、第１蛍光体として赤色発光する蛍光体（例えば、ＫＳＦ系蛍光体）と、第２蛍光体として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。
【００５０】
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。
特に、第２蛍光体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蛍光体層のそれよりも高い材料を用いることが好ましい。これにより、第１蛍光体層中の第１蛍光体を効果的に保護することができる。また、第１蛍光体層を構成する透光性材料は、第２蛍光体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蛍光体層を構成する透光性材料の屈折率は、第２蛍光体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、蛍光体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。
蛍光体及び／又は充填材は、例えば、第１蛍光体層及び第２蛍光体層の全重量に対してそれぞれ１０〜８０重量％程度が好ましい。
【００５１】
第２蛍光体層に含まれる第２蛍光体は、第１蛍光体層に含まれる第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、劣化しにくいことが好ましい。第１蛍光体を保護し、第１蛍光体の変質等を抑制するためである。これにより、第１蛍光体にその機能を十分果たさせることができる。その結果、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。
【００５２】
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蛍光体層を発光装置又は基体などの他の部材に近接した位置に配置することにより、第１蛍光体からの放熱性を高めることができる。
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いう。
【００５３】
第１蛍光体及び第２蛍光体は、粒子状の蛍光体を用いることが好ましい。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。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（ＦｉｓｈｅｒＳｕｂ Ｓｉｅｖｅ Ｓｉｚｅｒ’ｓ Ｎｏ）における空気透過法で得られる粒径を指す。
特に、第１蛍光体は、スプレー法以外の方法によって蛍光体層として形成するため、第２蛍光体の平均粒径よりも大きい平均粒径を有することができる。
【００５４】
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、一般的に水分やガス等の発光装置の外部環境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。
【００５５】
第１蛍光体として、代表的に、ＫＳＦ系、ＣａＳ系、ＳｒＧａ２Ｓ４系、ＳｒＡｌ２Ｏ４系、ＣＡＳＮ系及び量子ドットからなる群から選択される蛍光体を用いることが好ましく、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好ましい。
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。
【００５６】
第１蛍光体層は、発光素子上にスプレー法以外の方法により形成する。これにより、スプレー法で形成する場合と比べて、製造時において、蛍光体に負荷されるストレスを比較的抑制することができる。そのため、第１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、その形状及び特性を損なうことなく、適所に第１蛍光体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。
【００５７】
第１蛍光体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、圧縮成型等の成型、静電塗布法、印刷法、シート状の第１蛍光体の貼り付け等の方法が挙げられる。この際、ポッティング、圧縮成型、印刷法等、第１蛍光体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。ポッティングを利用することにより、第１蛍光体へのストレスを少なくしながら、簡便に第１蛍光体層を形成することができる。
【００５８】
第１蛍光体層を、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、第１蛍光体層の厚み方向において、発光素子に近い位置で第１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、第１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、直接第１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、第１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、第１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、第１の蛍光体を、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。
このような第１蛍光体層は、例えば、第１蛍光体層の形成材料をポッティングした後、第１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。
【００５９】
第１蛍光体層は、後述する遮光性部材等の凹部内に形成されることが好ましい。これにより、ポッティングによる形成が容易とすることができる。また、第１蛍光体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。
【００６０】
第１蛍光体層は、外部環境と接しない（発光装置の外部に露出しない）ように設けられていることが好ましい。これにより、第１蛍光体を保護し、発光装置の信頼性を高めることができる。例えば、第１蛍光体層の上面から側面にわたって第２蛍光体層や他の材料で被覆されていること、第１蛍光体層を凹部内に設け、第１蛍光体層の側面を凹部の内壁面で被覆されていることが好ましい。
【００６１】
第１蛍光体層では、蛍光体含有濃度を、第２蛍光体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。
【００６２】
第１蛍光体層の厚みは、例えば、２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましい。第１蛍光体層は、第２蛍光体層の厚みよりも厚いことが好ましい。
【００６３】
第１蛍光体層は、上述したように、発光素子の側面が遮光性部材によって被覆されている場合には、発光素子の上面にのみ形成してもよいし、発光素子と遮光性部材との双方の上面に形成してもよい。また、遮光性部材が発光素子の上方に凹部を有する場合には、第１蛍光体層を、凹部内及び凹部の外側（凹部外周）に形成してもよいが、遮光性部材の凹部内で露出した発光素子上にのみ形成することが好ましい。この場合、第１蛍光体層の側面の一部又は全部が遮光性部材の凹部の内壁で被覆されるように形成することが好ましい。第１蛍光体層の側面を遮光性部材で被覆することで、第１蛍光体層ないし第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。
【００６４】
第２蛍光体層は、第１蛍光体層上にスプレー法によって形成される。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。
スプレー法は、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を利用することが好ましい。パルススプレー方式によるスプレー法は、パルス式のスプレー装置（パルススプレー装置）を利用して行うことができる。
パルススプレー装置３０は、図７に示すように、スラリーＳＬを貯蔵するシリンジ３１、３２と、シリンジ３１、３２同士を連結する配管３３と、スラリーＳＬを射出するスプレーノズル３４とを主に備える。
【００６５】
シリンジ３１、３２内部には、蛍光体の粒子と樹脂と溶剤とが混合されたスラリーＳＬが貯蔵されている。シリンジ３１、３２には、エアＡを送り込むためのエアコンプレッサ（図示省略）が接続されており、これにより、シリンジ３１、３２内部に、圧縮気体３１ｂ、３２ｂが所定圧に保たれている。
シリンジ３１、３２内部には、スラリーＳＬと圧縮気体３１ｂ、３２ｂとの間にプランジャー３１ａ、３２ａが設けられている。プランジャー３１ａ、３２ａは、スラリーＳＬと圧縮気体３１ｂ、３２ｂを隔てるため、圧縮気体３１ｂ、３２ｂのスラリーＳＬへの溶解を低減することができる。
スプレーノズル３４には、液体通路としての配管３３が接続されている。スプレーノズル３４には、エアＡを送り込むためのエアコンプレッサ（図示省略）が接続されている。スプレーノズル３４は角度調整も可能であり、載置台７０に対して傾斜させることができる。
【００６６】
スプレーを行う際には、まず、スプレーノズル３４の吐出弁を閉じた状態で、エアコンプレッサからシリンジ３１に所定の圧力でエアを送り込む。このエアの送入により、シリンジ３１内部に充填されたスラリーＳＬが加圧され、流通路である配管３３を介して、シリンジ３２に向けて圧送される。その後、同様に、シリンジ３２に所定の圧力でエアを送り込むと、シリンジ３２内部に充填されたスラリーＳＬが加圧され、流通路である配管３３を介して、シリンジ３１に向けて圧送される。これを繰り返すことにより、スラリーＳＬがシリンジ３１、３２間を移動しながら攪拌される。これにより、比重の大きい粒子の沈降を抑止することができ、粒子がスラリーＳＬ中で分散した状態を保持することができる。
【００６７】
スラリーＳＬを塗布する場合には、スプレーノズル３４の吐出弁を開け、エアコンプレッサからスプレーノズル３４に所定の圧力で間欠的にエアを送り込む。このエアが送り込まれている時に、エアコンプレッサとスプレーノズル３４との間に設けられたバルブを開くことによって、スラリーＳＬを間欠吐出することができる。これにより、スプレーノズル３４の先端から、エアとともにスラリーＳＬが間欠的に噴射され、発光素子３５にスプレー（符号ＳＰ）される。
【００６８】
第２蛍光体層を形成するためには、具体的に、まず、スラリーを準備する。スラリーは、一般に、溶剤と、熱硬化性樹脂と、粒子状の第２蛍光体とを含有する。熱硬化性樹脂としては、例えば、透光性と耐光性の高いシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂などが好ましい。特に、ガスバリア性の高いフェニルシリコーンやエポキシ樹脂は、第１蛍光体層を保護するために好ましい。溶剤としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、トルエン、アセトン、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を用いることができる。蛍光体は、例えば、１０〜８０重量％で使用することが好ましい。スラリーは、０．０１〜１０００ｍＰａ・ｓ程度に調整することが好ましく、０．１〜１００ｍＰａ・ｓ程度がより好ましい。具体的には、スラリーとして、第２蛍光体：シリコーン樹脂：ｎ−ヘプタンとを質量比で、２〜４０：５〜２０：１０〜２００で混合したものを用いることができる。このような比で混合することにより、スプレーしやすく、発光素子に蛍光体を均一に付着させることができる。なお、パルススプレー法以外のスプレー法においても、このような混合比を好適に適用できる。
【００６９】
次に、得られたスラリーをパルススプレー装置３０のシリンジ３１、３２に投入する。そして、スラリーをシリンジ３１、３２間で移動させて攪拌し、パルススプレーにより塗布する。その際、スラリーを第１蛍光体層にできるだけ均等に塗布できるように、スプレーノズル３４を移動させながら塗布する。
スラリーを塗布した後、樹脂を仮硬化して、第２蛍光体層を形成する。
その層の上に、同様の方法でスラリーを塗布し、仮硬化して、二層目の第２蛍光体層を形成する。これを繰り返し、所望の発光色が得られる厚みまで第２蛍光体層を積層する。
このようなスプレー法を利用する場合、第２蛍光体層を、第２蛍光体濃度が第２蛍光体層中で略均一に形成することができる。
【００７０】
また、第２蛍光体層を、間欠的にスプレー噴射することにより、単位時間当たりの透光性材料の噴射量を少なくすることができる。このため、少ない噴射量でスプレー噴射させながら、低速でスプレー噴射のノズルを移動させることができる。その結果、凹凸形状を有する塗布面であっても、均一に蛍光体を塗布することができる。
パルススプレー方式は、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、蛍光体の粒子と第１蛍光体層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。
特に、第１蛍光体層の上にスプレー法により第２蛍光体層を形成する場合には、第２蛍光体層における蛍光体の種類又は量等を調整することにより、これら蛍光体層から発せられる光の色を調整することが可能となる。
【００７１】
第２蛍光体層の厚みは、例えば、全体で１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下、２０μｍ以下がより好ましい。また、第２蛍光体層の厚みを、第１蛍光体層の厚みよりも小さくすることがより好ましい。
このような薄い厚みとすることにより、遮光性部材での被覆の有無にかかわらず、発光素子から出射される光を、第２蛍光体層の側面から出射させることなく、光取り出し面の１方向にのみ、光を取り出すことができる。よって、光取り出し効率を向上させることができる。
【００７２】
特に、バックライト用途の発光装置においては、蛍光体層の厚みを薄くすることで、発光装置の発光効率及びバックライトの発光効率をより高めることができる。例えば、上述したように、正面光に対する側面光の割合を減少させることができ、バックライトの導光板への入光効率を高めることができる。
スプレーで形成することにより、発光装置全体に用いられる樹脂量を他の形成方法で形成する場合よりも少なくすることができるため、熱放射率の低い樹脂に起因する蓄熱を、効果的に減少させることができる。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るため、伝熱経路を確保できる。よって、放熱性を改善して、発光効率を改善することができる。
発光素子表面から導光板入光までの距離を最小に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、バックライトでの発光効率を高めることができる。
【００７３】
第２蛍光体層は、複数の層を積層した積層構造とすることが好ましい。この場合、用いる蛍光体の種類、量、透光性部材の種類又は屈折率などが異なっていてもよい。
第２蛍光体層は、微細な粒子状の蛍光体を用いるため、上述したスプレー法によって、薄膜状の粒子層とすることができる。積層数を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、薄膜状の粒子層を複数積層することにより、所望の蛍光体の厚みを確保することができる。さらに、蛍光体の分布の偏りを抑制することができ、第２発光体層から、均一に波長変換した光を出射させることができ、発光装置の色むら等の発生を回避することができる。
【００７４】
第２蛍光体層が第１蛍光体層と接触している場合は、薄型の発光装置とすることができる。
第２蛍光体層の側面は、遮光性部材上に位置していてもよいし、発光素子の外縁と一致していてもよいし、遮光性部材の上面を被覆するように、遮光性部材の外縁と一致して配置されていてもよい。このような配置であれば、スプレー法で第２蛍光体層を形成する際、第２蛍光体層の形を規定するマスク等を用いる必要がない。
上記のように、第２蛍光体層を第１蛍光体層の上に配置することにより、脆弱な第１蛍光体層を第２蛍光体層で保護することができ、信頼性の高い発光装置とすることができる。
【００７５】
第２蛍光体層が第１蛍光体層の上に形成される限り、第１蛍光体層と第２蛍光体層との間、第２蛍光体層の上にさらなる層、例えば、ガラス等の透光性部材又は他の蛍光体層等を介在又は積層させてもよい。例えば、ガラスは、第２蛍光体層よりも透湿性の低い材料であるため、このような透湿性の低い材料で第１蛍光体層を被覆することにより、さらに発光装置の信頼性を高めることができる。このような透光性部材は、例えば、蛍光体及び／又は拡散材料を含有していてもよい。
【００７６】
第１蛍光体層及び／又は第２蛍光体層の上面（光取り出し面）は平面であってもよく、配光を制御するために、その上面（光取り出し面）及び／又は発光素子と接する面を凸面、凹面等の凹凸面にしてもよい。これらの形状の変化は光取出しに有効となることがある。また、第１蛍光体層及び／又は第２蛍光体層の密着性を向上させることができる。
第１蛍光体層は、端部において厚く、中央部において薄い形状であることが好ましい。
第２蛍光体層の表面は、第２蛍光体の形状（例えば、粒子の形状）に起因ないし追従する凹凸を有することが好ましい。これにより、第２蛍光体層の表面からの光取出し効率を高めることができる。
【００７７】
発光素子と第１蛍光体層との間及び第１蛍光体層と第２蛍光体層との間には、任意に透光性の層を設けてもよい。このような透光性の層の材料としては、上述の結合剤として用いられる材料、空気等が挙げられる。
【００７８】
以下に本発明の発光装置の製造方法の実施形態を、図面に基づいて具体的に説明する。
【００７９】
実施の形態１：発光装置の製造方法
この実施形態の発光装置の製造方法は、下記の工程を含む。
（ａ）発光素子と電気的に接続される接続端子が設けられた母材を備える基体を準備し（図１Ａ）、
（ｂ）発光素子を準備し、
（ｃ）基体に発光素子を実装し(図１Ｂ）、
（ｄ）遮光性部材を形成する(図１Ｃ）。
【００８０】
（ａ：基体の準備）
基体１１は、図１Ａに示すように、略直方体のガラスエポキシからなる母材１１ａと、母材の一面及び側面を通って他面に及ぶ一対の接続端子１５、１６を備える。基体１１のサイズは、３．２ｍｍ×０．４ｍｍ、厚みは０．２ｍｍである。
（ｂ：発光素子の準備）
発光素子は、サファイア基板上に積層されたｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層からなる半導体積層体１７とｎ型半導体層に接続された第１電極１９、ｐ型半導体層に接続された第２電極２０とを備える（図１Ｂ参照）。図示しないが、第１電極１９の一部は、絶縁膜（例えば、ＳｉＯ２）を介して第２半導体層上にも及んでいる。第１電極１９及び第２電極２０は、基体１１の接続端子と接合する面が、略同一の平面積を有しており、略面一である。
発光素子は、当該分野で公知の方法によって製造されたものである。
【００８１】
（ｃ：発光素子の実装）
図１Ｂに示すように、発光素子の第１電極１９及び第２電極２０を、基体１１の一対の接続端子１５、１６と、それぞれ、共晶半田（Ａｕ−Ｓｎ）によって、発光素子１２の光取り出し面と基体の主面とが略平行になるよう接合する。接合は、当該分野で公知の条件によって行う。基体１１は、平面視において、発光素子１２の外周よりも内側にその外周の全てを配置する。
【００８２】
（ｄ：遮光性部材の形成）
図１Ｃに示すように、発光素子１２の全側面及び上面を被覆するように、例えば、圧縮成形法により、遮光性部材１３を形成する。遮光性部材１３は、発光素子１２と基体１１との間にも配置する。
遮光性部材１３は、シリコーン樹脂と、二酸化チタン（４５重量％）とからなる。
【００８３】
続いて、図１Ｄに示すように、発光素子１２の上方に開口を有するメタルマスク１８を用いて、ブラスト法により、図１Ｅに示すように、発光素子１２の上面が露出するように、遮光性部材１３に凹部１３ｂを形成する。ここで、凹部の深さは８０μｍとする。
【００８４】
〔第１蛍光体層及び第２蛍光体層の形成〕
第１蛍光体としてＫＳＦ：Ｍｎ蛍光体とＳＣＡＳＮ蛍光体を含有するシリコーン樹脂を主成分とするスラリーを調製する。得られたスラリー１ａを、図１Ｆに示すように、ポッティングにより凹部１３ｂ内に充填する。スラリー１ａは、硬化の際に収縮するため、硬化後の第１蛍光体層の上面を凹部１３ｂの外周面と一致させることができるよう、スラリー１ａの上面が凹部１３ｂの外周面より高くなる量充填した。その後、加熱してスラリー１ａを硬化させることにより、一番厚い部分において厚みが８０μｍの第１蛍光体層１を形成する。
【００８５】
ＫＳＦ：Ｍｎ蛍光体は中心粒径が２０μｍ、モース硬度が約２〜４の粒子であり、ＳＣＡＳＮ蛍光体は中心粒径が１０μｍでモース硬度が６〜７の粒子である。これらの蛍光体を全スラリー重量に対して、３０重量％程度となるようにシリコーン樹脂に含有させる。この場合のスラリーの粘度を１〜２ｐａ／ｓｅｃとする。
硬化後の第１蛍光体層１内では、蛍光体の沈降により、発光素子１２に近い位置において、蛍光体の濃度が高くなっている。第１蛍光体層１内での第１蛍光体の濃度は、スラリーの粘度、第１蛍光体の平均粒径、含有量、スラリーの硬化時の条件（温度、時間等）等によって調整することができる。
第１蛍光体層１の側面は、遮光性部材１３によって全面が被覆されている。
【００８６】
続いて、図１Ｇに示すように、第２蛍光体層２を形成する以外の部分にはマスクＭを配置し、第１蛍光体層１の上に第２蛍光体層２を形成する。
第２蛍光体層２は、ＹＡＧ蛍光体を含有するシリコーン樹脂からなるスラリーを用いて、パルススプレー法によって３層積層して形成する。第２蛍光体層２の総厚みは５０μｍである。
第２蛍光体は、中心粒径が８μｍ程度のＹＡＧ：Ｃｅの蛍光体である。
マスクＭを用いることにより、第２蛍光体層２の側面は、遮光性部材１３の側面に一致し、第２蛍光体層２が遮光性部材１３の側面に付着しない。
【００８７】
このように、第１蛍光体層をスプレー法以外の方法で、かつ第２蛍光体層をスプレー法によって形成することにより、脆弱な第１蛍光体を含む第１蛍光体層に対する、製造時における応力の負荷を回避することができ、第１蛍光体の形状及び品質を確保することができる。
第１蛍光体層と第２蛍光体層とを、それらの種類、蛍光体粒径及び濃度、厚み等を、適切に組み合わせることにより、設計に応じた所望の色調を実現することができ、色むらを防止することができる。
【００８８】
このようにして製造された発光装置１０は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、主として、発光素子１２と第１蛍光体層１と、第２蛍光体層２とを備える。また、発光素子１２を被覆する遮光性部材１３を備えている。
遮光性部材１３は、発光装置の光取り出し側の面に、発光素子１２の全上面を露出する凹部を有し、かつ、発光素子１２の全ての側面を被覆している。つまり、発光素子１２の上面の周囲において、遮光性部材の上面は、発光素子の上面よりも高く設けられている。また、発光素子１２の底面と基体１１との間にも、遮光性部材１３が配置されている。
【００８９】
遮光性部材１３の凹部１３ｂ内には、遮光性部材１３の凹部１３ｂ外周面と略一致する上面を有する第１蛍光体層１が配置されている。ただし、第１蛍光体層１は、遮光性部材１３の凹部１３ｂ外周面上にも配置されていてもよい。
第１蛍光体層１は、スプレー法以外の方法によって形成された層である。
第１蛍光体層１は、例えばポッティングで形成された場合には、その上面が平滑であるが、凹部の中央に向かってなだらかに傾斜していることがある。また、第１蛍光体層１中の樹脂の量が比較的多いために、第１蛍光体の密度が高い部分と低い部分を有することがある。
【００９０】
この第１蛍光体層１の上に、第２蛍光体層２が配置されている。
第２蛍光体層２は、上述したスプレー法によって、極薄い層が複数積層されている。また、第２蛍光体層中での第２蛍光体の密度が高い（第１蛍光体層と比べて、樹脂ないし蛍光体を結着させるバインダの量が少ない）。そのため、第２蛍光体層２の表面が蛍光体の粒子に沿って、目視又は顕微鏡写真によって、凹凸が認められることがある。
第２蛍光体層２は、第１蛍光体層１の全上面と、遮光性部材１３の凹部１３ｂ外周面とを被覆していることが好ましい。
【００９１】
このように第１蛍光体層１及び第２蛍光体層２を配置することにより、脆弱な蛍光体を含む第１蛍光体層を、遮光性部材及び第２蛍光体層で被覆し、第１蛍光体を保護することができる。よって、第１蛍光体の波長変換特性を維持／向上させることができ、発光装置の高寿命化を実現することができる。
【００９２】
特に、第２蛍光体層２の側面は、遮光性部材１３の外周の側面と一致し、第２蛍光体層が、平面視において凹部の開口を覆い、開口よりも大きい形状に形成することにより、凹部内に設けられた第１蛍光体層を確実に被覆し、信頼性の高い発光装置とすることができる。
【００９３】
実施の形態２：発光装置の製造方法
この実施形態の発光装置の製造方法では、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、母材２４ａに複合接続端子２２が形成された複合基体２４を用いて、複数の発光装置を製造することができる。この複合基体２４は、個片化工程後の各発光装置の基体が、複数個、マトリクス状（複数列と複数行）に連なって構成されている。
この複合基体２４は、母材２４ａの上面から裏面に及ぶスリット２５を有している。複合接続端子２２は、このスリット２５の内壁を通って、複合基体２４の母材２４ａの上面から下面に連続して設けられている。
図３Ａでは、１８個の発光装置を得る複合基体２４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２４とすることができる。
【００９４】
このような複合基体２４上に、複数の発光素子１２を接続する。複合基体上に、それぞれの発光素子１２の側面を被覆するよう、遮光性部材１３を圧縮成形法により成形し、成形体を取り出す。この時、複数の発光素子を被覆する一連の遮光性部材（つまり、複数の遮光性部材が一体となった部材）を形成することが、遮光性部材の生産効率の観点から好ましい。例えば、複数の行列に並べられた複数の発光素子及び、１列に並べられた複数の発光素子を被覆する一つの帯状の遮光性部材を複数形成することが好ましい。さらに、後述する個片化を容易にするため、スリットには遮光性部材を形成しないことが好ましい。このような遮光性部材としては、例えば、１列に並べられた複数の発光素子を被覆し、スリットの延長方向（基体の短手方向に沿った方向）に長く、スリットの間の距離よりも狭い幅で設けられた形態が挙げられる。
その後、それぞれの発光素子１２の上方に開口を有するマスクを用いて、遮光性部材１３の上面からブラスト処理を行う。これにより、発光素子１２のそれぞれの上方に、発光素子１２の上面が露出する凹部を遮光性部材１３に形成することができる。
その後、凹部内において、露出した発光素子１２の上面に、上述したようなポッティングにより第１蛍光体層を形成する。
その後、第１蛍光体層の上面及び遮光性部材１３の上面に、上述したようなパルススプレー法によって、第２蛍光体層を形成する。
続いて、複合基体２４と遮光性部材１３とを分割予定線Ｌに沿って一方向（基体の長手方向に沿った方向）に切断し、個々の発光装置に個片化する。基体の長手方向の端部にはそれぞれ基体の短手方向に沿ったスリット２５が設けられており、スリットには遮光性部材が設けられていないため、スリットの延長方向に切断する必要がなく、比較的少ない工数で発光装置を個片化することができる。
切断には、ダイサー、レーザなどを用いることができる。
このような製造方法においても、実施形態１と実質的に同様の効果を得ることができる。
【００９５】
実施の形態３：発光装置の製造方法
この実施形態の発光装置４０の製造方法では、図４に示すように、母材４４に複合接続端子４５、４５ａ、４６が形成された複合基体を用いる。この複合基体は、複数の発光素子１２を搭載するための１つの発光装置用の基体である。
図４では、５個の発光素子１２を搭載する複合基体を表しているが、より少数又はより多数（数百〜数千個）の発光装置を得る複合基体とすることができる。
【００９６】
このような複合基体上に、発光素子１２を接続し、発光素子１２の側面を被覆するよう、複数の遮光性部材１３を一括で圧縮成形法により成形し、成形体を取り出す。
その後、発光素子１２の上方の遮光性部材１３の一部を上記と同様に除去し、発光素子１２の上面が露出する凹部に遮光性部材１３を形成する。
その後、上記と同様に凹部内に第１蛍光体層４１が収まるように、ポッティングにより複数の発光素子に対して一体的に形成し、第１蛍光体層４１の上面及び遮光性部材１３の上面に、上述したようなパルススプレー法によって、第２蛍光体層４２を形成する。
このような製造方法においても、実施形態１と実質的に同様の効果を得ることができる。
【００９７】
実施の形態４：発光装置の製造方法
この実施形態の発光装置の製造方法では、図５に示すように、発光素子１２の上面が露出する凹部を、個々の発光素子１２に対して設けた遮光性部材１３ａを形成する。
その後、第１蛍光体層４１ａを、各発光素子１２に対する凹部にそれぞれポッティングにより形成し、各第１蛍光体層４１ａの上面及び遮光性部材１３ａの上面に、上述したようなパルススプレー法によって、第２蛍光体層４２を形成する。
このような製造方法においても、実施形態１及び３と実質的に同様の効果を得ることができる。
【００９８】
実施の形態５：発光装置の製造方法
この実施形態の発光装置の製造方法では、まず、
（Ａ）発光素子が内部に収容される凹部と、発光素子と電気的に接続される接続端子が設けられた遮光性部材を備える基体を準備し、
（Ｂ）発光素子を準備し、
（Ｃ）基体に発光素子を実装し、
（Ｄ）発光素子と接続端子とを電気的に接続する。
【００９９】
（Ａ：基体の準備）
図６に示すように、略直方体の白色のエポキシ樹脂からなり、凹部５１ｂを有する遮光性部材５３と、凹部５１ｂ底面に露出し、母材５１ａの側面から突出する一対の接続端子５６を備える基体５１を準備する。
（Ｂ：発光素子の準備）
発光素子５５は、図６に示すように、サファイア基板上に積層されたｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層からなる半導体積層体１７とｎ型半導体層に接続された第１電極、ｐ型半導体層に接続された第２電極とを備える。第１電極及び第２電極は、サファイア基板と反対側の面に設けられている。
発光素子は、当該分野で公知の方法によって製造されたものである。
【０１００】
（Ｃ：発光素子の実装）
次に、基体５１の凹部５１ｂの底面に発光素子５５をファイスアップ実装する。発光素子５５の底面を、基体５１の凹部５１ｂの底面に露出した接続端子５６に、共晶半田（Ａｕ−Ｓｎ）を用いて接合する。
【０１０１】
（Ｄ：発光素子の電気的接続）
続いて、発光素子５５の第１電極と第２電極と、凹部５１ｂの底面に露出した一対の接続端子５６とをそれぞれＡｇ合金のワイヤ５７で接続する。
〔第１蛍光体層及び第２蛍光体層の形成〕
そして、凹部５１ｂを充填するよう、ＳＣＡＳＮ蛍光体を含有するスラリーをポッティングし、硬化することにより、第１蛍光体層５８を形成する。
その後、第１蛍光体層５８上にＬＡＧを含有する第２の蛍光体層をスプレー法により３層積層し、第２蛍光体層５９を形成する。この際、第２蛍光体層５９は、遮光性部材５３の上面をも被覆し、第２蛍光体層５９の外縁は、遮光性部材５３の外縁と一致している。
このような製造方法においても、実施形態１及び３と実質的に同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
実施の形態５の変形例
この実施形態の発光装置９０の製造方法では、図１０に示したように、平板状のセラミックの母材の上面に、酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂であり、凹部９１ａを形成する遮光性部材９１ｂ、凹部９１ａ底面に露出し、母材の表面に形成された複数対の接続端子（図示せず）を備える基体９１を準備する。
この基体９１に発光素子５５を複数基体に搭載する以外は、第１蛍光体層をポッティングで、第２蛍光体層をスプレーで形成する等、実質的に実施形態５と同様の製造方法により発光装置９０を形成する。
このような製造方法においても、実施形態１又は２と実質的に同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
実施の形態６：発光装置の製造方法
この実施形態の発光装置８０の製造方法では、図８に示すように、第１蛍光体層１を、遮光性部材１３の凹部に印刷により形成した後、第１蛍光体層１上面及び遮光性部材１３の上に、透光性を有し、波長変換部材を含有する蛍光体含有ガラス８３を透光性のシリコーン樹脂を介して貼着する。この蛍光体含有ガラス８３の上に、上述したようなパルススプレー法によって、第２蛍光体層８４を形成する。
上記以外は、実質的に実施形態１又は２と同様の製造工程によって発光装置を製造する。
このような製造方法においても、実施形態１又は２と実質的に同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
実施の形態７：発光装置の製造方法
この実施形態の発光装置８１の製造方法では、図９に示すように、第１蛍光体層１を、遮光性部材１３の凹部に印刷により形成した後、上述したようなパルススプレー法によって、第２蛍光体層２を形成する。続いて、第２蛍光体層２の上に蛍光体含有樹脂シート８５を貼着する。
上記以外は、実質的に実施形態１又は２と同様の製造工程によって発光装置を製造する。
このような製造方法においても、実施形態１又は２と実質的に同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
実施の形態８：発光装置の製造方法
この実施形態の発光装置８２の製造方法では、図１１に示すように、第１蛍光体層１を、遮光性部材１３の凹部に形成した後、上述したようなパルススプレー法によって、第２蛍光体層２を形成する。第１の蛍光体層１は、透光性材料（バインダー）とともに、ポッティングによって形成されており、第１蛍光体１１０は、第１蛍光体層１の厚み方向において、発光素子１２に近いほど、その濃度が高い。第１蛍光体層１に含有されている第１蛍光体１１０は、第２蛍光体層２に含有されている第２蛍光体よりも、濃度が低い。
上記以外は、実質的に実施形態１又は２と同様の製造工程によって発光装置を製造する。
このような製造方法においても、実施形態１又は２と実質的に同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
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】
【０１０７】
１、４１、４１ａ、５８  第１蛍光体層
２、４２、５９、８４  第２蛍光体層
１０、４０、４０Ａ、５０、８０、８１、９０  発光装置
１１、５１、９１  基体
１１ａ、５１ａ  母材
１２、３５、５５  発光素子
１３、１３ａ、５３、９１ｂ  遮光性部材
１３ｂ、９１ａ  凹部
１５、１６、５６  接続端子
１７  半導体積層体
１８、Ｍ  マスク
１９  第１電極
２０  第２電極
２１  接合部材
２２、４５、４５ａ、４６  複合接続端子
２４  複合基体
２４ａ、４４  母材
２５  スリット
３０  パルススプレー装置
３１、３２  シリンジ
３１ａ、３２ａ  プランジャー
３１ｂ、３２ｂ  圧縮気体
３３  配管
３４  スプレーノズル
５７  ワイヤ
７０  載置台
８３  蛍光体含有ガラス
８５  蛍光体含有樹脂シート
Ａ  エア
ＳＬ  スラリー 
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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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９】
0006492961.tif 000012
【図１０】
0006492961.tif 000013
【図１１】
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