(57)【要約】【課題】出射光の光強度および色調などの指向性が小さく、かつ、光出力が低下しにくい半導体発光装置を提供する。【解決手段】この半導体発光装置（ＬＥＤランプ１０）は、ＬＥＤ１と、ＬＥＤ１の光の出射方向側に配置された薄膜状の光拡散部８とを備える。【選択図】図１
2008198997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の光の出射方向側に配置された薄膜状の光拡散部とを備える、半導体発光装置。
【請求項２】
前記薄膜状の光拡散部は、複数の島状の光拡散部を含む、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記光拡散部は、気相成長法により形成されている、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記光拡散部は、前記半導体発光素子から離間して配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
蛍光体を含む波長変換部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記波長変換部は、シート状に成形されているとともに、
前記光拡散部は、前記波長変換部の表面上または裏面上に形成されている、請求項５に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を用いた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明用光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子を用いた半導体発光装置が開発されている。特に、ＬＥＤからの出射光を蛍光体などにより波長変換することにより白色光を実現する白色半導体発光装置は、蛍光灯に替わる発光装置として期待されている。
【０００３】
しかしながら、これらの半導体発光装置で用いられるＬＥＤなどの出射光は指向性が強いため、見る角度によって光出力が大きく異なることがあった。また、上記の波長変換技術を用いた白色半導体発光装置では、ＬＥＤからの光出力の強弱により色調が変化するので、見る角度によって色調が変わるという不都合があった。
【０００４】
ここで、関連技術として、ＬＥＤの周囲に拡散材料を配置することにより、ＬＥＤからの出射光の指向性を低減させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１３は、関連技術のＬＥＤランプ（半導体発光装置）の構成を模式的に示した断面図である。図１３に示すように、関連技術のＬＥＤランプ１００では、紫外発光のＬＥＤ１０１は、半田など（図示せず）によって金属製のフレーム１０２の凹部底面に固定されている。これにより、ＬＥＤ１０１の一方の電極（図示せず）は、フレーム１０２と電気的に接続されている。また、フレーム１０２には、第１のリード１０３の一方の端部が取り付けられている。ＬＥＤ１０１の他方の電極は（図示せず）、金属製のワイヤー１０４を介して第２のリード１０５の一方の端部と電気的に接続されている。
【０００６】
フレーム１０２の凹部内には、底面側に配置されたＬＥＤ１０１を覆う光拡散部１０６と、光拡散部１０６上に配置された蛍光体部１０７が形成されている。光拡散部１０６は、アルミナ粒子などからなる拡散剤を含むシリコン樹脂からなる。蛍光体部１０７は、紫外励起赤色発光蛍光体（Ｒ蛍光体）、紫外励起緑色発光蛍光体（Ｇ蛍光体）および紫外励起青色発光蛍光体（Ｂ蛍光体）の３種類の蛍光体（以下、ＲＧＢ蛍光体と略する。）を含むシリコン樹脂からなる。
【０００７】
さらに、ＬＥＤ１０１が設置されたフレーム１０２、ワイヤー１０４およびワイヤー１０４と第２のリード１０５との接続部を密封するように、シリコン樹脂からなる砲弾状の封止部１０９が形成されている。また、第１のリード１０３および第２のリード１０５の他方の端部は、封止部１０９から露出している。このようにして、関連技術のＬＥＤランプ１００が構成されている。
【０００８】
このＬＥＤランプ１００では、ＬＥＤ１０１から出射された紫外光は、光拡散部１０６で拡散される。その後、拡散された紫外光は、蛍光体部１０７中のＲＧＢ蛍光体をそれぞれ励起することにより、赤色、緑色および青色に変換される。そして、これらが混色されることにより、白色光を実現することができる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−５０７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記関連技術のＬＥＤランプ１００では、シリコン樹脂にアルミナ粒子などからなる拡散剤が所定の配合比で調合され、これを攪拌したものがフレーム１０２の凹部に充填されることにより光拡散部１０６が形成されている。この際、シリコン樹脂と拡散剤とを均一に混合することが困難であるため、光拡散部１０６中の拡散剤の分布が不均一になりやすい。このため、ＬＥＤ１０１からの出射光のほとんどが拡散剤により遮られるか、または、出射光がほとんど拡散されずに透過されてしまう場合がある。その結果、上記関連技術のＬＥＤランプ１００では、見る方向によって光強度や色調が変化しやすいという問題点がある。
【００１１】
また、上記関連技術のＬＥＤランプ１００では、上記の問題点を解消するために、光拡散部１０６の厚みまたは光拡散部１０６中の拡散剤の濃度を大きくしている。しかしながら、この場合、光拡散部１０６中での反射回数の増加に伴って光拡散部１０６で吸収される光の割合が増加されるので、外部に放出される光出力が低下するという問題点がある。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、出射光の光強度および色調などの指向性が小さく、かつ、光出力が低下しにくい半導体発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１３】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子の光の出射方向側に配置された薄膜状の光拡散部とを備える。なお、本明細書において、「薄膜状の光拡散部」とは、拡散剤を含む厚みの大きいシート状の光拡散部とは異なり、膜厚が、好ましくは約１００ｎｍ以下の厚みの小さい光拡散部のことを意味する。
【００１４】
この発明の第１の局面による半導体発光装置では、上記のように、厚みの小さい薄膜状の光拡散部を設けることによって、光拡散部の内部では出射光の波長レベルで透過率や屈折率などの光学特性を均一にすることができる。これにより、光拡散部の場所によって光拡散の程度が変わることがなく、上記関連技術の拡散剤を含む厚みの大きい光拡散部と比べて光拡散の場所むらを低減することができる。その結果、半導体発光素子からの出射光をその出射方向によらず、均一に拡散することができるので、出射光の光強度および色調などの指向性を小さくすることができる。また、拡散剤を含む光拡散部とは異なり、薄膜状の光拡散部を用いることによって、光拡散部の厚みを小さくすることができるので、出射光が反射する回数を少なくすることができる。これにより、外部に放出される光出力が低下するのを抑制することができる。
【００１５】
上記第１の局面による半導体発光装置において、好ましくは、薄膜状の光拡散部は、複数の島状の光拡散部を含む。このように構成すれば、出射光が各島間から外部に放出され易いので、光出力が低下するのをより抑制することができる。
【００１６】
上記第１の局面による半導体発光装置において、好ましくは、光拡散部は、気相成長法により形成されている。このように構成すれば、薄膜状の光拡散部の内部が均質な材料で構成されるので、出射光の光強度および色調などの指向性をより小さくすることができる。
【００１７】
上記第１の局面による半導体発光装置において、好ましくは、光拡散部は、半導体発光素子から離間して配置されている。このように構成すれば、半導体発光素子近傍での光の指向性についての問題がなくなるので、半導体発光素子からの出射光をより均一に拡散することができる。
【００１８】
上記第１の局面による半導体発光装置において、好ましくは、蛍光体を含む波長変換部をさらに備える。このように構成すれば、半導体発光素子からの出射光が波長変換されるので、半導体発光素子からの出射光とは異なる色調の光を得ることができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、波長変換部は、シート状に成形されているとともに、光拡散部は、波長変換部の表面上または裏面上に形成されている。このように構成すれば、半導体発光素子上に波長変換部を容易に配置することができるので、容易に製造することができる、波長変換部を備えた半導体発光装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるＬＥＤランプ（半導体発光装置）の構成を模式的に示した断面図である。図２〜図５は、図１のＬＥＤランプの構成を説明するための図である。図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態によるＬＥＤランプ１０の構成について説明する。なお、この第１実施形態では、半導体発光装置の一例であるＬＥＤランプに本発明を適用した場合について説明する。
【００２２】
図１に示すように、本発明の第１実施形態による砲弾型のＬＥＤランプ１０では、発光波長ピークが約３９０ｎｍ〜約４１０ｎｍの紫外発光のＬＥＤ１が、半田など（図示せず）によって金属製のフレーム２の凹部底面に固定されている。これにより、ＬＥＤ１のｐ側電極（図示せず）は、フレーム２と電気的に接続されている。また、フレーム２の凹部内面は、ＬＥＤ１からの出射光が反射しやすいように鏡面状に仕上げられており、光反射部として機能するように構成されている。また、フレーム２には、第１のリード３の一方の端部が取り付けられている。また、ＬＥＤ１のｎ側電極は（図示せず）、金属製のワイヤー４を介して第２のリード５の一方の端部と電気的に接続されている。なお、ＬＥＤ１は、本発明の「半導体発光素子」の一例である。
【００２３】
フレーム２の凹部内には、底面側（矢印Ｘ１方向側）に配置されたＬＥＤ１を覆う第１の樹脂部６と、第１の樹脂部６の矢印Ｘ２方向側に配置された第２の樹脂部７とが形成されており、第１の樹脂部６および第２の樹脂部７は、共に、シリコン樹脂から構成されている。
【００２４】
第１の樹脂部６と第２の樹脂部７との間に、約３ｎｍの膜厚を有するＡｌ薄膜からなる光拡散部８が真空蒸着法により形成されている。なお、真空蒸着法は、本発明の「気相成長法」の一例である。次に、光拡散部８の構成について詳細に説明する。
【００２５】
第１実施形態では、光拡散部８は、第１の樹脂部６の表面の全体にわたって形成されている。また、光拡散部８は、第１の樹脂部６の表面形状に沿って、湾曲するように形成されている。また、Ａｌ薄膜からなる光拡散部８の厚みは約３ｎｍであり、第１の樹脂部６および第２の樹脂部７の厚みよりも小さく形成されている。また、図１および図２に示すように、Ａｌ薄膜は、島状により形成されており、約３ｎｍの膜厚では連続膜とはなっていない。すなわち、約３ｎｍの膜厚のＡｌ薄膜は、図２に示すように、平面的に見て、第１の樹脂部６の微細な凹部に複数の島状に形成されている。たとえば、図３および図４に示すように、膜厚が大きく（約６ｎｍ（図３参照）、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍ（図４参照））なれば、各島が大きくなり、各島間隔が小さくなるので、連続膜に近づく。
【００２６】
また、図５に示すように、光拡散部８の各島が第１の樹脂部６の微細な凹部に形成されるので、各島の底部側（第１の樹脂部６と当接する側）は、第１の樹脂部６の微細な凹部の形状に沿って曲面に形成されている。これにより、第１の樹脂部６を通って光拡散部８に到達する出射光は、各島の底部の曲面により拡散され易い。
【００２７】
また、ＬＥＤ１を含むフレーム２、ワイヤー４およびワイヤー４と第２のリード５との接続部を密封するように、シリコン樹脂からなる砲弾状の封止部９が形成されている。また、第１のリード３および第２のリード５の他方の端部は、封止部９から露出している。このようにして、本発明の第１実施形態によるＬＥＤランプ１０が構成されている。
【００２８】
図６は、図１のＬＥＤランプに用いたＬＥＤの構成とフレーム内への設置状態とを模式的に示した断面図である。図６に示すように、ＬＥＤ１は、それぞれＧａＮ系半導体材料からなるｐ型クラッド層などのｐ側層１１ａ、発光層１１ｂおよびｎ型クラッド層などのｎ側層１１ｃがこの順に積層された半導体素子層１１を備えている。ｐ側層１１ａの下面上には第１のｐ側電極１２が形成されている。また、第１のｐ側電極１２は、半田など（図示せず）を介してｐ型Ｇｅからなる支持基板１３上に接合されている。また、支持基板１３の下面上には、第２のｐ側電極１４が形成されている。さらに、ｎ側層１１ｃ上には、透光性のｎ側電極１５が形成されている。
【００２９】
なお、半導体素子層１１は、ＧａＮからなる成長基板上にｎ側層１１ｃ、発光層１１ｂおよびｐ側層１１ａの順に成長された層である。また、この成長基板は、第１のｐ側電極１２および半田など（図示せず）を介して半導体素子層１１と支持基板１３とを接合した後、ｎ側層１１ｃとの界面付近で剥がされている。
【００３０】
支持基板１３は、第２のｐ側電極１４および半田など（図示せず）を介してフレーム２の凹部底面に固定されるとともに、電気的に接続されている。また、ｎ側電極１５上には、第２のリード５（図１参照）と接続されているワイヤー４の一端がボンディングされている。
【００３１】
このＬＥＤ１は、上記したように、成長基板に一旦成長されたＧａＮ系半導体素子層１１を支持基板１３に貼り替えた構造を有しており、ＬＥＤ１の上面側の面積に比べて側面側の面積が小さい。したがって、このＬＥＤ１の出射光は、主に、ＬＥＤ１の上面（ｎ側電極１５）側からこの面に垂直な方向（矢印Ｘ２方向）に出射する指向性を有している。
【００３２】
第１実施形態では、上記のように、厚みの小さいＡｌ薄膜の光拡散部８を設けることによって、光拡散部８の内部では出射光の波長レベルで透過率や屈折率などの光学特性を均一にすることができる。これにより、光拡散部８の場所によって光拡散の程度が変わることがなく、拡散剤を含む厚みの大きい光拡散部と比べて光拡散の場所むらを低減することができる。その結果、ＬＥＤ１からの出射光をその出射方向によらず、均一に拡散することができるので、出射光の光強度および色調などの指向性を小さくすることができる。なお、光拡散部８がＡｌ薄膜の場合、出射光は主に反射によって拡散されると考えられる。また、拡散剤を含む光拡散部とは異なり、薄膜状の光拡散部８を用いることによって、光拡散部８の厚みを小さく（約３ｎｍ）することができるので、出射光が反射する回数を少なくすることができる。これにより、外部に放出される光出力が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、Ａｌ薄膜の光拡散部８を、複数の島状に形成することによって、出射光が各島間から外部に放出され易いので、光出力が低下するのを抑制することができる。
【００３４】
また、第１実施形態では、Ａｌ薄膜からなる光拡散部８を、真空蒸着法により形成することによって、光拡散部８の内部が均質な材料で構成されるので、出射光の光強度の指向性を小さくすることができる。
【００３５】
また、第１実施形態では、光拡散部８をＡｌ薄膜で構成することによって、光拡散部８内での光吸収を抑制することができるとともに、反射率を大きくすることができる。これにより、ＬＥＤ１からの出射光を均一に拡散することができる。
【００３６】
また、薄膜状の光拡散部８を第１の樹脂部６の矢印Ｘ２方向側の表面上に形成することによって、光拡散部８がＬＥＤ１から離間して配置されるので、ＬＥＤ１近傍での光の指向性についての問題がなくなる。その結果、ＬＥＤ１からの出射光を均一に拡散することができる。また、フレーム２の凹部内面が光反射部として機能するので、ＬＥＤ１からの出射光および光拡散部８からの拡散光を効率よく上方（矢印Ｘ２方向）に反射することができる。
【００３７】
ここで、第１実施形態によるＬＥＤランプ１０における薄膜状の光拡散部８の効果について評価を行った結果について説明する。図７は、本発明の第１実施形態による半導体発光装置の光出力分布を示す特性図である。この光出力分布は、ＬＥＤランプ１０を測定器に設置して、Ｆａｒ  Ｆｅｉｌｄ測定により、出射光の発光強度の方位分布を測定したもので、ＬＥＤ１が配置されているフレーム２の凹部底面に対して垂直な方向（矢印Ｘ２方向）を９０°、底面に並行な方向（矢印Ｘ２方向に垂直な方向）を０°としている。また、各方向で測定された光出力は、測定値の最大値を基準にして、相対値で示している。また、第１比較例として、第１実施形態のＬＥＤランプ１０において、薄膜状の光拡散部８を形成していない以外は同様の構成を有するＬＥＤランプを作製し、その光出力分布を評価した。
【００３８】
図７において、実線は、第１実施形態によるＬＥＤランプ１０の光出力分布を示しており、破線は、第１比較例によるＬＥＤランプの光出力分布を示している。これより、第１比較例のＬＥＤランプからの出射光は、主に９０°方向、すなわち、ＬＥＤ１の配置面であるフレーム２の凹部底面に垂直な方向（矢印Ｘ２方向）に出射しており、ＬＥＤ１の指向性がそのまま反映されている。これに対して、第１実施形態のＬＥＤランプ１０からの出射光は、第１比較例と比べて、０°〜９０°の間の方向の光出力が増加しており、出射光が垂直な方向（矢印Ｘ２方向）以外に拡がっている。また、全光出力を比較すると、第１比較例では約１１．９ｍＷであったのに対して、第１実施形態では約１１．１ｍＷとほぼ等しく、薄膜状の光拡散部８によって光出力はほとんど低下していないことがわかった。
【００３９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるＬＥＤランプは、上記第１実施形態のＬＥＤランプ１０と異なり、第２の樹脂部７が蛍光体を含有するように構成されている。
【００４０】
この第２実施形態では、第２の樹脂部７に含有させる蛍光体として、Ｅｕ含有酸化物を含む青色発光蛍光体（Ｂ蛍光体）、Ｃｕ含有硫化物を含む緑色発光蛍光体（Ｇ蛍光体）および硫酸化物を含む赤色発光蛍光体（Ｒ蛍光体）を、Ｂ蛍光体：Ｇ蛍光体：Ｒ蛍光体＝約３：約２：約５の割合で混合したＲＧＢ蛍光体を使用している。また、ＲＧＢ蛍光体は、シリコン樹脂に対して約２０％の重量割合で均一に混合されている。
【００４１】
なお、第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００４２】
第２実施形態では、上記のように、第２の樹脂部７にＲＧＢ蛍光体を含有させることによって、第２の樹脂部７が波長変換部として機能する。これにより、第２の樹脂部７中のＲＧＢ蛍光体がＬＥＤ１から出射された紫外光によりそれぞれ励起されるので、ＬＥＤ１から出射された紫外光は、赤色、緑色および青色に変換される。そして、これらが混色されることにより、白色光を実現することができる。この際、ＬＥＤ１から出射した紫外光は、Ａｌ薄膜の光拡散部８により均一に拡散されるので、第２の樹脂部７中に分散するＲＧＢ蛍光体を均一に励起することができる。その結果、見る角度によらず、均一な色調の白色光を得ることができる。
【００４３】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００４４】
ここで、第２実施形態によるＬＥＤランプにおけるＡｌ薄膜の光拡散部８の効果について評価を行った結果について説明する。図８は、本発明の第２実施形態によるＬＥＤランプの色温度の角度依存性を示す特性図である。この色温度の角度依存性は、光出力の代わりに分光分布を測定する以外は図７で示した光出力分布の測定と同様に測定した。そして、測定した分光分布から各方向における色温度を算出した。また、第２比較例として、第２実施形態のＬＥＤランプにおいて、Ａｌ薄膜の光拡散部８を形成していない以外は同様の構成を有するＬＥＤランプを作製し、その色温度の角度依存性を評価した。
【００４５】
図８において、実線は、第２実施形態によるＬＥＤランプの色温度分布を示しており、破線は、第２比較例によるＬＥＤランプの色温度分布を示している。これより、第２比較例のＬＥＤランプからの出射光は、主に９０°方向、すなわち、ＬＥＤ１の配置面であるフレーム２の凹部底面に垂直な方向（矢印Ｘ２方向）の色温度が最も大きく、出射方向によって３０００Ｋ以上の差が生じている。また、色温度のばらつき（標準偏差／平均値）は、約０．２５３４であった。これに対して、第２実施形態のＬＥＤランプからの出射光も９０°方向（矢印Ｘ２方向）の色温度が最も大きくなっているが、第２比較例の場合よりも２０００Ｋ以上小さくなっており、その結果、他の方向との色温度差も１０００Ｋ以下に減少している。また、色温度のばらつき（標準偏差／平均値）も、約０．１５６８に減少していた。すなわち、第２実施形態によるＬＥＤランプでは、Ａｌ薄膜の光拡散部８の形成によって色むらが低減されていることがわかった。
【００４６】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態によるＬＥＤランプの構成を模式的に示した断面図である。本発明の第３実施形態によるＬＥＤランプ３０は、上記第１実施形態のＬＥＤランプ１０と異なり、ＬＥＤ３１が絶縁性のフレーム３２に形成された凹部底面に配置されている。なお、ＬＥＤ３１は、本発明の「半導体発光素子」の一例である。
【００４７】
図９に示すように、本発明の第３実施形態による表面実装型のＬＥＤランプ３０では、上記第１実施形態のＬＥＤ１と同様の構成を有する紫外発光のＬＥＤ３１が、絶縁性のフレーム３２に形成された凹部底面に配置されている。フレーム３２の凹部内面は、ＬＥＤ１からの出射光が反射しやすいように鏡面状に仕上げられており、光反射部として機能するように構成されている。また、フレーム３２の凹部底面には、第１のリード３３および第２のリード３５が配置されており、ＬＥＤ３１は、半田など（図示せず）によってフレーム３２の凹部底面の第１のリード３３上に固定されている。これにより、ＬＥＤ３１の一方の電極（図示せず）は、第１のリード３３に電気的に接続されている。第１のリード３３および第２のリード３５は、それぞれ、フレーム３２内を貫通して、フレーム３２の外縁に沿ってフレーム３２の底面に延伸している。また、ＬＥＤ３１の他方の電極（図示せず）は、金属製のワイヤー３４を介して第２のリード３５と電気的に接続されている。
【００４８】
ここで、第３実施形態では、フレーム３２の凹部上には、上記第２実施形態の第２の樹脂部７に含有させたものと同様の青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体からなるＲＧＢ蛍光体が含有されたシリコン樹脂からなる蛍光体シート３７が形成されている。蛍光体シート３７の裏面（矢印Ｙ１方向側の面）には、約３ｎｍの膜厚を有するＡｌ薄膜からなる光拡散部３８が真空蒸着法により形成されている。なお、Ａｌ薄膜は、上記第１実施形態と同様に、島状成長により形成されており、連続膜とはなっていない。また、光拡散部３８とＬＥＤ３１との間は、空間となっている。このようにして、本発明の第３実施形態によるＬＥＤランプ３０が構成されている。なお、蛍光体シート３７は、本発明の「波長変換部」の一例である。
【００４９】
第３実施形態では、上記のように、蛍光体シート３７にＲＧＢ蛍光体を含有させることによって、蛍光体シート３７が波長変換部として機能する。これにより、蛍光体シート３７中のＲＧＢ蛍光体がＬＥＤ３１から出射された紫外光によりそれぞれ励起されるので、ＬＥＤ３１から出射された紫外光は、赤色、緑色および青色に変換される。そして、これらが混色されることにより、白色光を実現することができる。この際、ＬＥＤ３１から出射した紫外光は、Ａｌ薄膜の光拡散部３８により均一に拡散されるので、蛍光体シート３７中に分散するＲＧＢ蛍光体を均一に励起することができる。その結果、見る角度によらず、均一な色調の白色光を得ることができる。
【００５０】
また、第３実施形態では、波長変換部としてシート状に成形された蛍光体シート３７を設けることによって、ＬＥＤ３１上に波長変換部を容易に配置することができるので、容易に製造することができる、波長変換部を備えたＬＥＤ３０を得ることができる。
【００５１】
また、第３実施形態では、Ａｌ薄膜の光拡散部３８を蛍光体シート３７の裏面（矢印Ｙ１方向側の面）に形成することによって、光拡散部３８とＬＥＤ３１とが離間されるので、ＬＥＤ３１近傍での光の指向性についての問題がなくなる。これにより、ＬＥＤ３１からの出射光および蛍光体シート３７からの蛍光を均一に拡散することができる。また、フレーム３２の凹部内面が光反射部として機能するので、ＬＥＤ３１からの出射光、光拡散部３８からの拡散光、および、蛍光体シート３７からの蛍光を効率よく反射することができる。
【００５２】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５３】
ここで、第３実施形態によるＬＥＤランプ３０におけるＡｌ薄膜の光拡散部３８の効果について評価を行った結果について説明する。評価は、第３実施形態によるＬＥＤランプ３０とともに、Ａｌ薄膜の光拡散部３８が形成されていない以外は同様の構成を備えた第３比較例によるＬＥＤランプについて、上記第２実施形態によるＬＥＤランプ２０と同様に、色温度の角度依存性を測定した。その結果、第３比較例によるＬＥＤランプの色温度のばらつき（標準偏差／平均値）は、約０．１５６４であったのに対して、第１実施形態によるＬＥＤランプ３０では、約０．１２２３に減少していた。すなわち、第３実施形態によるＬＥＤランプ３０では、Ａｌ薄膜の光拡散部３８を設けることによって、色むらが低減されていることがわかった。
【００５４】
（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態によるＬＥＤランプの構成を模式的に示した断面図である。また、本発明の第４実施形態によるＬＥＤランプ４０は、上記第３実施形態のＬＥＤランプ３０と異なり、光拡散部４１が約６ｎｍの膜厚を有する酸化チタン薄膜により構成されている。なお、約６ｎｍの膜厚を有する酸化チタン薄膜は、真空蒸着法により形成されており、連続膜となっている。
【００５５】
この第４実施形態では、図１０に示すように、光拡散部４１として、Ａｌよりも光透過率が大きい酸化チタンからなる薄膜を用いることによって、光拡散部４１の外部に取り出される光強度をより大きくすることができる。また、光拡散部４１が連続膜となっているので、出射光の色調などの指向性を減少させることができる。なお、光拡散部４１が酸化チタンの場合、出射光は主に屈折によって拡散されると考えられる。
【００５６】
ここで、第４実施形態によるＬＥＤランプ４０についても上記第３実施形態によるＬＥＤランプ３０と同様に、色温度の角度依存性を測定した。その結果、第４比較形態によるＬＥＤランプの色温度のばらつき（標準偏差／平均値）は、約０．０６０４であり、上記第３実施形態によるＬＥＤランプ３０よりもさらに色むらが低減されていることがわかった。
【００５７】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５８】
たとえば、上記第１実施形態および上記第２実施形態では、薄膜状の光拡散部を、第１の樹脂部と第２の樹脂部との間に形成する構成を示したが、本発明はこれに限らず、第２の樹脂部の矢印Ｘ２方向側（図１参照）に形成してもよい。
【００５９】
また、上記第１実施形態および上記第２実施形態では、連続膜ではない島状のＡｌ薄膜の光拡散部８を設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、図１１に示すように、たとえば、酸化チタン薄膜などの連続膜の光拡散部８ａを設けてもよい。
【００６０】
また、上記第１実施形態および上記第２実施形態では、発光体を含有しない第１の樹脂部および第２の樹脂部を設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、第１の樹脂部のみに発光体を含有させてもよいし、第１の樹脂部および第２の樹脂部の両方に発光体を含有させてもよい。
【００６１】
また、上記第３実施形態では、光拡散部３８を蛍光体シート３７の裏面（矢印Ｙ１方向側の面）、すなわち、ＬＥＤ３１に対向する側の蛍光体シート３７の面上に形成する構成を示したが、本発明はこれに限らず、図１２に示すように、光拡散部３８を蛍光体シート３７の上面（矢印Ｙ２方向側の面）、すなわち、ＬＥＤ３１とは反対側に位置する蛍光体シート３７の面上に形成してもよい。なお、上記第４実施形態の光拡散部４１についても、上記同様に、蛍光体シート３７の上面（矢印Ｙ２方向側の面）に形成してもよい。
【００６２】
また、上記第３実施形態および上記第４実施形態では、蛍光体を含有する蛍光体シートを設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、蛍光体シートの替わりに蛍光体を含有しない樹脂シートを設けてもよい。
【００６３】
また、上記第１実施形態〜上記第４実施形態では、薄膜状の光拡散部の一例として、Ａｌ薄膜または酸化チタン薄膜を示したが、本発明はこれに限らず、薄膜状の光拡散部に、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属、および、酸化アルミニウムなどの金属酸化物などからなる薄膜を用いてもよい。また、これらの薄膜は、真空蒸着法以外に、スパッタ法およびＣＶＤ法などの気相成長法により形成してもよい。なお、薄膜状の光拡散部の膜厚は、透光性を有していれば特に制約はないが、光拡散部での光吸収を抑制するためには、１００ｎｍ以下であることが好ましい。特に、薄膜状の光拡散部を上記金属薄膜で構成する場合には、その膜厚は、１０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００６４】
また、上記第１実施形態〜上記第４実施形態では、半導体発光素子の一例として、紫外発光のＬＥＤを示したが、本発明はこれに限らず、半導体発光素子として、可視光を発光するＬＥＤを用いてもよい。また、ＬＥＤの構造としては、貼り替え型のＬＥＤ以外の構造のＬＥＤを用いてもよい。また、ＬＥＤからの出射光の指向性についても、指向性が小さく、均一発光をするＬＥＤを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態によるＬＥＤランプ（半導体発光装置）の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】図１に示したＬＥＤランプの約３ｎｍの膜厚を有する光拡散部を平面的に見た場合の概念図である。
【図３】約６ｎｍの膜厚を有する光拡散部を平面的に見た場合の概念図である。
【図４】約５０〜約１００ｎｍの膜厚を有する光拡散部を平面的に見た場合の概念図である。
【図５】図１に示したＬＥＤランプの約３ｎｍの膜厚を有する光拡散部を断面的に見た場合の概念図である。
【図６】図１のＬＥＤランプに用いたＬＥＤの構成とフレーム内への設置状態とを模式的に示した断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による半導体発光装置の光出力分布を示す特性図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるＬＥＤランプの色温度の角度依存性を示す特性図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるＬＥＤランプの構成を模式的に示した断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態によるＬＥＤランプの構成を模式的に示した断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態および第２実施形態の変形例を示した断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の変形例を示した断面図である。
【図１３】関連技術のＬＥＤランプ（半導体発光装置）の構成を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１、３１    ＬＥＤ（半導体発光素子）
７    第２の樹脂部（波長変換部）
８、８ａ、３８、４１    光拡散部
１０、３０、４０    ＬＥＤランプ（半導体発光装置）
３７    蛍光体シート（波長変換部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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