(57)【要約】【課題】  発光素子からの光を無駄なく導光板に入射させ、薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させる。【解決手段】  本発明は、発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え発光素子が載置されるリード電極の主面の一部が開口部の底面から露出されてなるパッケージとを備える発光装置であって、開口部は、突出部（１１１）を有し、開口部の内壁面は、パッケージ主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）まで連続して突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする発光装置である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え、該開口部の底面からリード電極が露出されるパッケージとを有する発光装置であって、
前記開口部は、突出部（１１１）を有し、前記開口部の内壁面は、前記パッケージ主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、前記パッケージ主面の短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向し前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、前記内壁面（１０１ｂ）から前記内壁面（１０１ｃ）まで連続して前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記内壁面（１０４）は、前記発光素子の複数の側面に対向する請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光素子の少なくとも一部分は前記突出部（１１１）の底面に載置される請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子と前記リード電極とは導電性ワイヤにより電気的に接続されており、該導電性ワイヤの金属片が前記一対の内壁面（１０２）の間に露出されたリード電極に載置される請求項１乃至３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記パッケージは、側面に段差あるいは凹部を有する請求項１乃至４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記内壁面（１０１ｃ）に対向するパッケージの外壁面は、前記リード電極の実装面とほぼ同一平面である請求項１乃至５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子は、ＡｌとＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素とを含み、かつ希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体、および、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体、から選択された少なくとも一種の蛍光体を備える請求項１乃至６に記載の発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載された発光装置と、該発光装置からの光を導光する面状導光板とを有し、
前記面状導光板は、前記発光装置の外壁面形状と嵌合可能な凹凸形状を備えていることを特徴とする面状光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶バックライト、パネルメーター、表示灯や面発光スイッチなどに用いられる発光装置および面状光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ＲＧＢ各色を発光可能な発光ダイオードや、白色系の光を高輝度に発光可能な発光ダイオードが開発された結果、複数の発光装置を配列して構成される光源が種々の分野にて利用されている。
【０００３】
例えば、液晶バックライト用の面状光源は、端面に入射された光を発光観測面へ導光する透光性部材である導光板と、複数の表面実装型発光装置とを有し、端面より入射された光が導光板の内部で反射され発光観測面から出射する面状光源である。このような面状光源を構成する表面実装型発光装置は、発光素子を収納するための開口部を有するパッケージを備え、導電性パターンを施した基板との実装面にほぼ平行な方向に光軸を有するような発光をし、導光板の端面から光を入射させる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２６４８４２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、面状光源の薄型化に伴い発光装置の薄型化も求められている。上記開口部を有するパッケージを備える発光装置の薄型化を図ろうとしたとき、開口部の内壁面と発光素子の側面との距離が発光素子の各側面方向によって異なる。すると、発光素子の側面から距離が大きい内壁面に進む光は、その内壁面に到達するまでに封止部材のような開口部内の充填物にて減衰あるいは散乱されて正面方向とは異なる方向に進行することがある。このような光は、発光ムラの原因となったり導光板に入射されることなく無駄となってしまう。また、開口部の内壁面を発光素子に近接させようとして、発光装置全体の大きさを小さくしてしまうと、発光素子に電力を供給するリード電極を適切に配置することが困難となったり、導光板との強固な固定が困難となる場合がある。さらに、発光装置の数を最小限にして面状光源を形成しようとしたとき、導光板の端面に対して広範囲に光を入射することが可能な発光装置が望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、発光素子からの出光を無駄なく導光板に入射させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることが可能な発光装置およびそれを用いた面状光源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】
【０００７】
以上の目的を達成するために本発明に係る発光装置は、発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え、該開口部の底面からリード電極が露出されるパッケージとを有する発光装置であって、上記開口部は、突出部（１１１）を有し、上記開口部の内壁面は、上記パッケージ主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、前記パッケージ主面の短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、上記内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、上記内壁面（１０１ａ）に対向し上記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、上記内壁面（１０１ｂ）から上記内壁面（１０１ｃ）まで連続して上記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする発光装置である。このように構成すると、発光装置の光取り出し効率を向上させ、実装面方向に広範囲に出光することができる薄型の発光装置とすることができる。
【０００８】
また、上記内壁面（１０４）は、上記発光素子の複数の側面に対向している。このように構成すると、発光素子の側面が開口部の他の内壁面と平行とならない位置関係で実装された場合であっても、発光装置の光取り出し効率を向上させ、広範囲に出光することができる薄型の発光装置とすることができる。
【０００９】
さらに、発光素子の少なくとも一部分は突出部（１１１）の底面に載置されていることが好ましい。発光素子の側面を内壁面１０４に近接させることにより、発光素子からの光を効率よく内壁面１０４にて発光観測面方向に反射させることができる。
【００１０】
また、上記発光素子と上記リード電極とは導電性ワイヤにより電気的に接続されており、該導電性ワイヤの金属片が前記一対の内壁面（１０２）の間に露出されたリード電極に載置される。このように構成することにより、発光素子から内壁面（１０４）方向に向かう光は、リード電極に載置される導電性ワイヤの金属片の部分に遮られることなく内壁面（１０４）に入射し、内壁面（１０４）により発光観測面方向に反射されることができる。
【００１１】
また、上記パッケージは、側面に段差あるいは凹部を有する。このように構成すると、導光板との高精度な位置合わせが容易であり、かつ導光板と強固に固定できる。
【００１２】
また、上記内壁面（１０１）に対向するパッケージの外壁面は、上記発光装置の実装面側において、上記リード電極の実装面とほぼ同一平面である。このように構成すると、実装面に対して発光装置を安定に実装することができ、発光装置の発光面を広範囲にすることができる。
【００１３】
また、発光素子は、ＡｌとＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素とを含み、かつ希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体、および、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体、から選択された少なくとも一種の蛍光体を備える。このように構成することにより、発光素子の光と、その光により励起された蛍光物質が発する光との混色光を出射する発光装置とすることができる。
【００１４】
また、本発明は、上記発光装置と、該発光装置からの光を導光する面状導光板とを有し、該面状導光板は、上記発光装置の外壁面形状と嵌合可能な凹凸形状を備えていることを特徴とする面状光源である。このように構成すると、発光装置を導光板に装着させる際の実装精度を向上させることができる。また、本発明にかかる面状光源は、発光位置によって発光ムラのない均一発光が可能な面状光源である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、発光素子からの出光を無駄なく導光板に入射させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることが可能な発光装置およびそれを用いた面状光源とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置および面状光源を例示するものであって、本発明は発光装置および面状光源を以下に限定するものではない。また、各図面に示す部材の大きさや位置関係などは説明を明確にするために誇張しているところがある。
【００１７】
発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え、上記発光素子が載置されるリード電極の主面の一部が上記開口部の底面から露出されてなるパッケージとを備える発光装置において、本発明者は、種々の実験の結果、開口部がパッケージの外壁面側に突き出る突出部（１１１）を一部に含み、開口部の内壁面は、パッケージ主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）まで所定の角度を付けて連続して突出部の内壁面として設けられる内壁面（１０４）とを有する発光装置とする。これにより、発光素子からの光を無駄なく発光装置の外部に広範囲に取り出すことが可能となることを見出し本発明を成すに至った。
【００１８】
即ち、本実施の形態の発光装置において、パッケージの開口部は、例えば図１に示すように、正のリード電極と負のリード電極とが成形樹脂によって一体成形されることによって形成される。より詳細に説明すると、パッケージは、主面側に発光素子チップを収納することが可能な開口部を有し、その開口部の底面には、正のリード電極の一端部と負のリード電極の一端部とが互いに対向され、それぞれの主面の一部が露出するように、正のリード電極と負のリード電極の間に成形樹脂が充填され絶縁分離されている。ここで本明細書において、各部材における「主面」とは、発光装置から光が出光する側の発光観測面側の面をいう。例えば、「パッケージの主面」とは、パッケージの外壁面のうち、発光装置の正面方向であり、発光装置の発光面を含み開口部を有する側の面をいう。
【００１９】
また、本実施の形態の発光装置において正のリード電極および負のリード電極は、他端部がパッケージ端面より突き出すように挿入されている。その突き出したリード電極部分は、パッケージの主面と反対側の内側に向かって、または上記主面と垂直を成す面に向かって折り曲げられている。本実施の形態の発光装置は、パッケージの主面とほぼ垂直な面、あるいは開口部の長手方向と平行を成す面を実装面とし、該実装面に対してほぼ平行な方向に光軸を有するような発光をすることができる側面発光型発光装置である。
【００２０】
本実施の形態の発光装置に用いられるパッケージは、その外壁面の一部に段差あるいは凹部を有している。これにより、パッケージ外壁面の段差あるいは凹部と嵌合可能な形状を有する光学部材との位置決めが容易にできる。即ち、本願発明の発光装置は、輝度を向上させるためにレンズ等の光学部材を設けたり、面状光源とするために導光板等を設ける際、これらをパッケージ外壁面と嵌合することが可能な形状に加工することにより、容易に精度良く組み立てることができ、量産性および光学特性に優れた面状光源が得られる。
【００２１】
本実施の形態のパッケージは、発光素子を収納することが可能な開口部を主面側に有している。さらに、開口部は、パッケージの外壁面側、即ち発光装置の実装面側に、突き出た突出部（例えば、図１において開口部の一部に網掛け領域として示される。）を一部に有している。本形態における開口部の内壁面は、パッケージ主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、該内壁面（１０１ａ）に隣接し短軸方向に延伸し互いに対向する内壁面（１０２）と、長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）に対向し内壁面（１０２）に隣接する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し上記突出部に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）まで所定の角度を付けて連続して突出部に設けられる内壁面（１０４）とを有する。本形態において、所定の角度とは、内壁面１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃと平行でも垂直でもでなく、かつ互いに対向する一対の内壁面１０２のうち、少なくとも一方の内壁面と垂直でも平行でもない角度であり、開口部内に載置される発光素子の数、大きさ及び形状に合わせて発光素子からの光を効率よく発光装置の正面方向に反射可能なように調節された角度である。例えば、図１に示されるような開口部を形成する内壁面のうち、内壁面１０２側から発光素子の側面に向かって徐々に近接する内壁面１０４と、該内壁面１０４より発光素子の側面から遠くに配置される内壁面１０２を少なくとも有する。さらに、発光装置の上面側から実装面方向に延伸する内壁面は、内壁面１０１ａ、該内壁面１０１ａにほぼ垂直な内壁面１０２、上面側の内壁面１０１ａにほぼ平行に対向する内壁面１０１ｂ、該内壁面１０１ｂから斜めに形成される内壁面１０４、実装面側の内壁面１０１ｃと連続している。ここで、内壁面１０４は、開口部の底面に載置された発光素子１０７の任意の側面と、その側面に隣接する側面とに対向することが好ましい。
【００２２】
本形態では、内壁面１０４が内壁面１０１ｂあるいは内壁面１０１ｃに所定の角度で連続する。即ち、図１に示されるように、内壁面１０４が内壁面１０１ｃに対し、開口部の方向に鈍角をなすように連続する。しかし、本発明にかかる開口部の形状は、発光装置の配光性および載置される発光素子に形状に応じて種々の形状とすることができ、上述の形態に限定されることはない。即ち、別の形態では、図７に示されるように内壁面１０４が内壁面１０１ｂあるいは内壁面１０１ｃに対して滑らかに曲面を形成して連続してもよく、図８に示されるように、ほぼ直角となるように連続してもよい。さらに、内壁面１０４は、発光素子１０７の方向に凸状、あるいは図９に示されるように、凹状を有する曲面であっても構わない。また、内壁面１０４が内壁面１０１ｂとほぼ同一面となるような角度で連続するようにしてもよい。また、図８に示されるように、開口部に底面に載置される発光素子の形状に対応して、内壁面１０４が発光素子１０７の側面にほぼ等間隔で対向するように、発光観測面方向から見て開口部の形状が短軸方向に左右非対称となるように各内壁面が形成されてもよい。また、図１０に示されるように、複数の分割された内壁面にて内壁面１０４が形成されていてもよい。
【００２３】
従来、内壁面１０４が存在しないパッケージを備える発光装置としたとき、発光装置から出光して内壁面１０２に進行する光は、封止部材のような開口部内の充填物にて途中で減衰あるいは散乱されることにより、発光装置の正面方向から出光することが少なかった。しかしながら、本発明のように発光素子の側面に内壁面１０２より近接させた内壁面１０４を設けることによって、発光素子から内壁面１０４に進行する光は、発光素子から出光した光が途中で散乱、あるいは減衰することなく、内壁面１０４にて発光装置の主面方向に直ちに反射されるため、発光装置の光取り出し効率を向上させることが可能である。また、発光素子をリード電極主面に載置する位置が所定の位置からずれた場合であっても、発光素子の側面のいずれかが内壁面１０４に対向し発光素子側面から内壁面までの距離が近接している確率が高くなり、発光装置の主面方向に反射される光の量を多くすることができる。さらに、開口部は内壁面１０２を一部に有することにより、内壁面１０４によって反射されることなく進行してきた光も内壁面１０２により反射され、開口部の長軸方向の広い範囲に渡って光を照射することが可能である。このように本発明は、発光装置の光取り出し効率の向上と広範囲光照射性を両立可能としたものである。
【００２４】
開口部の内壁面の形状は、開口方向へテーパー状に広がったリフレクタ形状とすることが好ましい。これにより、発光素子の端面から発光される光を効率よく正面方向へ反射させ取り出すことができる。また、光の反射率を高めるため、開口部内壁面に銀等の金属メッキを施すなど反射機能を有する層を形成してもよい。
【００２５】
内壁面１０１に対向するパッケージの外壁面は、発光装置の実装面側において、リード電極１０３の実装面とほぼ同一平面であることが好ましい。このように配置することによって、発光装置が実装面に対して安定に実装でき、発光面を広くとることにより、開口部の広範囲に渡って出光する発光装置とすることができる。
【００２６】
本実施の形態の発光装置は、以上のように構成されたパッケージの開口部内に、発光素子が設けられ、開口部内に発光素子チップを覆うように透光性樹脂が充填されて構成される。次に、本形態の発光装置の製造方法にそって各構成部材について詳述する。
【００２７】
［工程１：リード電極の形成］
本実施の形態では、まず第一の工程として、０．１５ｍｍ厚の鉄入り銅からなる長尺金属板に対しプレスを用いた打ち抜き加工を行い、各パッケージの正負のリード電極となる部分を複数対形成し、さらに打ち抜き加工した長尺金属板にＡｇメッキを施す。なお、パッケージ１０６の形成工程から発光装置の分離工程までパッケージを支持するハンガーリードを長尺金属板の一部に対して設けることができる。このとき、以下に述べるフォーミングを行った後、ハンガーリードによる支持を取り除く。ハンガーリードを利用することにより、フォーミング工程が各一対のリード電極に対してまとめて行えるため、個々のパッケージごとに行う場合と比較して、工程数を減らし作業性を向上させることができる。
【００２８】
ここで、リード電極の材料は導電可能であれば特に限定されないが、半導体素子と電気的に接続する部材である導電性ワイヤや導電性バンプ等との接続性及び電気伝導性が良いことが求められる。また、リード電極の材料は、実装基板に設けられた導電性パターンとの接続に使用されるハンダ材料に対して接着性がよいことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩ−ｃｍ以下である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキしたアルミニウム、鉄、銅等が好適に挙げられる。
【００２９】
プレス加工後の長尺金属板の各パッケージに対応する部分において、正のリード電極は、成形後の開口部の底面においてその一端面が負のリード電極の一端面と対向するように負のリード電極とは分離されている。本実施形態では、開口部内で露出されるリード電極に特別加工を施していないが、開口部長手方向を軸とし左右に貫通孔を少なくとも一対設けるなどして成形樹脂との結合強度を強めることも可能である。
【００３０】
［工程２：パッケージの成型］
次に、上記長尺金属板を成形金型である凸型および凹型の間に配置させてこれらの金型を閉じる。上記金型の一方の開口部は、他方の金型の開口部に僅かだけ収まる大きさとすることが好ましい。このようにすることにより、成型時に金型同士がズレ動くことがなくなり、一定の厚みを有するパッケージが得られる。これらの金型を閉じることにより得られる空洞部に、凹型背面に設けられたゲートより成形材料を射出する。空洞部は、パッケージ成形部材の外形に対応している。成形樹脂部を成形するための成形型は、側面の一部に段差を有しており、内壁面１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、内壁面１０２および内壁面１０４を有する開口部を備えたパッケージが得られるような形状とされている。また、成形金型において、プレス加工された長尺金属板は、プレスの打ち抜き方向と成形金型内に樹脂を注入する方向とが一致するように凸型と凹型の間に挿入配置することが好ましい。このように長尺金属板の配置方向を決定すると、正及び負のリード電極の一端面により形成される空間に隙間なく樹脂を充填することができ、注入される成形樹脂の一方の主面上への流出を阻止することができる。
【００３１】
本発明で用いられる成形材料は特に限定されず、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等、従来から知られているあらゆる熱硬化性樹脂を用いることができる。特に、炭素数６から９のジアミンとテレフタル酸とから得られるポリアミド系樹脂、例えば、ポリフタルアミド樹脂のように高融点結晶が含有されてなる半結晶性ポリマー樹脂を用いると、表面エネルギーが大きく、開口内部に設けることができる封止樹脂や後付することができる導光板等との密着性が良好なパッケージが得られる。これにより、封止樹脂を充填し硬化する工程において、冷却過程でのパッケージと封止樹脂との界面に剥離が発生することを抑制することができる。また、発光素子チップからの光を効率よく反射させるために、パッケージ成形部材中に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。また、鉛フリーハンダのように従来のハンダ材料と比較して融点が高いハンダ材料にて、導電性パターンを施した外部基板に発光装置を実装する場合を考慮し、本形態における成型材料は、その硬化時において高融点ハンダ材料の融点に耐えられる耐熱性を有する材料とすることが好ましい。また、発光素子からの高出力光に曝されても劣化し難い耐光性を有する材料とすることが好ましい。これらの点に関して言えば、上述のポリアミド系樹脂は、パッケージの成型材料として、耐熱性および耐光性に優れた樹脂である。
【００３２】
［工程３：発光素子の載置］
（発光素子１０７）
以上のようにして形成された成形部材を金型から取り外す。次に、パッケージ開口部の底面に露出されたリード電極上に、発光素子チップを固定する。ここで、発光素子の少なくとも一部分は突出部（１１１）の底面に載置されることが好ましい。これにより、発光素子からの光を効率よく内壁面１０４にて発光観測面方向に反射させることができる。
【００３３】
本発明において発光素子は特に限定されないが、蛍光物質を共に用いた場合、該蛍光物質を励起可能な波長を発光できる発光層を有する半導体発光素子が好ましい。このような半導体発光素子として、ＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。前記窒化物半導体は、所望に応じてボロンやリンを含有させることもできる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。
【００３４】
窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。このサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。例えば、サファイア基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等のバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。また基板は、半導層を積層した後、取り除くことも可能である。
【００３５】
窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する発光素子例として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。電極形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。また、パターニングにより、各電極のボンディング部のみを露出させ素子全体を覆うようにＳｉＯ２等からなる絶縁性保護膜を形成すると、小型化発光装置を信頼性高く形成することができる。本発明の発光ダイオードにおいて白色系を発光させる場合は、蛍光物質からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して発光素子の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光物質との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、比較的紫外線により劣化されにくい部材との組み合わせにより４００ｎｍより短い紫外線領域或いは可視光の短波長領域を主発光波長とする発光素子を用いることもできる。
【００３６】
（バンプ１１８）
本実施の形態において発光素子チップは、同一面側に設けられた一対の電極をパッケージ開口部より露出された一対のリード電極と対向させてなるフリップチップ方式にて実装すると、発光面側に光を遮るものが存在せず、均一な発光を得ることができる。バンプの材料は、導電性であれば特に限定されないが、発光素子の正負両電極および正負のリード電極に含まれる材料の少なくとも一種を有することが好ましい。本実施の形態では、各リード電極上にそれぞれＡｕからなるバンプを形成し、各バンプ上に発光素子の各電極を対向させ超音波にて接合することができる。
【００３７】
（導電性ワイヤ１０８）
上述したようなバンプによる電気的接続に代えて、発光素子チップをエポキシ樹脂等にて一方のリード電極上にダイボンド固定した後、発光素子チップの各電極とリード電極とをそれぞれ導電性ワイヤにて接続してもよい。あるいは、発光素子がフリップチップ実装されたサブマウントに配された導電性パターンの各電極とリード電極とをそれぞれ導電性ワイヤにて接続してもよい。
【００３８】
発光素子とリード電極とを電気的に接続するための導電性ワイヤとしては、発光素子チップの電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては０．０１ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。特に、蛍光物質が含有されたコーティング部と蛍光物質が含有されていない封止部材との界面で導電性ワイヤが断線しやすい。それぞれ同一材料を用いたとしても蛍光物質が入ることにより実質的な熱膨張量が異なるため断線しやすいと考えられる。そのため、導電性ワイヤの直径は、２５μｍ以上がより好ましく、発光面積や扱い易さの観点から３５μｍ以下がより好ましい。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。また、導電性ワイヤがリード電極にダイボンドされている部分は、導電性ワイヤの線形部分の一部を被覆し該導電性ワイヤと材料を同じくする金属片を有していることが好ましい。このように金属片を有することにより、導電性ワイヤは、リード電極に対し強固に固定される。従って、封止部材の熱応力を受けても断線等が生じない信頼性の高い発光装置とすることができる。また、導電性ワイヤの金属片は、一対の内壁面（１０２）の間、即ち、一方の内壁面（１０２）とそれに対向する他方の内壁面（１０２）とに挟まれる領域内に露出されたリード電極に載置されることが好ましい。これにより、発光素子からの光は、導電性ワイヤの金属片に遮られることなく、内壁面１０４に入射することができる。
【００３９】
［工程４：封止部材の形成］
次に、パッケージの開口部内にて、発光素子チップを外部から保護するため封止部材を設ける。封止部材は透光性であれば特に限定されず、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ハイブリッド樹脂、フッ素樹脂等、耐候性に優れた透光性樹脂等、従来から知られている樹脂材料をパッケージの開口部内に充填し硬化させる。また、封止部材は有機物に限られず、金属アルコキシドを出発原料としてゾルゲル法により生成される透光性無機部材やガラス等を用いることもできる。また、本実施の形態において封止部材は、粘度増量剤、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、二酸化珪素、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム等の光拡散剤、顔料、蛍光物質等、用途に応じてあらゆる部材を添加することができる。更にまた、封止部材の発光面側を所望の形状にすることによってレンズ効果を持たせることができ、発光素子チップからの発光を集束させたりすることができる。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状やそれらを複数組み合わせた形状にすることができる。
【００４０】
（蛍光物質）
本発明では、半導体素子として発光素子を使用した場合、発光素子の半導体素子構造中、発光素子を被覆する封止部材、発光素子を支持体やリード電極に固着させるダイボンド材、発光素子とサブマウント間のアンダーフィル、およびパッケージ等の各構成部材中および／またはその周辺に無機蛍光物質や有機蛍光物質のような種々の蛍光物質を配置させることができる。また特に、封止部材と組み合わされる蛍光物質は、封止部材の発光観測面側表面を被覆するように封止部材の外部に設けられる他、封止部材の発光観測面側表面および発光素子から離間させた位置に、蛍光体を含む層状あるいはフィルター状の波長変換部材として封止部材の内部に設けることもできる。
【００４１】
本願発明に利用可能な蛍光体は、発光素子から放出される可視光や紫外光の一部を吸収し、その吸収した光の波長と異なる波長を有する光を発光するものである。特に、本形態に用いられる蛍光体は、少なくとも発光素子から発光された光によって励起され、波長変換した光を発光する蛍光体をいい、該蛍光体を固着させる結着剤とともに波長変換部材を構成する。
【００４２】
発光素子が発光した光と、蛍光体が発光した光が補色関係などにある場合、それぞれの光を混色させることで白色系の混色光を発光することができる。具体的には、発光素子からの光と、それによって励起され発光する蛍光体の光がそれぞれ光の３原色（赤色系、緑色系、青色系）に相当する場合や発光素子が発光した青色系の光と、それによって励起され発光する蛍光体の黄色系の光が挙げられる。
【００４３】
発光装置の発光色は、蛍光体と、蛍光体の結着剤として働く各種樹脂やガラス等の無機部材との比率、蛍光体の比重、蛍光体の量および形状などを種々調整すること、及び発光素子の発光波長を選択することにより、混色光の色温度を変化させ電球色領域の光など任意の白色系の色調を提供させることができる。発光装置の外部には、発光素子からの光と蛍光体からの光が封止部材を効率よく透過することが好ましい。
【００４４】
このような蛍光体は、気相や液相中で自重によって沈降するため、気相や液相中に分散させ均一に放出させ、特に液相中においては懸濁液を静置させることで、より均一性の高い蛍光体を持つ層を形成させることができる。さらに、所望に応じて複数回繰り返すことにより所望の蛍光体量を形成することができる。
【００４５】
以上のようにして形成される蛍光体は、発光装置の表面上において一層からなる波長変換部材中に二種類以上存在してもよいし、二層からなる波長変換部材中にそれぞれ一種類あるいは二種類以上存在してもよい。このようにすると、異なる種類の蛍光体からの光の混色による白色光が得られる。この場合、各蛍光物質から発光される光をより良く混色しかつ色ムラを減少させるために、各蛍光体の平均粒径及び形状は類似していることが好ましい。
【００４６】
ここで、本明細書中における蛍光体の粒径とは、体積基準粒度分布曲線により得られる値であり、体積基準粒度分布曲線は、レーザ回折・散乱法により蛍光体の粒度分布を測定し得られるものである。具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、濃度が０．０５％であるヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に蛍光体を分散させ、レーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２０００Ａ）により、粒径範囲０．０３μｍ〜７００μｍにて測定し得られたものである。
【００４７】
本実施の形態において使用される蛍光体は、ＹＡＧ系蛍光体に代表されるアルミニウム・ガーネット系蛍光体と、赤色系の光を発光可能な蛍光体、特に窒化物系蛍光体とを組み合わせたものを使用することもできる。これらのＹＡＧ系蛍光体および窒化物系蛍光体は、混合して波長変換部材中に含有させてもよいし、複数の層から構成される波長変換部材中に別々に含有させてもよい。以下、それぞれの蛍光体について詳細に説明していく。
【００４８】
（アルミニウム・ガーネット系蛍光体）
本実施の形態に用いられるアルミニウム・ガーネット系蛍光体とは、Ａｌを含み、かつＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体であり、ＬＥＤチップから発光された可視光や紫外線で励起されて発光する蛍光体である。
【００４９】
例えば、Ｔｂ２．９５Ｃｅ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９０Ｃｅ０．０５Ｔｂ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９４Ｃｅ０．０５Ｐｒ０．０１Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９０Ｃｅ０．０５Ｐｒ０．０５Ａｌ５Ｏ１２等が挙げられる。さらに、本実施の形態において、特にＹを含み、かつＣｅあるいはＰｒで付活され組成の異なる二種類以上のイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（以下、「ＹＡＧ系蛍光体」と呼ぶ。））が利用される。特に、高輝度且つ長時間の使用時においては（Ｒｅ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ，Ｇｄ,Ｌａからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。）などが好ましい。
【００５０】
（Ｒｅ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体は、ガーネット構造のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークが４７０ｎｍ付近などにさせることができる。また、発光ピークも５３０ｎｍ付近にあり７２０ｎｍまで裾を引くブロードな発光スペクトルを持たせることができる。
【００５１】
本発明の発光装置において、蛍光体は、２種類以上の蛍光体を混合させてもよい。即ち、上述したＹＡＧ系蛍光体について言えば、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｌａ及びＧｄやＳｍの含有量が異なる２種類以上の（Ｒｅ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体を混合させてＲＧＢの波長成分を増やすことができる。また、現在のところ半導体発光素子の発光波長には、バラツキが生ずるものがあるため２種類以上の蛍光体を混合調整させて所望の白色系の混色光などを得ることができる。具体的には、発光素子の発光波長に合わせて色度点の異なる蛍光体の量を調整し含有させることでその蛍光体間と発光素子で結ばれる色度図上の任意の点を発光させることができる。
【００５２】
発光層に窒化物系化合物半導体を用いた発光素子から発光した青色系の光と、青色光を吸収させるためボディーカラーが黄色である蛍光体から発光する緑色系の光と、赤色系の光とを混色表示させると所望の白色系発光色表示を行うことができる。発光装置はこの混色を起こさせるために蛍光体の粉体やバルクをエポキシ樹脂、アクリル樹脂或いはシリコーン樹脂などの各種樹脂や酸化珪素、酸化アルミニウムなどの透光性無機物中に含有させることもできる。このように蛍光体が含有されたものは、ＬＥＤチップからの光が透過する程度に薄く形成させたドット状のものや層状ものなど用途に応じて種々用いることができる。蛍光体と透光性無機物との比率や塗布、充填量を種々調整すること及び発光素子の発光波長を選択することにより白色を含め電球色など任意の色調を提供させることができる。
【００５３】
また、２種類以上の蛍光体をそれぞれ発光素子からの入射光に対して順に配置させることによって効率よく発光可能な発光装置とすることができる。即ち、反射部材を有する発光素子上には、長波長側に吸収波長があり長波長に発光可能な蛍光体が含有された色変換部材と、それよりも長波長側に吸収波長がありより長波長に発光可能な色変換部材とを積層などさせることで反射光を有効利用することができる。
【００５４】
ＹＡＧ系蛍光体を使用すると、放射照度として（Ｅｅ）＝０．１Ｗ・ｃｍ−２以上１０００Ｗ・ｃｍ−２以下の発光素子と接する或いは近接して配置された場合においても高効率に十分な耐光性を有する発光装置とすることができる。
【００５５】
本実施の形態に用いられるセリウムで付活された緑色系が発光可能なＹＡＧ系蛍光体では、ガーネット構造のため、熱、光及び水分に強く、励起吸収スペクトルのピーク波長が４２０ｎｍから４７０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピーク波長λｐも５１０ｎｍ付近にあり７００ｎｍ付近まで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。一方、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体である赤色系が発光可能なＹＡＧ系蛍光体でも、ガーネット構造であり熱、光及び水分に強く、励起吸収スペクトルのピーク波長が４２０ｎｍから４７０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピーク波長λｐが６００ｎｍ付近にあり７５０ｎｍ付近まで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。
【００５６】
ガーネット構造を持ったＹＡＧ系蛍光体の組成の内、Ａｌの一部をＧａで置換することで発光スペクトルが短波長側にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄ及び／又はＬａで置換することで、発光スペクトルが長波長側へシフトする。このように組成を変化することで発光色を連続的に調節することが可能である。したがって、長波長側の強度がＧｄの組成比で連続的に変えられるなど窒化物半導体の青色系発光を利用して白色系発光に変換するための理想条件を備えている。Ｙの置換が２割未満では、緑色成分が大きく赤色成分が少なくなり、８割以上では、赤み成分が増えるものの輝度が急激に低下する。また、励起吸収スペクトルについても同様に、ガーネット構造を持ったＹＡＧ系蛍光体の組成の内、Ａｌの一部をＧａで置換することで励起吸収スペクトルが短波長側にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄ及び／又はＬａで置換することで、励起吸収スペクトルが長波長側へシフトする。ＹＡＧ系蛍光体の励起吸収スペクトルのピーク波長は、発光素子の発光スペクトルのピーク波長より短波長側にあることが好ましい。このように構成すると、発光素子に投入する電流を増加させた場合、励起吸収スペクトルのピーク波長は、発光素子の発光スペクトルのピーク波長にほぼ一致するため、蛍光体の励起効率を低下させることなく、色度ズレの発生を抑えた発光装置を形成することができる。
【００５７】
アルミニウムガーネット系蛍光体は、以下のような方法で製造することができる。まず、蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｌａ、Ａｌ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｔｂ及びＧａの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｔｂの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０°Ｃの温度範囲で２〜５時間焼成して焼成品を得、次に焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができる。また、別の形態における蛍光体の製造方法では、蛍光体の原料を混合した混合原料とフラックスからなる混合物を、大気中又は弱還元雰囲気中にて行う第一焼成工程と、還元雰囲気中にて行う第二焼成工程とからなる、二段階で焼成することが好ましい。ここで、弱還元雰囲気とは、混合原料から所望の蛍光体を形成する反応過程において必要な酸素量は少なくとも含むように設定された弱い還元雰囲気のことをいい、この弱還元雰囲気中において所望とする蛍光体の構造形成が完了するまで第一焼成工程を行うことにより、蛍光体の黒変を防止し、かつ光の吸収効率の低下を防止できる。また、第二焼成工程における還元雰囲気とは、弱還元雰囲気より強い還元雰囲気をいう。このように二段階で焼成すると、励起波長の吸収効率の高い蛍光体が得られる。従って、このように形成された蛍光体にて発光装置を形成した場合に、所望とする色調を得るために必要な蛍光体量を減らすことができ、光取り出し効率の高い発光装置を形成することができる。
【００５８】
組成の異なる２種類以上のセリウムで付活されたアルミニウムガーネット系蛍光体は、混合させて用いても良いし、それぞれ独立して配置させても良い。蛍光体をそれぞれ独立して配置させる場合、発光素子から光をより短波長側で吸収発光しやすい蛍光体、それよりも長波長側で吸収発光しやすい蛍光体の順に配置させることが好ましい。これによって効率よく吸収及び発光させることができる。
【００５９】
（窒化物系蛍光体）
本発明で使用される蛍光体は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体もしようすることができる。また、本実施の形態に用いられる窒化物系蛍光体としては、発光素子から発光された可視光、紫外線、及びＹＡＧ系蛍光体からの発光を吸収することによって励起され発光する蛍光体をいう。例えば、Ｃａ−Ｇｅ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｇｅ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｇｅ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｂａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｂａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｂａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｂａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系など種々の組み合わせの蛍光体を製造することができる。希土類元素であることを示すＺは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕのうち少なくとも１種以上が含有されていることが好ましいが、Ｓｃ、Ｓｍ、Ｔｍ、Ｙｂが含有されていてもよい。これらの希土類元素は、単体の他、酸化物、イミド、アミド等の状態で原料中に混合する。希土類元素は、主に安定な３価の電子配置を有するが、Ｙｂ、Ｓｍ等は２価、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｔｂ等は４価の電子配置を有する。酸化物の希土類元素を用いた場合、酸素の関与が蛍光体の発光特性に影響を及ぼす。つまり酸素を含有することにより発光輝度の低下を生じる場合もある。その反面、残光を短くするなどの利点もある。但し、Ｍｎを用いると粒径を大きくすることができ、発光輝度の向上を図ることができる。
【００６０】
例えば、共付活剤としてＬａを使用する。酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）は、白色の結晶で、空気中に放置すると速やかに炭酸塩に代わるため、不活性ガス雰囲気中で保存する。
例えば、共付活剤としてＰｒを使用する。酸化プラセオジム（Ｐｒ６Ｏ１１）は、通常の希土類酸化物Ｚ２Ｏ３と異なり、非化学量論的酸化物で、プラセオジムのシュウ酸塩、水酸化物、炭酸塩などを空気中で焼く８００℃に加熱するとＰｒ６Ｏ１１の組成をもつ黒色の粉体として得られる。Ｐｒ６Ｏ１１はプラセオジム化合物合成の出発物質となり、高純度のものも市販されている。
【００６１】
特に本発明に係る蛍光体は、Ｍｎが添加されたＳｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ系シリコンナイトライドである。この蛍光体の基本構成元素は、一般式ＬＸＳｉＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｅｕ若しくはＬＸＳｉＹＯＺＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ−２／３Ｚ）：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか。）で表される。一般式中、Ｘ及びＹは、Ｘ＝２、Ｙ＝５又は、Ｘ＝１、Ｙ＝７であることが好ましいが、任意のものも使用できる。具体的には、基本構成元素は、Ｍｎが添加された（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＸＣａ１−ＸＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＣａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕで表される蛍光体を使用することが好ましいが、この蛍光体の組成中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。但し、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれかである。ＳｒとＣａは、所望により配合比を変えることができる。
蛍光体の組成にＳｉを用いることにより安価で結晶性の良好な蛍光体を提供することができる。
【００６２】
発光中心に希土類元素であるユウロピウムＥｕを用いる。ユウロピウムは、主に２価と３価のエネルギー準位を持つ。本発明の蛍光体は、母体のアルカリ土類金属系窒化ケイ素に対して、Ｅｕ２＋を付活剤として用いる。Ｅｕ２＋は、酸化されやすく、３価のＥｕ２Ｏ３の組成で市販されている。しかし、市販のＥｕ２Ｏ３では、Ｏの関与が大きく、良好な蛍光体が得られにくい。そのため、Ｅｕ２Ｏ３からＯを、系外へ除去したものを使用することが好ましい。たとえば、ユウロピウム単体、窒化ユウロピウムを用いることが好ましい。但し、Ｍｎを添加した場合は、その限りではない。
【００６３】
Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＢａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＭｇＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＺｎＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｂａ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＭｇＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＺｎＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｍｇ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｔｂ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｃｅなどが製造できるがこれに限定されない。
【００６４】
添加物であるＭｎは、Ｅｕ２＋の拡散を促進し、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光効率の向上を図る。Ｍｎは、原料中に含有させるか、又は、製造工程中にＭｎ単体若しくはＭｎ化合物を含有させ、原料と共に焼成する。但し、Ｍｎは、焼成後の基本構成元素中に含有されていないか、含有されていても当初含有量と比べて少量しか残存していない。これは、焼成工程において、Ｍｎが飛散したためであると思われる。
蛍光体には、基本構成元素中に、若しくは、基本構成元素とともに、Ｍｇ、Ｇａ，Ｉｎ，Ｌｉ、Ｎａ，Ｋ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｆｅ，Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有する。これらの元素は、粒径を大きくしたり、発光輝度を高めたりする等の作用を有している。また、Ｂ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｒ及びＮｉは、残光を抑えることができるという作用を有している。
【００６５】
このような窒化物系蛍光体は、発光素子によって発光された青色光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。窒化物系蛍光体をＹＡＧ系蛍光体と共に上記の構成を有する発光装置に使用して、発光素子により発光された青色光と、窒化物系蛍光体による黄色から赤色光とが混色により暖色系の白色系の混色光を発光する発光装置を提供する。窒化物系蛍光体の他に加える蛍光体には、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質が含有されていることが好ましい。前記イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質を含有することにより、所望の色度に調節することができるからである。セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質は、発光素子により発光された青色光の一部を吸収して黄色領域の光を発光する。ここで、発光素子により発光された青色光と、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の黄色光とが混色により青白い白色に発光する。従って、このイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質と赤色発光する蛍光体とを、透光性を有する波長変換部材中に一緒に混合し、発光素子により発光された青色光とを組み合わせることにより白色系の混色光を発光する発光装置を提供することができる。特に好ましいのは、色度が色度図における黒体放射の軌跡上に位置する白色の発光装置である。但し、所望の色温度の発光装置を提供するため、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の蛍光体量と、赤色発光の蛍光体量を適宜変更することもできる。この白色系の混色光を発光する発光装置は、特殊演色評価数Ｒ９の改善を図っている。従来の青色発光素子とセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質との組合せのみの白色系発光装置は、色温度Ｔｃｐ＝４６００Ｋ付近において特殊演色評価数Ｒ９がほぼ０に近く、赤み成分が不足していた。そのため特殊演色評価数Ｒ９を高めることが解決課題となっていたが、本発明において赤色発光の蛍光体をイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質と共に用いることにより、色温度Ｔｃｐ＝４６００Ｋ付近において特殊演色評価数Ｒ９を４０付近まで高めることができる。
【００６６】
次に、本発明に係る蛍光体（（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ）の製造方法を説明するが、本製造方法に限定されない。上記蛍光体には、Ｍｎ、Ｏが含有されている。
【００６７】
原料のＳｒ、Ｃａを粉砕する。原料のＳｒ、Ｃａは、単体を使用することが好ましいが、イミド化合物、アミド化合物などの化合物を使用することもできる。また原料Ｓｒ、Ｃａには、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＭｎＯ、Ｍｎ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などを含有するものでもよい。原料のＳｒ、Ｃａは、アルゴン雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。粉砕により得られたＳｒ、Ｃａは、平均粒径が約０．１μｍから１５μｍであることが好ましいが、この範囲に限定されない。Ｓｒ、Ｃａの純度は、２Ｎ以上であることが好ましいが、これに限定されない。より混合状態を良くするため、金属Ｃａ、金属Ｓｒ、金属Ｅｕのうち少なくとも１以上を合金状態としたのち、窒化し、粉砕後、原料として用いることもできる。
【００６８】
原料のＳｉを粉砕する。原料のＳｉは、単体を使用することが好ましいが、窒化物化合物、イミド化合物、アミド化合物などを使用することもできる。例えば、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ（ＮＨ２）２、Ｍｇ２Ｓｉなどである。原料のＳｉの純度は、３Ｎ以上のものが好ましいが、Ａｌ２Ｏ３、Ｍｇ、金属ホウ化物（Ｃｏ３Ｂ、Ｎｉ３Ｂ、ＣｒＢ）、酸化マンガン、Ｈ３ＢＯ３、Ｂ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯなどの化合物が含有されていてもよい。Ｓｉも、原料のＳｒ、Ｃａと同様に、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。Ｓｉ化合物の平均粒径は、約０．１μｍから１５μｍであることが好ましい。
【００６９】
次に、原料のＳｒ、Ｃａを、窒素雰囲気中で窒化する。この反応式を、以下の式１および式２にそれぞれ示す。
【００７０】
３Ｓｒ  ＋  Ｎ２  →  Ｓｒ３Ｎ２  ・・・（式１）
３Ｃａ  ＋  Ｎ２  →  Ｃａ３Ｎ２  ・・・（式２）
Ｓｒ、Ｃａを、窒素雰囲気中、６００〜９００℃、約５時間、窒化する。Ｓｒ、Ｃａは、混合して窒化しても良いし、それぞれ個々に窒化しても良い。これにより、Ｓｒ、Ｃａの窒化物を得ることができる。Ｓｒ、Ｃａの窒化物は、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。
【００７１】
原料のＳｉを、窒素雰囲気中で窒化する。この反応式を、以下の式３に示す。
【００７２】
３Ｓｉ  ＋  ２Ｎ２  →  Ｓｉ３Ｎ４  ・・・（式３）
ケイ素Ｓｉも、窒素雰囲気中、８００〜１２００℃、約５時間、窒化する。これにより、窒化ケイ素を得る。本発明で使用する窒化ケイ素は、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。
【００７３】
Ｓｒ、Ｃａ若しくはＳｒ−Ｃａの窒化物を粉砕する。Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物を、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。
同様に、Ｓｉの窒化物を粉砕する。また、同様に、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を粉砕する。Ｅｕの化合物として、酸化ユウロピウムを使用するが、金属ユウロピウム、窒化ユウロピウムなども使用可能である。このほか、原料のＺは、イミド化合物、アミド化合物を用いることもできる。酸化ユウロピウムは、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。粉砕後のアルカリ土類金属の窒化物、窒化ケイ素及び酸化ユウロピウムの平均粒径は、約０．１μｍから１５μｍであることが好ましい。
【００７４】
上記原料中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。また、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ等の上記元素を以下の混合工程において、配合量を調節して混合することもできる。これらの化合物は、単独で原料中に添加することもできるが、通常、化合物の形態で添加される。この種の化合物には、Ｈ３ＢＯ３、Ｃｕ２Ｏ３、ＭｇＣｌ２、ＭｇＯ・ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、金属ホウ化物（ＣｒＢ、Ｍｇ３Ｂ２、ＡｌＢ２、ＭｎＢ）、Ｂ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯなどがある。
【００７５】
上記粉砕を行った後、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を混合し、Ｍｎを添加する。これらの混合物は、酸化されやすいため、Ａｒ雰囲気中、又は、窒素雰囲気中、グローブボックス内で、混合を行う。
【００７６】
最後に、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３の混合物をアンモニア雰囲気中で、焼成する。焼成により、Ｍｎが添加された（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕで表される蛍光体を得ることができる。ただし、各原料の配合比率を変更することにより、目的とする蛍光体の組成を変更することができる。
【００７７】
焼成は、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉などを使用することができる。焼成温度は、１２００から１７００℃の範囲で焼成を行うことができるが、１４００から１７００℃の焼成温度が好ましい。焼成は、徐々に昇温を行い１２００から１５００℃で数時間焼成を行う一段階焼成を使用することが好ましいが、８００から１０００℃で一段階目の焼成を行い、徐々に加熱して１２００から１５００℃で二段階目の焼成を行う二段階焼成（多段階焼成）を使用することもできる。蛍光体の原料は、窒化ホウ素（ＢＮ）材質のるつぼ、ボートを用いて焼成を行うことが好ましい。窒化ホウ素材質のるつぼの他に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材質のるつぼを使用することもできる。
【００７８】
以上の製造方法を使用することにより、目的とする蛍光体を得ることが可能である。
【００７９】
本発明の実施例において、赤味を帯びた光を発光する蛍光体として、特に窒化物系蛍光体を使用するが、本発明においては、上述したＹＡＧ系蛍光体と赤色系の光を発光可能な蛍光体とを備える発光装置とすることも可能である。このような赤色系の光を発光可能な蛍光体は、波長が４００〜６００ｎｍの光によって励起されて発光する蛍光体であり、例えば、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられる。このようにＹＡＧ系蛍光体とともに赤色系の光を発光可能な蛍光体を使用することにより発光装置の演色性を向上させることが可能である。
【００８０】
以上のようにして形成されるアルミニウムガーネット系蛍光体、および窒化物系蛍光体に代表される赤色系の光を発光可能な蛍光体は、発光素子の周辺において一層からなる波長変換部材中に二種類以上存在してもよいし、二層からなる波長変換部材中にそれぞれ一種類あるいは二種類以上存在してもよい。このような構成にすると、異なる種類の蛍光体からの光の混色による混色光が得られる。この場合、各蛍光物質から発光される光をより良く混色しかつ色ムラを減少させるために、各蛍光体の平均粒径及び形状は類似していることが好ましい。また、窒化物系蛍光体は、ＹＡＧ系蛍光体により波長変換された光の一部を吸収してしまうことを考慮して、窒化系蛍光体がＹＡＧ系蛍光体より発光素子に近い位置に配置されるように波長変換部材を形成することが好ましい。このように構成することによって、ＹＡＧ蛍光体により波長変換された光の一部が窒化物系蛍光体に吸収されてしまうことがなくなり、ＹＡＧ系蛍光体と窒化物系蛍光体とを混合して含有させた場合と比較して、混色光の演色性を向上させることができる。
【００８１】
（アルカリ土類金属珪酸塩）
本実施の形態における発光装置は、発光素子が発光した光の一部を吸収し、その吸収した光の波長と異なる波長を有する光を発光する蛍光体として、ユウロピウムで付活されたアルカリ土類金属珪酸塩を有することもできる。アルカリ土類金属珪酸塩は、青色領域の光を励起光とし、暖色系の混色光を発光する発光装置とすることができる。該アルカリ土類金属珪酸塩は、以下のような一般式で表されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩が好ましい。
（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋（式中、０＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である。）
（２−ｘ−ｙ）ＢａＯ・ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋（式中、０．０１＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である。）
ここで、好ましくは、ａ、ｂ、ｃおよびｄの値のうち、少なくとも一つが０．０１より大きい。
【００８２】
本実施の形態における発光装置は、アルカリ土類金属塩からなる蛍光体として、上述したアルカリ土類金属珪酸塩の他、ユウロピウムおよび／またはマンガンで付活されたアルカリ土類金属アルミン酸塩やＹ（Ｖ，Ｐ，Ｓｉ）Ｏ４：Ｅｕ、または次式で示されるアルカリ土類金属−マグネシウム−二珪酸塩を有することもできる。
【００８３】
Ｍｅ（３−ｘ−ｙ）ＭｇＳｉ２Ｏ３：ｘＥｕ，ｙＭｎ（式中、０．００５＜ｘ＜０．５、０．００５＜ｙ＜０．５、Ｍｅは、Ｂａおよび／またはＳｒおよび／またはＣａを示す。）
次に、本実施の形態におけるアルカリ土類金属珪酸塩からなる蛍光体の製造工程を説明する。
【００８４】
アルカリ土類金属珪酸塩の製造のために、選択した組成に応じて出発物質アルカリ土類金属炭酸塩、二酸化珪素ならびに酸化ユウロピウムの化学量論的量を密に混合し、かつ、蛍光体の製造に常用の固体反応で、還元性雰囲気のもと、温度１１００℃および１４００℃で所望の蛍光体に変換する。この際、０．２モル未満の塩化アンモニウムまたは他のハロゲン化物を添加することが好ましい。また、必要に応じて珪素の一部をゲルマニウム、ホウ素、アルミニウム、リンで置換することもできるし、ユウロピウムの一部をマンガンで置換することもできる。
【００８５】
上述したような蛍光体、即ち、ユウロピウムおよび／またはマンガンで付活されたアルカリ土類金属アルミン酸塩やＹ（Ｖ，Ｐ，Ｓｉ）Ｏ４：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋の一つまたはこれらの蛍光体を組み合わせることによって、以下の表１に実施例として示されるように、所望の色温度を有する発光色および高い色再現性を得ることができる。
【００８６】
【表１】
2004207688.tif 000003
【００８７】
（アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト系蛍光物質）
また、少なくともＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される１種を含むＭで代表される元素と、少なくともＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される１種を含むＭ'で代表される元素とを有するＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質を用いることができ、量産性良い白色系が高輝度に発光可能な発光装置が得られる。特に、少なくともＭｎ及び／又はＣｌを含むＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質は、耐光性や、耐環境性に優れている。また、窒化物半導体から放出された発光スペクトルを効率よく吸収することができる。さらに、白色領域を発光可能であると共に組成によってその領域を調整することができる。また、長波長の紫外領域を吸収して黄色や赤色を高輝度に発光可能である。そのため、演色性に優れた発光装置とすることができる。なお、アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質例としてアルカリ土類金属クロルアパタイト蛍光物質が含まれることは言うまでもない。アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質において、一般式が（Ｍ１−ｘ−ｙＥｕｘＭ'ｙ）１０（ＰＯ４）６Ｑ２などで表される場合（ただし、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される少なくとも１種、Ｍ'はＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される少なくとも１種、Ｑはハロゲン元素のＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩから選択される少なくとも１種、である。０．０００１≦ｘ≦０．５、０．０００１≦ｙ≦０．５である。）、量産性よく混色光が発光可能な発光装置が得られる。
【００８８】
また、アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質に加えて、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕから選択される少なくとも１種の蛍光物質を含有させると、より詳細な色調を調整可能であると共に比較的簡単な構成で演色性の高い白色光を得ることができる。さらに、上述の蛍光物質は所望に応じてＥｕに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、およびＰｒ等を含有させることもできる。
【００８９】
（その他の蛍光体）
本実施の形態において、蛍光体として紫外光により励起されて所定の色の光を発生する蛍光体も用いることができ、具体例として、例えば、
（１）Ｃａ１０（ＰＯ４）６ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ
（２）Ｍ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ（但し、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種）
（３）ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ
（４）ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、Ｍｎ
（５）３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ
（６）Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ
（７）Ｍｇ６Ａｓ２Ｏ１１：Ｍｎ
（８）Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ
（９）（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ
（１０）ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ
（１１）Ｃａ１０（ＰＯ４）６ＣｌＢｒ：Ｍｎ、Ｅｕ
（１２）Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ
（１３）Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、及び
（１４）Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等が挙げられる。
これらの蛍光体は、一層からなる波長変換部材中に単独で用いても良いし、混合して用いてもよい。さらに、二層以上が積層されてなる波長変換部材中にそれぞれ単独で用いても良いし、混合して用いてもよい。
【００９０】
［工程５：リード電極のフォーミング］
本工程では、打ち抜き金属板から各リード電極部分を切断し、パッケージの端面から突き出した正のリード電極と負のリード電極とを、パッケージの側面に沿ってフォーミング（折り曲げ）してＪ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型の正負の接続端子部を構成する。本実施の形態において、パッケージの側面のうちリード電極が突出している側面は予め必要以上に角度を付けて成型され、実装面に対して鈍角となるようにリード電極を折り曲げることにより、リード電極の弾性の影響を考慮して、所望の角度にリード電極を配置させることが可能である。
【００９１】
また、本実施の形態において、正のリード電極と負のリード電極がパッケージの短軸側側面から突出している場合、突出している部分は、発光面と反対側の面に向かって折り曲げることが好ましく、これにより発光面側に悪影響を及ぼすことなく配線基板に実装することができる。また、正のリード電極と負のリード電極をパッケージ主面の長軸側端面から突出するように挿入し、その突出部を発光面と垂直を成す面に向かって折り曲げると、リード電極の接続端子部と配線基板との接合面積を大きくすることができ、実装精度を高めることができる。これにより、発光装置を配線基板に仮実装しリフロー工程を施す際に、発光装置が仮実装面から立ち上がってしまうことを防止することができる。このようにリードを折り曲げ接続端子部とする場合、実装面側の成形部材の壁面とリード電極の露出面とは略同一面上に位置していることが好ましい。尚、本発明の接続端子部の構造は、Ｊ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型に限られるものではなく、ガルウィング型等の他の構造であってもよい。以上のようなステップで本実施の形態の発光装置は作製される。
【００９２】
［工程６：発光装置を分離］
本工程では、パッケージを支持していたハンガーリードをパッケージから取り外し、個々の発光装置に分離する。このとき、パッケージを支持していたハンガーリードの先端部分の形状が凹部１１２としてパッケージ側面に形成されていることとなる。凹部１１２は、該凹部１１２と嵌合可能な形状を有する面状導光板のような外部の部材との位置決めを容易にする。
【００９３】
また、ハンガーリードの先端部分による樹脂バリが発生すると、その樹脂バリの厚み分だけ発光装置の薄型化が妨げられることとなる。一方、本形態におけるハンガーリードは、発光装置の厚み方向に樹脂バリを発生させることなく、側面方向からパッケージを支持するように配置されており、発光装置の薄型化を図ることができる。
【００９４】
［工程７：発光装置の実装］
以上のようにして作成される実施の形態の発光装置は、基板上に外部電極が配線されてなる実装基板上に配列され、半田のような導電性部材にて電気的および機械的に接続するように実装される。配線基板の基板部材は、熱伝導性に優れていることが好ましく、アルミベース基板、セラミクスベース基板等を用いることができる。また、熱伝導性の悪い、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板上を用いる場合は、サーマルパッド、サーマルビア等の放熱対策を施すと好ましい。また、発光ダイオードと配線基板は、半田等の導電性部材にて導通を取ることができる。放熱性を考慮すると、銀ペーストを用いることが好ましい。本願発明の発光装置は、発光面側に、レンズや導光板等、剛性の透光性光学部材を精度良く設けることができる。本実施の形態にかかる導光板は、複数の光源からの光をそれぞれ個別に導入する切掛部を有している。前記切掛部の内壁は、本願発明の発光装置の発光面と接する第一平面と、該第一の平面とパッケージの第二の主面と接する第二平面を少なくとも有している。このように、常にほぼ一定となり得る成形部材において導光板との位置決めを設けることにより、歩留まり良く面状光源を形成することができる。
【００９５】
導光板の材料は、光透過性、成形性に優れていることが好ましく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非結晶性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂等の有機部材や、ガラス等の無機部材を用いることができる。また、導光板の表面は、透過率・全反射光率を向上させるため、面精度Ｒａが２５μｍ（ＪＩＳ規格参照）以下が望ましい。
【００９６】
このような導光板を、各発光装置と各切掛部とが対向するように装着する。導光板の装着方法は、ねじ止め、接着、溶着等、位置決めが容易で 接合強度が確実に得られる方法を用いることができ、仕様や要求に応じて選定することができる。また、本願発明の面状発光光源は、上方に拡散シートを設けることができる。このように本願発明の面状発光光源は、上方に配置された拡散シート等の他の部材を照射する直下型バックライト光源として利用することもできる。拡散シートの選定は、導光板の膜厚、性能を左右する。そのため、仕様・要求に応じてその都度、検証を行い選定することが好ましい。本実施例では、耐熱性に優れたポリカーボネート製で膜厚が２０ｍｍの導光板に対し、ヘーズ値８８％〜９０％（ＪＩＳ規格参照）で膜厚１００μｍ程度の拡散シートを使用する。これにより、各光源のドット間がより緩和され、均一にな発光が得られる。このような拡散シートは、導光板に直接接着または溶着等により装着することが可能である。また上方にカバーレンズを設ける場合、該カバーレンズと導光板の間に挟み込むことにより固定することもできる。拡散シートと導光板との距離は、０ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、これらの界面は密着していることが最も好ましい。拡散シートの材質は、主にＰＥＴが用いられるが、発光ダイオードの発熱に対して変形や変質しない材料であれば特に限定されない。
【００９７】
このようにして得られらた面状発光光源は、発光面一面において均一性で且つ高輝度な発光が得ることができる。
【実施例１】
【００９８】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。図１は、本実施例にかかる表面実装（ＳＭＤ）型の発光装置１００を発光観測面側（即ち、パッケージ１０６の主面方向）から見た模式的な正面図を示す。図１に示すような表面実装（ＳＭＤ）型の発光装置１００は、ＬＥＤチップ１０７と、該ＬＥＤチップ１０７を収納する開口部を備えＬＥＤチップ１０７が載置されるリード電極１０５の主面の一部が開口部の底面から露出されてなるパッケージ１０６とを備える発光装置である。さらに、開口部は突出部（１１１）を有し、開口部の内壁面は、パッケージ１０６の主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、該内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）にかけて所定の角度を付けて連続して設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする。より詳細には、上記パッケージ１０６主面の開口部は、発光装置１００と導電性パターンを施した外部の支持基板との実装面にほぼ垂直に設けられ、発光装置は実装面にほぼ平行な方向に発光素子からの光を出光する。さらにパッケージ１０６は、開口部の一部が実装面方向に突き出た突出部（１１１）を有し、該突出部に含まれる内壁面は、対向する一対の内壁面１０４と内壁面１０１ｃである。ここで、突出部（１１１）は、図１において、開口部の一部に網掛け領域として示される。該突出部（１１１）の底面にはリード電極１０５主面が延伸し、ＬＥＤチップ１０７の一部分が載置されている。また、本実施例にかかる発光装置の側面図である図３に示されるように、パッケージ１０６の外壁面から突出しているリード電極１０３の実装面側の面は、上記突出部（１１１）を形成する内壁面１０１ｃに対向する外壁面とほぼ同一平面上となるように、パッケージの主面方向に折り曲げられている。さらに、リード電極１０３の端部は、実装面と反対方向へパッケージの外壁面に沿って折り曲げられている。このようにリード電極１０３を配置することによって、従来と比較して小型化が可能な発光装置とし、外部の基板に対して安定に実装することができる。
【００９９】
本実施例にかかるＬＥＤチップは、発光層として単色性発光ピークが可視光である４７５ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ半導体を有する窒化物半導体素子を用いる。より具体的に説明すると、ＬＥＤチップは、洗浄させたサファイア基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化物半導体を成膜させることにより形成させることができる。ドーパントガスとしてＳｉＨ４とＣｐ２Ｍｇを切り替えることによってｎ型窒化物半導体やｐ型窒化物半導体となる層を形成させる。
【０１００】
ＬＥＤチップの素子構造としてはサファイア基板上に、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、Ｓｉドープのｎ型電極が形成されｎ型コンタクト層となるＧａＮ層、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、次に発光層を構成するバリア層となるＧａＮ層、井戸層を構成するＩｎＧａＮ層、バリア層となるＧａＮ層を１セットとしＧａＮ層に挟まれたＩｎＧａＮ層を５層積層させた多重量子井戸構造としてある。発光層上にはＭｇがドープされたｐ型クラッド層としてＡｌＧａＮ層、Ｍｇがドープされたｐ型コンタクト層であるＧａＮ層を順次積層させた構成としてある。（なお、サファイア基板上には低温でＧａＮ層を形成させバッファ層とさせてある。また、ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。）
エッチングによりサファイア基板上の窒化物半導体に同一面側で、ｐｎ各コンタクト層表面を露出させる。各コンタクト層上に、スパッタリング法を用いてＷ／Ｐｔ／Ａｕを含む正負各台座電極をそれぞれ形成させる。なお、ｐ型窒化物半導体上の全面には金属薄膜を透光性電極として形成させた後に、透光性電極の一部に台座電極を形成させてある。また、ｐ側の台座電極は、導電性ワイヤやバンプを配置する位置からＬＥＤチップの隣接した外縁へ向かって円弧状に延伸する補助電極を有する。このような補助電極は、半導体発光素子に投入された電流を透光性電極全体に拡散させる。出来上がった半導体ウエハーにスクライブラインを引いた後、外力により分割させ半導体発光素子であるＬＥＤチップ（光屈折率２．１）を形成させる。
【０１０１】
次に、正及び負からなる一対のリード電極がインサートされて閉じられた金型内に、パッケージの主面に対向する下面側にあたるゲートから溶融されたポリフタルアミド樹脂を流し込み硬化して、図１に示すパッケージを形成する。パッケージは、発光素子を収納可能な開口部を有し、該開口部底面から正及び負のリード電極が一方の主面が露出されるように一体成形されている。また、開口部内壁面には、内壁面１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、内壁面１０２および内壁面１０４が形成されている。さらに、パッケージの外壁面の一部には、段差１１０を有している。また、パッケージ側面から露出された正及び負のリード電極の各アウタリード部は、発光面と反対側の面の両端部で内側に折り曲げられている。
【０１０２】
このように形成された開口部の底面に対し、ＬＥＤチップの一部分が突出部１１１にはみ出すように、エポキシ樹脂にてＬＥＤチップをダイボンドする。ここでダイボンドに用いられる接合部材は特に限定されず、Ａｕ−Ｓｎ合金や導電性材料が含有された樹脂やガラス等を用いることができる。含有される導電性材料はＡｇが好ましく、含有量が８０％〜９０％であるＡｇペーストを用いると放熱性に優れて且つ接合後の応力が小さい発光装置が得られる。次に、ダイボンドされたＬＥＤチップの各電極と、パッケージ開口部底面から露出された各リード電極とをそれぞれＡｕワイヤにて電気的導通を取る。
【０１０３】
次に、フェニルメチル系シリコーン樹脂組成物１００ｗｔ％（屈折率１．５３）に対して、拡散剤として平均粒径１．０μｍ、吸油量７０ｍｌ／１００ｇである軽質炭酸カルシウム（屈折率１．６２）を３ｗｔ％含有させ、自転公転ミキサーにて５分間攪拌を行う。次に攪拌処理により生じた熱を冷ますため、３０分間放置し樹脂を定温に戻し安定化させる。
【０１０４】
こうして得られた硬化性組成物をパッケージ開口部内に、該開口部の両端部上面と同一平面ラインまで充填させる。最後に、７０℃×３時間、及び１５０℃×１時間熱処理を施す。これにより、開口部の両端部上面から中央部にかけてほぼ左右対称の放物線状に凹みを有する発光面が得られる。また、硬化性組成物の硬化物からなる封止部材は、拡散剤の含有量の多い第一の層と、第一の層より拡散剤の含有量の少ないもしくは含有していない第二の層との２層に分離しており、ＬＥＤチップの表面は第一の層にて被覆されている。これにより、ＬＥＤチップから発光される光を効率良く外部へ取り出すことができると共に良好な光の均一性が得られる。第一の層は、前記開口部の底面から前記ＬＥＤチップの表面にかけて連続して形成されていることが好ましく、これにより、発光面の形状を滑らかな開口部とすることができる。
【０１０５】
本実施例にかかる発光装置は、パッケージの開口部に内壁面１０４を有することにより、発光素子からの出光を無駄なく開口部内から発光観測面方向に出光させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることができる。
【実施例２】
【０１０６】
図５は、本実施例にかかる発光装置２００の模式的な上面図を示す。ここで、突出部（１１１）は、図５において、開口部の一部に網掛け領域として示される。本実施例にかかる発光素子１０７は、正負一対の電極を二対有する他は実施例１と同様の構成とする。即ち、本実施例にかかる発光素子１０７は、実施例１で述べたＬＥＤチップを二つ含むように形成されている。このような発光素子１０７は、実施例１で述べたＬＥＤチップが二つ隣接して載置されるか、あるいは、正負一対の電極を二対有するように、出来上がった半導体ウエハーにスクライブラインを引いた後、外力により分割させることにより形成することができる。さらに、発光素子１０７の一対の正電極は、同一の正のリード電極に対して、一方、一対の負電極は、同一の負のリード電極に対してそれぞれ導電性ワイヤ１０８を介して接続されている。従って、本実施例にかかる発光装置２００は、実施例１で述べた二つのＬＥＤチップが正負一対のリード電極１０５に対し並列接続となるようにされている。
【０１０７】
特に、本実施例にかかる発光素子１０７は、その一部が突出部１１１の底面に載置されている。このように構成することにより、発光素子１０７の側面のうち、互いに隣接する二つの側面が開口部の内壁面１０４に近接して対向することとなり、発光素子１０７からの発光を効率よく内壁面１０４にて発光観測面方向に反射させることができる。また、正負の導電性ワイヤ１０８は、突出部１１１の底面に露出されているリード電極１０５に対してでなく、内壁面１０２および発光素子１０７間の開口部底面に露出されているリード電極１０５に対してワイヤボンディングされている。従って、発光素子１０７から内壁面１０４方向に向かう光は、導電性ワイヤ１０８（特に、リード電極に載置される金属片の部分）に遮られることなく内壁面１０４に入射し、内壁面１０４により発光観測面方向に反射されることができる。
【実施例３】
【０１０８】
図６（ａ）に示されるように、本実施例における半導体素子は、発光素子１０７がサブマウント１１３に対してフリップチップ実装された複合素子１２０とする。複合素子１２０は、パッケージの開口部に収納され、サブマウント１１３の一部分が突出部１１１の底面に載置される。また、発光観測面方向から見て発光素子１０７の一部分が突出部１１１に位置する他は、実施例１と同様の発光装置とする。ここで、発光素子１０７は、半導体が積層されていない側の透光性基板１２１の主面を発光観測面側に向け、発光素子１０７の同一面側に設けられた正負一対のパッド電極がサブマウント１１３に設けた正負一対の両電極と対向されバンプ１１８ａ、１１８ｂにて接合されている。また、発光素子１０７の少なくとも一つの側面は、内壁面１０４に対向するようにされている。
【０１０９】
サブマウント１１３の一方の主面において、導電性部材により正電極１１５ａと負電極１１５ｂとが絶縁膜１１４により互いに絶縁されている。導電性部材は、銀白色の金属、特に反射率の高いアルミニウム、銀や金あるいはそれらの合金を使用することが好ましい。サブマウント自体の材料は、発光素子を過電圧による破壊から防止する保護素子を構成することができるシリコンが好ましい。あるいは、サブマウントの材料は、窒化物半導体発光素子と熱膨張係数がほぼ等しいもの、例えば窒化アルミニウムが好ましい。このような材料を使用することにより、サブマウントと発光素子との間に発生する熱応力が緩和され、サブマウントと発光素子との間のバンプを介した電気的接続が維持されるため、発光装置の信頼性を向上させることができる。
【０１１０】
保護素子には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード(zener diode)、パルス性の電圧を吸収するコンデンサ等を用いることができる。図６（ｂ）は、保護素子をツェナーダイオードとしたときの回路図を示す。ツェナーダイオードとして機能するサブマウントは、正電極１１５ａを有するｐ型半導体領域１１９ａと、負電極１１５ｂを有するｎ型半導体領域１１９ｂとを有し、発光素子のｐ側電極とｎ側電極に対して逆並列となるように接続される。即ち、発光素子のｎ側パッド電極およびｐ側電極が、サブマウントのｐ型半導体領域およびｎ型半導体領域に設けられた正電極および負電極とそれぞれバンプにより電気的および機械的に接続される。さらに、サブマウントに設けられた正負両電極は、導電性ワイヤ１０８によってリード電極１０５と接続されている。なお、発光素子が搭載されているサブマウントの主面に対向する面に、ｐ型半導体領域およびｎ型半導体領域のうち何れか一方、例えばｐ型半導体領域と極性を同じくする裏面電極１１７を設け、導電性ワイヤを介することなく、リード電極１０５と直接導通をとることもできる。
【０１１１】
このように、サブマウントにツェナーダイオードの機能を持たせることにより、電極間に過大な電圧が印加された場合、その電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧を超えると、発光素子の正負両電極間はツェナー電圧に保持され、このツェナー電圧以上になることはない。従って、発光素子間に過大な電圧が印加されるのを防止でき、過大な電圧から発光素子を保護し、素子破壊や性能劣化の発生を防止することができる。ここで仮に、発光素子と保護素子のそれぞれをパッケージ等にダイボンドした後、導電性ワイヤにて外部電極と接続する構成とすると、導電性ワイヤのボンディング数が増えるために生産性が低下する。また、導電性ワイヤ同士の接触、断線等の発生する危険性が増えるため、発光装置の信頼性の低下を招く恐れがある。一方、本実施例における発光装置においては、導電性ワイヤをサブマウントに設けた正負両電極に接続するだけでよく、発光素子に導電性ワイヤをボンディングする必要がないため、上述したような問題が生じず信頼性の高い発光装置とすることができる。
【０１１２】
発光素子のｐ側電極およびｎ側電極は、サブマウントの同一面側に形成された正負両電極にそれぞれ対向させて機械的に固定される。まず、サブマウントの正負両電極に対し、Ａｕからなるバンプを形成する。次に、発光素子のパッド電極とサブマウントの電極とをバンプを介して対向させ、荷重、熱および超音波をかけることによりバンプを溶着し、発光素子の電極とサブマウントとの電極とを接合する。なお、バンプの材料として、Ａｕの他、共晶ハンダ（Ａｕ−Ｓｎ）、Ｐｂ−Ｓｎ、鉛フリーハンダ等を用いることもできる。また、発光素子のパッド電極の形状や大きさは、設置するバンプの大きさや数により適宜選択される。したがって、実施例１のような補助電極を有する形状に限定されることはない。
【０１１３】
さらに、サブマウントをリード電極１０５にＡｇペーストを接着剤として固定し、導電性ワイヤ１０８にてリード電極１０５とサブマウントの電極とを接続して発光装置とする。
【実施例４】
【０１１４】
上述した各実施例において、蛍光物質を含有する封止部材とする以外は、同様にして発光装置を形成する。蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させ、これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムとを混合して混合原料を得る。さらにフラックスとしてフッ化バリウムを混合した後坩堝に詰め、空気中１４００℃の温度で３時間焼成することにより焼成品が得られる。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して中心粒径が８μｍである（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０蛍光物質を形成する。蛍光体を含有させることにより、発光素子からの光と、該発光素子の光の一部が蛍光体により波長変換された光との混色光が得られる発光装置とすることができる。
【実施例５】
【０１１５】
上記実施例により得られる発光装置と、導光板とを組み合わせて面状発光装置を形成する。本実施例では、パッケージの側面と導光板の端面とを接着剤にて接着固定する。導光板は、発光装置の側面に設けられた段差１１０や凹部１１２と嵌合可能な凹凸形状を端面の一部に有することにより、発光装置と導光板との高精度な位置決めが容易であり、両者が強固に固定される。本実施例にかかる面状光源は、他の実施例にかかる発光装置と容易に位置決めして得ることができ、従来と比較して薄型化された面状光源とすることができる。また、導光板の光入射面に光を散乱させる切り欠き部分を設けるなどして、発光位置によって発光ムラの生じない面状光源とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】図１は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な正面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な側面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な上面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な上面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例にかかる発光素子の模式的な側面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な正面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な正面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な正面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な正面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００、２００・・・発光装置
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０２、１０４・・・開口部の内壁面
１０３、１０５・・・リード電極
１０６・・・パッケージ
１０７・・・発光素子
１０８・・・導電性ワイヤ
１０９・・・封止部材
１１０・・・段差
１１１・・・突出部
１１２・・・凹部
１１３・・・サブマウント
１１４・・・絶縁膜
１１５ａ・・・正電極
１１５ｂ・・・負電極
１１６ａ、１１６ｂ・・・ボンディング領域
１１７ａ・・・裏面電極
１１８ａ、１１８ｂ・・・バンプ
１１９ａ・・・ｐ型半導体領域
１１９ｂ・・・ｎ型半導体領域
１２０・・・複合素子
１２１・・・透光性基板
【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】
2004207688.tif 000010
【図８】
2004207688.tif 000011
【図９】
2004207688.tif 000012
【図１０】
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