(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面上に配設され、紫外光から可視光までの範囲内の光を前記基板の表面に沿って照射する半導体発光素子と、
前記基板の表面上において前記半導体発光素子に離間して配設され、前記半導体発光素子から前記基板の表面に沿って照射される直接光を光吸収領域において吸収し、この吸収された直接光に基づき前記半導体発光素子の前記直接光の照射方向とは異なる光取出方向に前記光吸収領域とは異なる光放出領域から可視光を出力する蛍光体と、
前記基板の表面上に前記半導体発光素子を介在して配設され、前記基板の表面に対向し、前記半導体発光素子から前記蛍光体に至るまでの間を覆い、前記半導体発光素子から照射される前記直接光の外部漏れを防止する遮蔽体と、を備え、
前記半導体発光素子から前記基板の表面に沿って照射される前記直接光が前記遮蔽体によって外部漏れを防止し前記光取出方向に直接出力されないように前記蛍光体の前記光吸収領域に吸収され、前記蛍光体の前記遮蔽体に覆われていない前記光放出領域から前記可視光を出力することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記遮蔽体は光反射機能を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記半導体発光素子は前記基板の表面に対して平行方向に光を照射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記遮蔽体はAlN、BN、Cu、Al合金、Si、ダイアモンドのいずれかの材料であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記蛍光体は前記半導体発光素子から照射される光を透過しないことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記半導体発光素子から照射され、前記蛍光体を透過する光を前記蛍光体に反射する反射体を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記反射体は、前記蛍光体から出力される可視光を前記光取出方向に反射する第１の反射面と、前記半導体発光素子から照射され、前記蛍光体を透過する光を前記蛍光体に反射する第２の反射面と、を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記基板は、前記半導体発光素子に電力を供給する配線を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記蛍光体は、前記光吸収領域の前記直接光が照射される面積に対して、前記光放出領域の表面積が大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記半導体発光素子は前記基板の表面に対して平行方向に光を照射し、前記蛍光体は前記基板の表面に対して交差する前記光取出方向に可視光を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記半導体発光素子は、AlXGaYIn1-X-YN（０≦X≦１、０≦Y≦１、０≦X＋Y≦１）発光層若しくはMgXZn1-XO（０≦X≦１）発光層を有するレーザダイオード又は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記半導体発光素子は、２つ以上の異なる方向に光を放出するレーザダイオード、リングレーザ若しくは面発光レーザ、又はスーパールミネッセントダイオード若しくは紫外線を放出する発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記蛍光体は、光透過性を有する樹脂、ガラス、焼結体、セラミックスのいずれかの蛍光体基材と、前記蛍光体基材に含有された蛍光体材料とを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
前記蛍光体は方形状、放物線形状、Ｕ字形状、ペンシル形状、扇形状、台形形状、三角形状のいずれかの断面形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記蛍光体材料は、珪酸塩系蛍光体材料、アルミン酸塩蛍光体材料、窒化物系蛍光体材料、硫化物系蛍光体材料、酸硫化物系蛍光体材料、YAG系蛍光体材料、燐酸塩硼酸塩系蛍光体材料、ハロリン酸塩系蛍光体材料のいずれかであることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記蛍光体材料は、青色発光体材料、緑色発光体材料、黄色発光体材料、赤色発光体材料、白色発光体材料のいずれかであることを特徴とする請求項１３乃至請求項１４のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
前記蛍光体は、前記蛍光体基材中に２０ｗｔ％以上の前記蛍光体材料を含むことを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
前記蛍光体として使用される前記樹脂は、前記蛍光体基材中に５０ｗｔ％以上のケイ酸塩系蛍光体材料を含有していることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１９】
前記反射体は、AlN、Al2O3、BN、プラスチック、セラミックス、ダイアモンドのいずれかの反射板基材と、前記反射板基材表面に配設された光反射機能又は光吸収機能を有するコーティング層とを備えて構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項８に記載の半導体発光装置。
【請求項２０】
前記半導体発光素子から照射される光を拡散し前記蛍光体に照射する拡散体を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか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、半導体発光装置に関し、特に半導体発光素子と蛍光体とを備えた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、発光観測面方向において均一な発光を観測することが可能な発光装置が記載されている。この発光装置は、発光素子と、この発光素子上にそれから発光される光を散乱する粒子状の光拡散物質とを備え、発光素子及び光拡散物質を透光性封止部材により封止している。
【０００３】
また、下記特許文献２には、消費電力が少なく、耐久性に優れ、極めて安全でしかも充分な出力の白色光等の最適な照明光を得ることができる照明用光源装置が記載されている。この照明用光源装置は、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、この半導体レーザからのレーザ光を拡散するレンズと、拡散レンズからのレーザ光を可視光に変換する蛍光体とを備えている。
【特許文献１】特開２００４−２２１１６３号公報
【特許文献２】特開平０７−２８２６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の特許文献１に記載された発光装置並びに特許文献２に記載された照明用光源装置においては、以下の点について配慮がなされていなかった。前者の発光装置においては、発光素子からの光の発光方向と光拡散物質による光の拡散方向とが同一である。後者の照明用光源装置においても、半導体レーザ素子のレーザ光の出力方向と拡散レンズの光の拡散方向と蛍光体からの光の放出方向とが同一である。このため、発光素子や半導体レーザ素子から光漏れを生じるので、紫外線、レーザ光等の直視することが危険である高エネルギ光を出力する素子を利用することができない。更に、高エネルギを出力する素子を利用することができないので、照明装置、画像表示装置等の高輝度が要求されている装置に応用することができない。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、高エネルギの励起光を安全に利用することができ、高輝度を出力することができる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】
【０００６】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、半導体発光装置において、基板と、基板の表面上に配設され、紫外光から可視光までの範囲内の光を基板の表面に沿って照射する半導体発光素子と、基板の表面上において半導体発光素子に離間して配設され、半導体発光素子から基板の表面沿って照射される直接光を光吸収領域において吸収し、この吸収された直接光に基づき半導体発光素子の直接光の照射方向とは異なる光取出方向に光吸収領域とは異なる光放出領域から可視光を出力する蛍光体と、基板の表面上に半導体発光素子を介在して配設され、基板の表面に対向し、半導体発光素子から蛍光体に至るまでの間を覆い、半導体発光素子から照射される直接光の外部漏れを防止する遮光体と、を備え、半導体発光素子から基板の表面に沿って照射される直接光が遮蔽体によって外部漏れを防止し光取出方向に直接出力されないように蛍光体の光吸収領域に吸収され、蛍光体の遮蔽体に覆われていない光放出領域から可視光を出力することである。また、第１の特徴に係る半導体発光装置において、遮蔽体は熱伝導性を有し又は光反射機能を有することが好ましい。
【０００７】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、半導体発光装置において、基板と、基板の表面上に配設され、紫外光から可視光までの範囲内の光を基板の表面に沿って照射する半導体発光素子と、半導体発光素子から照射された光に基づき、可視光を出力する蛍光体と、蛍光体から出力される可視光を基板の表面に対して交差する方向に反射する第１の反射面、及び半導体発光素子から照射され蛍光体を透過する光を蛍光体に反射し、基板の表面に対する反射面の角度が第１の反射面に対して異なる第２の反射面とを有する反射体とを備える。
【０００８】
本発明の第３の特徴は、半導体発光装置において、基板と、基板の表面上に配設され、紫外光から可視光までの範囲内の光を基板の表面に沿って照射する半導体発光素子と、半導体発光素子から照射される直接光を吸収する光吸収領域、及び光吸収領域以外の領域であって基板の表面に対して交差する光取出方向に可視光を出力し光吸収領域の直接光が照射される面積に対して表面積が大きい光放出領域を有する蛍光体とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高エネルギの励起光を安全に利用することができ、高輝度を出力することができる半導体発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において同一機能を有する構成要素には同一符号を付け、重複する説明は省略する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
［半導体発光装置の全体構造］
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置１は、紫外光から可視光までの範囲内の光を第１の方向Ｄ１に照射する半導体発光素子２と、半導体発光素子２から照射される光のすべてを吸収し、この吸収された光に基づき、第１の方向Ｄ１と異なる第２の方向Ｄ２に可視光を出力する蛍光体３とを備え、半導体発光素子２から照射される光が光取出方向に直接出力されないようになっている。更に、半導体発光装置１は、半導体発光素子２及び蛍光体３を表面上に互いに離間して配設し、半導体発光素子２に電力を供給する配線４２及び４３を有する基板４と、蛍光体３から放出される可視光を第２の方向Ｄ２に反射する反射体６とを備える。
【００１２】
第１の実施の形態において、基板４は円盤形状を有し、この基板４の表面中央上に１個の半導体発光素子２が配設されている。第１の実施の形態に係る半導体発光素子２は、１８０度異なる２つの第１の方向Ｄ１に向かって光を出力するので、基板４の表面周辺上の対向する２箇所（１８０度対向する位置）にそれぞれ１個づつ、合計２個の蛍光体３が配設されている。ここで、第１の方向Ｄ１とは、半導体発光素子２からの光の照射方向であって半導体発光素子２から出力される光の光軸に一致する方向という意味において使用される。また、第１の方向Ｄ１は、光強度のピーク位置に一致する。更に、半導体発光素子２から出力される光は基板４の表面に対して平行に出力させており、第１の方向Ｄ１は基板４の表面に対して実質的に平行である。つまり、半導体発光素子２は基板４の表面に沿って光（直接光）を照射する。
【００１３】
また、ここで、「光の吸収」とは、半導体発光素子２から照射される直接光をすべて蛍光体３に吸収する場合、直接光の大半が蛍光体３に吸収され直接光の一部が反射される場合、直接光が蛍光体３を透過し反射体６に反射され再度吸収される場合のいずれも含む意味において使用される。更に、「半導体発光素子２から照射される光が光取出方向に直接出力されない」とは、半導体発光素子２から照射される直接光、半導体発光素子２から蛍光体３に照射されずに漏れた光、半導体発光素子２から蛍光体３を透過し蛍光体３の光取出方向の出力に寄与しない光、半導体発光素子２から直接反射体６に照射され反射された光、又は半導体発光素子２から蛍光体３を透過し蛍光体３の光取出方向の出力に寄与しない反射体６に反射された光が光取出方向に出力されないという意味において使用される。なお、蛍光体３から光取出方向に出力される光は「間接的な光」になる。
【００１４】
［基板の構造］
図１及び図２に示すように、基板４は、本体となる基板基材４１と、基板基材４１の表面中央及び裏面中央に配設されかつ双方をスルーホール配線により電気的に接続した配線４２と、基板基材４１の表面周辺及び裏面周辺に配設されかつ双方をスルーホール配線により電気的に接続した配線４３とを備えている。配線４２は半導体発光素子２の第１の主電極に電気的かつ機械的に接続され、配線４３は半導体発光素子２の第２の主電極にワイヤ５を通して電気的に接続されている。
【００１５】
基板基材４１には、半導体発光素子２の動作により発生する熱を効率良く放出することができる、熱伝導性に優れた、例えばAlN、Al2O3、BN、プラスチック、セラミックス、ダイアモンドのいずれかを実用的に使用することができる。配線４２及び４３には、配線抵抗値が小さくかつ可視光の吸収率が小さい、例えばAu、Ag、Cu、Cu合金、Wのいずれかの薄膜配線若しくは厚膜配線を実用的に使用することができる。更に、配線４２及び４３には、ボンダビリティを向上するために、Auメッキ層、Agメッキ層、Pdメッキ層又は半田メッキ層を形成することができる。ワイヤ５には、抵抗値が小さくかつ可視光の吸収率が小さい、例えばAuワイヤ、又はPt等の貴金属とAuとを組み合わせたワイヤを実用的に使用することができる。
【００１６】
［反射体の構造］
図１及び図２に示すように、反射体６は、第１の実施の形態において、蛍光体３の更に外周であって、円盤形状を有する基板４の表面上の周縁全域に沿って配設されている。蛍光体３は第２の方向Ｄ２に光を放出するが、この蛍光体３から放出された光のうち第１の方向Ｄ１に放出される光は反射体６により第２の方向Ｄ２に反射される。
【００１７】
ここで、第２の方向Ｄ２とは、前述のように第１の方向Ｄ１とは異なる光取出方向であって、蛍光体３から出力（放出）され取り出される光の光軸が基板４の表面に対して交差する方向という意味において使用されている。従って、図１に示す基板４の表面と反射体６の反射面とがなす時計回りの角度α１は以下の式に示す範囲内に設定されている。
【００１８】
９０度＜α１＜１８０度
第１の実施の形態において反射体６の角度α１は１２０度〜１５０度の範囲内に設定されている。従って、第１の実施の形態において、第２の方向Ｄ２は、基板４の表面に対して時計回りの角度β１において以下の式に示す範囲に設定されている。
【００１９】
６０度＜β１＜１２０度
反射体６には、半導体発光素子２の動作により発生する熱を効率良く放出することができる、熱伝導性に優れた、例えばAlN、Al2O3、BN、プラスチック、セラミックス、ダイアモンドのいずれかを反射体基材として実用的に使用することができる。更に、反射体６は、蛍光体３から放出される光を第２の方向Ｄ２に積極的に反射させるようにしているので、少なくとも反射面として使用される反射体基材の表面に反射率が高い例えばフィラー、光拡散剤（例えば、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）、Agメッキ等のコーティング層、有機蛍光体が配設されている。このうち、有機蛍光体においては、光利用効率を向上することができる。
【００２０】
第１の実施の形態において、反射体６は、基板４に対して別部材（別部品）により構成されており、図示しないが、基板４に接着剤、締結部材等により機械的に固定されている。また、反射体６は基板４と一体成型により構成してもよい（後述する図７参照。）。
【００２１】
［半導体発光素子の第１の構造］
半導体発光素子２には、図３に示すように、III族窒化物系化合物半導体であるAlGaInN発光層（又はAlGaInN活性層）２０５を有するレーザダイオード又は発光ダイオードを使用することができる。III族窒化物系化合物半導体は、詳細にはAlXGaYIn1-X-YN（０≦X≦１、０≦Y≦１、０≦X＋Y≦１）により表わすことができ、AlN、GaN及びInNの２元系、AlxGa1-xN、AlxIn1-xN及びGaxIn1-xN （０＜x＜１）の３元系、更にすべてを含む４元系のいずれも含まれる。III族窒化物系化合物半導体においては、III族元素の一部をB、Tl等に置換することができる。また、III族窒化物系化合物半導体においては、Nの一部もP、As、Sb、Bi等に置換することができる。
【００２２】
半導体発光素子２は、サファイア基板２０１、AlGaInNバッファ層２０２、ｎ型AlGaInNコンタクト層２０３、ｎ型AlGaInNクラッド層２０４、AlGaInN発光層２０５、ｐ型AlGaInNクラッド層２０６、ｐ型AlGaInNコンタクト層２０７のそれぞれを順次積層して構成されている。ｎ型AlGaInNコンタクト層２０３にはｎ型電極（第１の主電極）２０８が配設され、ｐ型AlGaInNコンタクト層２０７にはｐ型電極（第２の主電極）２０９が配設されている。
【００２３】
［半導体発光素子の第２の構造］
半導体発光素子２には、図４に示すように、MgZnO発光層（又はMgZnO活性層）２１５を有するレーザダイオード、スーパールミネッセントダイオード又は紫外線を放出する発光ダイオードを使用することができる。詳細にはMgXZn1-XO（０≦X≦１）である。すなわち、半導体発光素子２は、サファイア基板２１１、ZnOバッファ層２１２、ｐ型MgZnO層２１３、MgZnO発光層２１４、ｎ型MgZnO層２１５のそれぞれを積層して構成されている。ｐ型MgZnO層２１３にはITO電極層２１６を介在して金属電極（第１の主電極）２１７が配設され、ｎ型MgZnO層２１５にはITO電極層２１８を介在して金属電極（第２の主電極）２１９が配設されている。［蛍光体の構造］
第１の実施の形態において、蛍光体３は蛍光体基材に蛍光体材料を含有することにより構成されている。
【００２４】
蛍光体基材には、光透過性が高くかつ熱に強い、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂のいずれかを使用することができる。特に、入手し易く、取り扱い易く、しかも安価な蛍光体基材として、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂が最適である。また、蛍光体基材には、樹脂以外にも、ガラス、焼結体、YAGとAl2O3とを組み合わせたセラミックス構造体等を使用することができる。
【００２５】
蛍光体材料は、第１の実施の形態において、Sr、Ba、Caの少なくともいずれか１つの元素と、O、Nの少なくとも１つの元素と、Siと、Erとにより構成されている。また、蛍光体材料はSr、Ba、Caの少なくとも１つの元素と、Mg、Alの少なくとも１つの元素と、Ce、Euの少なくとも１つの元素と、O、Nの少なくとも１つの元素と、Siとにより構成することができる。すなわち、下記（１）乃至（１０）に説明する珪酸塩系蛍光体材料、アルミン酸塩蛍光体材料、窒化物系蛍光体材料、硫化物系蛍光体材料、酸硫化物系蛍光体材料、YAG系蛍光体材料、燐酸塩硼酸塩系蛍光体材料、ハロリン酸塩系蛍光体材料のいずれかの蛍光体材料を使用することができる。
【００２６】
（１）珪酸塩系蛍光体材料：（Sr1-x-y-z Bax Cay Euz）2 SiwO2+2w  (０≦x＜１、０≦y＜１、０．０５≦z≦０．２、０．９０≦w≦１．１０)
ここで、第１の実施の形態に係る珪酸塩系蛍光体材料の最良の実施例は、x=０．１９、y=０、z=０．０５、w=１．０である。
【００２７】
（２）珪酸塩系蛍光体材料：（Sr1-x-y-z Bax Cay Euz）2 SiO4  （０≦x＜１、０≦y＜１、０．０５≦z≦０．２）
また、珪酸塩蛍光体材料は、結晶構造を安定化したり、発光強度を高める目的において、Sr、Ba、Caの一部をMg若しくはZnの少なくともいずれか一方に置き換えることができる。更に、珪酸塩蛍光体材料は、発光色を制御する目的において、Siの一部をGeに置き換えることができる（例えば、（Sr1-x-y-z Bax Cay Euz）2 （Si1-uGeu）O4）。
【００２８】
（３）アルミン酸塩蛍光体材料：（M1-xEux）（M’1-yMny）Al10O17
但し、MはBa、Sr、Caの少なくとも１つの元素であり、M’はMg、Znのいずれか１つの元素であり、又組成比は０＜x＜１、０≦y＜０．０５を満足する数値である。
【００２９】
（４）アルミン酸塩蛍光体材料：（M3-y-M’y）Al16O27
但し、MはBa、Sr、Caの少なくとも１つの元素、M’はMg、Zn、Eu、Mnの１つの元素である。.
（５）窒化物系蛍光体材料（主にシリコンナイトライド系蛍光体材料）：LXSiYN (2/3X+4/3Y)；Eu若しくはLXSiYOzN (2/3X+4/3Y-2/3Z)；Eu
但し、LはSr、Caのいずれかの元素、又はSr及びCaの双方の元素である。一般式中、X=２、Y=５、又はX=１、Y=７であることが好ましいが、X及びYは任意のものも使用することができる。具体的には、基本構成元素はMnが添加された（SrXCa1-X）2Si5N8；Eu(０＜x＜１)、Sr2Si5N8；Eu、Ca2Si5N8；Eu、SrXCa1-XSi7N10；Eu(０＜x＜１)、SrSi7N10；Eu、CaSi7N10；Euにおいて表される蛍光体材料を使用することが好ましい。この蛍光体材料の組成中には、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。
【００３０】
他にも具体的な蛍光体材料として、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等を実用的に使用することができる。
【００３１】
（６）硫化物系蛍光体材料：（Zn1-X,CdX）S:Cu,Al（但し０≦x≦０．３０）、（Zn1-X,CdX）S；Cu,Cl（但し０≦x≦０．３０）、（Zn1-X,CdX ）S；Ag,Cl（但し０≦x≦０．９０）、（Zn1-X,CdX ）S；Ag,Al（但し０≦x≦０．９０）、ZnS；Au,Cu,Al、ZnS；Ag,Cu、ZnS；Ag,Fe,Al、ZnS；Cu,Ag,Cl、ZnS；Tm、ZnS；Pb,Cu、ZnS；Zn、ZnS；Zn,Ga、Zn（S1-X,SeX）；Ag、（Zn1-X,CdX）S；Ag,Ni、（Zn1-X,CdX）S；Au,Ag,Al、ZnS；Cu,Au,Al、（Zn1-X,CdX ）S；Au,Al、（Zn1-X,CdX ）S；Au,Cu,Al、（Zn1-X,CdX ）S；Ag,Ni。
【００３２】
（７）酸硫化物蛍光体材料：（Ln1-xEux）O2S
但し、LnはSc、Y、La、Gdの少なくとも１つ又は組成比は０≦x≦１を満足する数値である。
【００３３】
（８）YAG系蛍光体材料：（Y1-x-y-z ,Gdx,Lay,Smz）3（Al1-v ,Gav ）5 O12；Ce,Eu  （但し、０≦x≦１、０≦y≦１、０≦z≦１．０≦v≦１）
（９）燐酸塩硼酸塩系蛍光体材料：２（M1-x、M’x）O・aP2O5・bB2O3
但し、MはMg、Ca、Sr、Ba、Znの少なくとも１つの元素であり、M’はEu、Mn、Sn、Fe、Crの少なくとも１つの元素である。また、組成比は０．００１≦x≦０．５、０≦a≦２、０≦b≦３、０．３＜a＋bを満足する数値である。
【００３４】
（１０）ハロリン酸塩蛍光体；（M1-xEux）10（PO4）6Cl2、若しくは（M1-xEux）5（PO4）3Cl
但し、MはBa、Sr、Ca、Mgの少なくとも１つの元素、又は組成比０≦x≦１を満足する数値である。
【００３５】
また、蛍光体材料には、下記（１１）乃至（１４）に説明する青色発光体材料、黄色発光体材料、緑色発光体材料、赤色発光体材料、白色発光体材料のいずれかを実用的に使用することができる。蛍光体材料のうち、黄色発光体材料には、前述の（１）及び（２）において説明した珪酸塩系蛍光体材料を実用的に使用することができる。
【００３６】
（１１）青色発光体材料：Sr3（PO4）2；Eu、（Sr,Mg）2P2O7；Eu、Sr2P2O7；Eu、Sr2P2O7；Sn、Ba2P2O7；Ti、（Sr,Mg）3（PO4）2；Cu、（Sr,Ca）10（PO4）6Cl2B2O3；Eu、（Ba,Mg）Si2O5；Eu、（Sr,Ba）Al2Si2O8；Eu、Sr2Si3O8・2SrCl2；Eu、Ba3MgSi2O8；Eu、Zn2SiO4；Ti、BaAl8O13；Eu、BaMg2Al16O27；Eu,Mn、CaAl2O4；Eu,Nd、Sr4Al14O25；Eu、SrMgAl10O17；Eu、BaMgAl10O17；Eu、SrAl4O7；Eu,Dy、Sr4Al14O25；Eu,Dy、CaWO4、CaWO4；Pb、MgWO4、ZnGa2O4、Y2SiO5；M1（但し、M1はTm、Ceの少なくとも１つの元素）、（Ca,Mg）SiO3；Ti、CaF2；Eu、M22O2S；Tm（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素）、M2OX；Ce（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素であり、XはBr、Crの少なくとも１つの元素である。）、（M2,M3）TaO4；Nb（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素であり、M3はMg、Ca、Sr、Baの少なくとも１つの元素である。）
（１２）緑色発光体材料：BaMg2Al16O27；Eu、BaAl12O19；Mn、Ca10（PO4）6F2；Sb,Mn、CeMgAl11O19；Tb、GdMgB5O10；Ce,Tb、La2O3・0.2SiO2・0.9P2O5；Ce,Tb、MgAl11O19；Ce,Tb,Mn、MgGa2O4；Mn、SrAl2O4；Eu、SrAl2O4；Eu,Dy、Y2O3・Al2O3；Tb、Y2SiO5；Ce,Tb、YBO3；Tb、Zn2GeO4；Mn、Sr5（PO4）3F:Sb、BaMg2Al16O27；Eu,Mn、ZnO；Zn、M22O2S；Tb（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素である。）、M22O2S；Pr（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素である。）、M2OX；Tb（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素であり、XはBr、Crの少なくとも１つの元素である。）、InBO3；Tb、Li5Zn8Al5（GeO4）4；Mn、SrGa2S4；Eu、Y2（Si,Ge）O5；Tb、Y2SiO5；Pr、Y2SiO5；Tb、Y3Al5O12；Cr,Tb、Y3（Al,Ga）5O12；Tb、Y3Al5O12；Tb、YF3；Er、Zn2SiO4；Mn、Zn2SiO4；Mn,Al、Zn2SiO4；Mn,As、（M2,M3）TaO4；Tb（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素であり、M3はMg、Ca、Sr、Baの少なくとも１つの元素である。）
（１３）赤色発光材料：M2BO3；Eu（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素である。）、（Sr,Mg）3（PO4）2；Sn、Mg6As2O11；Mn、CaSiO3；Pb,Mn、Cd2B2O5；Mn、YVO4；Eu、（Ca,Zn,Mg）3（PO4）2；Sn、（Ce,Gd,Tb）MgB5O10；Mn、Mg4FGeO6；Mn、Mg4F（Ge,Si）O6；Mn、SrTiO3；Pr,Al、CaTiO3；Eu、Gd2O3；Eu、（Gd,M4）2O3；Eu（但し、M4はY、La、Luの少なくとも１つの元素である。）、M22O2S；Eu,Mg,M5（但し、M2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素であり、M5はTi、Nb、Ta、Gaの少なくとも１つの元素である。）、MgF2；Mn、（KF,MgF2）；Mn、（Zn,Be）2SiO4；Mn、Zn3（PO4）2；Mn、（Zn,Ca）3（PO4）2；Mn、（Zn,Mg）F2；Mn、CaSiO3；Pb,Mn、Cd5Cl（PO4）3；Mn、InBO3；Eu、MgGeO4；Mn、MgSiO3；Mn、SnO2；Eu、YVO4；Eu、ZrO2；Eu、（M2,M3）TaO4；Eu（但し、Ｍ2はY、La、Gd、Luの少なくとも１つの元素であり、M3はMg、Ca、Sr、Baの少なくとも１つの元素である。）
（１４）白色発光材料：3Ca3（PO4）2・Ca（F,Cl）2；Sb、YVO4；Dy、Y2O2S；Tb,Sm
また、前述の蛍光体材料を複数種類混合し、中間色を発光する無機蛍光体材料を製作することができる。例えば、RGBのそれぞれに対応する色の染料を混合して蛍光体基材を製作し、若しくは蛍光体材料を混合し、白色光を得ることができる蛍光体を製作することができる。
【００３７】
第１の実施の形態において、蛍光体３は、蛍光体基材中に２０ｗｔ％以上の蛍光体材料を含有し、半導体発光素子２から出力される光を透過しないように調節されている。具体的には、蛍光体３は、樹脂の蛍光体基材中に５０ｗｔ％以上の珪酸塩系蛍光体材料を含有し、半導体発光素子２から出力される光を透過しないように調節されている。また、蛍光体３においては、発光強度並びに発光効率の高い例えば２０ｎｍ以上の大粒径粒子を有する蛍光体材料が使用されている。
【００３８】
［蛍光体の第１の製造方法］
図５に示す蛍光体３は方形状の断面形状により構成されている。このような断面形状を有する蛍光体３は、基板４上において、蛍光体材料が含有された蛍光体基材をモールド成型することにより簡易に製作することができる。
【００３９】
また、予め蛍光体材料が含有された蛍光体基材をモールド成型することにより図５に示す蛍光体３を製作しておき、この後、基板４の表面上に蛍光体３を機械的に接着することにより簡易に基板４の表面上に蛍光体３を取り付けることができる。基板４の表面と蛍光体３との間の接着には、蛍光体３の蛍光体基材と同様な成分の樹脂接着剤を使用すればよい。
【００４０】
［蛍光体の第２の製造方法］
図６に示す蛍光体３は、放物線形状の断面形状を有し、半導体発光素子２から照射される直接光を吸収する光吸収領域３Ａと、光吸収領域３Ａ以外の領域（及び基板４の表面との接合面を除く領域）であって第２の方向Ｄ２（光取出方向）に可視光を出力する光放出領域３Ｂとを有し、光吸収領域３Ａの直接光が照射される面積に対して、光放出領域３Ｂの表面積を大きく設定している。光放出領域３Ｂがレンズ形状（放物線形状）のように構成されているので、蛍光体３から放出される光の取り出し量を高めることができる。ここで、光吸収領域３Ａは、半導体発光素子２から放出される直接光が照射される範囲内であって、蛍光体３の基板４の表面側の下部に該当する。光放出領域３Ｂは、光吸収領域３Ａ以外の領域であって、第２の方向Ｄ２に向かって光を放出する、蛍光体３の上部に該当する。
【００４１】
このような断面形状を有する蛍光体３は以下の製造方法により製造することができる。まず、基板４の表面上に半導体発光素子２をマウントする（図１及び図２参照。）。半導体発光素子２の第１の主電極と基板４の配線４２との間を電気的に接続するとともに、第２の主電極と配線４３との間をワイヤ５を通して電気的に接続する。この後、半導体発光素子２の点灯試験を行う。点灯試験の結果、ディスペンサを使用して、点灯確認が行われた基板４の表面上に蛍光体材料が含有された蛍光体基材を滴下塗布し、塗布後に即座に蛍光体基材を凝固させ、蛍光体３を製作する。蛍光体基材の粘度、表面張力、重力等の製造条件を調節することにより、蛍光体３の断面形状を放物線形状にすることができる。
【００４２】
［半導体発光装置の発光動作］
このように構成される半導体発光装置１は、まず半導体発光素子２の第１の主電極と第２の主電極との間に動作電圧が印加されると、発光層（例えば、図３に示すAlGaInN発光層２０５）から第１の方向Ｄ１に光が出力され、この光は蛍光体３に照射され吸収される。蛍光体３は、光の吸収により励起され、第２の方向Ｄ２に向かって光を放出する。蛍光体３は第１の方向Ｄ１にも光を放出するが、この光は反射体６により第２の方向Ｄ２に反射される。
【００４３】
第１の実施の形態に係る蛍光体３において、蛍光体３は半導体発光素子２から出力される光を透過しないように調整されているので、高エネルギの光は第２の方向Ｄ２には出力されない。
【００４４】
［実施例］
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１の具体的な実施例を説明する。図７に示すように、半導体発光装置１において、基板４は、前述の反射体６に相当する反射部４６を一体化したAlN製カップにより構成されている。基板４は成型加工により簡易に製作することができる。この基板４の表面上に青色レーザ光を発振するInAlGaN発光層を有する半導体発光素子２をマウントした。ワイヤ５により基板４の配線４２と半導体発光素子２との間を電気的に接続した後、基板４の表面上に蛍光体３を製作した。蛍光体３は、シリコーン樹脂を蛍光体基材として使用し、この蛍光体基材に光三原色に相当する３種類の蛍光体材料を７５ｗｔ％において含有した。青色蛍光体材料には（Sr,Ca,Ba）10（PO4）6Cl2；Euを、緑色蛍光体材料には3（Ba,Mg）O,8Al2O3；Eu,Mnを、赤色蛍光体材料にはLa2O2S；Euをそれぞれ使用した。蛍光体基材は、基板４を１２０℃において加熱しながら、ディスペンサを使用して滴下塗布し、固め、最終的に断面形状が放物線形状の蛍光体３を製作した。
【００４５】
半導体発光素子２の主電極間に動作電圧を印加し、レーザ光を発進させた。半導体発光素子２から第１の方向Ｄ１に向かってレーザ光が出力され、蛍光体３に照射され、蛍光体３においては第２の方向Ｄ２に向かって白色光を放出した。
【００４６】
［第１の変形例］
第１の変形例乃至第４の変形例は、蛍光体３の断面形状を代えた例を説明するものである。なお、この変形例の説明において、基板４は、前述の実施例に係る図７に示す基板４と同一である。
【００４７】
まず、図８に示す蛍光体３は逆Ｕ字型形状の断面形状を有し、図９に示す蛍光体３はペンシル形状の断面形状を有する。いずれも蛍光体３の光放出領域３Ｂの表面が大きく設定されており、光放出量を増大することができる。なお、第１の変形例に係る蛍光体３は、モールド成型により簡易に製作することができる。
【００４８】
［第２の変形例］
図１０に示す蛍光体３は扇形状の断面形状を有し、図１１に示す蛍光体３は逆台形形状の断面形状を有する。いずれも蛍光体３の光放出領域３Ｂの表面が大きく設定されており、光放出量を増大することができる。更に、蛍光体３は、半導体発光素子２から出力される光の反射部４６（反射体６）に至る前後の光路上を被覆するように、反射部４６を覆って製作されており、光の吸収の光路長を長くし、光漏れを減少するように構成されている。更に、蛍光体３は反射部４６に接して形成することができるので、反射部４６がダム（成型の型）のように作用し、ディスペンサを使用した滴下塗布による蛍光体３の製作を容易にすることができる。
【００４９】
［第３の変形例］
図１２に示す蛍光体３は三角形形状の断面形状を有し、図１３に示す蛍光体３は扇形形状の断面形状を有し、図１４に示す蛍光体３は三角形と方形とを組み合わせた断面形状を有している。いずれも蛍光体３の光放出領域３Ｂの表面が大きく設定されており、光放出量を増大することができる。更に、蛍光体３の光吸収領域３Ａの第１の方向Ｄ１に沿った厚みを厚くし、光の吸収の光路長を長くし、光漏れを減少するように構成されている。
【００５０】
［第４の変形例］
図１５及び図１６に示す蛍光体３は逆台形形状の断面形状を有し、図１７に示す蛍光体３は扇形形状の断面形状を有し、図１８に示す蛍光体３は三角形形状の断面形状を有している。いずれも蛍光体３の光放出領域３Ｂの表面が大きく設定されており、光放出量を増大することができる。更に、蛍光体３の光吸収領域３Ａの半導体発光素子２側の表面と基板４の表面とのなす角度が若干鋭角に設定されており、半導体発光素子２から出力された光のうち蛍光体３の表面において反射される光を基板４の表面側に向うように設定されている。この結果、蛍光体３の表面において反射される光の漏れを減少することができる。
【００５１】
［第１の実施の形態に係る効果］
以上説明したように、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１においては、蛍光体３から放出される光の取り出し方向（第２の方向Ｄ２）と異なる方向（第１の方向Ｄ１）に半導体発光素子２からの高エネルギの励起光を放出し、放出された高エネルギの光を波長変換材料である蛍光体３にすべて吸収するようにしたので、半導体発光素子２からの高エネルギの励起光を完全に使用することができるとともに、大出力及び高輝度の光を蛍光体３から放出することができる。
【００５２】
更に、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１においては、半導体発光素子２からの高エネルギの励起光の放出方向と蛍光体３からの光の放出方向とを調節する簡易な構造であるので、部品点数も少なく、小型化を実現することができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置１は、前述の図１に示す第１の実施の形態に係る半導体発光装置１と基本的には同等の構造を備えているが、更に光漏れの防止性能を高め、かつ放熱性を高める例を説明するものである。
【００５４】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図１９に示すように、半導体発光素子２と蛍光体３との間に積極的に空間を配設するとともに、半導体発光素子２上にヒートシンク１０を配設されている。空間は半導体発光素子２の発光動作により発生する熱を効率良く逃がすことができる。ヒートシンク１０は同様に熱を効率良く逃がすことができる。ヒートシンク１０の裏面は基板４の表面に対向しており、ヒートシンク１０の表面側には放熱効果を高めるフィンが設けられている。
【００５５】
ヒートシンク１０には、熱伝導性に優れ、更に光反射率が高い、例えばAlN、BN、Al、Cu、Al合金 (例えばAl-Si合金)、Si、ダイアモンド等の材料により製作されている。半導体発光素子２とヒートシンク１０との間は、例えばAuSn、Sn、PbSn、Agペースト等の熱伝導性に優れた接着剤により機械的に固着されている。また、ヒートシンク１０は、光反射率が高い材料を使用して製作することにより、ヒートシンク１０を透過する光を減少することができ、結果的に光漏れを減少することができる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る半導体発光装置１は、マルチチップモジュール構造を採用する例を説明するものである。更に、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１は、前述の第１の実施の形態並びに第２の実施の形態に係る半導体発光装置１の反射体６又は反射部４６の他の構造の例を説明するものである。
【００５７】
［マルチチップモジュール構造］
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図２０及び図２１に示すように、基板４の表面中央部に４個の半導体発光素子２１〜２４を配設するとともに、基板４の表面周辺部の全域に渡って蛍光体３がリング形状において配設されている。半導体発光素子２１〜２４は、いずれも基板４の周縁に向かって（各々第１の方向Ｄ１に向かって）放射状に光を出力する。
【００５８】
第１の実施の形態において、４個の半導体発光素子２１〜２４が基板４の表面上にマウントされているので、例えば半導体発光素子２１から出力される光の第１の方向Ｄ１を基準（角度「０」度）とすれば、半導体発光素子２２から出力される光の第１の方向Ｄ１は基板４の表面上において９０度回転し、半導体発光素子２３から出力される光の第１の方向Ｄ１は更に９０度（基準から１８０度）回転し、半導体発光素子２４から出力される光の第１の方向Ｄ１は更に９０度（基準から２７０度）回転している。
【００５９】
更に、半導体発光装置１には遮蔽体１１が配設されている。遮蔽体１１は、基板４の表面上に半導体発光素子２１〜２４を介在して基板４の表面に対して対向配設され、半導体発光素子２１〜２４から蛍光体３に至るまでの間を覆い、半導体発光素子２１〜２４から放出される光の外部漏れを防止することができる。この遮蔽体１１は例えば前述の図１９に示す前述のヒートシンク１０と同様の材料により製作することができる。
【００６０】
なお、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１においては４個の半導体発光素子２１〜２４をマウントした場合を説明したが、本発明は、この個数に限定されるものではなく、２個、３個又は５個以上の半導体発光素子２を基板４の表面上にマウントしてもよい。
【００６１】
［反射部（反射体）の構造］
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１においては、前述の図７に示す半導体発光装置１の反射部４６と同様な反射部４７が、つまり基板４に一体成型された反射部４７が、図２０、図２１及び図２２に示すように基板４に配設されている。反射部４７の半導体発光素子２側の反射面４７０は、基板４の表面に対して垂直面をなしている。反射面４７０は、半導体発光素子２から第１の方向Ｄ１に向かって出力された光が蛍光体３（の光吸収領域３Ａ）を透過した場合に、この透過した光を入射角と反射角とに差を持たせずに反射する。また、反射面４７０は、蛍光体３を透過した光の反射に限定されずに、励起された蛍光体３から放出された光に対しても入射角と反射角とに差を持たせずに反射する。
【００６２】
つまり、反射面４７０は、蛍光体３を透過した光並びに蛍光体３から放出された光を、再度、蛍光体３に吸収させ、蛍光体３の光吸収効率を向上するとともに、蛍光体３を透過した高エネルギの光を外部に漏れないようにしている。
【００６３】
なお、反射部４７は第３の実施の形態において基板４に一体成型されているが、本発明は、この構造に限定されるものではなく、前述の第１の実施の形態並びに第２の実施の形態に係る半導体発光装置１と同様に、基板４と反射体６とを別部材として構成し、基板４の表面に対して反射面が垂直面になるように、基板４に反射体６を配設するようにしてもよい。また、反射部４７は、下記第１の変形例乃至第３の変形例において説明する構造に代えることができる。
【００６４】
［第１の変形例］
第３の実施の形態の第１の変形例に係る第１の半導体発光装置１は、図２３に示すように、反射部４８を一体成型した基板４を備えている。反射部４８は、基板４の表面側であって蛍光体３の光吸収領域３Ａに対向する位置に第２の反射面４８２を備え、蛍光体３の光放出領域Ｂに対向する位置に第１の反射面４８１を備えている。
【００６５】
第２の反射面４８２は、前述の図２２に示す反射部４７の反射面４７０と同様に、基板４の表面に対して垂直面をなしている。つまり、第２の反射面４８２は蛍光体３の光吸収領域３Ａを透過した光又は蛍光体３から放出される光を、再度、蛍光体３に向けて反射する。
【００６６】
第１の反射面４８１は、前述の図８乃至図１８に示す反射部４６の反射面（符号は付けていない。）と同様に、基板４の表面に対して一定の傾斜面をなしている。つまり、第１の反射面４８１は蛍光体３の光放出領域３Ｂから放出された光を第２の方向Ｄ２に反射する。
【００６７】
［第２の変形例］
第２の変形例に係る第１の半導体発光装置１は、図２４に示すように、反射部４８を一体成型した基板４を備えている。反射部４８は、基板４の表面となす角度α１が９０度に満たない反射面４８３を備えている。例えば、角度α１は以下の式に示す範囲内に設定されている。
【００６８】
４５度＜α１＜９０度
反射面４８３は、蛍光体３の光吸収領域３Ａを透過した光、蛍光体３の光吸収領域３Ａ及び光放出領域３Ｂから放出される光のそれぞれを、再度、蛍光体３及び基板４の表面に向けて反射する。つまり、反射面４８３は、特に半導体発光素子２から出力され蛍光体３を透過する光の外部漏れを積極的に減少するようになっている。
【００６９】
［第３の変形例］
第３の変形例に係る第１の半導体発光装置１は、図２５に示すように、反射部４８を一体成型した基板４を備えている。反射部４８は、基板４の表面側であって蛍光体３の光吸収領域３Ａに対向する位置に第２の反射面４８３を備え、蛍光体３の光放出領域Ｂに対向する位置に第１の反射面４８１を備えている。
【００７０】
第２の反射面４８３は、前述の図２４に示す反射部４８の反射面４８３と同様に、基板４の表面となす角度α１が鋭角をなしている。つまり、第２の反射面４８３は蛍光体３の光吸収領域３Ａを透過した光又は蛍光体３から放出される光を、再度、蛍光体３及び基板４の表面に向けて反射する。
【００７１】
第１の反射面４８１は、前述の図２３に示す反射部４８の反射面４８１と同様に、基板４の表面となす角度α１が鈍角をなしている。つまり、第１の反射面４８１は蛍光体３の光放出領域３Ｂから放出された光を第２の方向Ｄ２に反射する。
【００７２】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る半導体発光装置１は、基板４の表面上において、半導体発光素子２、蛍光体３のそれぞれの配設位置を代えた例を説明するものである。
【００７３】
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図２６に示すように、基板４の表面周辺部分の１箇所に半導体発光素子２を配設し、基板４の表面中央部に蛍光体３を配設している。半導体発光素子２は基板４の表面周辺部から表面中央部に向かう第１の方向Ｄ１において光を出力する。この出力された光は基板４の表面中央部において蛍光体３に吸収され、蛍光体３は励起光を第２の方向Ｄ２に向けて放出する。ここで、第２の方向Ｄ２は、図２６中、紙面から紙面上に向かう方向である。
【００７４】
第４の実施の形態において、蛍光体３は、その平面図しか示していないが、円柱形状において製作されている。なお、蛍光体３は、前述の図６に示す放物線形状、図８に示す逆Ｕ字型形状、図９に示すペンシル形状、若しくは円錐形状等により製作してもよい。また、図２６並びに後述する図２７乃至図２９において、図１に示す反射体６、図７に示す反射部４６等は省略してある。
【００７５】
更に、第４の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図２７に示すように、基板４の表面中央部に三角柱形状を有する蛍光体３を備えている。その他の構成は、図２６に示す半導体発光装置１の構成と同一である。なお、蛍光体３は、三角錐形状等により製作してもよい。
【００７６】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る半導体発光装置１は、前述の第４の実施の形態に係る半導体発光装置１において、拡散体を備えた例を説明するものである。
【００７７】
第５の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図２８に示すように、基板４の表面周辺部分の１箇所に半導体発光素子２を配設し、この半導体発光素子２よりも中央側（内側）であって基板４の表面周辺部に基板４の周縁に沿って蛍光体３を配設し、更に基板４の表面中央部に拡散体（散乱体）７を配設している。
【００７８】
半導体発光素子２は基板４の表面周辺部から表面中央部に配設された拡散体７に向かう第１の方向Ｄ１において光を出力する。蛍光体３は、半導体発光素子２から拡散体７に向かう光の経路に相当する部分を除く、平面リング形状において構成されている。拡散体７は、必ずしもこの形状に限定されるものではないが、平面形状を三角形形状つまり三角柱形状、逆三角錐形状等により構成されている。
【００７９】
半導体発光素子２から第１の方向Ｄ１に向かって出力された光は拡散体７に照射され、拡散体７はこの照射された光を蛍光体３の内面に向かって均一に拡散する。拡散された光は蛍光体３に吸収され、蛍光体３は励起光を第２の方向Ｄ２に向けて放出する。ここで、第２の方向Ｄ２は、図２８中、紙面から紙面上に向かう方向である。すなわち、半導体発光素子２から出力される光を拡散体７により蛍光体３の全域に渡って均一に拡散することができるので、蛍光体３の励起効率を向上することができる。
【００８０】
更に、第５の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図２９に示すように、切れ目の無い完全な平面リング形状を有する蛍光体３を備えている。この蛍光体３は、半導体発光素子２から出力される光の経路に相当する部分の厚みを少なくとも減少して、第１の方向Ｄ１に向かって出力される光を透過させ、半導体発光素子２から出力される光を拡散体７に照射することができるように構成されている。
【００８１】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係る半導体発光装置１は、前述の第５の実施の形態に係る図２９に示す半導体発光装置１において、半導体発光素子２、拡散体７のそれぞれの配置レイアウトを代えた例を説明するものである。
【００８２】
第６の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図３０に示すように、基板４の表面中央部に半導体発光素子２を配設し、基板４の表面周辺部に平面リング形状を有する蛍光体３を配設し、基板４の表面の表面周辺部において蛍光体３の更に外周囲に反射部４７を配設し、基板４の表面周辺部において蛍光体３と反射部４７との間に拡散体７を配設している。第６の実施の形態において、半導体発光素子２は互いに１８０度異なる第１の方向Ｄ１に向かって光を出力するので、この光の光路となる二カ所にそれぞれ合計２個の拡散体７が配設されている。拡散体７は、この形状に限定されるものではないが、三角柱形状において製作されている。
【００８３】
このように構成される半導体発光装置１において、半導体発光素子２から第１の方向Ｄ１に向かって出力された光は蛍光体３に照射され、蛍光体３は励起光を放出する。更に、半導体発光素子２から出力され蛍光体３を透過した光は拡散体７により拡散され、再度、蛍光体３に均一に照射され、蛍光体３はこの拡散光に基づき励起光を更に放出する。第６の実施の形態に係る半導体発光装置１においては、半導体発光素子２から放出された蛍光体３を透過した光を拡散体７並びに反射部４７を利用してリング形状を有する蛍光体３に満遍なく拡散光を行き渡るようにすることができるので、半導体発光素子２の出力光に対する蛍光体３の励起光の変換効率を向上することができる。更に、半導体発光装置１においては、蛍光体３の平面形状と同一又は相似形状のリング形状を有する放出光を取り出すことができる。
【００８４】
なお、第６の実施の形態に係る半導体発光装置１においては、基板４に一体成型された反射部４７を備えているので、特に拡散体７を備えていなくても、蛍光体３を透過した光を反射部４７により充分に拡散することができる。
【００８５】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態に係る半導体発光装置１は、前述の第６の実施の形態に係る半導体発光装置１において、拡散体７の機能を基板４の反射部４７（又は反射体）に備えた例を説明するものである。
【００８６】
第７の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図３１に示すように、基板４の表面中央部に半導体発光素子２を配設し、基板４の表面周辺部において平面リング形状の４分の１の形状を有する蛍光体３を４個配設し、基板４の表面の表面周辺部において蛍光体３の更に外周囲に蛍光体３毎に反射部４７を４個配設している。第７の実施の形態において、半導体発光素子２は互いに１８０度異なる第１の方向Ｄ１に向かって光を出力する。４個の蛍光体３のうち一方の２個の蛍光体３は、互いに１８０度異なる位置において、半導体発光素子２から出力される光の直接光路と一致する領域に配設されている。残りの他方の２個の蛍光体３は、互いに１８０度異なる位置において、一方の２個の蛍光体３に対して９０度回転した位置に配設されている。すなわち、４個の蛍光体３のそれぞれは半導体発光素子２を中心として９０度毎に配設されている。
【００８７】
半導体発光素子２から出力され蛍光体３を透過する光を直接反射する反射部４７１の反射面（内面）は第１の方向Ｄ１に対して例えば６７．５度（又は１１２．５度）傾斜させている。つまり、反射部４７１は、時計方向回りにおいて次段に配設された蛍光体３及び反射部４７２に向けて光を反射する。この反射された光は反射部４７２により更に次段に配設された蛍光体３及び反射部４７１に向けて光を反射する。反射部４７２の反射面は、基板４の法線方向に対して例えば９０度の角度に設定されている。
【００８８】
このように構成される半導体発光装置１において、半導体発光素子２から第１の方向Ｄ１に向かって出力された光は蛍光体３に照射され、蛍光体３は励起光を放出する。更に、半導体発光素子２から出力され蛍光体３を透過した光は、反射部４７１により、この透過してきた蛍光体３並びに時計回りの次段に配設された蛍光体３及び反射部４７２に向って反射される。更に、この光は反射部４７２により時計回りの更に次段に配設された蛍光体３及び反射部４７１に反射される。つまり、半導体発光装置１においては、反射部４７１及び４７２により、半導体発光素子２から出力された光を繰り返し反射し、反射する度に蛍光体３から励起光を放出することができるので、変換効率を向上することができる。
【００８９】
なお、第７の実施の形態に係る半導体発光装置１においては、放射状に発光するリングレーザを半導体発光素子２とすることが好ましい。
【００９０】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態に係る半導体発光装置１は、基板４の平面形状を変えた例を説明するものである。
【００９１】
第８の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図３２に示すように、長方形状の平面形状を有する基板４の表面中央部に半導体発光素子２に配設し、基板４の表面周辺部であって短辺に沿って蛍光体３を配設している。基板４の周縁に沿って一体成型された反射部４７が配設されており、反射部４７の長辺と短辺との間には曲面を備えている。第８の実施の形態に係る半導体発光素子２には例えば共振器型発光ダイオード（RCLED：resonant cavity light emitting diode）を使用することができる。
【００９２】
このように構成される半導体発光装置１において、半導体発光素子２から第１の方向Ｄ１に向かって（基板４の長辺に沿って）出力された光は蛍光体３に照射され、蛍光体３は励起光を放出する。励起光は、図３２中、紙面から紙面上に向かう第２の方向Ｄ２に放出される。
【００９３】
（第９の実施の形態）
本発明の第９の実施の形態に係る半導体発光装置１は、前述の第８の実施の形態に係る半導体発光装置１において更に小型化を実現する例を説明するものである。
【００９４】
第９の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図３３及び図３４に示すように、前述の第８の実施の形態に係る半導体発光装置１の基板４のサイズに比べて一回り小さいサイズの基板４を備え、蛍光体３と反射部４７との間のスペースを確保せずにできる限り近接若しくは密着させている。更に、半導体発光装置１においては、半導体発光素子２上に蓋１２を備えている。蓋１２は、半導体発光素子２の上面から若干離間して配設され、半導体発光素子２上を覆うとともに蛍光体３に達するまでの範囲内において配設されている。半導体発光装置１の小型化を実現するためには、半導体発光素子１から出力される光の最適化が必要であり、蓋１２には蛍光作用を有する例えばEr錯体化合物を使用することができる。
【００９５】
（第１０の実施の形態）
本発明の第１０の実施の形態に係る半導体発光装置１は、前述の第９の実施の形態に係る半導体発光装置１において更に小型化を実現する例を説明するものである。
【００９６】
第１０の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図３５に示すように、前述の第９の実施の形態に係る半導体発光装置１の基板４のサイズに比べて更に一回り小さいサイズの基板４を備え、長方形状の基板４の表面上において、一方の短辺側に半導体発光素子２を配設し、他方の短辺側に蛍光体３を配設している。つまり、半導体発光素子２は一方向にのみ光を出力し、この光を１つの蛍光体３により吸収し、この蛍光体３から励起光を放出する。蛍光体３からの励起光は、図３５中、紙面から紙面上に向かう第２の方向Ｄ２に放出される。
【００９７】
このように構成される半導体発光装置１においては、基板４の一方の短辺に半導体発光素子２を配設し、他方の短辺に蛍光体４を配設しているので、半導体発光素子２を中心としてその両側に蛍光体３を配設する場合に比べてサイズを半減することができる。
【００９８】
（第１１の実施の形態）
本発明の第１１の実施の形態に係る半導体発光装置１は、前述の第１０の実施の形態に係る半導体発光装置１において、半導体発光素子２に面発光型を採用する例を説明するものである。
【００９９】
第１１の実施の形態に係る半導体発光装置１は、図３６に示すように、前述の第１０の実施の形態に係る半導体発光装置１の半導体発光素子２に代えて、面発光型の半導体発光素子２を配設している。蛍光体３からの励起光は、図３６中、右側から左側に向かう第２の方向Ｄ２に放出される。半導体発光素子２には、例えば面発光型半導体レーザ（VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）を実用的に使用することができる。
【０１００】
面発光型半導体レーザは、例えば図３７に示すように、ｎ型GaAs基板２２１上にｎ型多層膜反射鏡（DBR）２２２、活性層（MQW）２２３、ｐ型多層膜反射鏡（DBR）２２４のそれぞれを順次して構成されている。ｎ型GaAs基板２２１の裏面にはｎ型電極２２５が配設され、ｐ型多層膜反射鏡２２４上にはコンタクト層２２６を介在してｐ型電極２２７が配設されている。
【０１０１】
このように構成される半導体発光装置１においては、前述の第１０の実施の形態に係る半導体発光装置１と同様に、サイズを半減することができる。
【０１０２】
なお、面発光型の半導体発光素子２は、この第１１の実施の形態に係る半導体発光装置１に限定されるものではなく、前述の第１の実施の形態乃至第１０の実施の形態に係る半導体発光装置１にも使用することができる。この場合、面発光型の半導体発光素子２は横置きに配置される。
【０１０３】
（その他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、単に半導体発光装置１として説明したが、本発明の実施の形態に係る半導体発光装置１は、一般照明器具、業務用照明器具、又はテレビジョン若しくはパーソナルコンピュータの液晶表示装置のバックライト、又は自動車、自動二輪車若しくは自転車のライト等に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の断面図である。
【図２】図１に示す半導体発光装置の平面図である。
【図３】図１に示す半導体発光装置の半導体発光素子の要部断面図である。
【図４】図１に示す半導体発光装置の他の半導体発光素子の要部断面図である。
【図５】図１に示す半導体発光装置の第１の蛍光体の断面図である。
【図６】図１に示す半導体発光装置の第２の蛍光体の断面図である。
【図７】第１の実施の形態の実施例に係る半導体発光装置の断面図である。
【図８】第１の実施の形態の第１の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図９】同第１の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１０】第２の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１１】同第２の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１２】第３の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１３】同第３の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１４】同第３の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１５】第４の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１６】同第４の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１７】同第４の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１８】同第４の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置の断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る半導体発光装置の断面図である。
【図２１】図２０に示す半導体発光装置の平面図である。
【図２２】第３の実施の形態の第１の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図２３】同第２の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図２４】同第３の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図２５】同第４の変形例に係る半導体発光装置の要部断面図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図２７】同第４の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の平面図である。
【図２８】本発明の第５の実施の形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図２９】同第５の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の平面図である。
【図３０】本発明の第６の実施の形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図３１】本発明の第７の実施の形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図３２】本発明の第８の実施の形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図３３】本発明の第９の実施の形態に係る半導体発光装置の断面図である。
【図３４】図３３に示す半導体発光装置の平面図である。
【図３５】本発明の第１０の実施の形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図３６】本発明の第１１の実施の形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図３７】図３６に示す半導体発光装置の半導体発光素子の断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  半導体発光装置
２、２１〜２４  半導体発光素子
３  蛍光体
３Ａ  光吸収領域
３Ｂ  光放出領域
４  基板
４１  基板基材
４２、４３  配線
４６、４７、４８  反射部
４７０  反射面
４７１  第１の反射部
４７２  第２の反射部
４８１  第１の反射面
４８２  第２の反射面
５  ワイヤ
６  反射体
７  拡散体
１０  ヒートシンク
１１  遮蔽体
１２  蓋
Ｄ１  第１の方向
Ｄ２  第２の方向
【図１】
0004761848.tif 000002
【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】
0004761848.tif 000008
【図８】
0004761848.tif 000009
【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】
0004761848.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0004761848.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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