(57)【要約】【課題】  携帯電話や携帯情報端末の液晶表示部用バックライトに用いられるような、白色チップＬＥＤなどに複雑な形態の基体を備えた従来品を用いる場合、金型を製作する上で非常に高度な技術が必要となり、結果として白色チップＬＥＤのコストを上昇させてしまうという問題があった。【解決手段】  波長変換層を透過する光と、透過せずに散乱、反射される光とを両方とも外部へ取り出せるような構造の基体及び波長変換層の配置をより簡易なものとした。その結果、従従来の基体を用いつつ、効率の高い小型の白色ＬＥＤを安価に量産できる。【選択図】        図１
2005191420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、前記基体に形成された凹部と、前記凹部の底部に戴置された半導体発光素子と、波長変換層とを備える発光装置において、前記凹部底面に第一の波長変換層が形成され、前記半導体発光素子の上方に距離を隔てて第二の波長変換層が形成され、前記凹部は前記半導体発光素子からの発光および前記第一、第二波長変換層から放射される波長変換光を実質的に吸収しない材料を含む封止部が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記半導体発光素子の直上の前記封止部が、前記半導体素子側へ略凹面を形成していることを特徴とする、請求項１に記載する発光装置。
【請求項３】
前記第一の波長変換層および／または前記第二の波長変換層に、
Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｍ（Ａ：Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｔｂ，Ｂ：Ａｌ，Ｇａ，  Ｍ：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋，Ｅｕ３＋，Ｃｒ３＋，Ｎｄ３＋，Ｅｒ３＋）の組成を持つ蛍光体、希土類をドープしたバリウム−アルミニウム−マグネシウム系化合物蛍光体（ＢＡＭ蛍光体）、硫化物系化合物蛍光体、希土類をドープしたチオガレート系蛍光体、アルミン酸塩系蛍光体のうち少なくとも１種類の蛍光体を含有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
封止部に、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ基を有するポリジメチルシロキサン誘導体、オキセタン樹脂、アクリル樹脂、シクロオレフィン樹脂のうち少なくともいずれか１つ以上を含有している樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
封止部を構成する材料と波長変換材料を混合する工程と、底部に半導体発光素子を固定する凹部に前記混合材料を注入する工程と、前記波長変換材料を前記凹部底部に高密度化して第一の波長変換層を形成する工程と、前記第一の波長変換層形成後に前記封止部を固化する工程と、前記封止部形成後に前記封止部上に第二の波長変換層を形成する工程を備えた半導体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、半導体発光素子を用いた発光装置に関する。特に、励起源となる半導体発光素子と波長変換材料とを組み合わせた、主に白色を発光するための発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に本出願人が先に提案した従来の波長変換材料を用いた発光装置を示す。これは、絶縁性の基板表面に一対の引き出し電極１１に電気的に接続された半導体発光素子１２と、半導体発光素子１２を中央部底面に載置する凹部１３と、その周囲に曲面部１４を設けた構造から成る絶縁性基体１０と、基体１０の上部に載置した波長変換層１５を形成した光透過性基板１６を組み合わせた構造である。
【０００３】
凹部１３の内面および曲面部１４の表面は、光を効率的に反射させるために、Ａｇなどの反射膜１７を設けている。波長変換層１５は半導体発光素子１２から放射された光により励起されて発光する蛍光材料を樹脂に分散させた構成をしており、スクリーン印刷法等によって、光透過性基板１６の上に形成され、波長変換層１５側が半導体発光素子１２側と対向するように凹部１３の真上に載置されている。基体１０の上部と波長変換層１５を形成した透光性基板１６の下部の空間には透光性封止材料１８が充填され、半導体発光素子１２と波長変換層１５を封止する。反射膜１７上には、波長変換層１９をコーティングしても良い。
【特許文献１】特願２００２−３７９４９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の発光装置において、半導体発光素子を載置する凹部１３と曲面部１４の形成が必要であるが、携帯電話や携帯情報端末の液晶表示部用バックライトに用いられるような、白色チップＬＥＤなどに従来品を用いる場合、凹部１３および曲面部１４を形成することは、基体１０を形成するための金型を製作する上で非常に高度な技術が必要となり、結果として白色チップＬＥＤのコストを上昇させてしまうという問題があった。
【０００５】
また、第一の波長変換層１５のみを形成し、曲面部１４と第二の波長変換層１９を形成しないごく簡易な場合には、発光装置を光軸上から観察したとき、半導体発光素子１２付近では励起光の色に支配され、半導体発光素子１２の周囲は励起光の色の補色に支配される。すなわち、発光装置内に色むらが発生する。また、輝度の面から考えると、半導体発光素子１２周辺が最も輝度が高く、周囲にいくにしたがって輝度が低くなるという問題があった。
【０００６】
逆に、第二の波長変換層１９のみを形成し、曲面部１４と第一の波長変換層１５を形成しない場合には、発光装置を光軸上から観察したとき、半導体発光素子１２付近では励起光の色の補色に支配され、外周は半導体発光素子１２付近では励起光の色に支配される。すなわち、この場合にも色むらが発生する。また、輝度についても同様の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題解決のため、より簡易な構造の基体によって同等以上の特性を得られるよう鋭意研究の結果、下記のような発明によって課題を解決するに至った。即ち、基体と、前記基体に形成された凹部と、前記凹部の底部に戴置された半導体発光素子と、波長変換層とを備える発光装置において、前記凹部底面に第一の波長変換層が形成され、前記半導体発光素子の上方に距離を隔てて第二の波長変換層が形成され、前記凹部は半導体発光素子からの発光である第一波長光及び前記波長変換層からの蛍光等である第二、第三波長光を吸収しない材質により封止部が形成されていることを特徴とする発光装置である。
【０００８】
請求項１に記載された本発明において、波長変換層の励起源である半導体発光素子に電流を印加すると、この素子から発した光は第一または第二の波長変換層へ到達する。
【０００９】
第二の波長変換層へ到達した光の一部は、第二の波長変換層を透過する際に、より長波長の第二の波長光に変換され、発光装置の外部へ放射される。一方、第二の波長変換層に到達した光は、波長変換層の特性上、全て波長変換がなされて透過するわけではなく、一部は第一波長光のまま波長変換されずに散乱され、あるいは波長変換を受けて発光装置内部へ放射される。この、いわば発光装置内部へ散乱および／または放射された第一波長光および／または第二波長光は、基体底部に形成された第一の波長変換層へ到達し、第二波長光および／または第三波長光へ波長変換され、その後、発光装置外部へ放出される。
【００１０】
一方、半導体発光素子から発して第一の波長変換層へ到達した光は、反射または散乱される際に少なくとも一部が第三波長光へ波長変換され、凹部開口部方向へ向かう。その後、一部は発光装置外部へ放出され、一部は第二の波長変換層にて波長変換を受けて透過し、一部は反射または散乱されることとなる。
【００１１】
また、請求項５に記載された本発明は、波長変換層を有する半導体発光装置を製造するための好適な方法である。このような方法により、簡易かつ安価に、薄型の半導体発光装置を製造できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、従来存在した、波長変換層を透過する光のみ、または反射する光のみを利用する装置と比較して、著しく高い効率で発光を得られる。また、本発明による構成では凹部に曲面部１４を設ける加工を行わなくても良いので、安価に、かつ薄く製造できる利点を有する。また、このような型の発光装置を製造するに当り、従来のＬＥＤリードフレームをそのまま用いることができ、特別な金型を必要としない。
【００１３】
また、本発明は、半導体発光素子１から全方位に放射された励起光は全て、発光装置から放射される前に充分な波長変換をうけるため、色むら、輝度むらが大幅に改善される。特に、近紫外光を励起光源としている場合は、輝度むらを少なくし、かつ、近紫外光の透過を抑制し得る構成ともなるので、導光板等の紫外線劣化を抑制することができる。また、励起光源を青色光等白色光の構成光源としている場合は、色むら、輝度むらの少ない白色ＬＥＤを製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するに当たっての最良の形態を記載する。波長変換材料を半導体発光素子を載置する底部領域と、該素子より上方に距離を隔てて設ける上部領域の双方に波長変換材材料を配設するという本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも同様に本発明に含まれる。
【００１５】
図１は本発明にかかる半導体発光装置の好適な実施形態を示す説明図である。（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）はその断面図である。
【００１６】
半導体発光装置は、基体７に形成されている凹部６中に半導体発光素子１を含み、凹部６底面に第一の波長変換層３が形成され、凹部６の開口部で半導体発光素子１の上方に距離を隔てて第二の波長変換層５が形成されている。また、凹部６には半導体発光素子１の発光を透過する封止材料４が充填されている。
【００１７】
基体７は少なくともアノード電極とカソード電極からなる一対の引き出し電極８を備える基板部７ａと、基板部７ａ上で中央部に凹部６を有する反射枠部７ｂとからなる。基板部７ａは例えばガラス繊維含有エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂やセラミック基板等の絶縁性の材料からなり、凹部６の底面となる領域において電極８が露出するようにして一対の引き出し電極８が形成されている。反射枠部７ｂは例えば液晶ポリエステルなどの液晶ポリマーからなる高融点絶縁性樹脂やセラミックなどのハンダ付け温度（２００℃以下程度）での耐熱性を有する絶縁性材料からなり中央部に凹部６を備える。図示の例では半導体発光装置の周囲に反射枠部７ｂが位置し中央部に凹部６を備えるが、対向する両側面側のみに反射枠部７ｂを設け他方の対向する両側面側には反射枠部７ｂを設けない、例えば図７（Ｂ）において左右のみに反射枠部７ｂを設け上下には設けない、ようにして中央部に凹部６を形成するものでも良い。
【００１８】
基体７には半導体発光素子１が内側に固定されている凹部６が必要である。凹部６の形成方法としては電極８を金型内に設置して基体１（基板部７ａと反射枠部７ｂ）をインサート成形する等の方法により一体成型をする方法、基板部７ａ表面に電極８を固定した後に反射枠部７ｂを貼り付けて基体１を作成するばどの後から接合させる方法など種々の方法が考えられるが、本発明にはどのような方法であってもよい。
【００１９】
また、材料に関しても、アノード／カソード各極の引き出し電極８が電気的短絡状態にならないような構造であればどのようなものでもよいが、実用的にはハンダ材料などによる実装の際の温度で変形しないような比較的高融点の材料が好ましく、更に好ましくは白色等の反射性で、且つ、比較的高融点の材料が良い。また凹部６の内側に塗布、メッキ、または蒸着等により高反射率材を構成してもよい。
【００２０】
凹部６の形状としては略円錐台形であることが望ましいが、略四角錐台形でもよい。凹部６の端面は傾斜していることが望ましいが、携帯電話の表示部用バックライト光源用白色ＬＥＤの場合、素子の薄型化が望まれているため、ほぼ端面が垂直の場合がある。後述する実施例１のように実際にほぼ垂直の端面を有する凹部６にてサンプル試作を行った結果、本発明の効果を確認できたことから、端面角度をほぼ垂直にした反射枠部７ｂとした場合も本発明に含まれる。
【００２１】
半導体発光素子１は凹部６の底部に取り付ける。図示の例では一方の電極８上にＡｇペーストにて電気的および機械的に固定するようにダイボンディングされ、半導体発光素子の上方から他方の電極８とをワイヤーボンディング接続している。
【００２２】
半導体発光素子１としては波長変換材料を励起可能なエネルギー光を放出する半導体材料であれば良く、特に紫外光から青色光を発光するもの、より好適には半導体発光素子１の発光ピーク波長範囲としては３００〜４９０ｎｍが好適である。半導体発光素子１としては、３族−窒素化合物系（例えばＩｎ−Ｇａ−Ａｌ−Ｎ系化合物）半導体や酸化亜鉛化合物系（例えばＺｎ−Ｍｇ−Ｏ系化合物）半導体、セレン化亜鉛化合物系（例えばＺｎ−Ｍｇ−Ｓｅ−Ｓ−Ｔｅ系化合物）半導体、炭化珪素化合物系（例えばＳｉ−Ｇｅ−Ｃ系）半導体などのＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることができる。上記の化合物系半導体であっても、またはその他の化合物系半導体であっても、上記発光ピーク波長範囲内にて発光する半導体発光であるならば、本発明の主旨は何らそこなわれない。また、サブマウント上に半導体発光素子が固定されたものも本発明においては半導体発光素子１に含まれる。
【００２３】
なお、本実施形態においては半導体素子１として、下面側から一方の電気的接続を行い上面側から他方の電気的接続を行う例を示したが、同一面側に半導体素子の図示しない電極を設けたものでも良い。
【００２４】
例えば、図１の半導体発光素子１として上面のみに一対のＬＥＤ電極を設けた半導体素子の場合には、半導体発光素子をエポキシ樹脂等の接着剤により、基板部７ａ上に機械的に固定し、半導体発光素子の上面側に設けられたアノードおよびカソード各電極が対応する一対の引き出し電極８の夫々と導電性ワイヤー２によって電気的接合を行う。
また、その他の代表的な基体７と半導体発光素子１および引き出し電極８との形態としては、半導体発光素子１のアノード／カソード電極と対応する引き出し電極８とが、Ａｕ−Ｓｎなどの共晶材料やＡｕバンプ、異方性を有した導電性シート、Ａｇペーストに代表されるような導電性樹脂等により、両極とも電気的接合を確保すると共に基体７への固定を図る形態や、片極のみ対応する引き出し電極８に対して上記した材料により電気的接合を図ると共に基体７への固定を図り、他方の極と対応する引き出し電極８とは導電性ワイヤーにて電気的接合をとる方法などが考えられる。さらに、基体７が半導体発光素子１の放熱性を向上させるために金属等の導電性材料にて構成され、片極の引き出し電極８を兼ねるような構成であっても良い。
【００２５】
基体７と半導体発光素子１および引き出し電極８には種々の形態が考えられるが、基体７上に半導体発光素子１が固定され、かつ、アノード／カソード各引き出し電極８と半導体発光素子１のアノード／カソード電極とが対応して電気的接合がなされていれば、どのような形態であっても本発明を制約するものではない。
【００２６】
第一の波長変換層３は、凹部６の底部領域に形成される。図示の例では凹部６の底で基板部７ａの上面領域および半導体発光素子１の上に位置する。第一の波長変換層３の厚さとしては、波長変換材料からなる層を１層以上形成し半導体発光素子１の高さよりも低くすると良い。理想的な厚さは種々の波長変換材料の波長変換効率によって決定される。実用的には半導体発光素子の厚みが概ね３００μｍ程度であるので、波長変換材料が２０〜２００μｍ程度の厚みとなるようにするのが好適である。なお、「波長変換層」とは、波長変換材料のみからなる層を示すものではなく、波長変換材料が高密度に集まっている領域全体の厚みを意味し、例えば蛍光体粒子を熱硬化性樹脂中に混合した場合には、後述する封止部４に比べて高密度に蛍光体粒子が分布している領域全体の厚みをいう。
【００２７】
波長変換層３は半導体発光素子１を載置した後に、無機蛍光体等の波長変換材料を凹部６の底に直接塗布したり、封止部４を形成する材料中に第一の波長変換層３を形成するための波長変換材料を混合してから凹部６中に注入し波長変換層３を形成するための波長変換材料が凹部６底部領域に実質的に沈降した状態で封止部４を硬化させることにより形成したり、予め所定の密度とした所定厚の波長変換材料含有シートを凹部６の底に貼り付けるなどの手段により形成することができる。
【００２８】
なお半導体発光素子１上にも第一の波長変換層３を設けた場合には、半導体発光素子１から出射される真上に向う励起光の光を波長変換するとともに拡散させることができるので半導体発光装置から照射される光の分布均一性を向上させることができるので好適である。
【００２９】
封止部４の材料は、半導体発光素子１および第一の波長変換層３と、第二の波長変換層５との間の距離を隔てるものであれば良く、半導体発光素子１からの励起光および波長変換材料により変換された波長変換光の双方の成分を透過可能な透光性材料を用いる。好ましくは封止部４として熱硬化樹脂、低融点ガラスなどを用いることができ、第二の波長変換層５としてシート状に形成したものを用いた場合には、当該シートを反射枠部７ｂに固定する等の構成とすることで、封止部４を中空（気体材料）とすることもできる。
【００３０】
特に好適には、半導体発光素子１からの発光ピーク波長よりも短波長領域まで透明であり、第一の波長変換層３の構成材料を混合でき、かつ、加熱や放置等によって第一の波長変換層３の構成材料が凹部６の底面に沈降もしくは高密度化できるものであればよい。具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、またはエポキシ基を有するポリジメチルシロキサン誘導体、またはオキセタン樹脂、またはアクリル樹脂、またはシクロオレフィン樹脂の少なくともいずれか１つ以上の樹脂を含有している樹脂などの熱硬化樹脂が最適である。
【００３１】
封止部４の形状として望ましいのは、第二の波長変換層５の形成を容易にし、かつ、第二の波長変換層５において、励起光および第一の波長変換層３で波長変換された光を効率よく拡散するために、上面が半導体発光素子１の直上部において概曲面状に窪んだ状態に形成することである。上記の形状を形成する方法としては、半導体発光素子１を凹部６の中心部に配置し、加熱によって封止部４の材料を形成させた時に溶剤が揮発することにより自然発生させる方法や、封止部４の材料をコントロールし、メニスカス現象を発生させ、その状態にて形成する方法や、圧縮成型等によって形成することなどが考えられる。
【００３２】
第二の波長変換層５は、凹部６の開口部の表面側であって半導体発光素子１の少なくとも上方を平面視状態において覆うように、半導体発光素子１および第一の波長変換層３から適宜の距離を隔てて配設する。図１（Ｂ）においては凹部６の開口部の中央の広い面積にわたって配設し、後述する図５においては、凹部６の開口部全面にわたって形成している。
【００３３】
第二の波長変換層５は適当なバインダー樹脂と波長変換材料とを混合させ、半導体発光素子１の真上の封止部４上にディスペンサーによるポッティング等により形成される。なお、先記したように封止部４の形状としては、上面が概曲面状に窪んだ状態がよく、理想的な状態としては封止部４上面に形成された凹部が第二の波長変換層５の形成材料によって満たされる状態である。第二の波長変換層５の封止材としては、封止部４と同じ材料でもよいが、封止部４との密着性に優れ、かつ、励起光による劣化がないものであればどのようなものでもよい。
【００３４】
第二の波長変換層５の厚さとしては、構成材料の粒子が１層形成されるだけでも効果が現れ、凹部６の底面部から封止部４の上面までの高さ以内なら効果があるが、厚くし過ぎると取り出し効率が低下するので２０μｍ〜１５０μｍの範囲、好適には第一波長変換層５よりも薄い厚みとすると良い。
【００３５】
第一の波長変換層３および第二の波長変換層５の材料としては、半導体発光素子１の発光ピーク波長よりも長波長の発光ピークに変換する材料を１つ以上含むものより構成される。色ムラのことを考え、通常は第一の波長変換層３と第二の波長変換層５は同じ構成材料を用いることを考慮しているが、反射率などの構成材料の物性的特性により、第一の波長変換層３と第二の波長変換層５が同じ構成材料にならなくともよい。一般的に知られている各波長変換層の材料のうち好適なものとしては、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｍ系蛍光体（Ａ：Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｔｂ，Ｂ：Ａｌ，Ｇａ，  Ｍ：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋，Ｅｕ３＋，Ｃｒ３＋，Ｎｄ３＋またはＥｒ３＋）、希土類をドープしたバリウム−アルミニウム−マグネシウム系化合物蛍光体（ＢＡＭ蛍光体）、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋やＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌなどに代表される硫化物系化合物蛍光体、または（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ２＋，  ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋やＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋などの希土類をドープしたチオガレート系蛍光体、またはＴｂＡｌＯ３：Ｃｅ３＋などのアルミン酸塩の少なくとも１つの組成を含有した蛍光体などが例に挙げられる。必要に応じて各波長変換層用材料に、励起光および波長変換された光の反射を補助するために硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素などの散乱材を混在させてもよい。また、複数の異なる特性を持つ波長変換材料を混合した混合波長変換材料を用いても良い。
【００３６】
励起光が白色光の構成光源にならない紫外、近紫外領域の励起光の場合でも、先記した励起光が白色光の構成光源に成る場合と同様の波長変換、反射等が発生し、凹部６の開口部から光が照射される。しかし、紫外、近紫外領域の励起光の場合、励起光が外部へ照射されることは導光板等の電子部品の紫外線劣化を誘発してしまうので、極力、励起光が発光装置外に放出されないようすることが好ましい。
【００３７】
したがって、励起光が半導体発光装置の照射光の構成光源としたくない場合、例えば紫外線発光の半導体発光素子を用いる場合には、第一の波長変換層３および第二の波長変換層５の厚さおよび構成材料を調整して、外部に取り出される紫外線を少なくすることが好ましい。また、半導体発光素子から出射した光が必ず第一の波長変換層３または第二の波長変換層５を通過する経路となるようにする。好適には図５のように凹部６の開口部全面に第二の波長変換層５を設けると良い。
【実施例１】
【００３８】
図１に示したような細長矩形状の半導体発光装置を作成した。まずはじめに、Ａｇメッキされた引き出し電極８が高反射率を有した白色の高融点の熱硬化性樹脂により凹部６を備えるように一体成型して基体１を作成した。このとき凹部６は引き出し電極８に対する反射枠部７ａの凹部６内面の端面角度を約９０°とした。
【００３９】
次にｎ型ＳｉＣ基板上に形成されたＩｎＧａＮ系化合物半導体（発光波長ピーク４７０ｎｍ）によって構成された青色発光の半導体発光素子１をｎ型基板に形成されたカソード電極と対応する引き出し電極８にＡｇペーストにて電気的接合を得ると共に基体１に機械的に固定した。
【００４０】
その後、エポキシ樹脂に４７０ｎｍ付近の青色光により励起され黄色の波長変換光を発生するＹＡＧ系蛍光体を適量混合させ、その混合物を凹部６に充填し蛍光体を凹部６の底部に自然沈降させた後に、１５０℃，１時間の条件にて硬化して、第一の波長変換層３および封止部４を形成した。
【００４１】
続いてエポキシ樹脂が硬化する際に自然発生した封止部４上面の凹部に、上記蛍光体をエポキシ樹脂に混合させたものを塗布し更に１５０℃、１時間硬化して第二の波長変換層５を形成した。
【００４２】
図３に１ｍＡ通電して点灯した際の半導体発光装置を光軸上から観察した際の輝度分布を示す。図３において白色を示す個所の輝度が高く、黒い個所ほど輝度が低い。
【００４３】
比較例１として実施例１と同一条件にて同一形状の細長矩形状の半導体発光装置を作成した。ただし、本比較例においては、第一の波長変換層３および封止部４までは同一条件にて形成したが、第二の波長変換層は形成しなかった。
【００４４】
図２に実施例１と同一の１ｍＡ通電して点灯した際の半導体発光装置を光軸上から観察した際の輝度分布を示す。また、図２においても白色を示す個所の輝度が高く、黒い個所ほど輝度が低い。
【００４５】
図２に示すように比較例１のパッケージ技術を用いたものは、半導体発光素子１近傍は該素子からの励起光が支配的のため青色〜白色の光が強く看視された。しかし、半導体発光素子１から離れた周辺部は、波長変換材料による波長変換光である黄色が支配的であり、且つ、半導体発光素子１近傍に比べて輝度が大幅に低く、全体として輝度ムラおよび色ムラが顕著であった。
【００４６】
これに対して図３の本発明を利用したパッケージ技術を用いたものでは、ほぼ全体が均一に白色に発光し、かつ、大きな輝度ムラも観察されなかった。
【実施例２】
【００４７】
図５に示したような方形状の半導体発光装置を作成した。
【００４８】
まずはじめに、Ａｇメッキされた引き出し電極８が高反射率を有した白色の高融点の熱硬化性樹脂により凹部６を備えるように一体成型して基体１を作成した。このとき凹部６は引き出し電極８に対する反射枠部７ａの凹部６内面の端面角度を約５０°としたすリ鉢状とした。
【００４９】
次にｎ型ＳｉＣ基板上に形成されたＩｎＧａＮ系化合物半導体（発光波長ピーク３９５ｎｍ）によって構成された紫外線発光素子１をｎ型基板に形成されたカソード電極と対応する引き出し電極８にＡｇペーストにて電気的接合を得ると共に基体１に機械的に固定した。
【００５０】
その後、所定の割合で青色発光蛍光体であるバリウム−アルミニウム−マグネシウム系化合物蛍光体（ＢＡＭ蛍光体）、赤色発光蛍光体であるＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋および緑色発光蛍光体であるＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体を混合し、混合蛍光体を耐紫外線対策がなされたエポキシ樹脂中に２０ｗｔ％の割合で分散混合した。その混合物を凹部６に充填し蛍光体を凹部６の底部に自然沈降させた後に、１５０℃，１時間の条件にて硬化して、第一の波長変換層３および封止部４を形成した。
【００５１】
続いてエポキシ樹脂が硬化する際に自然発生した封止部４上面の凹部に、上記混合蛍光体をエポキシ樹脂に２０ｗｔ％混合させたものを塗布し更に１５０℃、１時間硬化して第二の波長変換層５を形成した。なお第二の波長変換層５を実施例１では凹部６の開口部周囲領域に設けていなかったが、、本実施例においては図５（Ｂ）に示したように凹部６の開口部全面に設けている。なお、第一の波長変換層３および第二の波長変換層５の厚みは、いずれも約１３０μｍであった。
【００５２】
図６に１ｍＡ通電して点灯した際の半導体発光装置を光軸上から観察した際の輝度分布を示す。図３において白色を示す個所の輝度が高く、黒い個所ほど輝度が低い。
【００５３】
比較例２として実施例２と同一条件にて同一形状の細長矩形状の半導体発光装置を作成した。ただし、本比較例においては、第一の波長変換層３および封止部４までは同一条件にて形成したが、第二の波長変換層は形成しなかった。
【００５４】
図６に実施例１と同一の１ｍＡ通電して点灯した際の半導体発光装置を光軸上から観察した際の輝度分布を示す。また、図２においても白色を示す個所の輝度が高く、黒い個所ほど輝度が低い。
【００５５】
図５に示すように比較例２のパッケージ技術を用いた場合、半導体発光素子１近傍しか発光が観察されておらず、輝度ムラも大きいことが判る。これに対して図６に示すように本発明を利用した場合、ほぼ全体が均一に発光し、大きな輝度ムラも観察されなかった。
【００５６】
また、紫外線発光素子１からの励起光が半導体発光装置の照射光の構成光源として、どの程度含まれるかを確認するために実施例２および比較例２の半導体発光装置からの放射光のスペクトル分析を行った。スペクトル分析は半導体発光装置を積分球内に設置して、２０ｍＡ通電した際に、半導体発光装置から照射される光を測定したものである。その結果を図７に示す。
【００５７】
図７より本発明を利用すると励起光であるピーク波長３９５ｎｍの発光を第二の波長変換層を設けない場合に比べてほぼ半減していることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明にかかる発光装置。（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）はその断面図。
【図２】比較例１の発光装置の輝度分布
【図３】実施例１の発光装置の輝度分布
【図４】本発明の発光装置の別の形態
【図５】比較例２の発光装置の輝度分布
【図６】実施例２の発光装置の輝度分布
【図７】比較例２と実施例２の発光装置の発光スペクトル
【図８】従来のパッケージ技術
【００５９】
１            半導体発光素子
２            導電性ワイヤー
３            第一の波長変換層
４            封止部
５            第二の波長変換層
６            凹部
７            基体
８            引き出し電極
１０          基体
１１          引き出し電極
１２          半導体発光素子
１３          凹部
１４          曲面部
１５，１９      波長変換層
１６          光透過性基板
１７          反射膜
１８          透光性封止材料
【図１】
2005191420.tif 000003
【図２】
2005191420.tif 000004
【図３】
2005191420.tif 000005
【図４】
2005191420.tif 000006
【図５】
2005191420.tif 000007
【図６】
2005191420.tif 000008
【図７】
2005191420.tif 000009
【図８】
2005191420.tif 000010