(57)【要約】【課題】従来の発光装置では、配線基板に設けられた凹部に発光素子を実装し、透明なエポキシ樹脂が発光素子を覆うように盛り上がった状態で封止されており、このような状態では、発光素子を覆うエポキシ樹脂の厚みの分、薄型化が阻まれるという課題があった。【解決手段】従来の課題を解決するために、本発明の発光装置は、基板と発光素子を備えた発光装置であって、基板は、凹部と、配線とを備え、凹部は、底面と底面に接続された側面とからなり、配線の一部は、ボンドエリアであり、配線の他の一部は、外部接続電極であり、凹部内には発光素子が配置され、発光素子の下面と前記ボンドエリアはバンプにより電気的に接続されており、凹部の底面と発光素子の下面との間、及び凹部の側面と発光素子の側面との間には充填材が充填されており、発光素子の上面は充填材から露出することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と発光素子を備えた発光装置であって、
前記基板は、凹部と、配線とを備え、
前記凹部は、底面と前記底面に接続された側面とからなり、
前記配線の一部は、ボンドエリアであり、
前記配線の他の一部は、外部接続電極であり、
前記凹部内には前記発光素子が配置され、
前記発光素子の下面と前記ボンドエリアはバンプにより電気的に接続されており、
前記凹部の底面と前記発光素子の下面との間、及び前記凹部の側面と前記発光素子の側面との間には充填材が充填されており、
前記発光素子の上面は前記充填材から露出することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記凹部の側面と接続された前記基板の上面、前記充填材の上面及び前記発光素子の上面は面一となっていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記充填材は、前記発光素子の下面と前記凹部の底面との間に配置された第１の充填層と、前記発光素子の側面と前記凹部の側面との間に配置された第２の充填層からなることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１の充填層は、波長変換層であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記波長変換層には、半導体蛍光微粒子が含まれることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第２の充填層は、樹脂であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第２の充填層は、前記発光素子よりも光透過率が高いことを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第２の充填層は、前記発光素子側面から前記凹部の側面に至るにつれ、光透過率が高くなることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記基板は、前記発光素子の下方に放熱板を備え、
前記放熱板は前記充填材と接していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）等の発光素子から出射された光を外部に取り出す発光装置に関するものであり、特に、電子ディスプレイ用のバックライト電源や、蛍光ランプに好適に用いられる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光装置はより小型化・薄型化が望まれている。このような要望を満たすため、特許文献１には、配線基板１０２に設けられた凹部に発光素子１０１を実装した発光装置が記載されている（図１１）。発光素子１０１が凹部にボンディングされる分、発光装置の厚さは薄くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８６５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の発光装置では、透明なエポキシ樹脂１０６が発光素子１０１を覆うように盛り上がった状態で封止されている。このような状態では、発光素子１０１を覆うエポキシ樹脂の厚みの分、薄型化が阻まれるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従来の課題を解決するために、本発明の発光装置は、基板と発光素子を備えた発光装置であって、基板は、凹部と、配線とを備え、凹部は、底面と底面に接続された側面とからなり、配線の一部は、ボンドエリアであり、配線の他の一部は、外部接続電極であり、凹部内には発光素子が配置され、発光素子の下面と前記ボンドエリアはバンプにより電気的に接続されており、凹部の底面と発光素子の下面との間、及び凹部の側面と発光素子の側面との間には充填材が充填されており、発光素子の上面は充填材から露出することを特徴とする。
【０００６】
また、凹部の側面と接続された基板の上面、充填材の上面及び発光素子の上面は面一となっていてもよい。
【０００７】
また、充填材は、発光素子の下面と凹部の底面との間に配置された第１の充填層と、発光素子の側面と凹部の側面との間に配置された第２の充填層からなってもよい。
【０００８】
また、第１の充填層は、波長変換層であってもよい。
【０００９】
また、波長変換層には、半導体蛍光微粒子が含まれてもよい。
【００１０】
また、第２の充填層は、樹脂であってもよい。
【００１１】
また、第２の充填層は、発光素子よりも光透過率が高くてもよい。
【００１２】
また、第２の充填層は、発光素子側面から凹部の側面に至るにつれ、光透過率が高くなっていてもよい。
【００１３】
また、基板は、発光素子の下方に放熱板を備え、放熱板は充填材と接していてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の発光装置によると、発光素子の上面は充填材から露出した構成となっているため、充填材が発光素子を覆うように盛り上がることが無く、従来の発光素子と比較し、さらに薄型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は実施例１の発光装置を示す概略断面図、（ｂ）は実施例１の発光装置を示す概略上面図
【図２】実施例１の発光装置の変形例を示す概略断面図
【図３】実施例１の発光装置の変形例を示す概略断面図
【図４】実施例１の発光装置の変形例を示す概略断面図
【図５】（ａ）は実施例１の発光装置を示す概略断面図、（ｂ）は実施例１の発光装  置の一部断面拡大図、（ｃ）は実施例１の発光装置の各位置での光透過率を示すグラフ
【図６】（ａ）は実施例２の発光装置を示す概略断面図、（ｂ）は実施例２の発光装置の一部断面拡大図、（ｃ）は実施例２の発光装置の各位置での光透過率を示すグラフ
【図７】（ａ）は実施例３の発光装置を示す概略断面図、（ｂ）は実施例３の発光装置の一部断面拡大図、（ｃ）は実施例３の発光装置の各位置での光透過率を示すグラフ
【図８】（ａ）は実施例４の発光装置を示す概略断面図、（ｂ）は実施例４の発光装置を示す概略上面図
【図９】（ａ）は実施例５の発光装置を示す概略断面図、（ｂ）は実施例５の発光装置を示す概略上面図
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、実施例６の発光装置の製造方法を示す概略断面図
【図１１】従来技術の発光装置の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例における発光装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施例１）
本発明の実施例１における発光装置の構成について、図１を用いて説明する。図１（ｂ）は本実施例の発光装置の上面図である。図１（ａ）は図１（ｂ）におけるＡＡ’線の概略断面図である。なお、図１（ｂ）では簡略化のために、一部の構成を省略している。
【００１８】
図１に示すように、本実施例の発光装置は、基板２を備え、基板２は凹部２ａを有する。凹部２ａは凹部底面２ｂ及び凹部底面２ｂと接続された凹部側面２ｃとから構成される。基板２はさらに凹部側面２ｃと接続された上面２ｄを有する。基板２はさらに配線３を備える。配線３の上面の一部は基板２の凹部底面２ｂから露出し、ボンドエリア３ａとして機能している。配線３の下面の一部は基板２の下面から露出し、外部接続電極３ｂとして機能している。発光素子１は基板２の凹部２ａ内に配置され、発光素子１の下面と配線３のボンドエリア３ａはバンプ５により電気的に接続されている。いわゆるフリップチップ実装である。また基板２の凹部側面２ｃは、発光素子１を囲うように設けられている。また図１（ｂ）に示すように、基板凹部２ａの平面内形状は略四角形である。また、基板２の凹部底面２ｂ及び凹部側面２ｃと、発光素子１との間には充填材６が充填されている。ここで、発光素子１の上面（基板２に対して反対側の面）は充填材６から露出した構成となっている。
【００１９】
発光素子１としては、例えば、ＧａＮ系の青色ＬＥＤを用いることができるが、これに限られず、他の材料からなる青色ＬＥＤや他の色の発光をするＬＥＤや有機ＥＬ等のＬＥＤ以外の発光素子を用いてもよい。
【００２０】
本発明の発光装置によると、発光素子１の上面は充填材６から露出した構成となっているため、従来の発光装置と比較し、さらに薄型化できるという効果を発揮する。
【００２１】
また、基板２の凹部側面２ｃは上方に広角となるリフレクターであることが好ましい。凹部側面２ｃをリフレクターとすることで、発光装置の指向性をより高めることができる。
【００２２】
また、図１に示すように、発光素子１上面と充填材６上面と基板２の上面２ｄが面一となることが好ましい。発光装置の上面方向に表記した矢印は光の進行方向を示している。発光素子１からの光の一部は上方（基板２に対して反対方向）に進行し、一部は下方に進行する。下方に進行した光は、基板２で反射し、上方に進行する。基板２で反射した光の一部は充填材６を透過して充填材６上面から発光装置外部へ進行する。充填材６上面が面一となることにより、後述の充填材６上面が山形形状であったり、谷形形状であったりする場合と比較し、発光素子１上面からの出射光と充填材６上面からの出射光の方向性のばらつきを抑えることができる。また、発光装置運搬時や使用時での欠け等を防ぐことができる。
【００２３】
なお、発光素子１と基板２の電気的接続のためには、配線３は少なくとも２本備わっていれば良い。また、図１（ｂ）に示すように、配線３は発光素子１の外周を囲うように複数本形成されていてもよい。この際、少なくとも２本の配線３以外は、電気的接続に用いないダミー配線でもよい。このような構成とすれば、発光素子１を基板２により物理的に安定して搭載することができる。
【００２４】
尚、図２に示すように、充填材６上面を発光素子１上面位置より高い位置で山形に盛り上った形状としてもよい。このような構成とすれば、充填材６上面からの出射光を拡散させることができる。
【００２５】
尚、図３に示すように、充填材６上面を発光素子１上面位置より低い位置で谷形形状としてもよい。このような構成とすれば、充填材６上面からの出射光を集光させることができる。
【００２６】
また、充填材６は、発光素子１の底面と基板２の凹部底面２ｂとの間に配置された第１の充填層７と、発光素子１の側面と基板２の凹部側面２ｃとの間に配置された第２の充填層８からなることが好ましい。
【００２７】
また、第１の充填層７は、波長変換層であることが好ましい。
【００２８】
従来、発光装置の分野では、発光素子から発光される光そのものの色とは異なる色を得たいという要望があった。これらの要望を満たすために、従来は発光素子の上面に発光素子からの光を波長変換するための層を設けるという構成をとっていた。これに対し、本実施例に示すように発光素子１の底面と基板２との間に配置された第１の充填層７を波長変換層とすることで、本願発明においても、発光素子から発光される光そのものの色とは異なる色を得ることができる。すなわち、発光素子１は、図１に示すように、発光素子１の中心点Ｐから上方向（発光素子１上面方向）及び下方向（基板２方向）に向かって発光する。この下方向に向かって発光する光を波長変換層７に通すことで、波長変換を行う。そして、波長変換層７を通した光を反射によって上方向（発光素子１上面方向）に取り出す。このように、波長変換された光と波長変換されない光とを混合して放出することにより、発光素子１そのものの光とは異なる色の光を出す発光装置を提供することができる。ここで、基板２は反射率の高い材質からなることが好ましい。もしくは、後述のように放熱板４を波長変換層７に接する構成とするならば、放熱板４自体が反射率の高い材質を用いることが好ましい。もしくは、図４に示すように、基板２の凹部２ａ上に反射層１０を設けることが好ましい。
【００２９】
また、波長変換層７には、バンド端光吸収・発光を直接利用することで高い量子効率を実現する半導体蛍光微粒子を含むことが好ましい。特に、直径が数ｎｍから数十ｎｍの微粒子からなるいわゆる量子ドット蛍光体を含むことが好ましい。量子ドット蛍光体は、量子サイズ効果によって同一材料の微粒子でも粒子径を制御することで可視光線領域において所望の波長帯の蛍光スペクトルを得ることが出来る。また、バンド端による光吸収・蛍光であるため、９０％程度の高い外部量子効率を示すことから、高効率・高演色性を有する発光装置を提供することができる。
【００３０】
量子ドット蛍光体の材料としては、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓのようなＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ結晶、およびこれらの混合物よりなる群から選択されることが好ましい。また、前記混合物は、例えばＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅおよびＨｇＺｎＳＴｅよりなる群から選択されるか、またはＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓおよびＩｎＡｌＰＡｓよりなる群から選択されることが好ましい。
【００３１】
例として、発光素子１としてＧａＮ系の青色ＬＥＤを、波長変換層７に含まれる半導体蛍光微粒子としてＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶、ＧａＮ、ＧａＰ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰのようなＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ結晶を用いた場合には、高輝度な白色光を得られる発光装置を実現できる。
【００３２】
ここで、量子ドット蛍光体は粒子径が小さいため、微粒子の表面を占める原子の割合が多くなることから、化学的安定性の低いものが多く、特に大気開放・高温環境下での励起蛍光においては、量子ドット蛍光体表面の酸化反応が進行し、急激な発光効率の低下を引き起こすという課題を有する。
【００３３】
よって、波長変換層７に量子ドット蛍光体が含まれる場合は、発光素子１の下方であって、波長変換層７の下層に放熱板４を設け、放熱板４下面が基板２から外部に露出することが好ましい。発光装置の動作時、発光素子１から発する熱は波長変換層７へ放熱されるが、放熱板４下面が外部に露出しているため、積極的に外部へ放熱し波長変換層７に含有される量子ドット蛍光体の温度上昇を防止することができる。
【００３４】
また、発光素子１の側面と基板２の凹部側面２ｃとの間に配置された第２の充填層８は、樹脂であることが好ましい。特に酸素を透過しにくいガスバリア樹脂であることが好ましい。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）類、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン／ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等を用いても良い。このような構成とすることで、波長変換層７に耐酸化性の低い半導体微粒子蛍光体を用いる場合であっても、波長変換層７は、基板２の凹部底面２ｂ及び発光素子１の底面及び基板２の凹部側面２ｃ及びガスバリア樹脂８によって外気から密閉されるので、波長変換層７の酸化を効率的に抑えることができる。
【００３５】
次に、図５を用いて本願発明における発光素子１の側面周辺での光の進行原理を説明する。
【００３６】
図５（ａ）は本願発明の発光装置の概略断面図である。各構成については図１と同じであるため説明を省略する。図５（ａ）の破線部を拡大した図が図５（ｂ）である。
【００３７】
図５（ｂ）で表記した矢印は光の進行方向と光量の大小を模式的に示し、矢印が大きい場合は光量が大きく、矢印が小さい場合は光量が小さいことを示す。
【００３８】
ここで、発光素子１の主たる素材としては、赤色ＬＥＤならＧａＡｓ、緑色ＬＥＤならＧａＰ、青色ＬＥＤならサファイアかＧａＮが想定され、第２の充填層８は発光素子１より透過性の高い樹脂が用いられている。
【００３９】
図中に表記したＨ１は第１の充填層７上面のＺ軸方向（基板２から発光素子１に向かう方向）の位置を示し、Ｈ２は発光素子１上面及び第２の充填層８上面及び基板２の上面２ｄのＺ軸方向の位置を示す。また、Ａは発光素子１が存在するＸ軸方向（発光素子１の平面中心から基板２の凹部側面２ｃに向かう方向）の位置を示し、Ｂは発光素子１と第２の充填層８の境界に当たるＸ軸方向の位置を示し、Ｃは基板２の凹部側面２ｃと第１の充填層７上面と第２の充填層８下面の境界に当たるＸ軸方向の位置を示し、Ｄは基板２の上面２ｄと第２の充填層８上面に当たるＸ軸方向の位置を示す。
【００４０】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す各Ｘ軸方向の位置での、発光素子１または第２の充填層８における光透過率を示すグラフである。図５（ｃ）で示すように、光透過率は発光素子１の配置部位では小さく、第２の充填層８の配置部位では大きい。よって、図５（ｂ）に示すように、第１の充填層７上面のＺ軸方向（基板２から発光素子１に向かう方向）の位置Ｈ１において、仮にＸ軸方向のどの位置でも上方への光量が一定であるとすると、発光素子１上面及び第２の充填層８上面及び基板２の上面２ｄのＺ軸方向の位置Ｈ２において、Ｘ軸方向のＢ〜ＣではＡ〜Ｂよりも多くの光量を発することとなる。
【００４１】
（実施例２）
本発明の実施例２における発光装置の構成について、図６を用いて説明する。
【００４２】
図６（ａ）は実施例２における発光装置の概略断面図である。図５（ａ）に示す実施例１とは、第２の充填層８の材料が異なることが特徴である。その他の構成については図５（ａ）と同じであるため説明を省略する。
【００４３】
図６（ｂ）は図６（ａ）における破線部の断面拡大図である。図中に表記した矢印は光の進行方向と光量の大小を示し、矢印が大きい場合は光量が大きく、矢印が小さい場合は光量が小さいことを示す。
【００４４】
また、図中に表記したＨ１は蛍光体を含有した第１の充填層７上面のＺ軸方向（基板２から発光素子１に向かう方向）の位置を示し、Ｈ２は発光素子１上面または第２の充填層８上面及び基板２の上面２ｄのＺ軸方向の位置を示す。また、Ａは発光素子１が存在するＸ軸方向（発光素子１の平面中心から基板２の凹部側面２ｃに向かう方向）の位置を示し、Ｂは発光素子１と第２の充填層８の境界に当たるＸ軸方向の位置を示し、Ｃは基板２の凹部側面２ｃと第１の充填層７上面と第２の充填層８下面の境界に当たるＸ軸方向の位置を示し、Ｄは基板２の上面２ｄと第２の充填層８上面に当たるＸ軸方向の位置を示す。
【００４５】
本実施例においては、発光素子１の主たる素材としては、赤色ＬＥＤならＧａＡｓ、緑色ＬＥＤならＧａＰ、青色ＬＥＤならサファイアかＧａＮが想定され、第２の充填層８は発光素子１と同等の透過性を有する樹脂が用いられていることが特徴である。
【００４６】
図６（ｃ）は図６（ｂ）に示すＸ軸方向の位置での、発光素子１または第２の充填層８の光透過率を示すグラフである。図６（ｃ）で示すように、光透過率はＸ軸方向のＡ〜Ｄにかけて均等である。よって、図６（ｂ）に示すように、第１の充填層７上面のＺ軸方向（基板２から発光素子１に向かう方向）の位置Ｈ１において、仮にＸ軸方向のどの位置でも上方への光量が一定であるとすると、発光素子１上面及び第２の充填層８上面及び基板２の上面２ｄのＺ軸方向の位置Ｈ２において、Ｘ軸方向のＢ〜ＣとＡ〜Ｂは同等の光量を発することとなる。
【００４７】
ゆえに、本実施例では、実施例１と比較し、Ｘ軸方向のＢの位置で（すなわち発光素子１と第２の充填層８の界面で）光量の差がほとんどなく、発光装置上面に発する光量において斑を失くすことができるという効果を発揮する。
【００４８】
（実施例３）
本発明の実施例３における発光装置の構成について、図７を用いて説明する。
【００４９】
図７（ａ）は実施例３における発光装置の概略断面図である。
【００５０】
図６（ａ）に示す実施例とは、第２の充填層８が異なることが特徴である。その他の構成については図６（ａ）と同じであるため説明を省略する。
【００５１】
図７（ｂ）は図７（ａ）における破線部の断面拡大図である。図中に表記した矢印は光の進行方向と光量の大小を示し、矢印が大きい場合は光量が大きく、矢印が小さい場合は光量が小さいことを示す。
【００５２】
また、図中に表記したＨ１は蛍光体を含有した第１の充填層７上面のＺ軸方向（基板２から発光素子１に向かう方向）の位置を示し、Ｈ２は発光素子１上面または第２の充填層８上面及び基板２の上面２ｄのＺ軸方向の位置を示す。また、Ａは発光素子１が存在するＸ軸方向（発光素子１の平面中心から基板２の凹部側面２ｃに向かう方向）の位置を示し、Ｂは発光素子１と第２の充填層８の境界に当たるＸ軸方向の位置を示し、Ｃは基板２の凹部側面２ｃと第１の充填層７上面と第２の充填層８下面の境界に当たるＸ軸方向の位置を示し、Ｄは基板２の上面２ｄと第２の充填層８上面に当たるＸ軸方向の位置を示す。
【００５３】
本実施例においては、発光素子１の主たる素材としては、赤色ＬＥＤならＧａＡｓ、緑色ＬＥＤならＧａＰ、青色ＬＥＤならサファイアかＧａＮが想定され、第２の充填層８は発光素子１と比較し、Ｘ軸方向のＢ〜Ｄにかけて光透過性が低くなるような樹脂構成としていることが特徴である。
【００５４】
図７（ｃ）は図７（ｂ）に示す各Ｘ軸方向の位置での、発光素子１または第２の充填層８の光透過率を示すグラフである。第２の充填層８は樹脂８ａ及び樹脂８ａ上に設けられた樹脂８ｂからなる。樹脂８ｂの膜厚の調整は、樹脂８ａの形状に依存し、樹脂８ａ硬化時に基板２の凹部側面２ｃの各辺に追従して傾斜させることにより、樹脂８ａと樹脂８ｂの界面に勾配を形成することが可能である。図７（ｃ）で示すように、光透過率は発光素子１の配置部位（Ｘ軸方向のＡ〜Ｂ）では大きく、第２の充填層８の配置部位（Ｘ軸方向のＢ〜Ｄ）では発光素子１側面近傍から基板２の凹部側面２ｃに至るにつれ次第に増加する傾向である。よって、図７（ｂ）に示すように、第１の充填層７上面のＺ軸方向（基板２から発光素子１に向かう方向）の位置Ｈ１において、仮にＸ軸方向のどの位置でも上方への光量が一定であるとすると、発光素子１上面及び第２の充填層８上面及び基板２の上面２ｄのＺ軸方向の位置Ｈ２において、Ｘ軸方向のＢからＣに向けて徐々に多くの光量を発することとなる。
【００５５】
なお、実施例２及び３において、第２の充填層８の光透過率の調整は比重の差異による、硬化時の沈降作用により可能である。よって、第２の充填層８としてのガスバリア樹脂には、上述の通り、ナイロン（Ｎｙ）類、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン／ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等を用いることが想定されるが、これらに不純物を含有させることにより光透過性を調整することができる。
【００５６】
（実施例４）
本発明の実施例４における発光装置の構成について、図８を用いて説明する。図１に示す実施例１とは、基板凹部２ａの平面内形状が異なることが特徴である。その他の構成については図１に示す実施例１と同じであるため説明を省略する。
【００５７】
図８（ｂ）は本実施例の発光装置の上面図である。
【００５８】
図８（ａ）は図８（ｂ）におけるＡＡ’線の発光装置の概略断面図である。
【００５９】
図８（ｂ）で示すように、基板凹部２ａの平面内形状が略円形である。本実施例の発光装置によれば、実施例１〜３の発光装置と比較し、基板凹部２ａの平面内形状から角部をなくすことができ、角部における充填材６の未充填などをより確実に防ぐことができる。
【００６０】
なお、実施例２〜３についても、同様に基板凹部２ａの平面内形状を略円形にしてもよい。
【００６１】
（実施例５）
本発明の実施例５における発光装置の構成について、図９を用いて説明する。図１に示す実施例１とは、基板凹部２ａの平面内形状及び基板２の平面外形状が異なることが特徴である。その他の構成については図１に示す実施例１と同じであるため説明を省略する。
【００６２】
図９（ｂ）は本実施例の発光装置の上面図である。
【００６３】
図９（ａ）は図９（ｂ）におけるＡＡ’線の発光装置の概略断面図である。
【００６４】
図９（ｂ）で示すように、本実施例では、基板凹部２ａの平面内形状が略円形であり、基板２の平面外形状も円形である。本実施例の発光装置によれば、例えば実施例１〜４よりも発光装置外形を小さくし、更に高密度実装が可能となる。
【００６５】
なお、実施例２〜３についても、同様に基板凹部２ａの平面内形状を略円形にしてもよい。
【００６６】
（実施例６）
本発明の実施例は、具体的には実施例１で説明した発光装置を製造する方法であり、図１０を用いて説明する。
【００６７】
まず図１０（ａ）に示すように、凹部２ａを有する基板２を用意する。凹部２ａは凹部底面２ｂ及び凹部底面２ｂと接続された凹部側面２ｃとから構成される。基板２はさらに凹部側面２ｃと接続された上面２ｄを有する。基板２はさらに配線３を備える。配線３の上面の一部は基板２の凹部底面２ｂから露出し、ボンドエリア３ａとして機能している。配線３の下面の一部は基板２の下面から露出し、外部接続電極３ｂとして機能している。
【００６８】
また、基板２の凹部側面２ｃは上方に広角となるリフレクターであることが好ましい。側面２ｃをリフレクターとすることで、発光装置の指向性をより高めることができる。
【００６９】
また、基板２は放熱板４を備えることが好ましい。また、放熱板４の上面は、基板２の凹部底面２ｂから露出することが好ましい。また、放熱板４の底面は、基板２の下面から露出することが好ましい。また、放熱板４自体が反射率の高い材質を用いることが好ましい。もしくは基板２の凹部２ａ上に反射層１０を設けることが好ましい。
【００７０】
次に図１０（ｂ）に示すように、発光素子１は基板２の凹部２ａ内に配置し、発光素子１と配線３のボンドエリア３ａをバンプ５により電気的に接続する。いわゆるフリップチップ実装である。また、基板２の凹部側面２ｃは、発光素子１を囲うように設けられていることが好ましい。また、発光素子１と基板２の凹部底面２ｂの間に第１の充填層７を充填することが好ましい。第１の充填層７は、波長変換層であることが好ましい。第１の充填層７を波長変換層とすることで、発光素子から発光される光そのものの色とは異なる色を発光させることができる。また、波長変換層７には、バンド端光吸収・発光を直接利用することで高い量子効率を実現する半導体蛍光微粒子を含むことが好ましい。特に、直径が数ｎｍから数十ｎｍの微粒子からなるいわゆる量子ドット蛍光体を含むことが好ましい。量子ドット蛍光体は、量子サイズ効果によって同一材料の微粒子でも粒子径を制御することで可視光線領域において所望の波長帯の蛍光スペクトルを得ることが出来る。また、バンド端による光吸収・蛍光であるため、９０％程度の高い外部量子効率を示すことから、高効率・高演色性を有する発光装置を提供することができる。
【００７１】
量子ドット蛍光体の材料としては、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓのようなＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ結晶、およびこれらの混合物よりなる群から選択されることが好ましい。また、前記混合物は、例えばＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅおよびＨｇＺｎＳＴｅよりなる群から選択されるか、またはＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓおよびＩｎＡｌＰＡｓよりなる群から選択されることが好ましい。
【００７２】
例として、発光素子１としてＧａＮ系の青色ＬＥＤを、波長変換層７に含まれる半導体蛍光微粒子としてＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶、ＧａＮ、ＧａＰ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰのようなＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ結晶を用いた場合には、高輝度な白色光を得られる発光装置を実現できる。
【００７３】
また、放熱板４を波長変換層７に接することが好ましい。量子ドット蛍光体は粒子径が小さいため、微粒子の表面を占める原子の割合が多くなることから、化学的安定性の低いものが多く、特に高温環境下での励起蛍光においては、量子ドット蛍光体表面の酸化反応が進行し、急激な発光効率の低下を引き起こすという課題を有する。よって、波長変換層７に量子ドット蛍光体が含まれる場合は、波長変換層７の下層に放熱板４を設け、放熱板４下面が基板２から外部に露出することが好ましい。発光装置の動作時、発光素子１から発する熱は波長変換層７へ放熱されるが、放熱板４下面が外部に露出しているため、積極的に外部へ放熱し波長変換層７に含有される量子ドット蛍光体の温度上昇を防止することができる。
【００７４】
次に図１０（ｃ）に示すように、発光素子１の側面と基板２の凹部側面２ｃとの間に第２の充填層８を充填する。ここで、第２の充填層８は、樹脂であることが好ましい。特に酸素を透過しにくいガスバリア樹脂であることが好ましい。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）類、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン／ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等を用いても良い。このような構成とすることで、波長変換層７に耐酸化性の低い半導体微粒子蛍光体を用いる場合であっても、波長変換層７は、基板２の凹部底面２ｂ及び発光素子１の底面及び基板２の凹部側面２ｃ及びガスバリア樹脂８によって外気から密閉されるので、波長変換層７の酸化を効率的に抑えることができる。なお第２の充填層８は注入時には液体である為、表面張力により、その上面は発光素子１上面位置より高い位置で山形に盛り上った形状となり、硬化により形状を維持することとなる。また確実に第２の充填層８を発光素子１の側面と基板２の凹部側面２ｃとの間に充填させるために、基板２の上面２ｄは発光素子１の上面よりも上方に配置することが好ましい。
【００７５】
次に図１０（ｄ）に示すように、発光素子１上面と第２の充填層８上面と基板２の上面２ｄを上方から砥石９で一括して研磨する。研磨により、発光素子１の上面は第２の充填層８から露出する。このようにして図１０（ｅ）に示す発光装置を製造する。本発明の発光装置の製造方法によると、従来の発光装置の製造方法と比較し、さらに発光装置の薄型化ができるという効果を発揮する。なお、発光素子１上面と第２の充填層８上面と基板２の上面２ｄを面一にすることによって、発光装置運搬時や使用時での欠け等を防ぐことができる。また発光素子１と第２の充填層８上面が面一となることにより、発光素子１上面からの出射光と充填材６上面からの出射光の方向性のばらつきを抑えることができる。また研磨という製造方法を取ることによって、発光素子１単体では製造時に取り扱いが困難だった厚み（例えば発光素子厚：１５０μｍ以下）への加工が可能となる。
【００７６】
なお、実施例２〜５で説明した発光装置についても、同様の方法で製造することができる。
【００７７】
また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施例における各構成要素を任意に組み合わせても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、発光素子などを用いた発光装置、特に、ＰＣ、照明、薄型テレビ、モバイル携帯機器、携帯電話などに用いられる光や映像の受信、光発信などに用いられる発光装置に関するものである。
【符号の説明】
【００７９】
１  発光素子
２  基板
２ａ  基板凹部
２ｂ  凹部底面
２ｃ  凹部側面
２ｄ  基板上面
３  配線
３ａ  ボンドエリア
３ｂ  外部接続電極
４  放熱板
５  バンプ
６  充填材
７  第１の充填層（波長変換層）
８  第２の充填層（ガスバリア樹脂）
８ａ  樹脂
８ｂ  樹脂
９  砥石
１０  反射層
【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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