(57)【要約】      （修正有）【課題】光度の調整が容易で且つ極めて低光度まで調整を行うことが可能な発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１０は、第１の基板１１と、第２の基板１７及び第２の基板１７上に形成され且つ発光層を含む半導体構造層１９からなり、第１の基板１７上に搭載された発光素子１５と、発光素子１５の第１の基板１１側の面と反対側の面を含む表面上に形成され、発光層からの光を遮光する遮光性材料と発光層からの光を透過する透光性粒子とを含む減光体２２と、を有することを特徴とする。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
第２の基板及び前記第２の基板上に形成され且つ発光層を含む半導体構造層からなり、前記第１の基板上に搭載された発光素子と、
前記発光素子の前記第１の基板側の面と反対側の面を含む表面上に形成され、前記発光層からの光を遮光する遮光性材料と、前記発光層からの光を透過する透光性粒子と、を含む減光体と、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記減光体は、少なくとも前記発光層の側面全体を覆うように形成され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】
前記第２の基板は透光性基板であり、
前記減光体は、前記第２の基板の側面全体を覆うように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記透光性粒子は球形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記透光性粒子は粒径が１０ミクロン以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記遮光性材料は、顔料粒子又は染料を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１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、発光装置、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体素子を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードなどの発光素子は、通常、成長用基板上に、ｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層を成長し、それぞれｎ型半導体層及びｐ型半導体層に電圧を印加するｎ電極及びｐ電極を形成して作製される。さらに、発光素子は配線などが形成された第一の基板上に固定され、光取出し面を樹脂などで封止されて発光装置が作製される。
【０００３】
近年では、発光素子の高輝度化が進んでおり、高輝度の素子が流通し、容易に入手可能である。高輝度化が進んだ一方で、インジケータ用途など、低光度製品への需要もある。
【０００４】
特許文献１には、発光素子チップを封止保護する樹脂材に蛍光粒子及び色素粒子を含有させることにより、色調を調整する発光ダイオードについて記載されている。特許文献２には、蛍光粒子を混入した被覆部材に減光材として黒色系顔料を混入して輝度のばらつきを調整した白色発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１１０７３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の発光装置のように、被覆部材に蛍光粒子と共に混入する黒色系顔料の量を調整することにより光度を制御しようとした場合、顔料の混入割合の変化に対する光度の変化が大きく、光度を制御することが困難であった。特に、混入する黒色系顔料の量が小さい場合には、含有濃度の変化に対する光度の低下が急峻であるため、光度の低減度合いを小さくしたい場合には、所望の光度を得るための光度調整を行うことが難しい。
【０００７】
また、被覆部材に黒色系顔料を混入した場合、被覆部材全体が黒くなるため、黒色顔料を使用していない発光装置と比較して意匠性（光出射面の色）が大きく異なってしまっていた。
【０００８】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、光度の調整が容易で且つ極めて低光度まで調整を行うことが可能な発光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するため、本発明の発光装置は、第１の基板と、第２の基板及び前記第２の基板上に形成され且つ発光層を含む半導体構造層からなり、前記第１の基板上に搭載された発光素子と、前記発光素子の前記第１の基板側の面と反対側の面を含む表面上に形成され、前記発光層からの光を遮光する遮光性材料と、前記発光層からの光を透過する透光性粒子と、を含む減光体と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】実施例１の発光装置の上面図である。
【図１Ｂ】実施例１の発光装置の断面図である。
【図２】実施例１の発光装置の一部拡大断面図である。
【図３】減光調整量と相対光度との関係を模式的に示す図である。
【図４Ａ】実施例２の発光装置の上面図である。
【図４Ｂ】実施例２の発光装置の断面図である。
【図５】実施例２の発光装置の一部拡大断面図である。
【図６】変形例の発光装置の断面図である。
【図７】変形例の発光装置の断面図である。
【００１１】
以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。
【実施例１】
【００１２】
図１Ａは、発光装置１０の構成を示す上面図である。図１Ｂは図１Ａの、１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【００１３】
第１の基板としての搭載基板１１は、例えばガラスエポキシ基板である。なお、搭載基板１１には、ガラスシリコーン基板、又はアルミナやＡｌＮなどのセラミック材料からなる基板を用いることもできる。搭載基板１１の表面には、Ｃｕ等の導体を当該表面にメッキ等することで形成された接続電極１３が設けられている。
【００１４】
接続電極１３は、ｐ接続電極層１３ａ及びｎ接続電極層１３ｂを含んでいる。ｐ接続電極層１３a及びｎ接続電極層１３ｂは、搭載基板１１の一方の主面（上面）から側面を通り他方の主面（下面）まで延在するように形成されている。ｐ接続電極層１３ａとｎ接続電極層１３ｂとは、搭載基板１１の表面上において互いに離間して形成されることによって、絶縁されている。
【００１５】
搭載基板１１の一方の主面（上面）側に形成されているｎ接続電極１３ｂ上には、発光素子１５が搭載されている。発光素子１５は、平面形状が搭載基板１１よりも小さい。従って、搭載基板１１上面において、搭載基板、ｐ接続電極１３a及びｎ接続電極１３ｂの上面は、発光素子１５の周囲において発光素子１５から露出している。なお、以下において搭載基板１１の上面と同じ方向を向く面を、上面として説明する。さらに、上面と反対の方向を向く面を下面とする。また、搭載基板１１の上面が向いている方向を上方、その反対方向を下方として説明する。
【００１６】
図２は、図１Ｂの破線で囲まれた部分Ｋの拡大図である。発光素子１５は、第２の基板としての素子基板１７と素子基板１７の上面に搭載され且つ発光層１９ｂを含む半導体構造層１９からなる。素子基板１７は、ＳｉＣ等の導電性を有し、且つ発光層１９ｂからの出射光に対して透光性を有する透光性基板で形成されている。素子基板１７は、ｎ接続電極１３ｂ上に、例えばＡｇペーストなどの導電性のダイアタッチ剤（図示せず）などを用いて固定されている。すなわち、素子基板１７とｎ接続電極１３ｂとが電気的に接続されている。
【００１７】
半導体構造層１９は、例えば発光層を含むＩｎＧａＮ系半導体層を素子基板１７上に積層あるいは接合することにより形成されている。半導体構造層１９は、エピタキシャル成長などにより半導体層を結晶成長して積層している。半導体構造層１９の発光層からは、例えば波長約４５０ｎｍの青色光が出射される。
【００１８】
再び図１Ｂを参照すると、半導体構造層１９の上面には、上面電極２０が設けられている。上面電極２０は、Ａｕ等の導電性を有する材料で形成されている。上面電極２０とｐ接続電極１３ａとが、Ａｕ等の導電ワイヤ２１を用いてワイヤボンディングにより接続されている。
【００１９】
減光体２２は、遮光性材料及び透光性粒子を含有する樹脂体からなる。減光体２２は、ｎ接続電極１３ｂの上面において発光素子１５を埋設するように形成されている。すなわち、減光体２２は、半導体構造層１９の上面及び側面並びに素子基板１７の上面及び側面を覆うように形成されている。換言すれば、減光体２２は、発光素子１５の搭載基板１１側の面以外の表面を覆うように形成されている。また、減光体２２は、発光素子１５の上面から５０〜１００μｍ程度の厚さを有する。
【００２０】
リフレクタ２６は、搭載基板１１の上面に、例えばエポキシ樹脂等からなる接着材によって固定することで設けられた柱状の枠体である。リフレクタ２６は、シリコーン樹脂等の樹脂材内に光散乱材を分散させたいわゆる白樹脂と称される材料から構成されている。リフレクタ２６は、貫通孔２６Ａを有し、貫通孔２６Ａは、搭載基板１１の上面から離間する方向に広がっていく逆円錐台形状を有している。
【００２１】
上述したように、発光素子１５が搭載されている面である搭載基板１１の上面、及び接続電極１３の上面は、発光素子１５の周囲において発光素子１５から露出している。リフレクタ２６は、搭載基板１１及び接続電極１３の上面の、当該露出した面上に設けられている。すなわち、搭載基板１１上において発光素子１５は貫通孔２６Ａの内壁面（内側面）によって囲まれている。換言すれば、リフレクタ２６は、発光素子１５を囲む枠体である。
【００２２】
搭載基板１１上面と、リフレクタ２６の貫通孔２６Ａの内壁面によって、逆円錐台形（すり鉢）状のキャビティ２７が形成されている。すなわち、リフレクタ２６は、搭載基板１１と共にキャビティ２７を形成しており、当該すり鉢状のキャビティ２７の底面において発光素子１５が収容されている。このような構造の故に、発光素子１５の発光層１９ｂから出射された光は、リフレクタ２６の内壁面によって反射されて、上方に向かう。すなわち、リフレクタ２６の内壁面は、発光層１９ｂひいては素子１５からの出射光を反射する反射面となっている。また、リフレクタ２６及び搭載基板１１は、発光素子１５を搭載し且つ発光素子１５の側面を包囲するハウジングを構成している。
【００２３】
リフレクタ２６を形成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、又はポリアミド系樹脂等を用いることができる。また、光散乱材としては、ＴｉＯ2、ＢＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＢａＳＯ4、ＳｉＯ2などの白色顔料粒子を用いることができる。
【００２４】
本実施例では、リフレクタ２６、接続電極１３、及び搭載基板１１が別体として形成された例について説明している。しかし、樹脂製のリフレクタ２６及び搭載基板１１に金属製の接続電極１３をインサート成形することによりこれらを一体的に（一体型として）形成したＰＬＣＣ（Plastic leaded chip carrier）タイプのパッケージとすることもできる。ＰＬＣＣタイプのパッケージとする場合には、搭載基板１１及びリフレクタ２６の材料に、例えばポリアミド系樹脂を用いることができる。
【００２５】
封止体２８は、リフレクタ２６のキャビティ２７内に充填されたシリコーン系樹脂等の透光性樹脂から構成されている。すなわち、発光素子１５、導電ワイヤ２１、及び減光体２２は、封止体２８によってキャビティ２７内に埋設されている。換言すれば、封止体２８は、発光素子１５、導電ワイヤ２１、及び減光体２２を搭載基板１１上に埋設するように形成されている。封止体２８の上面は、発光装置１０の光出射面２９となっている。
【００２６】
封止体２８には、蛍光体粒子及び光散乱材が含まれている。蛍光体粒子には、例えば青色光によって励起されて黄色蛍光を出射するＣｅ附活イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）、Ｃｅ附活テルビウム・アルミニウム・ガーネット（ＴＡＧ：Ｃｅ）、オルトシリケート蛍光体（（ＢａＳｒＣａ）ＳｉＯ4、他）、αサイアロン蛍光体（Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕなど）などの蛍光体粒子を用いる。光散乱材は、例えばＴｉＯ2 、ＳｉＯ2、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3等からなる光散乱性粒子である。
【００２７】
図２は、図１Ｂの破線で囲まれた部分Ｋの拡大図である。半導体構造層１９は、素子基板１７上に、ＩｎＧａＮ系半導体層であるｎ型半導体層１９ａ、発光層１９ｂ、ｐ型半導体層１９ｃがこの順に積層されることにより、形成されている。
【００２８】
上述のように、減光体２２は、素子基板１７上面に形成された樹脂体又はガラス体からなり、素子基板１７の上面及び半導体構造層１９の表面を覆っている。減光体２２は、基材２３と、遮光性材料としての遮光粒子２４と、透光性粒子２５と、を含む。
【００２９】
基材２３は例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系などの樹脂材からなる。また、基材２３は、カップリング剤入りのトルエン、キシレン、エタノール、ジブチルエーテル等の溶剤から構成されていてもよい。本実施例では、基材２３として、ジメチル系シリコーン樹脂を用いた。
【００３０】
遮光粒子２４は、発光層１９ｂから出射される光を吸収する顔料粒子である。例えば、カーボンやチタン系の黒色顔料粒子を遮光粒子２４として用いることができる。また、酸化チタン等の白色顔料粒子を遮光粒子２４として用いてもよい。なお、遮光粒子２４は、光や熱への耐性が強い無機系粒子であることが好ましい。本実施例では、遮光粒子２４として、ＴｉＯとＴｉＮとが混合されたチタン系黒色顔料であって、黒色度（Ｌ値）が１３、平均一次粒径が０．１μｍの黒色顔料粒子を用いた。なお、発光層１９ｂから出射される光を吸収する遮光性材料として、顔料粒子の代わりに染料を用いても良い。
【００３１】
透光性粒子２５は、例えばシリカ等の無機物や、シリコーン、アクリル等の有機物からなり、所定の透過率（光透過率）で半導体構造層１９からの光を透過する透光性の粒子である。透光性粒子２５は、球形状、多面体形状、繊維状（ファイバー状）、雲母状等の形状を有する。本実施例では、透光性粒子２５として、球形状のシリコーンビーズを用いた。
【００３２】
透光性粒子２５は、各々のサイズが減光体２２の厚みの１０分の１以上であることが好ましい。例えば、透光性粒子２５の粒径は、１０μｍ以上且つ１００μｍ以下であることが好ましい。本実施例では、透光性粒子２５として、平均粒径が３０μｍのシリコーンビーズを用いた。
【００３３】
透光性粒子２５は、減光体２２内において単層又は積層された状態で、連続又は分散して複数配置されている。遮光粒子２４及び透光性粒子２５がランダムに配置されることにより、減光体２２には、光学的にメッシュ状の層（光学メッシュ層）が形成されている。
【００３４】
減光体２２は、例えば基材２３の前駆体である任意に溶剤を含んだ液状の樹脂と遮光粒子２４及び透光性粒子２５との混合液を発光素子１５にディスペンサなどで塗布し、硬化、乾燥することにより形成することができる。
【００３５】
また、減光体２２は、例えば基材２３の前駆体である任意に溶剤を含んだ液状の樹脂と遮光粒子２４及び透光性粒子２５との混合液を仮硬化状態（Ｂステージ状態とも称する）に加工して、光学的に透明な部分が面内の所々に分断した、いわば光の抜け道を複数有する板を形成し、発光素子１５に被せて本硬化することによっても形成することができる。
【００３６】
減光体２２は、半導体構造層１９の上面及び側面並びに素子基板１７の上面及び側面を覆うように、例えば中央の厚みが周辺部と比較して厚いドーム状に形成される。例えば、混合液が塗布されたときに適切な表面張力となるように、材料選択及び配合比を調整することにより、減光体２２をドーム状に形成することができる。また、混合液を発光素子１５に塗布する前に、予めｎ接続電極１３ｂ上における発光素子１５の搭載部（ダイパット）の周辺にダムを形成しておくこと又は金属パターンやレジスト樹脂などで材料の濡れ性の違いを利用した流れ止めを形成しておくことにより、混合液が濡れ広がる量を制御し、半導体構造層１９及び素子基板１７の上面及び側面を覆うように減光体２２を形成することができる。
【００３７】
本実施例では、チタン系黒色顔料及びシリコーンビーズを含ませたジメチル系シリコーン樹脂をエアパルス式ディスペンサを用いて発光素子１５上から側面部に垂れ流れるように塗布し、熱硬化炉にて仮硬化させて減光体２２を形成した。
【００３８】
また、本実施例では、材料混合重量比を、ジメチル系シリコーン樹脂（基材２３）：シリコーンビーズ（透光性粒子２５）＝７０：３０、基材２３及び透光性粒子２５の混合物（すなわちシリコーン混合物）：チタン系黒色顔料（遮光粒子２４）＝９５：５として、減光体２２を形成した。
【００３９】
上述のように、発光装置１０においては、半導体構造層１９の上面及び側面並びに素子基板１７の上面及び側面が減光体２２によって覆われている。従って、半導体構造層１９から出射した光は、減光体２２を通過して封止体２８内に出射される。
【００４０】
半導体構造層１９の上面及び側面から出射した光は、減光体２２に進入する。また、素子基板１７が透光性を有しているため、半導体構造層１９の下面からの出射光は反射などを経て素子基板１７内の辺縁部へ到達し、素子基板１７の側面から減光体２２に進入する。
【００４１】
減光体２２に進入した光のうち、一定の割合の光は遮光粒子２４によって吸収される。また、減光体２２に進入した光のうちの一部は、透光性粒子２５に入射する。透光性粒子２５に入射した光のうち、透光性粒子２５の光透過率に応じた割合の光が透光性粒子２５を通過し、その他の光は透光性粒子２５に吸収される。
【００４２】
従って、減光体２２に進入した光は、一部が遮光粒子２４及び透光性粒子２５によって吸収され、残りの吸収されなかった光が減光体２２を透過して、封止体２８に進入する。つまり、半導体構造層１９の上面、側面及び下面からの出射光は、封止体２８に進入する前に、減光体２２によって吸収されることで減衰し、光度調整がなされる。
【００４３】
本実施例の発光装置１０では、減光体２２を有しない従来の発光装置と比べて出射光の光度が約８８％低減され、１２％程度の光度となった。
【００４４】
なお、上述の通り、黒色顔料粒子ではなく白色系顔料粒子を遮光粒子２４として用いてもよい。例えば、ＴｉＯ2からなるチタン系白色顔料からなる、平均一次粒径が０．１μｍの顔料粒子を遮光粒子２４として用い、材料混合重量比を、ジメチル系シリコーン樹脂（基材２３）：シリコーンビーズ（透光性粒子２５）＝７０：３０、基材２３及び透光性粒子２５の混合物（すなわちシリコーン混合物）：チタン系白色顔料（遮光粒子２４）＝６０：４０とした。かかる場合、発光装置１０の出射光は、減光体２２を有しない従来の発光装置の出射光と比べて光度が約８５％低減され、１５％程度の光度となった。
【００４５】
上述したように、本実施例において発光層１９ｂからの出射光は、青色光である。また、封止体２８には、黄色発光のシリケート蛍光体粒子が含まれている。当該シリケート蛍光体は、青色光によって励起され、青の補色となる黄色に発光するため、青色光と黄色光の加法混色によって、光出射面２９から出射する光を白色光とすることができる。
【００４６】
また、発光層１９ｂからの出射光は、封止体２８内において封止体２８内に含まれる光散乱材又は蛍光体粒子により散乱された後に光出射面２９から出射される。これにより、光出射面２９において、輝度が均一化された出射光を得ることができる。
【００４７】
従って、光出射面２９からは、蛍光体粒子により色度調整され、散乱材により輝度が均一化された白色光が出射される。
【００４８】
上述の通り、発光装置１０の光出射面２９からの出射光は、減光体２２を通過して減衰した光からなる。光出射面２９からの出射光の光度（強度）は、減光体２２中の遮光粒子２４の含有濃度、遮光粒子２４を構成する顔料の種類、減光体２２の厚みを変化させ、減光体２２を通過する光の減衰率を変化させることによって制御が可能である。
【００４９】
また、これらに加えて、透光性粒子２５の光透過率、粒径（サイズ）、含有率等を変化させることにより、減光体２２を通過する光の減衰率を変化させ、光出射面２９からの出射光の光度を制御することが可能である。
【００５０】
すなわち、本実施例の発光装置１０によれば、遮光粒子２４の含有濃度、遮光粒子２４を構成する顔料の種類、減光体２２の厚さ等を変化させて出射光の光度を調整することができる。さらに、透光性粒子２５の光透過率、粒径、含有率を変化させて出射光の光度を調整することができる。従って、光度を調整するために変化させることが可能な調整要素（すなわち、変数）が多いため、微細な調整を行うことが可能である。よって、本実施例の発光装置１０によれば、所望の光度を得るための光度調整が容易となる。
【００５１】
また、本実施例の発光装置１０では、半導体構造層１９の上面及び側面並びに素子基板１７の上面のみならず、素子基板１７の側面をも覆うように減光体２２が形成されている。これにより、半導体構造層１９の上面及び側面並びに素子基板１７の上面から出射した光と同様、素子基板１７の側面から出射した光は、減光体２２に進入して減衰する。すなわち、減光体２２を通過して減衰した光のみが、発光装置１０の光出射面２９から出射される。
【００５２】
従って、減光体２２における遮光粒子２４及び透光性粒子２５の含有濃度をある一定濃度以上とすることで、発光装置１０の光出射面２９から出射する光を完全に遮光する状態に近づけることができる。
【００５３】
図３は、遮光粒子２４の含有濃度、遮光粒子２４を構成する顔料の種類、減光体２２の厚さ、透光性粒子２５の光透過率、粒径、及び含有率を変化させることにより得られる減光調整量と、減光体２２を有しない場合の出射光の光度に対する相対的な光度（相対光度）との関係を模式的に示す図である。本実施例の発光装置１０によれば、相対光度の高い状態（破線で囲まれた高光度領域Ｈ）から相対光度の低い状態（破線で囲まれた低光度領域Ｌ）まで、微細且つ高精度に光度の調整を行うことが可能である。
【００５４】
また、低光度領域Ｌにおいては、完全遮光に近い極めて低光度の状態まで精細に調整を行うことが可能である。
【００５５】
また、減光体２２は、発光素子１５の上面及び側面を覆うように形成されており、発光素子１５ともに封止体２８に埋設されている。そのため、減光体２２への遮光粒子２４及び透光性粒子２５の添加の有無によって、光射出面から見た外観に差がほとんど生じない。従って、上記実施例の発光装置によれば、発光装置の意匠性を変更することなく光度調整を行うことが可能である。
【実施例２】
【００５６】
図４Ａは、発光装置３０の上面図である。図４Ｂは図４Ａの、４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図である。
【００５７】
第１の基板としての搭載基板３１は、例えばガラスエポキシ基板である。搭載基板３１には、ガラスシリコーン基板、又はアルミナやＡｌＮなどのセラミック材料からなる基板を用いることもできる。搭載基板３１の表面には、Ｃｕ等の導体を当該表面にメッキ等することで形成された接続電極３３が設けられている。
【００５８】
接続電極３３は、ｐ接続電極層３３ａ及びｎ接続電極層３３ｂを含んでいる。ｐ接続電極層３３a及びｎ接続電極層３３ｂは、搭載基板３１の一方の主面（上面）から側面を通り他方の主面（下面）まで延在するように形成されている。ｐ接続電極層３３ａとｎ接続電極層３３ｂとは、搭載基板４１の表面上において互いに離間して形成されることによって、絶縁されている。
【００５９】
搭載基板３１の一方の主面（上面）側に形成されているｐ接続電極３３ａ上には、発光素子３５が搭載されている。発光素子３５は、平面形状が搭載基板３１よりも小さい。従って、搭載基板３１、ｐ接続電極３３ａ及びｎ接続電極３３ｂの上面は、発光素子３５の周囲において発光素子３５から露出している。なお、以下において、搭載基板３１の上面と同じ方向を向く面を上面として説明する。さらに、上面と反対の方向を向く面を下面とする。また、搭載基板３１の上面が向いている方向を上方、その反対方向を下方として説明する。
【００６０】
図５は、図４Ｂの破線で囲まれた部分Ｍの拡大図である。発光素子３５は、第２の基板としての素子基板３７と素子基板３７の上面に搭載され且つ発光層３９ｂを含む半導体構造層３９からなる。
【００６１】
素子基板３７は、Ｓｉなどの非透光性基板で形成されている。素子基板３７は、ｐ接続電極３３ａ上に、例えばＡｇペーストなどの導電性のダイアタッチ剤（図示せず）などを用いて固定されている。すなわち、素子基板３７とｐ接続電極３３ａとが電気的に接続されている。
【００６２】
半導体構造層３９は、例えば発光層を含むＩｎＧａＮ系半導体層を、素子基板３７とは別の基板上にｎ型半導体層３９ａ、発光層３９ｂ及びｐ型半導体層３９ｃの順に成長させた後、接合層（図示せず）を介して素子基板３７上に半導体構造層３９を接合することにより形成されている。
【００６３】
従って、本実施例の半導体構造層３９は、下面から上面に向かって積層される膜種の順序が、実施例１の半導体構造層１９（図２参照）とは逆になっている。すなわち、発光素子３５は、素子基板３７、ｐ型半導体層３９ｃ、発光層３９ｂ、ｎ型半導体層３９ａの順に積層された構造となっている。半導体構造層３９の発光層からは、例えば波長約４５０ｎｍの青色光が出射される。
【００６４】
再び図４Ｂを参照すると、半導体構造層３９の上面には、上面電極４０が設けられている。上面電極４０は、Ａｕ等の導電性を有する材料で形成されている。上面電極４０とｎ接続電極３３ｂとが、Ａｕ等の導電ワイヤ４１を用いてワイヤボンディングにより接続されている。
【００６５】
減光体４２は、遮光粒子及び透光性粒子を含有する樹脂体又はガラス体であり、発光素子３５の上面において半導体構造層３９を埋設するように形成されている。減光体４２は、半導体構造層３９の上面及び側面並びに素子基板３７の上面を覆うように形成されている。換言すれば、減光体４２は、発光素子３５の搭載基板３１側の面と反対側の面上のみに形成されている。
【００６６】
リフレクタ４６は、搭載基板３１の上面に、例えばエポキシ樹脂等からなる接着材によって固定することで設けられた柱状の枠体である。リフレクタ４６は、シリコーン樹脂等の樹脂材内に光散乱材を分散させたいわゆる白樹脂と称される材料から構成されている。リフレクタ４６は、貫通孔４６Ａを有し、貫通孔４６Ａは、搭載基板３１の上面から離間する方向に広がっていく逆円錐台形状を有している。
【００６７】
上述したように、発光素子３５が搭載されている面である搭載基板３１の上面、及び接続電極３３の上面は、発光素子３５の周囲において発光素子３５から露出している。リフレクタ４６は、搭載基板３１及び接続電極３３の上面の、当該露出した面上に設けられている。すなわち、搭載基板３１上において発光素子３５は貫通孔４６Ａの内壁面（内側面）によって囲まれている。換言すれば、リフレクタ４６は、発光素子３５を囲む枠体である。
【００６８】
搭載基板３１上面と、リフレクタ４６の貫通孔４６Ａの内壁面によって、逆円錐台形（すり鉢）状のキャビティ４７が形成されている。すなわち、リフレクタ４６は、搭載基板３１と共にキャビティ４７を形成しており、当該すり鉢状のキャビティ４７の底面において発光素子３５が収容されている。このような構造の故に、発光素子３５の発光層３９ｂから出射された光は、リフレクタ４６の内壁面によって反射されて、上方に向かう。すなわち、リフレクタ４６の内壁面は、発光層３９ｂひいては素子３５からの出射光を反射する反射面となっている。また、リフレクタ４６及び搭載基板３１は、発光素子３５を搭載し且つ発光素子３５の側面を包囲するハウジングを構成している。
【００６９】
リフレクタ４６を形成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、又はポリアミド系樹脂等を用いることができる。また、光散乱材としては、ＴｉＯ2、ＢＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＢａＳＯ4、ＳｉＯ2などの白色顔料粒子を用いることができる。
【００７０】
本実施例では、リフレクタ４６、接続電極３３、及び搭載基板３１が別体として形成された例について説明している。しかし、樹脂製のリフレクタ４６及び搭載基板３１に金属製の接続電極３３をインサート成形することにより、これらを一体的に（一体型として）形成したＰＬＣＣ（Plastic leaded chip carrier）タイプのパッケージとすることもできる。ＰＬＣＣタイプのパッケージとする場合には、搭載基板３１及びリフレクタ４６の材料に、例えばポリアミド系樹脂を用いることができる。
【００７１】
封止体４８は、リフレクタ４６のキャビティ４７内に充填されたシリコーン系樹脂等の透光性樹脂から構成されている。すなわち、発光素子３５、導電ワイヤ４１、及び減光体４２は、封止体４８によってキャビティ４７内に埋設されている。換言すれば、封止体４８は、発光素子３５、導電ワイヤ４１、及び減光体４２を搭載基板３１上に埋設するように形成されている。封止体４８の上面は、発光装置３０の光出射面４９となっている。
【００７２】
封止体４８には、蛍光体粒子及び光散乱材が含まれている。蛍光体粒子には、例えば青色光に励起されて黄色蛍光を出射するＹＡＧ：Ｃｅ、ＴＡＧ：Ｃｅ、オルトシリケート蛍光体、αサイアロン蛍光体などの蛍光体粒子を用いる。光散乱材は、例えばＴｉＯ2 、ＳｉＯ2、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3等からなる光散乱性粒子である。
【００７３】
再び図５を参照すると、上述の通り、半導体構造層３９は、素子基板３７の下面側から、ｐ型半導体層３９ｃ、発光層３９ｂ、ｎ型半導体層３９ａの順に積層された構造を有している。
【００７４】
上述のように、減光体４２は、素子基板３７上面に形成された樹脂体又はガラス体であり、素子基板３７の上面及び半導体構造層３９の表面を覆うように形成されている。減光体４２は、基材４３と、遮光性材料としての遮光粒子４４と、透光性粒子４５と、を含む。
【００７５】
基材４３は例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系などの樹脂材からなる。また、基材４３は、カップリング剤入りのトルエン、キシレン、エタノール、ジブチルエーテル等の溶剤から構成されていてもよい。本実施例では、基材４３として、ジメチル系シリコーン樹脂を用いた。
【００７６】
遮光粒子４４は、発光層３９ｂから出射される光を吸収する顔料粒子である。例えば、カーボンやチタン系の黒色顔料粒子を遮光粒子４４として用いることができる。また、酸化チタン等の白色顔料粒子を遮光粒子４４として用いてもよい。なお、遮光粒子４４は、光や熱への耐性が強い無機系粒子であることが好ましい。本実施例では、遮光粒子４４として、ＴｉＯとＴｉＮとが混合されたチタン系黒色顔料であって、黒色度（Ｌ値）が１３、平均一次粒径が０．１μｍの黒色顔料粒子を用いた。なお、顔料粒子である遮光粒子４４の代わりに、染料を遮光性材料として用いても良い。
【００７７】
透光性粒子４５は、例えばシリカ等の無機物や、シリコーン、アクリル等の有機物からなり、所定の透過率で半導体構造層１９からの光を透過する透光性の粒子である。透光性粒子４５は、球形状、多面体形状、繊維状（ファイバー状）、雲母状等の形状を有する。本実施例では、透光性粒子４５として、球形状のシリコーンビーズを用いた。
【００７８】
透光性粒子４５は、各々のサイズが減光体４２の厚みの１０分の１以上であることが好ましい。例えば、透光性粒子４５の粒径は、１０μｍ以上且つ１００μｍ以下であることが好ましい。本実施例では、透光性粒子４５として、平均粒径が３０μｍのシリコーンビーズを用いた。
【００７９】
透光性粒子４５は、減光体４２内において単層又は積層され、連続又は分散して複数配置されている。遮光粒子４４及び透光性粒子４５がランダムに配置されることにより、減光体４２には、光学的にメッシュ状の層（光学メッシュ層）が形成されている。
【００８０】
減光体４２は、例えば基材４３の前駆体である任意に溶剤を含んだ液状の樹脂と遮光粒子４４及び透光性粒子４５との混合液を発光素子３５をディスペンサなどで塗布し、硬化、乾燥することにより形成することができる。本実施例では、チタン系黒色顔料及びシリコーンビーズを含ませたジメチル系シリコーン樹脂をエアパルス式ディスペンサを用いて発光素子３５上から側面部に垂れ流れるように塗布し、熱硬化炉にて仮硬化させて減光体４２を形成した。
【００８１】
また、本実施例では、材料混合重量比を、ジメチル系シリコーン樹脂（基材４３）：シリコーンビーズ（透光性粒子４５）＝７０：３０、基材４３及び透光性粒子４５の混合物（すなわちシリコーン混合物）：チタン系黒色顔料（遮光粒子４４）＝９５：５として、減光体４２を形成した。
【００８２】
減光体４２は、素子基板３７の側面を覆うことなく、発光素子３５の上面のみ、すなわち発光素子３５の搭載基板３１側の面と判定側の面上のみを覆うように形成されている。換言すれば、減光体４２は、半導体構造層３９の上面及び側面並びに素子基板３７の上面のみを覆うように形成されている。
【００８３】
減光体４２は、例えば、中央の厚みが周辺部と比較して厚いドーム状に形成される。例えば、発光素子３５の上面に対して、樹脂の前駆体と遮光粒子の混合液が供給されたときに適切な表面張力となるように、材料選択及び配合比を調整することにより、素子基板３７の側面に当該混合液が濡れ広がることなく発光素子３５の上面のみに減光体４２を形成することができる。
【００８４】
さらに、発光素子３５の上面の外縁（エッジ）により、減光体４２の形成範囲を、発光素子３５の上面上に確定することができる。すなわち、減光体４２の下面の外縁（エッジ）と、発光素子３５の上面の外縁とを一致させることができる。その結果、減光体４２の形状の再現精度が向上し、発光装置を歩留まり良く生産できることに繋がる。
【００８５】
上述のように、素子基板３７は非透光性であるため、発光層３９ｂからの出射光は素子基板３７には進入せず、減光体４２に進入する。
【００８６】
減光体４２に進入した光のうち、一定の割合の光は遮光粒子４４によって吸収される。また、減光体４２に進入した光のうちの一部は、透光性粒子４５に入射する。透光性粒子４５に入射した光のうち、透光性粒子４５の光透過率に応じた割合の光が透光性粒子４５を通過し、その他の光は透光性粒子４５に吸収される。
【００８７】
従って、減光体４２に進入した光は、一部が遮光粒子４４及び透光性粒子４５によって吸収され、残りの吸収されなかった光が減光体４２を透過して、封止体４８に進入する。つまり、発光層３９ｂからの出射光は、封止体４８に進入する前に、減光体４２によって吸収されることで減衰し、光度調整がなされる。
【００８８】
上述の通り、発光装置３０の光出射面４９からの出射光は、減光体５３を通過して減衰した光のみからなる。光出射面４９からの出射光の光度（強度）は、減光体４２中の遮光粒子４４の含有濃度、遮光粒子４４を構成する顔料の種類、減光体４２の厚みを変化させ、減光体４２を通過する光の減衰率を変化させることによって制御が可能である。
【００８９】
また、これらに加えて、透光性粒子４５の光透過率、粒径（サイズ）、含有率等を変化させることにより、減光体４２を通過する光の減衰率を変化させ、光出射面４９からの出射光の光度を制御することが可能である。
【００９０】
上述したように、本実施例において発光層３９ｂからの出射光は、青色光である。また、封止体４８には、黄色発光のシリケート蛍光体粒子が含まれている。当該シリケート蛍光体は、青色光によって励起され、青の補色となる黄色に発光するため、青色光と黄色光の加法混色によって、光出射面４９から出射する光を白色光とすることができる。
【００９１】
上述の通り、本実施例の発光装置３０では、半導体構造層３９の上面及び側面並びに素子基板３７の上面を覆うように減光体４２が形成されている。そして、素子基板３７は非透光性基板で形成されている。従って、素子基板３７の側面からは光が出射しないため、半導体構造層３９の上面及び側面並びに素子基板３７の上面から減光体４２を通過して減衰した光のみが、発光装置３０の光出射面４９から出射される。
【００９２】
従って、減光体４２における遮光粒子４４及び透光性粒子４５の含有濃度をある一定濃度以上とすることで、発光装置３０の光出射面４９から出射する光を完全に遮光する状態に近づけることができる。
【００９３】
また、減光体４２は、遮光性材料としての遮光粒子４４に加えて、透光性粒子４５を含む。従って、遮光粒子４４の含有濃度、遮光粒子４４を構成する顔料の種類、減光体４２の厚み等を変化させて出射光の光度を調整することができる。さらに、透光性粒子４５の光透過率、粒径及び含有率を変化させて出射光の光度を調整することができる。従って、光度を調整するために変化させることが可能な調整要素（すなわち、変数）が多いため、微細な調整を行うことが可能である。よって、本実施例の発光装置３０によれば、所望の光度を得るための光度調整が容易となる。
【００９４】
また、本実施例の発光装置３０によれば、相対光度が高い状態（高光度領域）から相対光度の低い状態（低光度領域）まで、微細且つ高精度に光度の調整を行うことが可能である。
【００９５】
また、低光度領域においては、完全遮光に近い極めて低光度の状態まで精細に調整を行うことが可能である。
【００９６】
また、本実施例の発光装置３０においては、減光体４２が発光素子３５の上面にのみ形成されており、減光体４２が発光素子３５と共に封止体４８に埋設されている。そのため、減光体４２への遮光粒子４４及び透光性粒子４５の添加の有無によって、光出射面からみた外観に差がほとんど生じない。従って、上記実施例の発光装置によれば、発光装置の意匠性を変更することなく光度調整することが可能である。
[変形例]
図６は、封止体の形状が異なり且つリフレクタ２６、４６（図１Ｂ及び図４Ｂ参照）を持たない発光装置の変形例である発光装置５０の断面図である。第１の基板としての搭載基板５１、接続電極５３、第２の基板としての素子基板５７及び半導体層５９を含む発光素子５５、表面電極６０、導電ワイヤ６１及び減光体６２がそれぞれ配されている構成は、実施例１と同様である。
【００９７】
発光装置５０において、発光素子５５、減光体６２、及び導電ワイヤ６１はリフレクタによって囲繞されておらず、成形された封止体６８によって搭載基板５１上に埋設されている。
【００９８】
封止体６８は、シリコーン樹脂などの透光性樹脂からなり、コンプレッション成形などにより、例えば凸形状に成形されている。封止体６８を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂などのハイブリッド樹脂、ウレタン樹脂を使用することも可能である。また、封止体６８は、蛍光体粒子、散乱材を含有していてもよい。
【００９９】
かかる構成を有する発光装置５０においても、減光体６２が遮光性材料及び透光性粒子を含む構成とすることにより、遮光粒子の含有濃度、遮光粒子を構成する顔料の種類、減光体の厚さ、透光性粒子の光透過率、粒径及び含有率を変化させて、出射光の光度を調整することができる。従って、光度を調整するために変化させることが可能な調整要素（変数）が多いため、微細な調整を行うことが可能である。よって、所望の光度を得るための光度調整が容易となる。
【０１００】
また、発光素子５５の上面及び側面（すなわち搭載基板５１側の面以外の面）を覆うように減光体６２が形成されているため、素子基板の側面からの発光を抑え、完全遮光に近い状態まで光度を低減することが可能となる。
【０１０１】
図７は、封止体及び接続電極の形状が異なり且つリフレクタ２６、４６（図１Ｂ及び図４Ｂ参照）を持たない発光装置の変形例である発光装置７０の断面図である。第１の基板としての搭載基板７１、第２の基板としての素子基板７７及び半導体層７９を含む発光素子７５、表面電極８０、導電ワイヤ８１及び減光体８２がそれぞれ配されている構成は、実施例１と同様である。
【０１０２】
接続電極７３は、縦型のリードフレームとして成形されたｐ接続電極７３ａ及びｎ接続電極７３ｂからなる。発光素子７５は、搭載基板上ではなく、縦型のリードフレームであるｎ接続電極７３ｂ上に搭載されている。上面電極８０は、Ａｕ等の導電ワイヤ８１を用いてワイヤボンディングによりｐ接続電極７３ａと接続されている。
【０１０３】
また、減光体８２、及び導電ワイヤ８１はリフレクタによって囲繞されておらず、砲弾型に成形された封止体８８によって埋設されている。封止体８８は、シリコーン樹脂などの透光性樹脂からなり、コンプレッション成形などにより、例えば砲弾形状に成形されている。
【０１０４】
かかる構成を有する発光装置７０においても、減光体８２が遮光性材料及び透光性粒子を含む構成とすることにより、遮光粒子の含有濃度、遮光粒子を構成する顔料の種類、減光体の厚さ、透光性粒子の光透過率、粒径及び含有率を変化させて、出射光の光度を調整することができる。従って、光度を調整するために変化させることが可能な調整要素（変数）が多いため、微細な調整を行うことが可能である。よって、所望の光度を得るための光度調整が容易となる。
【０１０５】
また、発光素子７５の上面及び側面（すなわちｎ接続電極７３ｂの搭載面側の面以外の面）を覆うように減光体８２が形成されているため、素子基板の側面からの発光を抑え、完全遮光に近い状態まで光度を低減することが可能となる。
【０１０６】
なお、本発明の実施形態は、上記実施例で示したものに限られない。例えば、上記実施例においては、遮光粒子に絶縁性を有するチタン系黒色顔料を用いる例を説明したが、本発明の減光体に用いる遮光粒子には、カーボンなどの導電性の黒色粒子を用いてもよい。その場合は、発光装置内での短絡を防止するためシリカなどで表面を絶縁処理した粒子を用いることが好ましい。また、白色系顔料粒子を用いてもよい。
【０１０７】
また、上記実施例では、減光体が遮光性材料として顔料（遮光粒子）を含有する例について説明したが、有機系の染料を遮光性材料として用いてもよい。
【０１０８】
また、上記実施例では、透光性粒子が、シリカ等の無機物や、シリコーン、アクリル等の有機物からなる例について説明した。しかし、透光性粒子は、例えば着色ガラスから構成されていてもよい。
【０１０９】
また、減光体の厚みを溶剤、樹脂、遮光粒子の混合液の粘度によって調整することとしてもよい。なお減光体を形成する際に、複数回に分けて重ねて樹脂材又はガラス材料の前駆体と遮光粒子の混合液を滴下又は塗布することにより、減光体の厚み又は形状を調整することとしてもよい。
【０１１０】
また、上記実施例においては、導電性の素子基板を用いる場合について説明したが、この限りではなく、非導電性の素子基板を用いてもよい。その場合は、いずれの導電型の半導体層にも導通が取れるように、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層のそれぞれの電極とｐ接続電極１３ａ及びｎ接続電極１３ｂの各々とを電気的に接続すればよい。
【０１１１】
上記実施例においては、封止体２８、４８に蛍光体粒子、光散乱材を含有させる例について説明したが、蛍光体粒子、光散乱材のうちいずれか一方、又は両方を封止体２８、４８に含有させなくてもよい。
【０１１２】
また、上記実施例の発光装置を上方から見た場合に、減光体は発光素子の上面及び側面の周囲という全体から見て非常に小さな領域にのみに形成されている。このため、仮に封止体がない場合でも、減光体の形成の有無によって、大きな外観上の差は発生しない。従って、封止体を設けない構成としてもよい。
【０１１３】
上記実施例１においては、素子基板１７上に半導体構造層１９を構成する半導体層を成長させてなる発光素子１５を例に説明した。しかし、実施例２の発光装置３０のように、素子基板１７とは異なる基板上に半導体構造層を構成する半導体層を成長させてもよい。その場合、当該成長させた半導体層を支持基板としての素子基板１７に貼り替えることとなる。
【０１１４】
また、上記実施例では、素子基板が透光性基板である場合に減光体を発光素子の上面及び側面を覆うように形成し（実施例１）、素子基板が非透光性基板である場合に減光体を発光素子の上面のみに形成する例（実施例２）について説明した。しかし、これに限られず、素子基板が透光性基板である場合に減光体を発光素子の上面のみに形成してもよく、素子基板が非透光性基板である場合に減光体を発光素子の上面及び側面を覆うように形成してもよい。
【０１１５】
また、上記実施例では、減光体が発光素子の上面（すなわち、搭載基板側の面と反対側の面）の全てを覆うように設けられている例について説明した。しかし、減光体は発光素子の上面の一部のみを覆うものであってもよい。この場合であっても、発光素子の側面を覆うように減光体を設けることにより、発光素子の側面からの発光を抑え、光度を低減することが可能である。
【０１１６】
上記実施例における種々の構成及び材料等は、例示に過ぎず、用途及び製造される発光装置等に応じて、適宜選択することができる。
【０１１７】
上記実施例においては、発光装置に用いる半導体構造層をＩｎＧａＮ系として説明したが、この限りではなく、他の材質も適用できる。例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＡｓＰ系なども適用可能であり、半導体構造層からの青色以外の発光色を得ることができる。また、蛍光体粒子についても、上記実施例においては青色光に励起されて黄色に発光するシリケート系蛍光体について説明したが、この限りではなく、他の構造の蛍光体粒子も適用可能である。半導体構造層からの出射光の波長と蛍光体粒子の種類の組み合わせにより、発光装置の発光色を白色以外にも制御できる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０、３０、５０、７０  発光装置
１１、３１、５１、７１  搭載基板
１３、３３、５３、７３  接続電極
１５、３５、５５、７５  発光素子
１７、３７、５７、７７  素子基板
１９、３９、５９、７９  半導体構造層
２１、４１、６１、８１  導電ワイヤ
２２、４２、６２、８２  減光体
２３、４３  基材
２４、４４  遮光粒子
２５、４５  透光性粒子
２６、４６  リフレクタ
２７、４７  キャビティ
２８、４８、６８、８８  封止体
２９、４９、６９  光出射面
【図１Ａ】
2017199748.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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