(57)【要約】発光装置は、発光面を被覆する蛍光体層３が形成された半導体発光素子２を複数用いた発光装置において、半導体発光素子２は、サブマウント素子１に搭載された半導体アセンブリとして基板に実装されている。これにより、半導体アセンブリの色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。従って、複数の半導体発光素子２を用いた発光装置であっても、半導体アセンブリを基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体アセンブリを準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した発光装置とすることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置であって、前記半導体発光素子は、前記基板に、１又は複数のサブマウント素子を介して搭載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は、前記サブマウント素子に搭載された半導体アセンブリとして前記基板に実装されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体層は、前記蛍光体層の上面と側面とを接続する少なくとも１つの傾斜面が形成され、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい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】
前記蛍光体層は、前記蛍光体層の側面の少なくとも１つが傾斜面となっており、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい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５】
前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置の製造方法であって、前記半導体発光素子をサブマウント素子上へ搭載する工程と、
前記半導体発光素子を覆うように蛍光体層を形成して半導体アセンブリとする工程と、前記半導体アセンブリの色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体アセンブリを選択する工程と、
選択された複数の前記半導体アセンブリを基板に実装する工程とを含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記選択された複数の半導体アセンブリを基板に実装する際に、それぞれの半導体アセンブリを、前記半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置する他の半導体アセンブリとは異なるように実装することを特徴とする請求項６記載の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、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の発光装置は、複数の半導体発光素子を基板に搭載し、蛍光物質を含有させた樹脂で半導体発光素子を被覆したものである。このような従来の発光装置として特許文献１に記載されたものが知られている。
従来の発光装置の構成を図１に基づいて説明する。図１は従来の発光装置であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分拡大断面図である。
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、従来の発光装置３０は、基板３１と、基板３１にフリップチップ実装された複数の半導体発光素子３２と、基板３１に配置した半導体発光素子３２の位置が開口した反射枠３３と、反射枠３３を覆い半導体発光素子３２の発光方向に凸形状としたレンズ部３４が形成された樹脂層３５とで構成される。【０００３】  図１（ｂ）に示すように、基板３１は、配線パターン３６を備え、半導体発光素子３２とは半導体発光素子３２に形成された凸状電極であるバンプ電極３７を介して接続されている。
半導体発光素子３２は、蛍光体を含有した樹脂で形成された蛍光体層３８で被覆されている。例えば、青色に発光する半導体発光素子３２の場合に、青色と補色となる関係を持つ蛍光体を含有させた蛍光体層３８とすることで、発光装置は白色に発光する。【０００４】  蛍光体層３８は、基板３１に半導体発光素子３２をフリップチップ実装した後に、スクリーン印刷法で形成される。
このようにして発光装置３０は、半導体発光素子３２から出射された青色の光が、蛍光体層３８を通過する際に、蛍光体に励起され白色となって発光する。
【特許文献１】特開２００２−２９９６９４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、図１で示される従来の発光装置の場合、スクリーン印刷法では複数の半導体発光素子３２に同じ厚みの蛍光体層３８を形成することは困難である。例えば、図１（ｂ）において二点鎖線３９で示すように、蛍光体層３８の厚みにばらつきが生じる。このばらつきにより蛍光体層３８が厚くなった部分は、蛍光体層３８が薄くなった部分より、蛍光体による波長変換度が高くなるため、黄緑色の発光が強くなり、その結果黄色みを帯びた発光となる。【０００６】  従って、発光装置として色度がばらついたものとなってしまう。
たとえ蛍光体層３８を均一に形成できたとしても、そもそも半導体発光素子３２自体に色度特性の差があるため、発光波長のばらつきによる色度特性の差が生じてしまう。
従来の発光装置では、基板３１に半導体発光素子３２を搭載してから蛍光体層３８を形成しているので、製品が完成してからでないと色度の測定ができない。例えば、色度の測定をした結果、大きく色度特性が所望とする値から外れた半導体発光素子３２があった場合、その半導体発光素子３２を取り外すと、バンプ電極３７が基板３１に接合したままの状態で残ってしまう。このような状態となった基板３１には再度、新たな半導体発光素子３２を実装することができないため、製品には使用できない事態となる。【０００７】  そこで本発明は、蛍光体によって波長変換する蛍光体層に被覆された半導体発光素子を複数用いても、色度ばらつきを抑止することが可能な発光装置およびその製造方法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】
【０００８】  本発明に係る発光装置は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置であって、前記半導体発光素子は、前記基板に、１又は複数のサブマウント素子を介して搭載されている構成を有する。
本発明に係る発光装置の特定の局面では、前記半導体発光素子は、前記サブマウント素子に搭載された半導体アセンブリとして前記基板に実装されている構成を有する。【０００９】  本発明に係る発光装置のさらに特定の局面では、前記蛍光体層は、前記蛍光体層の上面と側面とを接続する少なくとも１つの傾斜面が形成され、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい構成を有する。
本発明に係る発光装置のさらに他の特定の局面では、前記蛍光体層は、前記蛍光体層の側面の少なくとも１つが傾斜面となっており、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい構成を有する。【００１０】  本発明に係る発光装置のさらに特定の局面では、前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されている構成を有する。
本発明に係る発光装置の製造方法は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置の製造方法であって、前記半導体発光素子をサブマウント素子上へ搭載する工程と、前記半導体発光素子を覆うように蛍光体層を形成して半導体アセンブリとする工程と、前記半導体アセンブリの色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体アセンブリを選択する工程と、選択された複数の前記半導体アセンブリを基板に実装する工程とを含むことを特徴とする。【００１１】  本発明に係る発光装置の製造方法の特定の局面では、前記選択された複数の半導体アセンブリを基板に実装する際に、それぞれの半導体アセンブリを、前記半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置する他の半導体アセンブリとは異なるように実装することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】  本発明に係る発光装置は、半導体発光素子をサブマウント素子に搭載した半導体アセンブリとして基板に実装することによって、半導体アセンブリの色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。よって、複数の半導体発光素子を用いても、半導体アセンブリを基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体アセンブリを準備することが可能で、色度のばらつきを抑止した発光装置とすることができる。【００１３】  さらに、上記半導体発光素子の発光面を被覆する蛍光体層に当該蛍光体層の上面と側面とを接続する傾斜面を形成した場合や、上記半導体発光素子の発光面を被覆する蛍光体層の側面を傾斜面とした場合は、半導体発光素子の光が蛍光体層を通過する距離をほぼ均一化することができるため、色度特性の差が少ない半導体アセンブリとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の発光装置であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分拡大断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る発光装置の斜視図
【図３】同発光装置の部分拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態１に係る発光装置に用いられる半導体アセンブリの構成を説明する図であり、（ａ）は一部破断側面図、（ｂ）は平面図
【図５】変形例１に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図６】変形例２に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図７】変形例３に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図８】変形例４に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図９】図４に示した半導体アセンブリの製造方法を示す概略図
【図１０】図４に示した半導体アセンブリの製造方法を示す概略図
【図１１】図４に示した半導体アセンブリの製造方法を示す概略図
【図１２】個々の半導体アセンブリに分割する前に、蛍光体層に傾斜面を形成する工程を示す概略図
【図１３】分割した半導体アセンブリを基板に搭載して発光装置を製造する工程を示す概略図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る発光装置の平面図
【符号の説明】
【００１５】  １  サブマウント素子
１ａ  シリコン基板
１ｂ  ｐ型半導体領域
１ｃ  ｎ電極
１ｄ  ｎ側電極
１ｅ  ｐ側電極
１ｆ  ワイヤ接続領域
２  半導体発光素子
２ａ  基板
２ｂ  活性層
２ｃ  ｎ側電極
２ｄ  ｐ側電極
２ｅ，２ｆ  バンプ電極
３  蛍光体層
４  傾斜面
１０  シリコンウエハー
１１  蛍光体ペースト
１２  マスク
１３  メタルマスク
１４  蛍光体ペースト
１５  転写板
１６  蛍光体ペースト
２０  照明装置（発光装置）
２１  基板
２１ａ  アルミ
２１ｂ  アルミナコンポジット層
２１ｃ  ビア
２２  半導体アセンブリ
２３  反射枠
２４  レンズ部
２５  樹脂層
２６  配線パターン
２６ａ  配線パターン
２６ｂ  配線パターン
２６ｃ  ビア
２７  ワイヤ
２８  ブレード
２９  ダイサー
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  本願の第１の発明は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置において、半導体発光素子は、サブマウント素子に搭載された半導体アセンブリとして基板に実装されていることを特徴としたものであり、半導体アセンブリの色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。従って、複数の半導体発光素子を用いた発光装置であっても、半導体アセンブリを基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体アセンブリを準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した発光装置とすることができる。【００１７】  本願の第２の発明は、蛍光体層は、蛍光体層の上面と側面とを接続する少なくとも１つの傾斜面が形成され、或いは、蛍光体層の側面の少なくとも１つが傾斜面とされており、傾斜面と半導体発光素子との最短距離が、蛍光体層の厚みとほぼ等しいことを特徴としたものであり、半導体発光素子から出射された光が蛍光体層を通過する最も長い距離となる蛍光体層の上面の稜線部分を傾斜面としているので、半導体発光素子から出射された光を、ほぼ同じ距離とした蛍光体層を通過させることができる。従って、蛍光体による波長変換度を、傾斜面が形成された側面および上面においては、ほぼ同じとすることができるので、方位性の優れた色度特性をもつ半導体アセンブリとすることができる。【００１８】  また、傾斜面とすることで、研削などで容易に蛍光体層を形成することができるので、量産性の高い形状の蛍光体層とした半導体アセンブリとすることができる。
本願の第３の発明は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置において、半導体発光素子をサブマウント素子上へ搭載する工程と、半導体発光素子を覆うように蛍光体層を形成して半導体アセンブリとする工程と、半導体アセンブリの色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体アセンブリを選択する工程と、選択された複数の前記半導体アセンブリを基板に実装する工程とを含むことを特徴としたものであり、半導体発光素子は、サブマウント素子に搭載した半導体アセンブリとして基板に実装されているので、半導体アセンブリの色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。従って、複数の半導体発光素子を用いた発光装置であっても、半導体アセンブリを基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体アセンブリを準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した発光装置を製造することが可能である。【００１９】  （実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光装置としての照明装置の構成を図２および図３に基づいて説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る発光装置の斜視図である。図３は、同発光装置の部分拡大断面図である。
図２および図３に示すように照明装置２０は、基板２１と、基板２１に実装された複数の半導体アセンブリ２２と、基板２１に半導体アセンブリ２２が配置された位置が開口した反射枠２３と、反射枠２３を覆い半導体アセンブリ２２の発光方向に凸形状としたレンズ部２４が形成された樹脂層２５とで構成される。【００２０】  なお、実施の形態１に係る照明装置の説明においては、図３に示す矢印Ｘで示す半導体アセンブリ２２の発光方向、すなわち基板２１の半導体アセンブリ２２が実装される面と直交しかつ基板２１からレンズ部２４へ向かう方向を上方とし、矢印Ｘで示す方向と反対の方向を下方とし、矢印Ｘで示す方向と直交する方向を側方と称する。
基板２１は、アルミ２１ａとアルミナコンポジット層２１ｂとから構成されている。アルミ２１ａの厚さは１ミリである。アルミナコンポジット層２１ｂはアルミ２１ａを覆うように構成されている。アルミナコンポジット層２１ｂはアルミナと樹脂とから構成されており、本実施例においては、アルミナコンポジット層２１ｂは２層構造となっている。アルミナコンポジット層２１ｂの１層目の上に配線パターン２６ａが形成されており、配線パターン２６ａの上にアルミナコンポジット層２１ｂの２層目が形成されている。このアルミナコンポジット層２１ｂの２層目の表面に配線パターン２６ｂが形成されている。配線パターン２６ａと配線パターン２６ｂとはアルミナコンポジット層２１ｂの２層目に形成されているビア２６ｃによって電気的に接続されている。以下、単に配線パターン２６と称する場合は、配線パターン２６ａ，配線パターン２６ｂおよびビア２６ｃの全体を意味するものとする。アルミナコンポジット層２１ｂのそれぞれの厚さは０．１ミリメートルである。なお基板は単層または多層のセラミックで構成されていてもよい。基板２１は、半導体アセンブリ２２をＡｇペーストにより接続している。【００２１】  半導体アセンブリ２２は、基板２１に形成された配線パターン２６とワイヤ２７で導通接続されている。ワイヤ２７は金から構成されている。
反射枠２３は、金属製であり、半導体アセンブリ２２からの出射される水平方向（側方）の光を反射面２３ａで反射させ、垂直方向（上方）へ出射させている。たとえば、反射枠２３はアルミニウムまたはセラミックなどで構成されている。【００２２】  次に、照明装置２０に搭載されている半導体アセンブリ２２の構成について、図４に基づいて詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る照明装置に用いられる半導体アセンブリの構成を説明する図であり、（ａ）は一部破断側面図、（ｂ）は平面図である。
図示のように、本発明の実施の形態１に係る照明装置に用いられる半導体アセンブリ２２は、サブマウント素子１とその上に搭載した半導体発光素子２及びこの半導体発光素子２の全体を封止した蛍光体を含む蛍光体層３とから構成されている。半導体アセンブリ２２が基板２１に実装されることによって、半導体発光素子２は、基板２１上にサブマウント素子１を介して搭載される。【００２３】  サブマウント素子１はｎ型のシリコン基板１ａを用いたもので、このシリコン基板１ａは図４（ａ）に示すように半導体発光素子２の搭載面側（上面側）の一部に臨む部分だけをｐ型半導体領域１ｂとしている。そして、シリコン基板１ａの底面にはｎ電極１ｃを形成するとともに、半導体発光素子２の搭載面にはシリコン基板１ａのｎ型半導体層に接合したｎ側電極１ｄを備え、更にｐ型半導体領域１ｂに含まれた部分にｐ側電極１ｅを形成している。【００２４】  半導体発光素子２は、ＧａＮ系化合物半導体を利用した高輝度の青色発光のＬＥＤである。この半導体発光素子２は、サファイアを素材とした基板２ａの表面に、たとえばＧａＮのｎ型層，ＩｎＧａＮの活性層及びＧａＮのｐ型層を積層したものである。そして、従来周知のように、ｐ型層の一部をエッチングしてｎ型層を露出させ、この露出したｎ型層の表面にｎ側電極２ｃを形成し、ｐ型層の表面にはｐ側電極２ｄを形成し、これらのｎ側及びｐ側の電極２ｃ，２ｄをそれぞれバンプ電極２ｅ，２ｆによってｐ側電極１ｅ及びｎ側電極１ｄに接合している。【００２５】  なお、このようなサブマウント素子１と半導体発光素子２との複合化素子では、サブマウント素子１のｎ電極１ｃを例えばプリント基板の配線パターン上に導通搭載するとともに、蛍光体層３から離れた領域のｐ電極１ｅと配線パターンとの間にワイヤをボンディングするアセンブリであればよい。また、単に半導体発光素子２への通電と搭載の機能だけでなく、例えばツェナーダイオードを利用した静電気保護用の素子をサブマウント素子とすることもできる。さらに、サブマウント素子に、複数の半導体発光素子２を搭載することもできる。【００２６】  蛍光体層３は、従来からＬＥＤランプの分野で使用されているエポキシ樹脂を素材とし、蛍光体を混入したものである。エポキシ樹脂に混入する蛍光体は、白色発光に変換する場合では、発光素子３の発光色である青色と補色の関係を持つものであればよく、蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体などが利用でき、例えば（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等が好適である。【００２７】  ここで、半導体発光素子２は図４（ｂ）に示すように正方形の平面形状としたもので、図４（ａ）中の破線で示すｐ型層とｎ型層との間の活性層２ｂから発光される。そして、この活性層２ｂからの発光は透明のサファイアを用いた基板２ａを透過するので、図４（ａ）において基板２ａの上面が主光取り出し面となる。
また、活性層２ｂからの光は基板２ａを透過する方向だけではなく、側方やサブマウント素子１の表面（下方）にも向かい、側方へ向かうものはそのまま蛍光体層３から放出され、表面へ向かった発光成分は金属光沢を持つｎ側及びｐ側の電極１ｄ，１ｅによって反射される。したがって、半導体発光素子２からの光は、主光取り出し面からの発光強度が最大となるものの、半導体発光素子２自体はその平面形状の四角形の１辺の長さが３５０μｍ程度と微小なので、半導体発光素子２の全体から一様に発光されるといってよい。このような半導体発光素子２からの発光の形態において、従来では、蛍光体を混入した封止樹脂の厚さや充填量が一様でないことから白色発光の中に黄色発光が混じってしまうというものであった。すなわち、光が蛍光体を通過する距離に応じて蛍光体による波長変換作用の強さが変化するため、封止樹脂が厚い角の部分を抜ける光は黄緑色の発光が強くなり、その結果黄色みを帯びた発光となる。【００２８】  これに対し、本発明では、図４（ａ）および（ｂ）から明らかなように、蛍光体層３の上面の一辺に、蛍光体層３の上面と側面とを接続する傾斜面４を形成することで、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３の上面までの距離Ｌ１（蛍光体層３の厚み）と、発光面から傾斜面４までの距離Ｌ２（傾斜面４と半導体発光素子との最短距離）と、発光面から側面までの距離Ｌ３とをほぼ同じとすることができる。つまり、活性層２ｂからの発光が蛍光体層３から抜ける間に、蛍光体による一様な波長変換が得られるようにする。
半導体発光素子２から出射された光のうち蛍光体層３を通過する距離が最も長いのは、傾斜面が蛍光体層に形成されていないと仮定した場合における蛍光体層の上面の各辺を通過する方向（以下、仮想上面の各辺を通過する方向）に向けて出射される光である。従って、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、蛍光体層３の上面に側面と接続する傾斜面４を形成することで、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３を通過する距離と、蛍光体層の上面や側面へ向けて出射される光が蛍光体層３を通過する距離とをほぼ同じにすることができる。【００２９】  このように、半導体発光素子２を封止する蛍光体層３の上面と側面を接続する傾斜面４を形成することで、半導体発光素子２から出射された光の蛍光体による波長変換度が傾斜面４を形成した側においては、光が蛍光体層を通過する距離がほぼ均一化される。従って、傾斜面４が形成された側方においては、蛍光体層３から放出される光を白色光として得ることができる。【００３０】  図４（ｂ）においては、蛍光体層３の上面の一辺に傾斜面４を形成しているが、四辺全てに形成するのが、半導体発光素子２から出射された光が蛍光体層３を通過する距離を四方向全てにほぼ同じとすることができるので望ましい。以下に、四辺全てに傾斜面４を形成した蛍光体層３の変形例１および２について説明する。
図５は、変形例１に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。変形例１に係る蛍光体層３ａには、上面の四辺全てに、蛍光体層３ａの上面と側面とを接続する傾斜面４ａが形成されている。そして、傾斜面４ａと半導体発光素子２との最短距離は、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３ａの上面までの距離（蛍光体層３ａの厚み）とほぼ等しい。
したがって、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ａを通過する距離Ｌ４と、蛍光体層３ａの上面や側面へ向かう光が蛍光体層３ａを通過する距離とをほぼ同じにすることができる。【００３１】  図６は、変形例２に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。変形例２に係る蛍光体層３ｂには、上面の四辺全てに、蛍光体層３ｂの上面と側面とを接続する傾斜面４ｂが形成されている。さらに、隣接する傾斜面４ｂ同士の境界全てに、隣接する傾斜面４ｂ同士を接続する傾斜面５ｂが形成されている。そして、傾斜面４ｂおよび傾斜面５ｂと半導体発光素子２との最短距離は、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３ｂの上面までの距離（蛍光体層３ｂの厚み）とほぼ等しい。
したがって、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｂを通過する距離と、蛍光体層３ｂの上面や側面へ向かう光が蛍光体層３ｂを通過する距離とをほぼ同じにすることができる。この場合、特に、傾斜面５ｂが形成されているため、仮想上面の各辺を通過する方向の中でも蛍光体層３ｂを通過する距離が最も長くなる方向、すなわち仮想上面の各角を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｂを通過する距離Ｌ５をも、蛍光体層３ｂの上面や側面へ向かう光が蛍光体層３ｂを通過する距離とほぼ同じにすることができる。【００３２】  実施の形態１に係る蛍光体層３は、さらに、側面の少なくとも１つが傾斜面となっていても良い。以下に、側面が傾斜面となっている蛍光体層３の変形例３および４について説明する。
図７は、変形例３に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。変形例３に係る蛍光体層３ｃは、側面全てが傾斜面４ｃとなっている。そして、傾斜面４ｃと半導体発光素子２との最短距離は、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３ｃの上面までの距離（蛍光体層３ｃの厚み）とほぼ等しい。
したがって、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｃを通過する距離Ｌ６と、蛍光体層３ｃの上面へ向かう光が蛍光体層３ａを通過する距離とをほぼ同じにすることができる。【００３３】  図８は、変形例４に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。変形例２に係る蛍光体層３ｄは、側面全てが傾斜面４ｄとなっている。さらに、隣接する傾斜面４ｄ同士の境界全てに、隣接する傾斜面４ｄ同士を接続する傾斜面５ｄが形成されている。そして、傾斜面４ｄおよび傾斜面５ｄと半導体発光素子２との最短距離は、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３ｄの上面までの距離（蛍光体層３ｄの厚み）とほぼ等しい。
したがって、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｄを通過する距離Ｌ７と、蛍光体層３ｄの上面へ向かう光が蛍光体層３ｄを通過する距離とをほぼ同じにすることができる。この場合、特に、傾斜面５ｄが形成されているため、仮想上面の各辺を通過する方向の中でも蛍光体層３ｄを通過する距離が最も長くなる方向、すなわち仮想上面の各角を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｄを通過する距離Ｌ７をも、蛍光体層３ｄの上面へ向かう光が蛍光体層３ｄを通過する距離とほぼ同じにすることができる。【００３４】  次に、本発明の実施の形態１に係る発光装置としての照明装置の製造方法について、図に基づいて説明する。図９〜図１１は図４に示した半導体アセンブリの製造方法を示す概略図である。図１２は個々の半導体アセンブリに分割する前に、蛍光体層に傾斜面を形成する工程を示す概略図である。図１３は、分割した半導体アセンブリを基板に搭載して発光装置を製造する工程を示す概略図である。【００３５】  まず、それぞれの製造方法において、複数のサブマウント素子１を形成したシリコンウエハーに半導体発光素子２を搭載し、蛍光体層３を形成する工程までを説明する。そして、ダイシングにより個々の半導体アセンブリに分割する工程および分割した半導体アセンブリを基板に搭載して照明装置を製造する工程を説明することとする。
図９はフォトリソグラフィー法を利用したもので、シリコンウエハー１０に図４で示したｐ型半導体領域１ｂを形成するとともに、ｎ電極１ｃ，ｎ側電極１ｄ，ｐ側電極１ｅをパターン形成したシリコンウエハー１０をまず準備する。そして、ｎ側及びｐ側の電極２ｃ，２ｄにそれぞれバンプ電極２ｅ，２ｆを形成した半導体発光素子２をｎ側電極１ｄ，ｐ側電極１ｅのパターンに合わせて実装し、図９（ａ）に示すように蛍光体ペースト１１をシリコンウエハー１０の表面に一様の厚さで塗布する。この蛍光体ペースト１１はたとえばアクリル系樹脂等の紫外線硬化性の樹脂に先に例示した（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等の蛍光体を混入したものである。なお、図９において、ｐ型半導体領域１ｂおよび各電極１ｃ，１ｄ，１ｅ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの図示は省略する。蛍光体ペースト１１の塗布の後、図９（ｂ）のようにパターン形成用のマスク１２を被せて上から紫外線を照射し、半導体発光素子２を被覆する部分の蛍光体ペースト１１を硬化させる。この後、現像工程に移して蛍光体ペースト１１の不要な部分を除去することによって蛍光体層３が形成される。（図９（ｃ））
図１０はスクリーン印刷法を利用したもので、シリコンウエハー１０への半導体発光素子２の実装までの工程は図９の例と同様である。この半導体発光素子２の実装の後、予め製作しておいたメタルマスク１３をシリコンウエハー１０の上に載せ（図１０（ａ）〜図１０（ｂ））、蛍光体ペースト１４をスクリーン印刷法によって塗布する。この蛍光体ペースト１４は紫外線硬化性のものではなく、エポキシ樹脂等の樹脂に蛍光体とチキソトロピック材を混入したものである。蛍光体ペースト１４を塗布した後には、メタルマスク１３を取り外し、熱硬化することによってシリコンウエハー１０の表面に発光素子３を封止した蛍光体層３が形成される（図１０（ｃ））。【００３６】  図１１は転写法を利用したもので、転写板１５の表面に蛍光体ペースト１６を予め塗布したものを準備し、半導体発光素子２を実装したシリコンウエハー１０を上下反転した姿勢に保持する（図１１（ａ））。次いで、半導体発光素子２が蛍光体ペースト１６の中に浸漬されるようにシリコンウエハー１０を転写板１５の上に被せ（図１１（ｂ））、その後シリコンウエハー１０を引き上げると図１１（ｃ）のように半導体発光素子２が蛍光体ペースト１６によって封止したものが得られる。蛍光体ペースト１６は先の例と同様に樹脂に蛍光体を含ませたものであるが、転写法による製造の場合では、蛍光体ペースト１６に用いる樹脂はアクリル系樹脂やエポキシ樹脂に限られず、その他のものであってもよい。【００３７】  このようにして、フォトリソグラフィー法、スクリーン印刷法または転写法などを用いて、個々に分割する前の段階の半導体アセンブリを得ることができる。
次に、ダイシングにより個々の半導体アセンブリへ分割する工程を図１２に基づいて説明する。図１２は、ダイシングにより個々の半導体アセンブリへ分割する工程を説明する概略図である。【００３８】  図１２（ａ）は、図９から図１１の製造方法で得られたダイシング前の半導体アセンブリの１個分の拡大図である。図１２（ａ）の点線で示す切断箇所Ｃは、隣接する半導体アセンブリとの境界である。
まず、図１２（ｂ）で示すように、隣接する半導体アセンブリとの切断箇所Ｃで示される位置をブレード２８でシリコンウエハー１０へ当接しないように、切り込みを入れる。ブレード２８の研削面は垂直方向に対して傾斜（シリコンウエハー１０上面と研削面とは６０°で交差している）しているため、ブレード２８を蛍光体層３へ切り込みを入れるだけで、容易に蛍光体層３の側面へ傾斜面４を形成することができる。【００３９】  次に、図１２（ｃ）に示すように、ダイサー２９で切断箇所Ｃの位置のシリコンウエハー１０を切断する。このようにして、個々の半導体アセンブリ２２を作製する。
図４においては、１箇所のみ傾斜面４を形成したが、ブレード２８の向きまたはシリコンウェハー１０の向きを変えながら、ブレード２８で切り込みを入れ、研削することで、容易に他の箇所にも傾斜面を形成することができる。例えば、図５に示す蛍光体層３ａや図７に示す蛍光体層３ｃのように、４箇所に傾斜面４ａ，４ｃを形成したり、さらに、図６に示す蛍光体層３ｂや図８に示す蛍光体層３ｄのように、傾斜面４ｂ，４ｄの境界４箇所にさらに傾斜面５ｂ，５ｄを形成することができる。【００４０】  また、本実施の形態１では、四角柱状に形成された蛍光体層３としたが、他の多角形柱状の蛍光体層であっても、同様にブレードを上面から切り込みを入れるだけで、上面と側面を接続する傾斜面を形成することができる。
また、ブレード２８の切り込みを深くしたり、図１０に示すメタルマスク１３の開口部１３ａの側壁を傾斜させることによって、蛍光体層３の側面を傾斜面とすることができる。【００４１】  なお、以上の説明では、青色発光の発光素子を白色発光に変える例としたが、紫外線や赤及び緑の発光素子のそれぞれの発光を蛍光体の特性によって様々な発光色に変える構成とすることもできる。
次に、分割した半導体アセンブリを基板に実装して照明装置を製造する工程を図１３に基づいて説明する。【００４２】  まず、図１２に示される工程を行った半導体アセンブリ２２の色度特性であるＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）を色度測定機で測定する。
半導体アセンブリ２２の色度を測定した結果が、例えば白色の照明装置とする場合であれば、ｘ＝０．３４〜０．３７、ｙ＝０．３４〜０．３７のものを選択する。また、電球色の照明装置とする場合では、ｘ＝（０．４０〜０．４７）、ｙ＝（０．３９〜０．４１）とする。このように半導体アセンブリ２２の色度を所定の値のものを選択することで、容易に所望とする色の照明装置とすることが可能である。【００４３】  次に、色度特性を所定の数値範囲とした半導体アセンブリ２２を、配線パターン２６が形成された基板２１に実装する。実装された半導体アセンブリ２２と配線パターン２６とをワイヤ２７にて導通接続する（図１３（ａ））。
そして、反射枠２３を半導体アセンブリ２２を搭載した基板２１に、半導体アセンブリ２２の位置と反射枠２３の開口部分の位置が合致するように取り付ける。この取り付けは、図示していないが反射枠２３に形成された貫通孔にネジを挿通させ基板２１へ螺合させて行われる（図１３（ｂ））。【００４４】  最後に、レンズ部２４の形状になるように凹部が形成された金型で基板２１を型締めする。金型へ透光性樹脂を注入して、レンズ部２４が形成された樹脂層２５が形成される（図１３（ｃ））。なお樹脂層とはエポキシである。
以上のようにして、本発明の実施の形態１に係る照明装置を製造することができる。
図１に示す従来の照明装置では、蛍光体層を被覆した個々の半導体発光素子の色度特性は、ｘ＝０．３０〜０．４２，ｙ＝０．３０〜０．４２のばらつきがある。しかし、本発明の実施の形態１に係る照明装置では、前述したように、基板に実装する前に色度特性を測定して所定の値の色度特性を有する半導体アセンブリを選択することができるので、白色の照明装置とする場合であれば、ｘ＝０．３４〜０．３７、ｙ＝０．３４〜０．３７のものを揃えることができる。また、電球色の照明装置とする場合では、半導体アセンブリの色度特性をｘ＝（０．４０〜０．４７）、ｙ＝（０．３９〜０．４１）のものを揃える。これにより、照明装置に搭載された半導体アセンブリの色度特性の差を抑止することができるだけなく、所望とする色調を有する照明装置とすることができる。【００４５】  （実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る発光装置としての照明装置の構成を図１４に基づいて説明する。図１４は本発明の実施の形態２に係る発光装置の平面図である。
本発明の実施の形態２に係る照明装置は、図２で示される照明装置の半導体アセンブリ２２の配置を、半導体発光素子と、半導体発光素子が搭載されたサブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリとは異なるようにしたことを特徴としている。【００４６】  なお、図１４において、図２と同じ構成のものは同符号付して説明は省略する。
図１４に示すように照明装置４０は、基板２１と、基板２１に実装された複数の半導体アセンブリ２２と、基板２１に半導体アセンブリ２２が配置された位置が開口した反射枠２３と、反射枠２３を覆い半導体アセンブリ２２の発光方向に凸形状としたレンズ部２４が形成された樹脂層２５とで構成される。【００４７】  図４に示されるように、半導体アセンブリ２２は、サブマウント素子１に形成されたｐ側電極１ｅとｎ側電極１ｄとに、半導体発光素子２がフリップチップ実装して形成されている。この半導体アセンブリ２２は、サブマウント素子１のｎ電極１ｃをカソードとし、ｐ側電極１ｅをアノードとして、図３示されるように、カソードは半導体アセンブリ２２を配線パターン２６に搭載することで導通し、アノードはワイヤ２７により配線パターン２６に導通している。【００４８】  つまり、サブマウント素子１に半導体発光素子２を搭載する領域と、ｐ側電極１ｅ上のワイヤを接続するための領域（ワイヤ接続領域）とを確保するために、ｐ側電極１ｅが広く形成されているため、サブマウント素子１上の中央より偏った位置に半導体発光素子２が搭載されている。
ところで、実施の形態１で説明したように、蛍光体ペーストをフォトリソグラフィー法や、スクリーン印刷法や、転写法などで、蛍光体層３の元となる半導体発光素子２を被覆する層が形成される。そして、図１２に示すように、隣接する半導体アセンブリとの切断箇所Ｃで示される位置をブレード２８でシリコンウエハー１０へ当接しないように、切り込みを入れた後に、ダイサー２９で蛍光体層３の端部ともどもシリコンウェハー１０を切断して、サブマウント素子１を形成して個々の半導体アセンブリとする。【００４９】  このダイサー２９で蛍光体層３とシリコンウェハー１０を切断する際に、半導体発光素子２との距離を確保するために、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３の表面までの厚みが、ダイサーで切断する面側の方が、その面の反対側となるワイヤ接続領域に向いた面までより厚くなることがある。
つまり、蛍光体層３の厚みが厚いということは、蛍光体による波長変換度が高いということである。例えば、青色で発光する半導体アセンブリに、補色となる関係を持つ蛍光体を含有させた蛍光体層３である場合には、その厚みの厚い面は、白色に発光するはずが黄色みを帯びた発光になってしまう。これは、蛍光体層３の厚みが厚い部分と、薄い部分とで色度特性の差が発生することを意味している。【００５０】  このような、半導体発光素子２から蛍光体層３の表面までのそれぞれの厚みが異なる半導体アセンブリを、図１３に示すように、半導体発光素子２とワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと同じ位置関係となるように実装すると、それぞれの半導体アセンブリからの発光の色度特性の差がすじとなって、縞模様に見える。【００５１】  そこで、図１４で示されるように、本実施の形態２に係る照明装置４０の半導体アセンブリは、半導体アセンブリが半導体発光素子２と、半導体発光素子２が搭載されたサブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆ（１ｅが占める領域）との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるように実装されている。
このように、半導体アセンブリを縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと、半導体発光素子２と、サブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆとの位置関係が９０°交互に変わるように配置することで、縞模様のようになる色度ばらつきを抑止することができる。【００５２】  本実施の形態では、サブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆとの位置関係が９０°交互に変わるように配置したが、この配置に特定されたものではなく、４５°としても１８０°としてもよく、縦列または横列に隣接する半導体アセンブリと異なるように配置することで縞模様のようになる色度ばらつきを抑止することができる。
なお、色度ばらつきをより抑止するために、実施の形態２に係る蛍光体層３の形状を、図５〜８に示す蛍光体層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのような形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】  本発明は、色度のばらつきを抑止することができるので、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置およびその製造方法に好適である。また、本発明に係る発光装置は、室内用照明装置、屋外用照明装置、卓上用照明、携帯用照明、カメラ用ストロボ照明、表示用光源、液晶画面のバックライトおよび画像読取用照明等に広く適用することができる。
【図１】
2005106978.tif 000002
【図２】
2005106978.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005106978.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月9日(2005.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置であって、前記半導体発光素子は、前記基板に、１又は複数のサブマウント素子を介して搭載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は、前記サブマウント素子に搭載された半導体アセンブリとして前記基板に実装されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】前記蛍光体層は、前記蛍光体層の上面と側面とを接続する少なくとも１つの傾斜面が形成され、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい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】前記蛍光体層は、前記蛍光体層の側面の少なくとも１つが傾斜面となっており、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい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５】（補正後）前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されてい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６】（追加）前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されていることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項７】（追加）前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されていることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項８】（補正後）発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置の製造方法であって、前記半導体発光素子をサブマウント素子上へ搭載する工程と、
前記半導体発光素子を覆うように蛍光体層を形成して半導体アセンブリとする工程と、
前記半導体アセンブリの色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体アセンブリを選択する工程と、
選択された複数の前記半導体アセンブリを基板に実装する工程とを含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項９】（補正後）前記選択された複数の半導体アセンブリを基板に実装する際に、それぞれの半導体アセンブリを、前記半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置する他の半導体アセンブリとは異なるように実装することを特徴とする請求項８記載の発光装置の製造方法。
２２
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月24日(2006.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置であって、前記半導体発光素子は、前記基板に、１又は複数のサブマウント素子を介して搭載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は、前記サブマウント素子に搭載された半導体アセンブリとして前記基板に実装されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体層は、前記蛍光体層の上面と側面とを接続する少なくとも１つの傾斜面が形成され、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい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】
前記蛍光体層は、前記蛍光体層の側面の少なくとも１つが傾斜面となっており、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい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５】
前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されてい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６】
前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されていることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項７】
前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されていることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項８】
発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置の製造方法であって、前記半導体発光素子をサブマウント素子上へ搭載する工程と、
前記半導体発光素子を覆うように蛍光体層を形成して半導体アセンブリとする工程と、
前記半導体アセンブリの色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体アセンブリを選択する工程と、
選択された複数の前記半導体アセンブリを基板に実装する工程とを含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記選択された複数の半導体アセンブリを基板に実装する際に、それぞれの半導体アセンブリを、前記半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置する他の半導体アセンブリとは異なるように実装することを特徴とする請求項８記載の発光装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置は、複数の半導体発光素子を基板に搭載し、蛍光物質を含有させた樹脂で半導体発光素子を被覆したものである。このような従来の発光装置として特許文献１に記載されたものが知られている。
従来の発光装置の構成を図１に基づいて説明する。図１は従来の発光装置であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分拡大断面図である。
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、従来の発光装置３０は、基板３１と、基板３１にフリップチップ実装された複数の半導体発光素子３２と、基板３１に配置した半導体発光素子３２の位置が開口した反射枠３３と、反射枠３３を覆い半導体発光素子３２の発光方向に凸形状としたレンズ部３４が形成された樹脂層３５とで構成される。
【０００３】
図１（ｂ）に示すように、基板３１は、配線パターン３６を備え、半導体発光素子３２とは半導体発光素子３２に形成された凸状電極であるバンプ電極３７を介して接続されている。
半導体発光素子３２は、蛍光体を含有した樹脂で形成された蛍光体層３８で被覆されている。例えば、青色に発光する半導体発光素子３２の場合に、青色と補色となる関係を持つ蛍光体を含有させた蛍光体層３８とすることで、発光装置は白色に発光する。
【０００４】
蛍光体層３８は、基板３１に半導体発光素子３２をフリップチップ実装した後に、スクリーン印刷法で形成される。
このようにして発光装置３０は、半導体発光素子３２から出射された青色の光が、蛍光体層３８を通過する際に、蛍光体に励起され白色となって発光する。
【特許文献１】特開２００２−２９９６９４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、図１で示される従来の発光装置の場合、スクリーン印刷法では複数の半導体発光素子３２に同じ厚みの蛍光体層３８を形成することは困難である。例えば、図１（ｂ）において二点鎖線３９で示すように、蛍光体層３８の厚みにばらつきが生じる。このばらつきにより蛍光体層３８が厚くなった部分は、蛍光体層３８が薄くなった部分より、蛍光体による波長変換度が高くなるため、黄緑色の発光が強くなり、その結果黄色みを帯びた発光となる。
【０００６】
従って、発光装置として色度がばらついたものとなってしまう。
たとえ蛍光体層３８を均一に形成できたとしても、そもそも半導体発光素子３２自体に色度特性の差があるため、発光波長のばらつきによる色度特性の差が生じてしまう。
従来の発光装置では、基板３１に半導体発光素子３２を搭載してから蛍光体層３８を形成しているので、製品が完成してからでないと色度の測定ができない。例えば、色度の測定をした結果、大きく色度特性が所望とする値から外れた半導体発光素子３２があった場合、その半導体発光素子３２を取り外すと、バンプ電極３７が基板３１に接合したままの状態で残ってしまう。このような状態となった基板３１には再度、新たな半導体発光素子３２を実装することができないため、製品には使用できない事態となる。
【０００７】
そこで本発明は、蛍光体によって波長変換する蛍光体層に被覆された半導体発光素子を複数用いても、色度ばらつきを抑止することが可能な発光装置およびその製造方法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】
【０００８】
本発明に係る発光装置は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置であって、前記半導体発光素子は、前記基板に、１又は複数のサブマウント素子を介して搭載されている構成を有する。
本発明に係る発光装置の特定の局面では、前記半導体発光素子は、前記サブマウント素子に搭載された半導体アセンブリとして前記基板に実装されている構成を有する。
【０００９】
本発明に係る発光装置のさらに特定の局面では、前記蛍光体層は、前記蛍光体層の上面と側面とを接続する少なくとも１つの傾斜面が形成され、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい構成を有する。
本発明に係る発光装置のさらに他の特定の局面では、前記蛍光体層は、前記蛍光体層の側面の少なくとも１つが傾斜面となっており、前記傾斜面と前記半導体発光素子との最短距離が、前記蛍光体層の厚みとほぼ等しい構成を有する。
【００１０】
本発明に係る発光装置のさらに特定の局面では、前記半導体アセンブリは、半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるようにそれぞれ実装されている構成を有する。
本発明に係る発光装置の製造方法は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置の製造方法であって、前記半導体発光素子をサブマウント素子上へ搭載する工程と、前記半導体発光素子を覆うように蛍光体層を形成して半導体アセンブリとする工程と、前記半導体アセンブリの色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体アセンブリを選択する工程と、選択された複数の前記半導体アセンブリを基板に実装する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る発光装置の製造方法の特定の局面では、前記選択された複数の半導体アセンブリを基板に実装する際に、それぞれの半導体アセンブリを、前記半導体発光素子と、前記半導体発光素子が搭載された前記サブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置する他の半導体アセンブリとは異なるように実装することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る発光装置は、半導体発光素子をサブマウント素子に搭載した半導体アセンブリとして基板に実装することによって、半導体アセンブリの色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。よって、複数の半導体発光素子を用いても、半導体アセンブリを基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体アセンブリを準備することが可能で、色度のばらつきを抑止した発光装置とすることができる。
【００１３】
さらに、上記半導体発光素子の発光面を被覆する蛍光体層に当該蛍光体層の上面と側面とを接続する傾斜面を形成した場合や、上記半導体発光素子の発光面を被覆する蛍光体層の側面を傾斜面とした場合は、半導体発光素子の光が蛍光体層を通過する距離をほぼ均一化することができるため、色度特性の差が少ない半導体アセンブリとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本願の第１の発明は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置において、半導体発光素子は、サブマウント素子に搭載された半導体アセンブリとして基板に実装されていることを特徴としたものであり、半導体アセンブリの色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。従って、複数の半導体発光素子を用いた発光装置であっても、半導体アセンブリを基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体アセンブリを準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した発光装置とすることができる。
【００１５】
本願の第２の発明は、蛍光体層は、蛍光体層の上面と側面とを接続する少なくとも１つの傾斜面が形成され、或いは、蛍光体層の側面の少なくとも１つが傾斜面とされており、傾斜面と半導体発光素子との最短距離が、蛍光体層の厚みとほぼ等しいことを特徴としたものであり、半導体発光素子から出射された光が蛍光体層を通過する最も長い距離となる蛍光体層の上面の稜線部分を傾斜面としているので、半導体発光素子から出射された光を、ほぼ同じ距離とした蛍光体層を通過させることができる。従って、蛍光体による波長変換度を、傾斜面が形成された側面および上面においては、ほぼ同じとすることができるので、方位性の優れた色度特性をもつ半導体アセンブリとすることができる。
【００１６】
また、傾斜面とすることで、研削などで容易に蛍光体層を形成することができるので、量産性の高い形状の蛍光体層とした半導体アセンブリとすることができる。
本願の第３の発明は、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置において、半導体発光素子をサブマウント素子上へ搭載する工程と、半導体発光素子を覆うように蛍光体層を形成して半導体アセンブリとする工程と、半導体アセンブリの色度特性を測定して、所定の色度特性を有する前記半導体アセンブリを選択する工程と、選択された複数の前記半導体アセンブリを基板に実装する工程とを含むことを特徴としたものであり、半導体発光素子は、サブマウント素子に搭載した半導体アセンブリとして基板に実装されているので、半導体アセンブリの色度特性を、基板に実装する前に測定することができる。従って、複数の半導体発光素子を用いた発光装置であっても、半導体アセンブリを基板に実装する前に、色度特性を揃えた半導体発光素子を搭載した半導体アセンブリを準備することが可能なので、色度のばらつきを抑止した発光装置を製造することが可能である。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光装置としての照明装置の構成を図２および図３に基づいて説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る発光装置の斜視図である。図３は、同発光装置の部分拡大断面図である。
図２および図３に示すように照明装置２０は、基板２１と、基板２１に実装された複数の半導体アセンブリ２２と、基板２１に半導体アセンブリ２２が配置された位置が開口した反射枠２３と、反射枠２３を覆い半導体アセンブリ２２の発光方向に凸形状としたレンズ部２４が形成された樹脂層２５とで構成される。
【００１８】
なお、実施の形態１に係る照明装置の説明においては、図３に示す矢印Ｘで示す半導体アセンブリ２２の発光方向、すなわち基板２１の半導体アセンブリ２２が実装される面と直交しかつ基板２１からレンズ部２４へ向かう方向を上方とし、矢印Ｘで示す方向と反対の方向を下方とし、矢印Ｘで示す方向と直交する方向を側方と称する。
基板２１は、アルミ２１aとアルミナコンポジット層２１bとから構成されている。アルミ２１aの厚さは１ミリである。アルミナコンポジット層２１bはアルミ２１aを覆うように構成されている。アルミナコンポジット層２１bはアルミナと樹脂とから構成されており、本実施例においては、アルミナコンポジット層２１bは２層構造となっている。アルミナコンポジット層２１bの１層目の上に配線パターン２６aが形成されており、配線パターン２６aの上にアルミナコンポジット層２１bの２層目が形成されている。このアルミナコンポジット層２１bの２層目の表面に配線パターン２６bが形成されている。配線パターン２６aと配線パターン２６bとはアルミナコンポジット層２１bの２層目に形成されているビア２６ｃによって電気的に接続されている。以下、単に配線パターン２６と称する場合は、配線パターン２６ａ，配線パターン２６ｂおよびビア２６ｃの全体を意味するものとする。アルミナコンポジット層２１ｂのそれぞれの厚さは０．１ミリメートルである。なお基板は単層または多層のセラミックで構成されていてもよい。基板２１は、半導体アセンブリ２２をＡｇペーストにより接続している。
【００１９】
半導体アセンブリ２２は、基板２１に形成された配線パターン２６とワイヤ２７で導通接続されている。ワイヤ２７は金から構成されている。
反射枠２３は、金属製であり、半導体アセンブリ２２からの出射される水平方向（側方）の光を反射面２３ａで反射させ、垂直方向（上方）へ出射させている。たとえば、反射枠２３はアルミニウムまたはセラミックなどで構成されている。
【００２０】
次に、照明装置２０に搭載されている半導体アセンブリ２２の構成について、図４に基づいて詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る照明装置に用いられる半導体アセンブリの構成を説明する図であり、（ａ）は一部破断側面図、（ｂ）は平面図である。
図示のように、本発明の実施の形態１に係る照明装置に用いられる半導体アセンブリ２２は、サブマウント素子１とその上に搭載した半導体発光素子２及びこの半導体発光素子２の全体を封止した蛍光体を含む蛍光体層３とから構成されている。半導体アセンブリ２２が基板２１に実装されることによって、半導体発光素子２は、基板２１上にサブマウント素子１を介して搭載される。
【００２１】
サブマウント素子１はｎ型のシリコン基板１ａを用いたもので、このシリコン基板１ａは図４（ａ）に示すように半導体発光素子２の搭載面側（上面側）の一部に臨む部分だけをｐ型半導体領域１ｂとしている。そして、シリコン基板１ａの底面にはｎ電極１ｃを形成するとともに、半導体発光素子２の搭載面にはシリコン基板１ａのｎ型半導体層に接合したｎ側電極１ｄを備え、更にｐ型半導体領域１ｂに含まれた部分にｐ側電極１ｅを形成している。
【００２２】
半導体発光素子２は、ＧａＮ系化合物半導体を利用した高輝度の青色発光のＬＥＤである。この半導体発光素子２は、サファイアを素材とした基板２ａの表面に、たとえばＧａＮのｎ型層，ＩｎＧａＮの活性層及びＧａＮのｐ型層を積層したものである。そして、従来周知のように、ｐ型層の一部をエッチングしてｎ型層を露出させ、この露出したｎ型層の表面にｎ側電極２ｃを形成し、ｐ型層の表面にはｐ側電極２ｄを形成し、これらのｎ側及びｐ側の電極２ｃ，２ｄをそれぞれバンプ電極２ｅ，２ｆによってｐ側電極１ｅ及びｎ側電極１ｄに接合している。
【００２３】
なお、このようなサブマウント素子１と半導体発光素子２との複合化素子では、サブマウント素子１のｎ電極１ｃを例えばプリント基板の配線パターン上に導通搭載するとともに、蛍光体層３から離れた領域のｐ電極１ｅと配線パターンとの間にワイヤをボンディングするアセンブリであればよい。また、単に半導体発光素子２への通電と搭載の機能だけでなく、例えばツェナーダイオードを利用した静電気保護用の素子をサブマウント素子とすることもできる。さらに、サブマウント素子に、複数の半導体発光素子２を搭載することもできる。
【００２４】
蛍光体層３は、従来からＬＥＤランプの分野で使用されているエポキシ樹脂を素材とし、蛍光体を混入したものである。エポキシ樹脂に混入する蛍光体は、白色発光に変換する場合では、発光素子３の発光色である青色と補色の関係を持つものであればよく、蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体などが利用でき、例えば（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等が好適である。
【００２５】
ここで、半導体発光素子２は図４（ｂ）に示すように正方形の平面形状としたもので、図４（ａ）中の破線で示すｐ型層とｎ型層との間の活性層２ｂから発光される。そして、この活性層２ｂからの発光は透明のサファイアを用いた基板２ａを透過するので、図４（ａ）において基板２ａの上面が主光取り出し面となる。
また、活性層２ｂからの光は基板２ａを透過する方向だけではなく、側方やサブマウント素子１の表面（下方）にも向かい、側方へ向かうものはそのまま蛍光体層３から放出され、表面へ向かった発光成分は金属光沢を持つｎ側及びｐ側の電極１ｄ，１ｅによって反射される。したがって、半導体発光素子２からの光は、主光取り出し面からの発光強度が最大となるものの、半導体発光素子２自体はその平面形状の四角形の１辺の長さが３５０μｍ程度と微小なので、半導体発光素子２の全体から一様に発光されるといってよい。
【００２６】
このような半導体発光素子２からの発光の形態において、従来では、蛍光体を混入した封止樹脂の厚さや充填量が一様でないことから白色発光の中に黄色発光が混じってしまうというものであった。すなわち、光が蛍光体を通過する距離に応じて蛍光体による波長変換作用の強さが変化するため、封止樹脂が厚い角の部分を抜ける光は黄緑色の発光が強くなり、その結果黄色みを帯びた発光となる。
【００２７】
これに対し、本発明では、図４（ａ）および（ｂ）から明らかなように、蛍光体層３の上面の一辺に、蛍光体層３の上面と側面とを接続する傾斜面４を形成することで、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３の上面までの距離Ｌ１（蛍光体層３の厚み）と、発光面から傾斜面４までの距離Ｌ２（傾斜面４と半導体発光素子との最短距離）と、発光面から側面までの距離Ｌ３とをほぼ同じとすることができる。つまり、活性層２ｂからの発光が蛍光体層３から抜ける間に、蛍光体による一様な波長変換が得られるようにする。
半導体発光素子２から出射された光のうち蛍光体層３を通過する距離が最も長いのは、傾斜面が蛍光体層に形成されていないと仮定した場合における蛍光体層の上面の各辺を通過する方向（以下、仮想上面の各辺を通過する方向)に向けて出射される光である。従って、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、蛍光体層３の上面に側面と接続する傾斜面４を形成することで、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３を通過する距離と、蛍光体層の上面や側面へ向けて出射される光が蛍光体層３を通過する距離とをほぼ同じにすることができる。
【００２８】
このように、半導体発光素子２を封止する蛍光体層３の上面と側面を接続する傾斜面４を形成することで、半導体発光素子２から出射された光の蛍光体による波長変換度が傾斜面４を形成した側においては、光が蛍光体層を通過する距離がほぼ均一化される。従って、傾斜面４が形成された側方においては、蛍光体層３から放出される光を白色光として得ることができる。
【００２９】
図４（ｂ）においては、蛍光体層３の上面の一辺に傾斜面４を形成しているが、四辺全てに形成するのが、半導体発光素子２から出射された光が蛍光体層３を通過する距離を四方向全てにほぼ同じとすることができるので望ましい。以下に、四辺全てに傾斜面４を形成した蛍光体層３の変形例１および２について説明する。
図５は、変形例１に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。変形例１に係る蛍光体層３ａには、上面の四辺全てに、蛍光体層３ａの上面と側面とを接続する傾斜面４ａが形成されている。そして、傾斜面４ａと半導体発光素子２との最短距離は、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３ａの上面までの距離（蛍光体層３ａの厚み）とほぼ等しい。
したがって、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ａを通過する距離Ｌ４と、蛍光体層３ａの上面や側面へ向かう光が蛍光体層３ａを通過する距離とをほぼ同じにすることができる。
【００３０】
図６は、変形例２に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。変形例２に係る蛍光体層３ｂには、上面の四辺全てに、蛍光体層３ｂの上面と側面とを接続する傾斜面４ｂが形成されている。さらに、隣接する傾斜面４ｂ同士の境界全てに、隣接する傾斜面４ｂ同士を接続する傾斜面５ｂが形成されている。そして、傾斜面４ｂおよび傾斜面５ｂと半導体発光素子２との最短距離は、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３ｂの上面までの距離（蛍光体層３ｂの厚み）とほぼ等しい。
したがって、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｂを通過する距離と、蛍光体層３ｂの上面や側面へ向かう光が蛍光体層３ｂを通過する距離とをほぼ同じにすることができる。この場合、特に、傾斜面５ｂが形成されているため、仮想上面の各辺を通過する方向の中でも蛍光体層３ｂを通過する距離が最も長くなる方向、すなわち仮想上面の各角を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｂを通過する距離Ｌ５をも、蛍光体層３ｂの上面や側面へ向かう光が蛍光体層３ｂを通過する距離とほぼ同じにすることができる。
【００３１】
実施の形態１に係る蛍光体層３は、さらに、側面の少なくとも１つが傾斜面となっていても良い。以下に、側面が傾斜面となっている蛍光体層３の変形例３および４について説明する。
図７は、変形例３に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。変形例３に係る蛍光体層３ｃは、側面全てが傾斜面４ｃとなっている。そして、傾斜面４ｃと半導体発光素子２との最短距離は、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３ｃの上面までの距離（蛍光体層３ｃの厚み）とほぼ等しい。
したがって、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｃを通過する距離Ｌ６と、蛍光体層３ｃの上面へ向かう光が蛍光体層３ａを通過する距離とをほぼ同じにすることができる。
【００３２】
図８は、変形例４に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。変形例２に係る蛍光体層３ｄは、側面全てが傾斜面４ｄとなっている。さらに、隣接する傾斜面４ｄ同士の境界全てに、隣接する傾斜面４ｄ同士を接続する傾斜面５ｄが形成されている。そして、傾斜面４ｄおよび傾斜面５ｄと半導体発光素子２との最短距離は、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３ｄの上面までの距離（蛍光体層３ｄの厚み）とほぼ等しい。
したがって、半導体発光素子２から仮想上面の各辺を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｄを通過する距離Ｌ７と、蛍光体層３ｄの上面へ向かう光が蛍光体層３ｄを通過する距離とをほぼ同じにすることができる。この場合、特に、傾斜面５ｄが形成されているため、仮想上面の各辺を通過する方向の中でも蛍光体層３ｄを通過する距離が最も長くなる方向、すなわち仮想上面の各角を通過する方向に向けて出射された光が蛍光体層３ｄを通過する距離Ｌ７をも、蛍光体層３ｄの上面へ向かう光が蛍光体層３ｄを通過する距離とほぼ同じにすることができる。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態１に係る発光装置としての照明装置の製造方法について、図に基づいて説明する。図９〜図１１は図４に示した半導体アセンブリの製造方法を示す概略図である。図１２は個々の半導体アセンブリに分割する前に、蛍光体層に傾斜面を形成する工程を示す概略図である。図１３は、分割した半導体アセンブリを基板に搭載して発光装置を製造する工程を示す概略図である。
【００３４】
まず、それぞれの製造方法において、複数のサブマウント素子１を形成したシリコンウエハーに半導体発光素子２を搭載し、蛍光体層３を形成する工程までを説明する。そして、ダイシングにより個々の半導体アセンブリに分割する工程および分割した半導体アセンブリを基板に搭載して照明装置を製造する工程を説明することとする。
図９はフォトリソグラフィー法を利用したもので、シリコンウエハー１０に図４で示したｐ型半導体領域１ｂを形成するとともに、ｎ電極１ｃ，ｎ側電極１ｄ，ｐ側電極１ｅをパターン形成したシリコンウエハー１０をまず準備する。そして、ｎ側及びｐ側の電極２ｃ，２ｄにそれぞれバンプ電極２ｅ，２ｆを形成した半導体発光素子２をｎ側電極１ｄ，ｐ側電極１ｅのパターンに合わせて実装し、図９（ａ）に示すように蛍光体ペースト１１をシリコンウエハー１０の表面に一様の厚さで塗布する。この蛍光体ペースト１１はたとえばアクリル系樹脂等の紫外線硬化性の樹脂に先に例示した（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等の蛍光体を混入したものである。なお、図９において、ｐ型半導体領域１ｂおよび各電極１ｃ，１ｄ，１ｅ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの図示は省略する。
【００３５】
蛍光体ペースト１１の塗布の後、図９（ｂ）のようにパターン形成用のマスク１２を被せて上から紫外線を照射し、半導体発光素子２を被覆する部分の蛍光体ペースト１１を硬化させる。この後、現像工程に移して蛍光体ペースト１１の不要な部分を除去することによって蛍光体層３が形成される。（図９（ｃ））
図１０はスクリーン印刷法を利用したもので、シリコンウエハー１０への半導体発光素子２の実装までの工程は図９の例と同様である。この半導体発光素子２の実装の後、予め製作しておいたメタルマスク１３をシリコンウエハー１０の上に載せ（図１０（ａ）〜図１０（ｂ））、蛍光体ペースト１４をスクリーン印刷法によって塗布する。この蛍光体ペースト１４は紫外線硬化性のものではなく、エポキシ樹脂等の樹脂に蛍光体とチキソトロピック材を混入したものである。蛍光体ペースト１４を塗布した後には、メタルマスク１３を取り外し、熱硬化することによってシリコンウエハー１０の表面に発光素子３を封止した蛍光体層３が形成される（図１０（ｃ））。
【００３６】
図１１は転写法を利用したもので、転写板１５の表面に蛍光体ペースト１６を予め塗布したものを準備し、半導体発光素子２を実装したシリコンウエハー１０を上下反転した姿勢に保持する（図１１（ａ））。次いで、半導体発光素子２が蛍光体ペースト１６の中に浸漬されるようにシリコンウエハー１０を転写板１５の上に被せ（図１１（ｂ））、その後シリコンウエハー１０を引き上げると図１１（ｃ）のように半導体発光素子２が蛍光体ペースト１６によって封止したものが得られる。蛍光体ペースト１６は先の例と同様に樹脂に蛍光体を含ませたものであるが、転写法による製造の場合では、蛍光体ペースト１６に用いる樹脂はアクリル系樹脂やエポキシ樹脂に限られず、その他のものであってもよい。
【００３７】
このようにして、フォトリソグラフィー法、スクリーン印刷法または転写法などを用いて、個々に分割する前の段階の半導体アセンブリを得ることができる。
次に、ダイシングにより個々の半導体アセンブリへ分割する工程を図１２に基づいて説明する。図１２は、ダイシングにより個々の半導体アセンブリへ分割する工程を説明する概略図である。
【００３８】
図１２（ａ）は、図９から図１１の製造方法で得られたダイシング前の半導体アセンブリの１個分の拡大図である。図１２（ａ）の点線で示す切断箇所Ｃは、隣接する半導体アセンブリとの境界である。
まず、図１２（ｂ）で示すように、隣接する半導体アセンブリとの切断箇所Ｃで示される位置をブレード２８でシリコンウエハー１０へ当接しないように、切り込みを入れる。ブレード２８の研削面は垂直方向に対して傾斜（シリコンウエハー１０上面と研削面とは６０°で交差している）しているため、ブレード２８を蛍光体層３へ切り込みを入れるだけで、容易に蛍光体層３の側面へ傾斜面４を形成することができる。
【００３９】
次に、図１２（ｃ）に示すように、ダイサー２９で切断箇所Ｃの位置のシリコンウエハー１０を切断する。このようにして、個々の半導体アセンブリ２２を作製する。
図４においては、１箇所のみ傾斜面４を形成したが、ブレード２８の向きまたはシリコンウェハー１０の向きを変えながら、ブレード２８で切り込みを入れ、研削することで、容易に他の箇所にも傾斜面を形成することができる。例えば、図５に示す蛍光体層３ａや図７に示す蛍光体層３ｃのように、４箇所に傾斜面４ａ，４ｃを形成したり、さらに、図６に示す蛍光体層３ｂや図８に示す蛍光体層３ｄのように、傾斜面４ｂ，４ｄの境界４箇所にさらに傾斜面５ｂ，５ｄを形成することができる。
【００４０】
また、本実施の形態１では、四角柱状に形成された蛍光体層３としたが、他の多角形柱状の蛍光体層であっても、同様にブレードを上面から切り込みを入れるだけで、上面と側面を接続する傾斜面を形成することができる。
また、ブレード２８の切り込みを深くしたり、図１０に示すメタルマスク１３の開口部１３ａの側壁を傾斜させることによって、蛍光体層３の側面を傾斜面とすることができる。
【００４１】
なお、以上の説明では、青色発光の発光素子を白色発光に変える例としたが、紫外線や赤及び緑の発光素子のそれぞれの発光を蛍光体の特性によって様々な発光色に変える構成とすることもできる。
次に、分割した半導体アセンブリを基板に実装して照明装置を製造する工程を図１３に基づいて説明する。
【００４２】
まず、図１２に示される工程を行った半導体アセンブリ２２の色度特性であるＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）を色度測定機で測定する。
半導体アセンブリ２２の色度を測定した結果が、例えば白色の照明装置とする場合であれば、ｘ＝０．３４〜０．３７、ｙ＝０．３４〜０．３７のものを選択する。また、電球色の照明装置とする場合では、ｘ＝（０．４０〜０．４７）、ｙ＝（０．３９〜０．４１）とする。このように半導体アセンブリ２２の色度を所定の値のものを選択することで、容易に所望とする色の照明装置とすることが可能である。
【００４３】
次に、色度特性を所定の数値範囲とした半導体アセンブリ２２を、配線パターン２６が形成された基板２１に実装する。実装された半導体アセンブリ２２と配線パターン２６とをワイヤ２７にて導通接続する（図１３（ａ））。
そして、反射枠２３を半導体アセンブリ２２を搭載した基板２１に、半導体アセンブリ２２の位置と反射枠２３の開口部分の位置が合致するように取り付ける。この取り付けは、図示していないが反射枠２３に形成された貫通孔にネジを挿通させ基板２１へ螺合させて行われる（図１３（ｂ））。
【００４４】
最後に、レンズ部２４の形状になるように凹部が形成された金型で基板２１を型締めする。金型へ透光性樹脂を注入して、レンズ部２４が形成された樹脂層２５が形成される（図１３（ｃ））。なお樹脂層とはエポキシである。
以上のようにして、本発明の実施の形態１に係る照明装置を製造することができる。
図１に示す従来の照明装置では、蛍光体層を被覆した個々の半導体発光素子の色度特性は、ｘ＝０．３０〜０．４２，ｙ＝０．３０〜０．４２のばらつきがある。しかし、本発明の実施の形態１に係る照明装置では、前述したように、基板に実装する前に色度特性を測定して所定の値の色度特性を有する半導体アセンブリを選択することができるので、白色の照明装置とする場合であれば、ｘ＝０．３４〜０．３７、ｙ＝０．３４〜０．３７のものを揃えることができる。また、電球色の照明装置とする場合では、半導体アセンブリの色度特性をｘ＝（０．４０〜０．４７）、ｙ＝（０．３９〜０．４１）のものを揃える。これにより、照明装置に搭載された半導体アセンブリの色度特性の差を抑止することができるだけなく、所望とする色調を有する照明装置とすることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る発光装置としての照明装置の構成を図１４に基づいて説明する。図１４は本発明の実施の形態２に係る発光装置の平面図である。
本発明の実施の形態２に係る照明装置は、図２で示される照明装置の半導体アセンブリ２２の配置を、半導体発光素子と、半導体発光素子が搭載されたサブマウント素子のワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリとは異なるようにしたことを特徴としている。
【００４６】
なお、図１４において、図２と同じ構成のものは同符号付して説明は省略する。
図１４に示すように照明装置４０は、基板２１と、基板２１に実装された複数の半導体アセンブリ２２と、基板２１に半導体アセンブリ２２が配置された位置が開口した反射枠２３と、反射枠２３を覆い半導体アセンブリ２２の発光方向に凸形状としたレンズ部２４が形成された樹脂層２５とで構成される。
【００４７】
図４に示されるように、半導体アセンブリ２２は、サブマウント素子１に形成されたｐ側電極１ｅとｎ側電極１ｄとに、半導体発光素子２がフリップチップ実装して形成されている。この半導体アセンブリ２２は、サブマウント素子１のｎ電極１ｃをカソードとし、ｐ側電極１ｅをアノードとして、図３示されるように、カソードは半導体アセンブリ２２を配線パターン２６に搭載することで導通し、アノードはワイヤ２７により配線パターン２６に導通している。
【００４８】
つまり、サブマウント素子１に半導体発光素子２を搭載する領域と、ｐ側電極１ｅ上のワイヤを接続するための領域（ワイヤ接続領域）とを確保するために、ｐ側電極１ｅが広く形成されているため、サブマウント素子１上の中央より偏った位置に半導体発光素子２が搭載されている。
ところで、実施の形態１で説明したように、蛍光体ペーストをフォトリソグラフィー法や、スクリーン印刷法や、転写法などで、蛍光体層３の元となる半導体発光素子２を被覆する層が形成される。そして、図１２に示すように、隣接する半導体アセンブリとの切断箇所Ｃで示される位置をブレード２８でシリコンウエハー１０へ当接しないように、切り込みを入れた後に、ダイサー２９で蛍光体層３の端部ともどもシリコンウェハー１０を切断して、サブマウント素子１を形成して個々の半導体アセンブリとする。
【００４９】
このダイサー２９で蛍光体層３とシリコンウェハー１０を切断する際に、半導体発光素子２との距離を確保するために、半導体発光素子２の発光面から蛍光体層３の表面までの厚みが、ダイサーで切断する面側の方が、その面の反対側となるワイヤ接続領域に向いた面までより厚くなることがある。
つまり、蛍光体層３の厚みが厚いということは、蛍光体による波長変換度が高いということである。例えば、青色で発光する半導体アセンブリに、補色となる関係を持つ蛍光体を含有させた蛍光体層３である場合には、その厚みの厚い面は、白色に発光するはずが黄色みを帯びた発光になってしまう。これは、蛍光体層３の厚みが厚い部分と、薄い部分とで色度特性の差が発生することを意味している。
【００５０】
このような、半導体発光素子２から蛍光体層３の表面までのそれぞれの厚みが異なる半導体アセンブリを、図１３に示すように、半導体発光素子２とワイヤ接続領域との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと同じ位置関係となるように実装すると、それぞれの半導体アセンブリからの発光の色度特性の差がすじとなって、縞模様に見える。
【００５１】
そこで、図１４で示されるように、本実施の形態２に係る照明装置４０の半導体アセンブリは、半導体アセンブリが半導体発光素子２と、半導体発光素子２が搭載されたサブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆ（１ｅが占める領域）との位置関係が、縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと異なるように実装されている。
このように、半導体アセンブリを縦列または横列に隣接して配置された他の半導体アセンブリと、半導体発光素子２と、サブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆとの位置関係が９０°交互に変わるように配置することで、縞模様のようになる色度ばらつきを抑止することができる。
【００５２】
本実施の形態では、サブマウント素子１のワイヤ接続領域１ｆとの位置関係が９０°交互に変わるように配置したが、この配置に特定されたものではなく、４５°としても１８０°としてもよく、縦列または横列に隣接する半導体アセンブリと異なるように配置することで縞模様のようになる色度ばらつきを抑止することができる。
なお、色度ばらつきをより抑止するために、実施の形態２に係る蛍光体層３の形状を、図５〜８に示す蛍光体層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのような形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、色度のばらつきを抑止することができるので、発光面の少なくとも一部が蛍光体層で被覆された半導体発光素子を複数と、基板とを備えた発光装置およびその製造方法に好適である。また、本発明に係る発光装置は、室内用照明装置、屋外用照明装置、卓上用照明、携帯用照明、カメラ用ストロボ照明、表示用光源、液晶画面のバックライトおよび画像読取用照明等に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来の発光装置であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分拡大断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る発光装置の斜視図
【図３】同発光装置の部分拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態１に係る発光装置に用いられる半導体アセンブリの構成を説明する図であり、（ａ）は一部破断側面図、（ｂ）は平面図
【図５】変形例１に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図６】変形例２に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図７】変形例３に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図８】変形例４に係る蛍光体層であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図９】図４に示した半導体アセンブリの製造方法を示す概略図
【図１０】図４に示した半導体アセンブリの製造方法を示す概略図
【図１１】図４に示した半導体アセンブリの製造方法を示す概略図
【図１２】個々の半導体アセンブリに分割する前に、蛍光体層に傾斜面を形成する工程を示す概略図
【図１３】分割した半導体アセンブリを基板に搭載して発光装置を製造する工程を示す概略図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る発光装置の平面図
【符号の説明】
【００５５】
１  サブマウント素子
１ａ  シリコン基板
１ｂ  ｐ型半導体領域
１ｃ  ｎ電極
１ｄ  ｎ側電極
１ｅ  ｐ側電極
１ｆ  ワイヤ接続領域
２  半導体発光素子
２ａ  基板
２ｂ  活性層
２ｃ  ｎ側電極
２ｄ  ｐ側電極
２ｅ，２ｆ  バンプ電極
３  蛍光体層
４  傾斜面
１０  シリコンウエハー
１１  蛍光体ペースト
１２  マスク
１３  メタルマスク
１４  蛍光体ペースト
１５  転写板
１６  蛍光体ペースト
２０  照明装置（発光装置）
２１  基板
２１ａ  アルミ
２１ｂ  アルミナコンポジット層
２１ｃ  ビア
２２  半導体アセンブリ
２３  反射枠
２４  レンズ部
２５  樹脂層
２６  配線パターン
２６ａ  配線パターン
２６ｂ  配線パターン
２６ｃ  ビア
２７  ワイヤ
２８  ブレード
２９  ダイサー
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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