JP2010526425A - 半導体発光装置、並びに、これを用いた光源装置及び照明システム - Google Patents

半導体発光装置、並びに、これを用いた光源装置及び照明システム Download PDF

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Abstract

本発明の半導体発光装置は、絶縁性を有する放熱基板１の片面に、少なくとも１つの配線導体Ａ２ａと、配線導体Ｂ２ｂと、固体発光素子３とを備えている。配線導体Ａ２ａの上に固体発光素子３が実装され、配線導体Ｂ２ｂの上には固体発光素子３が実装されていない。固体発光素子３の、主光取り出し面の対向面となる下面全体は、配線導体Ａ２ａに密着するように実装されている。固体発光素子３の実装面を上方から見たときに、配線導体Ａ２ａは、固体発光素子３の下面全体を実装する素子実装領域と、前記素子実装領域の周辺に隣接して、前記素子実装領域の周辺に対して方向が偏ることなく設けられた複数の流出接着剤捕獲領域とを有する。配線導体Ｂ２ｂは、前記流出接着剤捕獲領域以外の、前記素子実装領域の周辺の隣接部に、配線導体Ａ２ａと電気的に分離して配置されている。これにより、オーソドックスな実用技術を用いて製造することができ、高出力かつ高密度実装が可能であると共に、点灯不具合時の配慮設計も可能な半導体発光装置を提供することができる。

Description

本発明は、実績の高い実用技術を用いて製造することができる、高出力かつ高密度実装が可能な、全固体の半導体発光装置、並びに、これを用いた光源装置及び照明システムに関する。
従来、放熱基板上に、パターニングされた配線導体と、固体発光素子と、波長変換体とを備え、前記波長変換体が、前記固体発光素子が放つ一次光による励起によって、前記一次光よりも長波長の光を放つ、半導体発光装置が知られている。
このような半導体発光装置の一例として、白色ＬＥＤの名称で知られる光源があり、このような半導体発光装置を用いた各種の光源装置や照明システムなどが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
前記白色ＬＥＤにおいては、例えば、前記放熱基板として、各種セラミックス基板（Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮなど）や金属基板（Ｃｕ、Ａｌなど）が用いられ、前記固体発光素子として、ＩｎＧａＮ系の化合物半導体を発光層とする発光ダイオード（以下、「ＬＥＤチップ」、又は、単に「チップ」と記述する）が多用されている。
また、前記波長変換体としては、透光性樹脂中に粉末状の無機蛍光体（蛍光体粒子群）を分散させた構造の樹脂蛍光膜（例えば、前記特許文献１、２参照）や、透光性蛍光セラミックス（例えば、特許文献３、４参照）、蛍光ガラス（例えば、特許文献５〜７参照）、光機能性付き複合セラミックス（以下「ＭＧＣ光変換部材」と記述する。例えば、特許文献８参照）などの利用が提案されている。
前記ＬＥＤチップの構造は、チップメーカー各社の製品によってまちまちであるが、対をなす給電電極の取り出し構造、及び、チップを放熱基板へ実装したときの活性層の位置によって、図１７、図１９、図２１、図２２に、各々、一例を示す４つに大別される。
図１７に示すＬＥＤチップは、チップ実装面を下面としたときに、チップの上面近くにＬＥＤ光を生み出す半導体発光層（活性層）を有し、当該上面に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する構造を備え、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する側が光出射面となる。
図１９に示すＬＥＤチップは、チップ実装面を下面としたときに、チップの上面近くに前記活性層を有し、チップの上下面に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する構造を備え、上部の給電電極Ａ１４ａを有する側が光出射面となる。
図２１に示すＬＥＤチップは、チップ実装面を下面としたときに、チップの下面近くに前記活性層を有し、チップの上下面に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する構造を備え、上部の給電電極Ａ１４ａを有する側が光出射面となる。
図２２に示すＬＥＤチップは、チップ実装面を下面としたときに、チップの下面近くに前記活性層を有し、当該下面に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する構造を備え、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する側の対向面が光出射面となる。
以後、必要に応じて、図１７、図１９、図２１、図２２に代表例を示すチップ実装構造を、各々、「フェースアップ上面二電極構造」、「フェースアップ上下電極構造」、「フリップチップ上下電極構造」、「フリップチップ下面二電極構造」と記述する。
また、説明の便宜上、前記フェースアップ上下電極構造と前記フリップチップ上下電極構造のＬＥＤチップをまとめて、「上下電極構造のＬＥＤチップ」と記述する。
尚、これらＬＥＤチップは、チップ構造に関わらず、高結晶品質化を伴う高効率化だけでなく、１つのチップが放つ光（一次光）の高光量化（高出力化）のために、年々大型化が図られている。
また、前記高出力化のために、１つのチップの、主光取り出し面の大面積化と、１つのチップへの、投入電力の増大及び高密度化とが図られる状況となっている。
ＬＥＤチップと同様に、半導体発光装置についても、年々、高性能化が図られている。
特に、低コスト化を伴う高光量化を求める市場要望が強く、光出力を高めるために、年々、ＬＥＤチップ１つ当たりの主光取り出し面の大面積化や複数チップ実装などによる光放射総面積の大面積化が図られ、投入電力及び投入電力密度は高められ、大電流化が図られる傾向にある。
一方で、小型・コンパクトな照明光源や高出力の点光源を求める要望も強く、年々、小型化、あるいは、高密度のチップ実装を伴う高出力化が進められ、チップ１つ当たりに投入される投入電力密度は高められる傾向にある。
また、小型・コンパクト化に伴い、必然的に、固体発光素子の高精度実装技術も求められている。
従来の前記フェースアップ上面二電極構造のＬＥＤチップを用いる場合には、一般に、放熱基板上に、銀ペーストなどを用いてＬＥＤチップが固定され、多くの場合、チップ下面の放熱基板上及び／又はチップ周辺部に、対をなす配線導体Ａ及び配線導体Ｂが別途設けられ、チップ上面の対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂと、前記対をなす配線導体Ａ及び配線導体Ｂとが、少なくとも２つの配線導体Ｃを用いて電気的に接続される（例えば、前記特許文献１、特許文献９〜１３参照）。
一方、従来の前記フェースアップ上下電極構造のＬＥＤチップを用いる場合には、一般に、放熱基板上及び／又はチップ周辺部に設けられた、対をなす配線導体Ａ及び配線導体Ｂの一方の、放熱基板上に設けられた配線導体Ａの上に、銀ペーストなどの導電性接着剤を用いたり、半田を用いたりして、ＬＥＤチップ（又は、サブマウント上に固定されたＬＥＤチップ）が固定され、配線導体Ａとチップ下面の給電電極（下部電極、給電電極Ｂ１４ｂ）とが電気的に接続され、配線導体Ｂとチップ上面の給電電極（上部電極、給電電極Ａ１４ａ）とが、少なくとも１つの配線導体Ｃを用いて電気的に接続される（例えば、前記特許文献２、特許文献１４〜１７参照）。
また、従来のフリップチップ上下電極構造のＬＥＤチップを用いる場合には、一般に、放熱基板（又は、サブマウント）上に設けられた配線導体Ａの上に、半田や半田合金（Ｓｎ、Ａｕ／Ｓｎ、Ａｇ／Ｓｎなど）を用いる手段や、金属パッド（Ａｕなど）を設けた上で、超音波接着や熱圧着を利用する手段によって、ＬＥＤチップ（又は、サブマウント上に固定されたＬＥＤチップ）が固定され、配線導体Ａとチップ下面の給電電極（下部電極、給電電極Ｂ１４ｂ）とが電気的に接続され、配線導体Ｂとチップ上面の給電電極（上部電極、給電電極Ａ１４ａ）とが、少なくとも１つの配線導体Ｃを用いて電気的に接続される（例えば、特許文献１８〜２１参照）。
また、従来のフリップチップ下面二電極構造のＬＥＤチップを用いる場合には、一般に、放熱基板（又は、サブマウント）上に設けられた、対をなす配線導体Ａ及び配線導体Ｂの上に、チップ下面の対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂが、各々、対をなす配線導体Ａ及び配線導体Ｂに接続されるように、バンブを用いてチップが固定される（例えば、特許文献２２〜２４参照）。
尚、少なくとも、前記フリップチップ下面二電極構造のＬＥＤチップを用いる場合には、配線導体Ａだけに、チップの下面が固定されるのではなく、対をなす配線導体Ａ及び配線導体Ｂの両方に、チップの下面が固定されることになる。
このため、前記フリップチップ下面二電極構造のＬＥＤチップを用いる場合には、基本的に、チップの下面全体が放熱基板に密着するように固定されるものでもない。
以下、従来から知られている、前記フェースアップ上面二電極構造、及び、上下電極構造のＬＥＤチップの放熱基板上への固定について説明する。
例えば、放熱基板上に実装する構造の、前記フェースアップ上面二電極構造のＬＥＤチップの場合には、例えば、前記特許文献９〜１１及び１３に開示されるように、実装や配線等の都合上（チップ上面の給電電極（上部電極）から引き出す配線導体Ｃの、当該チップを固定しない配線導体Ｂへの接続、及び、放熱基板上のチップ配置の都合上）、一般に、ＬＥＤチップは、対をなす配線導体Ａ及び配線導体Ｂの一方の配線導体（前記配線導体Ａである）の端部に固定されるか、又は、前記特許文献１及び１２に開示されるように、放熱基板上の、配線導体（前記配線導体Ａ又は前記配線導体Ｂである）上を外れる部位に固定される。
この傾向は、放熱基板上に実装する構造の、前記上下電極構造のＬＥＤチップの場合でも同じ状況であり、例えば、前記特許文献２及び１６にも開示されている。
放熱基板上に、配線導体Ａ（固体発光素子が実装される配線導体）と、配線電極Ｂ（固体発光素子が実装されない配線導体）とを備える従来の半導体発光装置においては、配線導体Ａの端部に固体発光素子が実装されているか、又は、外郭にくびれを持たない形状の配線導体Ａの上に固体発光素子が実装されているものが多い。
また、概して、放熱基板の、固体発光素子の実装面に占める配線導体Ｘの面積割合は少ないものであった。
前記上下電極構造のＬＥＤチップに関わる実装構造については、以下の特許文献でも触れられているため、各々、簡単に説明する。
前記特許文献１４には、基板上に設けたコンタクト層の直上にＬＥＤチップを配置し、前記ＬＥＤチップの下面全体が前記コンタクト層に密着するように前記ＬＥＤチップを固定する実装技術が開示されている。
前記特許文献１５には、基体の直上にＬＥＤチップを配置し、前記ＬＥＤチップの下面全体が前記基体に密着するように前記ＬＥＤチップを固定する実装技術が開示されている。
前記特許文献１７には、複合材料基板上に設けたベタパターンの直上にＬＥＤチップを配置し、前記ＬＥＤチップの下面全体が前記ベタパターンに密着するように前記ＬＥＤチップを固定する実装技術が開示されている。
特許文献２５には、平板状の導電性基板の上に設けた絶縁層の上に、上面から見た場合に回転対称性と線対称性とを持つ直方形となる導電層を設け、前記導電層の中央部上にＬＥＤチップを配置し、前記ＬＥＤチップの下面全体が前記導電層に密着するように前記ＬＥＤチップを固定する実装技術が開示されている。
しかし、いずれも、本発明のような、ＬＥＤチップの温度上昇の抑制や、複数のチップの高密度実装をも目的とするものではない。
また、多くが、側断面図だけの開示であり、本願で説明する、配線導体Ａに相当する配線導体の中央部にＬＥＤチップを配置することや、配線導体Ａに相当する配線導体が、実質的に回転対称性を持ち、線対称性を持たない形状を有すること等は示唆されていない。
尚、前記特許文献１７に記載の先行技術において、少なくとも側断面図上、前記ベタパターンの幅はＬＥＤチップの下面の幅と同じであり、上面からＬＥＤ照明装置を見たときに、ＬＥＤチップ＜ベタパターン＜複合材料基板の順に上面の面積が小さく、少なくともＬＥＤチップの下面の外郭が、前記ベタパターンの上面の外郭の中にあると言えるものではなく、ＬＥＤチップの下面の外周部全体に亘って縁を有するようにベタパターンが形成されているものでもない。
特許文献２６には、サブマウント部材上に設けた導体パターンの中央部にＬＥＤチップを配置し、前記ＬＥＤチップの下面全体が前記導体パターンに密着するように前記ＬＥＤチップを固定する実装技術が開示されているが、複数のチップの高密度実装をも目的とするものではなく、前記導体パターンは、回転対称性を持たず線対称性を持つ直方形に近い形状である。
特許第２９２７２７９号公報 米国特許第６，８１２，５００号公報 特開２００４−１４６８３５号公報 特開２００６−５３６７号公報 特開２００１−２１４１６２号公報 特開２００７−３９３０３号公報 特開２００６−１１７５１１号公報 再公表特許ＷＯ／２００４／０６５３２４ 特許第３１３９６１８号公報 特許第３３９３０８９号公報 特許第３４００９５８号公報 特許第３６４０１５３号公報 特開２００１−２２３３８８号公報 米国特許第６，６７０，７４８号公報 特開２０００−２４４０２１号公報 特許第３８１３５９９号公報 特開２００７−５７０９号公報 特表２００６−５０２５６３号公報 特表２００７−５３５８２３号公報 特開２００６−３４４６８２号公報 特開２００７−２９４７２８号公報 特許第３２５７４５５号公報 特開２００６−３５２０８５号公報 米国特許公開２００６／０１２４９４７号公報 特開２００３−３４７５９９号公報 特許第３９４８４８３号公報
従来の半導体発光装置では、投入電力密度の増加や大電流化、また、高密度実装化に伴い、これまで顕在化していなかった数多くの潜在的な課題が顕在化するようになり、高出力と高信頼性を兼ね備え、製造コストが低く、実用性の高い小型・コンパクトな半導体発光装置の実現が困難であるという課題があった。
特に、速い生産スピードと高い信頼性とを伴う小型・高出力化を図ることが困難であった。
以下、実装技術の課題について、図面を参照しながら詳細に説明する。
一般に、小型点光源化を図ろうとすればするほど、放熱基板１上における、固体発光素子３の実装面が制限されるために（図４２参照）、高精度の実装技術が求められることになる。
これは、配線導体Ａ２ａ上における固体発光素子３の僅かな実装ずれが、電気的接続や装着面での不具合につながりやすくなるためである。
例えば、半田材料を接着剤として用いて、ＬＥＤチップを配線導体Ａ２ａ上に実装する場合には、配線導体Ａ２ａ上の実装中心部に、粘性を持たせた前記半田材料を載置し、その上に固体発光素子３を載置して半田材料を固化することにより、固体発光素子３を配線導体Ａ２ａ上に固着させる手法が一般に採用されている。
以下、図４３を参照しながら説明する。
この場合、粘性を持つ前記半田材料（接着剤２３）は、固体発光素子３とともに加圧されて、配線導体Ａ２ａの表面と固体発光素子３との隙間を少なくするようにして広がり、或る厚み分布を持って当該隙間の一部又は全部を埋める（図４３（ｂ）、（ｃ）の下段（側断面図）参照）。
そして、その後、前記半田材料（接着剤２３）が固まって、その上に、固体発光素子３が固定されることになる（図４３（ｄ）の下段参照）。
このような実装技術において、前記半田材料（接着剤２３）は、基本的に、固体発光素子３を実装しようとする中心位置と重なる位置（図４３の上段中の、一点鎖線の交点）を中心として付着させることになる。
しかし、従来の半導体発光装置においては、多くの場合、配線導体Ａ２ａは、一例を図４３の上段（上面図）に示すように、前記半田材料（接着剤２３）の載置位置（固体発光素子３の実装中心付近）を中心として、対称性を持たない形状を有し、かつ、少なくとも当該載置位置に、程近い場所と、遥か遠い場所とに端部を持つ形状を有していた。
このため、粘性を持つ半田材料は、固体発光素子３の実装過程で、配線導体Ａ２ａと固体発光素子３との隙間を少なくするように広がるものの、その物性上、一般に、前記載置位置に程近い場所に位置する配線導体Ａ２ａの前記端部（以下「近端部」と記述する）を超えて流れることはないため、行き場を失った半田材料は、前記載置位置から遥か遠い場所に位置する端部へ向かう方向へと流れることになる（図４３（ｃ）の上段参照）。
その結果、半田材料の重心Ｍが、当初の載置位置を基点として、前記近端部から遠ざかる方向へと移動する現象が生じることになる（図４３（ｃ）の上段参照）。
概して、半田材料の重心部付近は半田厚みが最大となるため、このような場合、固体発光素子３は、半田厚みの最大部が、実装中心から上記方向に幾分ずれた状態で実装されることになる（図４３（ｃ）の上段参照）。
そして、このような場合、固体発光素子３は、粘性を持つ半田材料が固化する実装後半の最中に実装中心からずれて、実装が完了することとなる（図４３（ｄ）の上段参照）。
従来の多くの半導体発光装置においては、配線導体Ａ２ａは、図４３の上段に示すように、固体発光素子３の実装中心に対して、対称性を持たない形状を有し、かつ、少なくとも当該載置位置に、程近い場所と、遥か遠い場所とに端部を持つ形状を有していたため、このようにして、実装中心から上記方向にずれた位置に実装されてしまい、電気的接続や装着面での不具合が懸念される実装状態のものになるという課題があった（図４３（ｄ）の上段参照）。
さらに、このような形状の配線導体Ａ２ａの場合には、固体発光素子３の下面の下部において、前記近端部の側では、半田材料が不足気味になり、前記近端部の反対側では、前記半田材料が過剰気味になって、固体発光素子３が実装されるため、固体発光素子３の下面の、前記近端部の側付近で、実装不良／実装不十分な状態を引き起こしやすく、固体発光素子３と配線導体Ａ２ａとの間に間隙が生じやすくなるという課題もあった（図４３（ｃ）、（ｄ）の下段参照）。
固体発光素子３の下面と配線導体Ａ２ａとの間に生じた間隙は、放熱効率の低下につながり、局部加熱を引き起こすので、このような実装状態の場合には、一次光の出力効率が低下して、出力光強度が下がるという課題があった。
一方、一般に、半導体発光装置について、外観を損ねることなく小型点光源化を図るためには、ｉ）固体発光素子３を、放熱基板１の中央部に配置し、かつ、ii）放熱基板１を、その上面の面積ができる限り小さくなるようにして、放熱基板１の上面の面積及び形状を、固体発光素子３の主光取り出し面の面積及び形状に極力近いものにし、その上で、iii）放熱基板１上の、固体発光素子３の実装部以外の空間に、配線導体Ａ２ａの一部（固体発光素子３の実装面以外の部分）と配線導体Ｂ２ｂとを配置するようにすればよい（図４２参照）。
しかし、図４２からも伺い知れるように、このようにして、小型点光源化を図ろうとすればするほど、放熱基板１上の、固体発光素子３の実装部以外の空間が制限されて少なくなるために、配線導体Ａ２ａを放熱体として有効利用することが困難となり、高出力化が困難になるという課題もあった。
また、上記以外にも、本発明に関わる課題として、例えば、以下のようなものがあった。
（１）励起源となるＬＥＤチップの温度上昇による発光効率の低下
すなわち、投入電力密度を高めるための大電流化によって、ＬＥＤチップの抵抗成分に起因して発生するジュール熱等の程度が大きくなり、チップ温度が上昇して、固体中の格子振動が大きくなり、発光層中の電子−正孔対の再結合確率が下がるなどして、チップの電光変換効率が下がってしまう。
（２）同ＬＥＤチップの大型化に伴って、一層顕在化する、チップの温度分布むらや局部加熱による発光効率の低下
すなわち、ＬＥＤチップの実装むら（特に、放熱基板への接合／接着むら）、チップの電極パターン、チップ配線取り出しの状態、チップを実装する配線パターンの形状等に起因するＬＥＤチップの放熱不均一に起因して、チップ内で生じる僅かな温度分布差が、投入電力の増大に伴って増幅され、局部加熱が生じて当該部分の発光効率が低下し、チップの発光効率が下がってしまう。
（３）配線導体の発熱に伴う電力効率の低下
すなわち、大電流化によって、配線抵抗に起因して発生するジュール熱等の程度が大きくなり、配線導体が温度上昇し、配線抵抗が大きくなって、温度急上昇を引き起こすと共に、さらに配線抵抗が大きくなって、投入電力の熱損失割合が大きくなってしまう。
（４）配線接合部分の発熱に伴う信頼性の低下
すなわち、大電流化に伴い、配線接合部分が有する抵抗による温度上昇や、上記ＬＥＤチップや配線導体の発熱に伴う部材の各種物性の変化などに起因して、接合強度低下を伴いながら、接合部分の熱ストレスが大きくなり、クラックや剥離などを引き起こしやすくなって、耐久性が下がってしまう。
（５）ＬＥＤチップの実装ダメージによる信頼性及び製品歩留まりの低下
すなわち、特に、フリップチップ構造を有する半導体発光装置（前記フリップチップ上下電極構造及び前記フリップチップ下面二電極構造の半導体発光装置）は、比較的デリケートな特性を有する前記活性層の近傍の広い面積を実装面として固定されるため、実装ダメージを受ける確率が高いだけでなく、その構造上、前記活性層が、投入電力密度の増加や大電流化に伴う熱歪などを受けやすく、投入電力の増大に伴い、これらが増幅されて、特性ばらつきやクラックなどを引き起こしやすくなり、また、高密度実装に伴うチップ数の増加と共に良品率が下がりやすくなる。
（６）高放熱基板の光吸収による光取り出し効率の低下
すなわち、半導体発光装置の放熱性を改善するための、熱伝導率の高い材質の基板（例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックス基板）の採用に伴い、ＬＥＤチップ光の放熱基板への吸収割合が増えて、半導体発光装置の出力光の割合が低下してしまう。
また、このような技術の視点からの課題だけでなく、以下の製造販売の視点からの課題もあった。
（７）白色ＬＥＤに対する市場の価格要望水準が低価格
すなわち、白色ＬＥＤは、開発の歴史が浅いにも関わらず、その市場は急成長しつつあり、話題性が高まって、市場競争／特許競争が激しいものとなっている。このため、市場形成途上の小さな市場規模の中で、希少価値のある開発途上の高価な部材（例えば、高出力ＬＥＤチップ、赤色蛍光体、放熱基板など）を用いなければ、市場要望を満たす商品開発は困難であり、必然的に製造コストが高くなってしまう。
このような背景事情から、これまでに実用実績の無い新しい技術を用いることなく、過去に電子デバイスへの応用などで十分な実用実績を有する、オーソドックスな実用技術だけを用いて、これらの全ての課題に対処する必要性に迫られていた。
さらに、使う立場に立つと、光源としての用途事情から、例えば、暗がりの中で、あるいは夜の車両運転中に、配線寿命や振動などで、たとえ配線接合部分が外れて、点灯しなくなるようなことがあったとしても、光源を交換することなく、瞬時に復旧させて、直ちに照らすことができる半導体発光装置が望まれる。
しかし、このような、生活配慮がなされた、照明用として利便性の高い半導体発光装置は多くないのが実状である。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、速い生産スピードと高い信頼性とを伴う小型・高出力の半導体発光装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、オーソドックスな実用技術を用いて製造することができ、高出力かつ高密度実装が可能であると共に、お客様要望や、都合に合わせて、点灯不具合時の配慮設計も可能な半導体発光装置、特に、一般照明、カメラフラッシュ、車載前照灯、プロジェクション光源、液晶バックライト用などとして好適な半導体発光装置、並びに、これを用いた光源装置及び照明システムを提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明に係る半導体発光装置の構成は、絶縁性を有する放熱基板の片面に、少なくとも１つの配線導体Ａと、配線導体Ｂと、固体発光素子とを備え、前記配線導体Ａの上に前記固体発光素子が実装され、前記配線導体Ｂの上には前記固体発光素子が実装されていない、半導体発光装置であって、前記固体発光素子は、その上面又は上下面のいずれかに、対をなす給電電極を有し、さらに、前記固体発光素子の、主光取り出し面の対向面となる下面全体が、前記配線導体Ａに密着するように実装されており、前記固体発光素子の実装面を上方から見たときに、前記配線導体Ａは、前記固体発光素子の下面全体を実装する素子実装領域と、前記素子実装領域の周辺に隣接して、前記素子実装領域の周辺に対して方向が偏ることなく設けられた複数の流出接着剤捕獲領域とを有し、前記配線導体Ｂは、前記流出接着剤捕獲領域以外の、前記素子実装領域の周辺の隣接部に、前記配線導体Ａと電気的に分離して配置されていることを特徴とする。
この半導体発光装置の構成によれば、配線導体Ａは、固体発光素子の下面全体を実装する素子実装領域の周辺に、流出接着剤捕獲領域が方向を偏ることなく設けられた形状のものとなり、好ましい形態においては、実装中心に対して、相反する方向へと、実装面を離れて比較的離れた場所に、少なくとも２つの端部を有する形状となるので、固体発光素子の実装中心となる位置に載置される接着剤（半田材料）の重心の移動、及び、実装不良／実装不具合を抑制し得る配線導体Ａとなる。このように、本発明の半導体発光装置における配線導体Ａは、固体発光素子の前記実装ずれや前記局部加熱を抑制するものとなり、高信頼性及び一次光の高出力化を促して、半導体発光装置の高出力化を図ることができるものとなる。
また、上記形状を有する配線導体Ａは、バランスの取れた良好な放熱体及び光反射体としても機能するので、放熱効果及び光取り出し効果のより高い構造を有する半導体発光装置を実現することができる。
また、前記本発明の半導体発光装置の構成においては、前記配線導体Bは、前記固体発光素子の縦及び横方向の中心線を避ける位置に外郭中心部（重心）を有するように配置されているのが好ましく、また、前記配線導体Ａは、回転対称性を持つ形状を有するのが好ましい。
この好ましい例によれば、固体発光素子の給電電極（一般に、固体発光素子の縦及び横方向の中心線を避ける位置に配置されている）に近い場所に配線導体Ｂを配置して、放熱基板上の空間を、固体発光素子の構造及び動作原理に適合するように有効利用した配置構造とすることができるようになるので、半導体発光装置の小型化を図ることができる。
さらには、前記固体発光素子は、前記配線導体Ａの外郭の中央部となる位置に実装され、前記配線導体Ａは、前記固体発光素子の下面の形状と同じ形状をベースとする形状を有し、かつ、前記固体発光素子の下面の外周部全体に亘って縁を有するように形成されているのが好ましい。
この好ましい例によれば、配線導体Ａが固体発光素子の前記実装ずれを幾分許容できるものとなるので、生産スピードを上げても比較的高い信頼性を確保できる半導体発光装置を実現することができる。
また、前記本発明の半導体発光装置の構成においては、前記配線導体Ａと前記配線導体Ｂの全てを指す配線導体Ｘは、前記放熱基板上で占める面積割合が５０％以上１００％未満であるのが好ましい。また、この場合には、前記配線導体Ａは、前記配線導体Ｘ中で占める総面積割合が５０％以上であるのが好ましい。さらに、この場合には、前記放熱基板は、反転対称性を持つ形状を有し、前記固体発光素子は、前記放熱基板の対称中心線上に実装面を有するのが好ましい。
この好ましい例によれば、最小限必要な配線導体Ｘについて、放熱基板上で占める面積割合が多いものとなり、放熱基板上の空間を、より固体発光素子の構造及び動作原理に適合するように有効利用した配置構造とすることができるようになるので、半導体発光装置の一層の小型化を図ることができる。
また、配線導体Ｘの総面積の過半数を配線導体Ａが占めることになるので、固体発光素子の放熱体としても機能する配線導体Ａが放熱基板上で占める面積割合が多くなり、その結果、固体発光素子の放熱効果の高い構造を有する半導体発光装置を実現することができる。
また、放熱基板の対称中心線上に固体発光素子が位置するものとすることにより、外観の面でも良好なものとなる。
そして、これらの相乗効果により、速い生産スピードと高い信頼性とを伴う小型・高出力の半導体発光装置を実現することが可能となる。
また、前記本発明の半導体発光装置の構成においては、前記配線導体Ａと前記配線導体Ｂの全てを指す配線導体Ｘは、前記放熱基板の一平面上で実質的に回転対称性を持つのが好ましい。
また、前記本発明の半導体発光装置の構成においては、前記配線導体Ｂと、前記固体発光素子の電極取り出し部とは、配線導体Ｃによって電気的に接続されており、前記配線導体Ｂは、前記配線導体Ａよりも数が多い配線構造を有し、対をなす前記配線導体Ａと前記配線導体Ｂとを用いて、前記固体発光素子に電力を供給する半導体発光装置であって、少なくとも前記配線導体Ｂを切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子に供給できる配線構造を有するのが好ましい。
また、前記本発明の半導体発光装置の構成においては、前記固体発光素子は、その実装面を下面としたときに、上面近くに前記一次光の発生源となる半導体発光層を備え、前記固体発光素子の上下面に電極を備える構造を有するのが好ましい。
また、前記本発明の半導体発光装置の構成においては、前記固体発光素子の主光取り出し面上に波長変換体をさらに備え、前記波長変換体は、前記固体発光素子が放つ一次光による励起によって前記一次光よりも長波長の光を放つのが好ましい。
また、本発明に係る光源装置の構成は、前記本発明の半導体発光装置を備えたことを特徴とする。
この光源装置の構成によれば、小型・高出力の光源装置を実現することが可能となる。
このようにして、投入電力の増加に伴って増大する固体発光素子の発生熱が、実装面となる当該固体発光素子の下面全体を利用する熱伝導によって、固体発光素子の下方に配置された高熱伝導体（配線導体Ａ、放熱基板、外部付加放熱体など）へと、均等かつ高い速度で熱伝導し、固体発光素子の温度上昇を抑制できるようになる。
同時に、固体発光素子の下面を外れる、実装面の水平方向へも、良好な熱伝導特性を有する配線導体Ａを伝わって、比較的均等に熱拡散するようにすると共に、前記配線導体Ａの、固体発光素子の下面を外れる部分の、良好な熱伝導特性と比較的大きな面積とを十分に活かして放熱効率を高めるようにすることにより、固体発光素子の大型化に伴って課題視されつつある、固体発光素子の温度上昇及び放熱不均一（特に、発光層面内の放熱不均一）に起因する固体発光素子の発光効率の低下を抑制して、半導体発光装置の高出力化を図ることができる。
さらに、配線導体Ａの線対称性を持たない形状を活用して、上記実装面の水平方向に配線導体Ａを伝わる熱の放熱経路を確保しながら、配線導体Ａの中央部において固体発光素子の下面が占める面積割合が増すようにし、かつ、複数の固体発光素子を近接配置し得るものとすることにより、複数の固体発光素子の高密度実装が可能となる。
さらに、本発明に係る照明システムの構成は、前記本発明の半導体発光装置と、前記半導体発光装置の給電端子を切り替えるための回路切り替え装置とを備えたことを特徴とする。ここで、前記本発明の半導体発光装置は、前記配線導体Ｂと、前記固体発光素子の電極取り出し部とは、配線導体Ｃによって電気的に接続されており、前記配線導体Ｂは、前記配線導体Ａよりも数が多い配線構造を有し、対をなす前記配線導体Ａと前記配線導体Ｂとを用いて、前記固体発光素子に電力を供給する半導体発光装置であって、少なくとも前記配線導体Ｂを切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子に供給できる配線構造を有することを特徴とする。
この照明システムの構成によれば、たとえ配線接合部分が外れて、点灯しなくなるようなことがあったとしても、光源を交換することなく、瞬時に復旧させて、同じ半導体発光装置を用いて直ちに照らすことが可能となる。
本発明によれば、小型・コンパクト、高出力で、信頼性が高く、かつ、点灯不具合時に備えて事前配慮した回路設計も可能な、製造コストの低い半導体発光装置（例えば、白色ＬＥＤ）及び光源装置を、オーソドックスな実用技術を利用することによって提供することができる。
また、たとえ配線接合部分が外れて、点灯不具合が生じたとしても、半導体発光装置や光源を交換することなく、瞬時に復旧させることのできる照明システムを提供することができる。
図１は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図２は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図３は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図４は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図５は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図６は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図７は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図８は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図９は、本発明の半導体発光装置における、電気回路構成の一例を示す図である。 図１０は、本発明の半導体発光装置における、電気回路構成の一例を示す図である。 図１１は、本発明の半導体発光装置における、電気回路構成の一例を示す図である。 図１２は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図１３は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図１４は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図１５は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図１６は、本発明の半導体発光装置の一例を示す上面図である。 図１７は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子の一例を示す縦断面図である。 図１８は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子の一例を示す縦断面図である。 図１９は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子の一例を示す縦断面図である。 図２０は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子の一例を示す縦断面図である。 図２１は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子の一例を示す縦断面図である。 図２２は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子とは別の構造を有する固体発光素子を示す参考図である。 図２３は、本発明の半導体発光装置に用いられる波長変換体の一例を示す模式図である。 図２４は、本発明の半導体発光装置に用いられる波長変換体の一例を示す側面図である。 図２５は、本発明の半導体発光装置に用いられる波長変換体の一例を示す側面図である。 図２６は、本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面図（図１におけるＩ−Ｉ´線断面）である。 図２７は、本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面図である。 図２８は、本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面図である。 図２９は、本発明の半導体発光装置の、放熱経路の一例を示す模式図（上面）である。 図３０は、本発明の半導体発光装置の、放熱経路の一例を示す模式図（縦断面）である。 図３１は、本発明の半導体発光装置の、放熱経路の一例を示す模式図（縦断面）である。 図３２は、本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面図である。 図３３は、本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面図である。 図３４は、本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面図である。 図３５は、本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面図である。 図３６は、本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面図である。 図３７は、本発明の光源装置の一例を示す縦断面図である。 図３８は、本発明の光源装置の一例を示す縦断面図である。 図３９は、本発明の光源装置の一例を示す縦断面図である。 図４０は、本発明の光源装置の一例を示す上面図と模式側断面図（上面図のII−II´線及びIII−III´線断面図）である。 図４１は、本発明の照明システムの一例を示す図である。 図４２は、従来の半導体発光装置を示す上面図である。 図４３は、従来の半導体発光装置の課題を説明するための図である。
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
まず、図１を参照しながら、本発明の各実施の形態に共通する事項について説明する。図１は、本発明の半導体発光装置の一実施の形態を示す上面図である。
（放熱基板１）
図１に示すように、放熱基板１は、少なくとも１つの配線導体Ａ（パターン化された電極Ａ）２ａを備えた、固体発光素子３を実装するための基板である。
放熱基板１は、少なくとも片面に、１つの平面を有する基板であり、当該平面を有する片面が固体発光素子３の実装面として用いられる。
放熱基板１は、金属、半導体材料、セラミックス材料、樹脂の中から選ばれる少なくとも１つを材質とする基板であり、少なくとも前記実装面を、絶縁性を有する面とする基板（以下、「絶縁性を有する放熱基板」、又は、単に「絶縁基板」と記述する）である。
尚、放熱基板１の基体は、基本的に、絶縁基板、導電基板（特に、金属基板）のいずれであっても構わないが、特に好ましい放熱基板１は、後述する理由により、全てが絶縁体で構成された絶縁基板である。
放熱基板１の前記基体としては、具体的には、銅、アルミニウム、ステンレス、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化珪素、ガラスなど）、金属窒化物（窒化アルミニウム、窒化珪素など）、炭化珪素、金属シリコン、炭素などの無機材料を材質とする基板、及び、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂から適宜選択して用いることができる。
但し、前記実装面は、例えば、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化マグネシウム、ガラスなど）、金属窒化物（窒化アルミニウム、窒化珪素など）その他の無機絶縁材料、及び、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂その他の有機絶縁材料から適宜選択して用いられる。
尚、良好な放熱特性を得るのに好ましい放熱基板１は、金属、セラミックス成形体、又は、金属とセラミックスとの複合体のいずれかを前記基体とする絶縁基板である。
一方、製造原価を下げるのに好ましい放熱基板１は、樹脂（例えば、シリコーン系樹脂）を主体とする成形体であり、例えば、フィラー（例えば、アルミナ、シリカ、各種金属などの無機の粒子群）を含む樹脂成形体の絶縁基板である。
また、光取り出し効率を高めるのに好ましい放熱基板１は、前記実装面が可視光反射特性に優れた放熱基板であり、例えば、白色の体色を有する放熱基板である。
このような放熱基板１は、比較的安価で入手や取扱いが容易なだけでなく、熱伝導率が高いので、固体発光素子３の温度上昇を抑制するように作用する。
放熱基板１として、全てが絶縁体で構成された絶縁基板を用いれば、限られた場所だけが電位を持つ半導体発光装置を比較的容易に提供することができるので、構造設計上、電気面での配慮が容易となり、比較的簡単に、電気面での取扱いが容易な光源装置等を提供することが可能となる。
一方、放熱基板１として、導電基板を基体とする絶縁基板を用いれば、熱伝導率を極めて良好なものとすることができるので、放熱性に優れた半導体発光装置を提供することが可能となる。
このため、電気的な構造設計の容易性を重視する場合には、全てが絶縁体で構成された絶縁基板を用いるのが好ましく、放熱性を最重視する場合には、導電基板を基体とする絶縁基板を用いるのが好ましい。
上記いずれの絶縁基板の場合であっても、好ましい放熱基板１は、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上の基板、又は、１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する材質で構成された基板であり、好ましい前記熱伝導率は１０Ｗ／ｍＫ以上、より好ましくは１００Ｗ／ｍＫ以上である。
このような放熱基板１を用いれば、半導体発光装置への電力投入に伴って発生する熱を、放熱基板１を通して低温度部へと熱伝導させ易くなるので、熱拡散が促され、半導体発光装置全体の温度上昇が抑制される。その結果、高い放熱効果を得ることができるようになる。
尚、好ましい放熱基板１は、取扱いが容易な、平板形状を有する放熱基板であり、このような放熱基板を用いれば、固体発光素子３の実装が容易となり、製造工程の簡略化を図ることもできるようになる。
（配線導体Ａ２ａ及び配線導体Ｂ（パターン化された電極Ｂ）２ｂ（配線導体Ｘ（パターン化された電極Ｘ）））
以下、配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂとをまとめたものを、配線導体Ｘと記述する。
配線導体Ａ２a及び配線導体Ｂ２ｂは、固体発光素子３に電力を供給するための導体であり、対をなすものである。
配線導体Ｘは、金属、導電性化合物、半導体などから選ばれる少なくとも１つの材質を主成分とする導体とすることができるが、低抵抗率と高熱伝導率とを両立させることのできる配線導体とするために、好ましくは、８０重量％以上の金属成分割合を有する、主成分が金属の材質で構成される。
尚、当該金属としては、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコン（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、錫（Ｓｎ）、シリコン（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、及び、これらの金属の合金やシリサイドなどが挙げられ、当該導電性化合物としては、窒化チタン（ＴｉＮ）や窒化タンタル（ＴａＮ）などの低抵抗材料が挙げられ、当該半導体としては、Ｉｎ−Ｓｎ−ＯやＺｎＯ：Ａｌなどの透明導電材料が挙げられる。
光取り出し効率の高い半導体発光装置を得るためには、配線導体Ｘは、金属光沢を有する配線導体であるのが好ましい。
好ましい前記金属光沢のおおよその目安を、室温評価時の光反射率を尺度として例示すると、例えば、青色〜赤色の波長範囲内（４２０〜６６０ｎｍ）の光反射率が５０％以上であり、好ましくは、可視光の波長範囲内（３８０〜７８０ｎｍ）の光反射率が８０％以上である。
尚、配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂの両方が上記金属光沢を有するのが好ましいが、少なくとも配線導体Ａ２ａが金属光沢を有するものであれば、基本的には構わない。
このような配線導体Ｘとしては、導体板、導体成形体、導体厚膜、導体薄膜の中から選ばれる少なくとも１つが選択して用いられるが、製造コストの面で好ましい配線導体Ｘは導体厚膜である。
前記した導体厚膜や導体薄膜としては、過去に電子機器用の配線形成などで数多くの実用実績を有するものが好ましい。例えば、前記導体厚膜としては、スクリーン印刷法、インクジェット法、ドクターブレード法、スラリーキャスト法、スピンコート法、沈降法、電気泳動法、又は、メッキ技術を用いて形成された厚膜が好ましく、前記導体薄膜としては、蒸着技術、スパッタ技術、又は、化学的気相成長のいずれかを用いて形成された薄膜が好ましい。
尚、前記導体板は、例えば、パターニング加工を施した金属板（Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、及び、これらの合金やステンレスその他）などを指すものである。
前記パターニング加工を施した金属板は、放熱基板１に接着剤などを用いて固着させると、配線導体Ａ２ａ付きの放熱基板１として用いることができるものとなる。
尚、配線導体Ａ２ａの厚みは、半導体発光装置の設計の都合上、３ｍｍ程度を超えない範囲で厚ければ厚いほどよい。具体的な厚みを例示すると、１０μｍ以上３ｍｍ未満、好ましくは、１００μｍ以上３ｍｍ未満、より好ましくは、３００μｍ以上３ｍｍ未満である。
このような厚い厚みの配線導体Ａ２ａは、熱伝導性に優れたものとなるので、良好な放熱体として機能する。
また、このような厚い厚みの配線導体Ａ２ａは配線抵抗が低いものとなり、配線導体Ａ２ａにおけるジュール熱の発生が抑制されるので、固体発光素子３の温度上昇を抑制することが可能となる。
尚、図１に示す電極パッド６は、配線を引き出す等のために、必要に応じて、配線導体Ｘに設けられる導体（通常は、金属）であり、給電端子としても使用し得るものである。
（固体発光素子３の概要）
固体発光素子３は、電気エネルギーを光エネルギーに変換する電光変換素子、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、無機ＥＬ素子（ＥＬ）、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）などである。
上記電光変換素子の動作原理上、半導体発光装置の、高出力の点光源を得るために好ましい固体発光素子３は、ＬＥＤ又はＬＤのいずれかであり、高出力の面光源を得るために好ましい固体発光素子３は、ＥＬ又はＯＬＥＤのいずれかである。
信頼性の高い半導体発光装置を得るために好ましい固体発光素子３は、発光層が無機材料で構成される、ＬＥＤ、ＬＤ、又はＥＬのいずれかである。
また、光の演色性が良好な出力光を得るために、及び、均一な光拡散面の出力光を得るために好ましい固体発光素子３は、発光スペクトル半値幅が比較的広く、指向性を殆ど持たない光を放つ、ＥＬ又はＯＬＥＤのいずれかである。
さらに、波長変換体４による波長変換のエネルギー効率の面で好ましい固体発光素子３は、３８０ｎｍよりも長波長の可視域の、できる限り長波長の領域に発光ピークを持つ一次光（可視光）を放つ固体発光素子であり、白色の出力光を得るためには、３８０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の紫〜青緑の波長領域に発光ピークを持つ一次光を放つ固体発光素子であるのが好ましい。
尚、固体発光素子３の出力水準等の現状を考慮すると、好ましくは、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の紫〜青の波長領域、より好ましくは、４３０ｎｍ以上４７５ｎｍ未満の青の波長領域に発光ピークを持つ一次光を放つ固体発光素子であるのが好ましい。
このような固体発光素子３を用いれば、波長変換体４による光吸収−発光のエネルギー差が比較的小さくなるように半導体発光装置を構成することができるので、波長変換の原理上、波長変換に伴う光エネルギーの損失を減らすように機能させることができる。このため、当該エネルギー損失による波長変換体４の発熱量が減ることになり、波長変換体４の蓄熱作用に起因する温度上昇が抑制されて、波長変換体４が含む蛍光体の温度消光などが緩和される。このような理由により、投入電力密度を上げて固体発光素子３の光出力（一次光）強度が増すようにしても、比較的高い波長変換効率を保持し易い半導体発光装置を得ることができる。
固体発光素子３の大きさは特に限定されるものではないが、一例を挙げると、上面図における外郭面積は０．０１ｍｍ2以上１００ｃｍ2以下である。
尚、固体発光素子３がＬＥＤの場合、一例を挙げると、上面図におけるＬＥＤ１個の外郭面積は０．０１ｍｍ2以上５ｃｍ2未満程度であるが、投入電力と点光源性との兼ね合いから、高出力の点光源を得るためには、前記外郭面積は０．２５ｍｍ2以上４ｃｍ2未満程度、特に、０．６ｍｍ2以上２ｃｍ2未満程度の範囲内にあるのが好ましい。
図１７〜図２２に、固体発光素子３の一例としてのＬＥＤの構造の縦断面図を示す。
固体発光素子３の一次光１５の発生源となる半導体発光層１１は、絶縁性基体７又は導電性基体８のいずれかで支持される構造を有するのが好ましい。これによれば、半導体発光層１１の、劣る機械的強度が補強され、取扱いの面で容易なものとなる。
尚、このような構造の固体発光素子３の製造については、例えば、特開２００７−１５０３３１号公報等に開示されており、ここでは説明を省略する。
絶縁性基体７又は導電性基体８としては、IV族金属元素を主体とする金属、IV族元素を主体とする化合物、及び、III−Ｖ族元素を主体とする化合物の中から選ばれる少なくとも１つの半導体基体が好ましい。
前記半導体基体は、不純物の含有の有無等によって、絶縁性基体７又は導電性基体８のいずれにもなり得るだけでなく、熱伝導特性の良好な基体として機能するので、固体発光素子３の温度上昇を抑制することもできる。
固体発光素子３は、図１９〜図２１に示すように、一次光１５を放つ主光取り出し面と同一の面上に少なくとも１つの電極を有し、固体発光素子３の上面から下面に至る厚み方向の全体に電圧を印加することによって一次光１５を放つ上下電極構造を有するのが好ましい。これによれば、光取り出し面の近傍に配置され、一次光１５の一部を遮る配線導体Ｃ（導線Ｃ）５（図１等参照）の数を比較的少なくすることができるようになるので、比較的高出力の一次光１５が得られるようになる。
より好ましくは、図１９及び図２０に示すように、固体発光素子３は、当該固体発光素子３の実装面を下面としたときに、上面近くに一次光１５の発生源となる半導体発光層１１（活性層）を備え、当該固体発光素子３の上下面に電極（対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂ）を備える構造（前記したフェースアップ上下電極構造）を有するのが好ましい。これによれば、比較的デリケートな特性を有する半導体発光層１１の近傍の広い面積を固定することを避け、半導体発光層１１が、投入電力密度の増加や大電流化に伴う熱歪などを受けにくくしたり、導電性を有する接着剤による、実装後の、半導体発光層１１の電気的リークを生じにくくしたりして、クラックや特性ばらつきなどを引き起こしにくい構造とすることができる。
また、半導体発光層１１が放つ一次光１５が、基体を通過することなく、出力されるので、例えば、前照灯用等に適する指向性の強い一次光１５を得やすいという利点もある。
また、固体発光素子３は、金属材料と半導体材料とを主体とする構造を有するのが好ましい。これによれば、熱伝導特性の良好な材料だけで構成された固体発光素子３となるので、固体発光素子３の熱伝導率が大きくなる。その結果、放熱性が高まって温度上昇を抑制することが可能となる。
尚、前記主光取り出し面の近傍は、表面粗化処理による凹凸構造を有するものとするのが好ましい。これによれば、光取り出し効率が高くなるので、一次光１５の高出力化を図ることが可能となる。
半導体発光層１１は、材質がII−VI族化合物、III−Ｖ族化合物、IV族化合物のいずれかであるのが好ましい。このような半導体発光層１１は、無機の高効率電光変換構造体として機能するので、信頼性の面での課題も少なく、高出力の一次光１５を得ることが可能となる。
固体発光素子３は、下面の面積が前記主光取り出し面側の上面と同じ面積、又は、前記上面よりも大きい面積のいずれかであるのが好ましい。これによれば、熱源となる半導体発光層１１よりも、基体（絶縁性基体７、導電性基体８、又は、半導体基体）の方が体積の大きいものとなるだけでなく、熱伝導体及び放熱体としても機能する配線電極Ａ２ａとの接触面積も増えることとなるので、発生熱の移動速度が大きくなり、固体発光素子３の温度上昇を抑制することが可能となる。
尚、固体発光素子３と配線導体Ａ２ａとは、金属を主体とする材料（例えば、銀ペーストや半田など）によって接着されているのが好ましい。
金属材料は一般に熱伝導率が高いので、これによれば、固体発光素子３の発生熱を効率良く配線導体Ａ２ａや放熱基板１に伝えることができ、固体発光素子３の温度上昇を抑制することが可能となる。
以下、固体発光素子３の構造及び配置等について詳細に説明する。
（固体発光素子３の具体的構造例）
以下、固体発光素子３の具体的構造例について説明するが、このような構造の固体発光素子３の製造については、例えば、特開２００７−１５０３３１号公報等に開示されており、ここでは詳細な説明を省略する。
（固体発光素子３の具体的構造例１）
図１７は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子３の構造の一例を示す縦断面図である。図１７に示すように、絶縁性基体７の上部には反射層１０が設けられており、反射層１０の上部には半導体発光層１１が設けられている。また、反射層１０の上面に位置する半導体層（図示せず）の上面と半導体発光層１１の上面には、それぞれ、半導体発光層１１に電圧を印加するための電極（給電電極Ｂ１４ｂと透光性電極１２）が設けられている。
尚、配線接続を容易にするために、透光性電極１２の一部には、必要に応じて給電電極Ａ１４ａが設けられる。
絶縁性基体７は、半導体発光層１１を支持し、この半導体発光層１１の機械的強度を高めると共に、固体発光素子３の上面に設けられた、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂによって、半導体発光層１１に給電するために設けられるものである。
絶縁性基体７としては、前記絶縁基板として使用可能な放熱基板１と同じ材質のものを使用することができ、具体的には、セラミックス材料、半導体材料、ガラスの中から選ばれる少なくとも１つを材質とするものを使用することができる。
より具体的に例示すると、絶縁性基体７は、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化珪素、ガラス、各種複合酸化物（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12その他）など）、金属窒化物（窒化アルミニウム、窒化珪素など）、炭化珪素などの無機材料を材質とする絶縁性基体である。
反射層１０は、半導体発光層１１が放つ光の中の、絶縁性基体７の方向に放たれる光を反射し、主光取り出し面となる固体発光素子３の上面からの光取り出し効率を高めるために設けられるものである。
反射層１０としては、配線導体Ｘと同様の金属（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｆｅ）、これらの金属の合金やシリサイド、及び、前記導電性化合物（ＴｉＮ、ＴａＮその他）などの厚膜（厚み：１μｍ以上１ｍｍ未満程度）又は薄膜（厚み：１０ｎｍ以上１μｍ未満程度）の他、体色が白色の無機化合物粉末（例えば、ＢａＳＯ4、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯなど）、及び、これらの混合粉末の厚膜（厚み：１μｍ以上１ｍｍ未満程度）などから適宜選択して用いることができる。
尚、反射層１０は、可視光（３８０〜７８０ｎｍの波長範囲内の光）の反射率が高いもの（例えば、室温での反射率が７０％以上、好ましくは８０％以上のもの）であればよく、上記したものには限定されない。
好ましい反射層１０は、上記した金属、合金、又はシリサイドから選ばれる少なくとも１つを含む反射層である。このような反射層１０にすれば、熱伝導率が比較的高くなるので、固体発光素子３の動作時に半導体発光層１１が放つ熱を、大きい速度で絶縁性基体７へ放熱することが可能となる。
また、導電性の反射層１０にすれば、給電電極を兼ねるものとして使用することもできる。
半導体発光層１１は、電力供給によって発光（注入型エレクトロルミネッセンス又は真性エレクトロルミネッセンス）を放つ、無機又は有機の半導体を少なくとも含めて形成された多層構造体である。
尚、注入型エレクトロルミネッセンスを放つ多層構造体としては、少なくともｐ型及びｎ型の無機又は有機の半導体が積層された構造体を挙げることができ、当該無機の半導体としては、IV族化合物（ＳｉＣなど）、III−Ｖ族化合物（ＩｎＧａＮ系化合物など）、II−VI族化合物（ＺｎＳＳｅ系化合物やＺｎＯなど）を例示することができる。
一方、真性エレクトロルミネッセンスを放つ多層構造体としては、少なくとも無機の蛍光体（特に、ワイドバンドギャップ半導体）を含む構造体を挙げることができ、当該無機の蛍光体としては、硫化物（ＺｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ、ＳｒＧａ2Ｓ4、ＢａＡｌ2Ｓ4その他）、酸硫化物（Ｙ2Ｏ2Ｓ、Ｌａ2Ｏ2Ｓその他）、窒化物（ＡｌＮ、ＬａＳｉ3Ｎ5、Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8、ＣａＡｌＳｉＮ3その他）、酸窒化物（ＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2その他）、酸化物（Ｚｎ2ＳｉＯ4その他）などを蛍光体母体とし、当該蛍光体母体に付活剤を添加した蛍光体を例示することができる。
尚、真性エレクトロルミネッセンスを放つ固体発光素子の製造については、例えば、特許第２８４０１８５号公報等に開示されており、ここでは説明を省略する。
透光性電極１２は、半導体発光層１１に電力を供給すると共に、半導体発光層１１が放つ光を、一次光１５として、固体発光素子３の外部に取り出すためのものであり、半透明金属（Ａｕなど）や、前記透明導電材料（Ｉｎ−Ｓｎ−ＯやＺｎＯ：Ａｌなど）で構成される。
給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂは、半導体発光層１１に電力を供給する電気端子の役割を担うものであり、通常は、配線導体Ｘと同様の金属で構成される。
このように構成された固体発光素子３の、給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂに、直流又は交流の電圧、あるいは、パルス電圧を印加すると、半導体発光層１１に電流が流れ、電力が供給される。
半導体発光層１１に供給された電力は、無機又は有機の半導体を少なくとも含めて形成された前記多層構造体が有する電光変換作用によって光に変換されるので、透光性を有する部材（透光性電極１２又は前記透光性を有する基体）を通して、当該光が、一次光１５として、固体発光素子３から出射されることになる。
尚、このような固体発光素子３は、例えば、以下の製造方法によって製造可能である。
（１）単結晶基板（サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｓｉ、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12など）の上に、エピタキシャル結晶成長技術を用いて、ｎ型及びｐ型のＩｎＧａＮ系化合物の単結晶薄膜を積層した後、反射層１０を構成する金属膜を、蒸着などによって形成して、発光構造体とする。
（２）上記とは別の製造工程で、例えばＳｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの基板上に、例えば上記と同様の金属膜を形成して、支持構造体とする。
（３）前記（１）の発光構造体と前記（２）の支持構造体とを、接合層（１０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満程度の厚みの、合金（Ａｕ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｓｎなど）、金属（Ｍｏ、Ｔｉなど）、あるいは、化合物（ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＨｆＯ2、ＴｉＮなど））を利用して、形成した前記２つの金属膜を貼り合わせるように接合する。
（４）接合後の前記単結晶基板を、物理的、化学的、あるいは、機械的な処理によって取り除いて、前記支持構造体の上に前記発光構造体が固着された構造体を得た後、給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂとしての例えばＡｕを形成する。これにより、固体発光素子３が完成する。
（固体発光素子３の具体的構造例２）
以下、他の固体発光素子３の構造と動作について説明する。
図１８は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子３の構造の別の一例を示す縦断面図である。図１８に示す固体発光素子３は、図１７を参照しながら既に説明した固体発光素子３において、反射層１０を持たない構造としたものである。
各部材の詳細と基本動作については、図１７を参照しながら説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
このような固体発光素子３は、例えば、透光性を有する前記単結晶基板の上に、エピタキシャル結晶成長技術を用いて、ｎ型及びｐ型の半導体の前記単結晶薄膜を積層し、給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂ（例えば、Ａｕ）を真空蒸着することによって得ることができる。
また、このような固体発光素子３は、例えば、ガラス基板上に、前記透明導電材料で構成された透明電極、絶縁体、ワイドバンドギャップ半導体を母体とする前記無機の蛍光体、絶縁体、前記透明電極の各薄膜を、スパッタ技術などを用いて順次積層することによっても得ることができる。
このような構造の固体発光素子３においては、一次光１５は、上面に設けられた透光性電極を通してだけでなく、透光性を有する絶縁性基体７（特に、側面）からも出力されることになる。このため、固体発光素子３の上面及び側面を取り囲むように波長変換体４（図１等参照）を配置することにより、固体発光素子３の側面から漏れる一次光１５も、波長変換体４の励起光として利用することが可能になる。その結果、半導体発光装置の高出力化を図ることができるようになるだけでなく、発光の色むらを軽減することができるようにもなる。
（固体発光素子３の具体的構造例３、４）
図１９及び図２０は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子３の構造の、さらに別の一例を示す縦断面図である。図１９、図２０に示す固体発光素子３は、導電性基体８の上部に半導体発光層１１を設ける一方で、半導体発光層１１の下方に反射層１０を設け、さらに、固体発光素子３の下面に給電電極Ｂ１４ｂを設けた構造の固体発光素子である。
尚、図１９に示すように、半導体発光層１１の上部に、半導体発光層１１に電圧を印加するための透光性電極１２と、必要に応じて給電電極Ａ１４ａとが設けられた構造であってもよいし、図２０に示すように、透光性電極１２は設けられず、半導体発光層１１の一部が透光性電極１２の機能を兼ねた構造であってもよい。
また、反射層１０は、図１９に示すように、導電性基体８と給電電極Ｂ１４ｂとの間に設けられていてもよいし、図２０に示すように、半導体発光層１１と導電性基体８との間に設けられていてもよい。
導電性基体８は、半導体発光層１１を支持し、この半導体発光層１１の機械的強度を高めると共に、固体発光素子３の上下面に設けられた、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂによって、半導体発光層１１に給電するために設けられるものである。
導電性基体８としては、金属又は半導体材料の中から選ばれる少なくとも１つを材質とするものを使用することができる。前記半導体材料を例示すると、窒化ガリウム、炭化珪素、シリコンなどがある。
当該構造の固体発光素子３において、前記注入型エレクトロルミネッセンスを放つ構造の場合には、半導体発光層１１中に電子や正孔が注入されるように、反射層１０は、導電性を有する必要があり、前記金属（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｆｅ）、及び、これらの金属の合金やシリサイドなどの厚膜又は薄膜から適宜選択して用いることができる。
他の部材の詳細については、図１７を参照しながら説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
このように構成された固体発光素子３の上下面に設けられた給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂに、直流又は交流の電圧、あるいは、パルス電圧を印加すると、半導体発光層１１に電流が流れ、電力が供給される。
半導体発光層１１に供給された電力は、前記多層構造体が有する電光変換作用によって光に変換されるので、透光性を有する部材（透光性電極１２及び導電性基体８（透光性を有する場合））を通して、当該光が、一次光１５として、固体発光素子３から出射されることになる。
尚、図１９に示す構造の固体発光素子３は、例えば、導電性を有する半導体単結晶基板（ＳｉＣやＧａＮなど）の上に、エピタキシャル結晶成長技術を用いて、ｎ型及びｐ型の半導体の前記単結晶薄膜を積層し、給電電極Ａ１４ａ（例えば、Ａｕ）を蒸着形成した後、前記半導体単結晶基板の、前記半導体の単結晶薄膜を形成していない側の面に、反射層１０及び給電電極Ｂ１４ｂを形成することによって得ることができる。
一方、図２０に示す構造の固体発光素子３は、例えば、図１７に示す構造の固体発光素子３の場合と同様の製造方法によって製造可能である。
尚、図１９、図２０に示す構造の固体発光素子３は、対をなす給電電極の一方（給電電極Ｂ１４ｂ）を固体発光素子３の下面に設ける構造であるので、一次光１５の光取り出し面の面積が比較的大きくなり、高出力の半導体発光装置を得る上で好ましい構造となる。
（固体発光素子３の具体的構造例５）
図２１は、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子３の構造の、さらに別の一例を示す縦断面図である。図２１に示す固体発光素子３は、導電性基体８の下部に半導体発光層１１を設け、固体発光素子３の下面に給電電極Ｂ１４ｂを設ける一方で、導電性基体８の上部に給電電極Ａ１４ａを設け、導電性基体８を、透光性を有するものとした構造の固体発光素子である。
尚、図２１に示すように、半導体発光層１１の下方に反射層１０が設けられた構造であってもよいし、反射層１０は設けられず、給電電極Ｂ１４ｂが反射層１０の機能を兼ねた構造であってもよい。
導電性基体８は、半導体発光層１１を支持し、この半導体発光層１１の機械的強度を高めると共に、固体発光素子３の上下面に設けられた、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂによって、半導体発光層１１に給電するために設けられているだけでなく、半導体発光層１１が放つ光を、一次光１５として、固体発光素子３の外部に取り出すためにも設けられているものである。
導電性基体８としては、半導体材料を材質とするものを使用することができる。前記半導体材料を例示すると、窒化ガリウム、炭化珪素などがある。
当該構造の固体発光素子３において、前記注入型エレクトロルミネッセンスを放つ構造の場合には、図１９、図２０を参照しながら説明したように、半導体発光層１１中に電子や正孔が注入されるように、反射層１０は、導電性を有する必要があり、前記金属、及び、これらの金属の合金やシリサイドなどの厚膜又は薄膜から適宜選択して用いることができる。
他の部材の詳細については、図１７を参照しながら説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
また、固体発光素子３の動作についても、図１９、図２０を参照しながら説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
尚、図２１に示す構造の固体発光素子３は、例えば、導電性を有する半導体単結晶基板（ＳｉＣやＧａＮなど）の上に、エピタキシャル結晶成長技術を用いて、ｎ型及びｐ型の半導体の前記単結晶薄膜を積層し、反射層１０の機能を兼ねる給電電極Ｂ１４ｂを形成した後、前記半導体単結晶基板の、前記半導体の単結晶薄膜を形成していない側の面に、給電電極Ａ１４ａを形成することによって得ることができる。
このような構造の固体発光素子３は、図１９、図２０に示す固体発光素子３の場合と同様に、一次光１５の光取り出し面の面積が比較的大きくなるだけでなく、発熱部となる半導体発光層１１が放熱基板１の実装面に近い場所に位置するので、半導体発光層１１が持つ熱を比較的効率良く放熱する上で好ましい構造である。
図２１に示す構造の固体発光素子３は、前記したフリップチップ上下電極構造の固体発光素子として知られる固体発光素子である。
（固体発光素子３の参考構造例）
図２２は、参考のために示した、本発明の半導体発光装置に用いられる固体発光素子３とは別の構造を有する固体発光素子３の一例を示す縦断面図である。図２２に示す固体発光素子３は、透光性基体９の下部に半導体発光層１１を設け、固体発光素子３の下面に給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを設けた構造の固体発光素子である。尚、図２２中、１３は電極である。
透光性基体９は、半導体発光層１１を支持し、この半導体発光層１１の機械的強度を高めると共に、固体発光素子３の下面に設けられた、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂによって、半導体発光層１１に給電するために設けられているだけでなく、半導体発光層１１が放つ光を、一次光１５として、固体発光素子３の外部に取り出すためにも設けられているものである。
透光性基体９としては、半導体材料又は絶縁体材料を材質とするものを使用することができる。前記半導体材料を例示すると、窒化ガリウム、炭化珪素などがあり、前記絶縁体材料を例示すると、各種金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化珪素、ガラスなど）などがある。
他の部材の詳細については、図１７を参照しながら説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
このように構成された固体発光素子３の、給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂに、直流又は交流の電圧、あるいは、パルス電圧を印加すると、半導体発光層１１に電流が流れ、電力が供給される。
半導体発光層１１に供給された電力は、無機又は有機の半導体を少なくとも含めて形成された前記多層構造体が有する電光変換作用によって光に変換されるので、透光性基体９を通して、当該光が、一次光１５として、固体発光素子３から出射されることになる。
尚、図２２に示す参考構造の固体発光素子３は、前記したフリップチップ下面二電極構造の固体発光素子として知られる固体発光素子である。
（波長変換体４）
波長変換体４は、固体発光素子３が放つ光（一次光１５）を、それよりも長波長の光に波長変換する、光−光変換体であり、有機又は無機の、いわゆるフォトルミネッセンス蛍光体（実用性能水準を満たすもの。以下、単に「蛍光体」と記述する）１７を少なくとも含む構造体である（図２３等参照）。
尚、１００〜２００℃の比較的高い温度条件下での化学的安定性に優れるという理由で、好ましい蛍光体１７は無機蛍光体である。従って、波長変換体４は、無機蛍光体を含むのが好ましく、これにより、信頼性の高い波長変換体４として機能するようになる。
波長変換体４は、樹脂蛍光膜、無機蛍光体を含む成形体、無機蛍光体を含む複合体のいずれかであるのが好ましく、さらには、板状の蛍光板であるのが好ましい。
これらの波長変換体４は、これまでに電子機器などで高い技術実績を有する波長変換体であり、信頼性の高い波長変換体４の製造も容易である。
特に、板状の前記蛍光板は、取扱いも容易であるので、半導体発光装置の製造工程の簡略化も可能となる。
尚、前記無機蛍光体を含む成形体は、透光性蛍光セラミックス、蛍光ガラス、蛍光機能付き複合セラミックス（前記ＭＧＣ光変換部材である）のいずれかであるのが好ましい。これらの成形体は、技術実績があるかそれに近いだけでなく、全無機であるので、熱伝導率が高く、波長変換体４の温度上昇を抑制するように働く。
一方、前記無機蛍光体を含む複合体は、無機蛍光体粉末を主体とする無機蛍光膜を、少なくとも片面に設けた、無機蛍光膜付きの透光性基体であるのが好ましい。このような無機蛍光膜付きの透光性基体は、蛍光ランプや電子管などで実用実績が十分にある波長変換体であるので、当該無機蛍光膜付きの透光性基体を用いれば、性能の面で優れた波長変換体４を容易に製造することができる。また、多くのノウハウを要する波長変換体４の製造を、予め別工程で行うことができるので、製造工程ロスに関わるリスク管理も容易となる。さらに、波長変換によって発熱するのは蛍光膜の部分だけになり、透光性基体を無機材料とした場合には、透光性基体が熱伝導性の良好な放熱体として機能するようになるので、波長変換体４の温度上昇を抑制することも可能となる。
尚、波長変換体４の前記温度上昇は、波長変換に伴うエネルギー損失（ストークス・ロス）に起因して生じる現象である。
例えば、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた構造を有する相関色温度が５０００Ｋ前後の白色ＬＥＤ光源においては、青色ＬＥＤが放つ一次光の有する光エネルギーの１０〜３０％程度が消費されて熱に変わり、これが蓄熱されて前記温度上昇を引き起こすことになる。
尚、例えば、蛍光体粉末を透光性樹脂中に分散させて形成した蛍光膜を用いる白色ＬＥＤ光源においては、透光性樹脂の熱伝導率が０．１〜０．５Ｗ／ｍＫと無機材料に比較して１〜２桁低いことに起因して、その温度上昇が大きく、ＬＥＤチップ温度に対して１００℃を超える温度上昇が比較的低い投入電力下で一般に起こり得る。その結果、波長変換体４の温度としては、優に１５０℃を超える温度領域に達することになる。
以下、本発明の半導体発光装置に用いられる波長変換体４の実施の形態、波長変換体４に用いられる蛍光体１７（特に、無機蛍光体）、波長変換体４の具体的構造などについて詳細に説明する。
尚、波長変換体４の配置等については、後で別途、詳細に説明する。
（波長変換体４に用いられる蛍光体１７）
上記のように、波長変換体４に用いられる蛍光体１７としては無機蛍光体が好ましい。以下、当該無機蛍光体について詳細に説明する。
無機蛍光体としては、半導体のバンド間のエネルギー遷移に基づく発光を放つ無機蛍光体、半導体中でドナーあるいはアクセプタを形成する不純物イオンに基づく発光を放つ無機蛍光体、及び、局在中心による発光を放つ無機蛍光体（遷移金属イオン又は希土類イオンの電子遷移に基づく発光を放つ無機蛍光体）等の中から適宜選択して用いることができる。
好ましい無機蛍光体は、希土類イオン（Ｃｅ3+、Ｐｒ3+、Ｎｄ3+、Ｓｍ3+、Ｅｕ3+、Ｅｕ2+、Ｔｂ3+、Ｄｙ3+、Ｈｏ3+、Ｅｒ3+、Ｔｍ3+、Ｙｂ3+、Ｙｂ2+など）や遷移金属イオン（Ｍｎ2+、Ｍｎ4+、Ｓｂ3+、Ｓｎ2+、Ｔｉ4+、Ｔｌ+、Ｐｂ2+、Ｃｕ+、Ｃｒ3+、Ｆｅ3+など）を発光中心として付活した無機蛍光体である。中でも、Ｃｅ3+、Ｐｒ3+、Ｅｕ3+、Ｅｕ2+、Ｔｂ3+、Ｙｂ2+、Ｍｎ2+から選ばれる少なくとも１つの金属イオンで付活した無機蛍光体は、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の紫、又は、４２０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の青〜青緑の波長領域の少なくともいずれかの波長領域における光励起下で高い光子変換効率を示すものが多いため、特に好ましい。
特に、Ｃｅ3+又はＥｕ2+の少なくとも１つの希土類イオンを発光中心として含む無機蛍光体は、３８０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満の紫〜青緑の波長領域や、さらには、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の紫〜青の波長領域、とりわけ、４３０ｎｍ以上４７５ｎｍ未満の青の波長領域における光励起下で高い光子変換効率を示すものが多いため、好ましい。
波長変換体４の、波長変換に伴うエネルギー損失による温度上昇を抑制するために好ましい無機蛍光体は、固体発光素子３が放つ光の光吸収が大きく、かつ、内部量子効率が理論限界に近い無機蛍光体、つまり、固体発光素子３が放つ光の発光ピーク波長の光励起下における外部量子効率が大きく、絶対値が８０％以上の無機蛍光体である。
このような外部量子効率が大きい無機蛍光体は、前記一次光の吸収が大きく、高い光子変換効率で、吸収した一次光を前記一次光よりも波長が長い波長変換光に変換するので、波長変換体４を前記一次光で照射したとき、前記一次光の照射方向に、波長変換体４を透過する波長変換光の出力割合が増える。このため、前記一次光を出力光成分の１つとして含み、一次光と前記波長変換光の加法混色による光、特に、白色光を得る場合には、波長変換体４の厚みが薄くて済むことになる。その結果、波長変換体４は、厚み方向の熱伝導性が良好で放熱性に優れたものとなり、前記温度上昇を抑制するために好ましいものとなる。
尚、前記無機蛍光体の性状については特に限定されるものではなく、粉末、焼結体、セラミックス成形体、単結晶などから幅広く選択可能である。
前記無機蛍光体は、波長変換体４の前記温度上昇を抑制する工夫を施す視点に立った無機蛍光体ではなく、波長変換体４の耐熱性を高める視点に立った無機蛍光体であっても構わない。つまり、波長変換体４において、波長変換物質として機能する、全ての種類の前記無機蛍光体は、無機蛍光体が１５０℃となる温度条件下において、前記一次光のピーク波長と同じ波長の光励起時の発光ピーク高さが、室温時の７０％以上を保持する、温度消光が小さい高耐熱性蛍光体であってもよい。このようにすれば、前記波長変換物質として高温条件下で発光効率が低下しにくい無機蛍光体を用いることとなり、温度が上がっても光出力が低下しにくい波長変換体４を提供することができるので、温度が上がっても光出力が低下しにくい半導体発光装置を提供することが可能となる。
本発明者等が調査や実評価を行った限りにおいて、このような高耐熱性の高効率無機蛍光体としては、以下の無機蛍光体があり、本発明においては、これらを前記波長変換物質として用いるのが好ましい。
（１）発光ピーク波長が５００ｎｍ以上５６５ｎｍ未満の範囲内にあり、かつ、ガーネットの結晶構造を有するＣｅ3+付活蛍光体
（２）Ｅｕ2+又はＣｅ3+の少なくとも１つで付活された窒化物系蛍光体（例えば、窒化物蛍光体や酸窒化物蛍光体）
尚、青色光を放つ固体発光素子３と組み合わせることによって比較的容易に白色系光を得ることができるために好ましい無機蛍光体は、青色と補色関係にある黄色系蛍光体（波長５５０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長範囲に発光ピークを持つ蛍光体）である。
参考のため、以下に、紫色（３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満）又は青色（４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満）の光で励起可能な高耐熱性の高効率無機蛍光体の具体例を示す。
（１）Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+系黄緑色蛍光体（特に、発光ピーク波長が、５２５ｎｍ以上５６０ｎｍ未満、又は、蛍光体母体の希土類イオン（Ｙ3+やＧｄ3+など）の一部を置換するＣｅ3+イオンの置換量が、０．００１原子％以上２原子％以下の、低濃度のＣｅ3+付活蛍光体）
（２）ＢａＹ2ＳｉＡｌ4Ｏ12：Ｃｅ3+系緑色蛍光体
（３）Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ3+系緑色蛍光体（Ｃａ又はＳｃの一部をＭｇで置換した蛍光体を含む）
（４）ＭＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+系緑／黄色蛍光体（Ｍは、アルカリ土類金属）
（５）Ｍ3Ｓｉ6Ｏ12Ｎ2：Ｅｕ2+系緑色蛍光体（Ｍは、過半数がＢａとなるアルカリ土類金属）
（６）β−Ｓｉ3Ｎ4：Ｅｕ2+系緑色蛍光体（Ｓｉ−Ｎの一部をＡｌ−Ｏで置換した蛍光体を含む）
（７）Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+系黄色蛍光体。
（８）ＭＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+系赤色蛍光体（Ｍは、アルカリ土類金属）
（９）Ｍ2（Ａｌ，Ｓｉ）5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ2+系赤色蛍光体（Ｍは、アルカリ土類金属、Ｍ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+赤色蛍光体を含む）
（１０）ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+系青色蛍光体
尚、上記具体的な蛍光体（１）〜（１０）の中で、Ｃｅ3+付活蛍光体は、青色励起可能な無機蛍光体であり、上記（１０）の蛍光体を除くＥｕ2+付活蛍光体は、紫色光と青色光の両方で高効率励起可能な無機蛍光体である（尚、上記（１０）のＥｕ2+付活蛍光体は、青色光では励起されず、紫色光で高効率励起可能な無機蛍光体である）。
本発明においては、このような高耐熱性の高効率無機蛍光体を波長変換体４の波長変換物質として用いるのが好ましい。
尚、上記（１）〜（１０）の無機蛍光体は、発光が、Ｃｅ3+又はＥｕ2+イオンの、４ｆn−４ｆn-1５ｄ1パリティー許容遷移（但し、前記ｎは、Ｃｅ3+イオンの場合はｎ＝１、Ｅｕ2+イオンの場合はｎ＝７である）に基づくことに起因して、残光時間（τ1/10）が１ｍｓｅｃ以下と短い。このため、このようなＣｅ3+及びＥｕ2+のいずれかの希土類イオンを発光中心として含む無機蛍光体だけを用いて構成された波長変換体４（及び、当該波長変換体４を用いて構成された半導体発光装置）は、動画を表示する画像表示装置用として好ましいものにもなる。
尚、Ｅｕ2+付活蛍光体は、発光スペクトルの半値幅がＣｅ3+付活蛍光体よりも狭く、色純度の面で優れる、赤色、緑色、及び青色の光を放つものとなる。このため、上記（１）〜（１０）の無機蛍光体の中で、Ｅｕ2+イオンで付活され、かつ、光の三原色（赤色、緑色、及び青色）となる光を放つ無機蛍光体（上記（４）〜（６）、（８）〜（１０）の無機蛍光体）は、例えば、液晶バックライト用として好ましい無機蛍光体である。
例えば、紫外光又は紫色光を放つ固体発光素子３と、Ｅｕ2+付活青色蛍光体（上記（１０）の無機蛍光体）と、Ｅｕ2+付活緑色蛍光体（上記（４）〜（６）の無機蛍光体）と、Ｅｕ2+付活赤色蛍光体（上記（８）又は（９）の無機蛍光体）との組み合わせ構造、あるいは、青色光を放つ固体発光素子３と、Ｅｕ2+付活緑色蛍光体（上記（４）〜（６）の無機蛍光体）と、Ｅｕ2+付活赤色蛍光体（上記（８）又は（９）の無機蛍光体）との組み合わせ構造を有する本発明の半導体発光装置は、液晶バックライト用光源として好ましい半導体発光装置であり、このような半導体発光装置を用いれば、液晶バックライト用として好適な光源装置を提供することが可能となる。
（波長変換体４の具体的構造例１）
図２３は、透光性母材１６中に粉末状の蛍光体１７（蛍光体粒子群１７ｂである）を分散させた構造の波長変換体４を示している。
透光性母材１６は、透光性を有する有機又は無機の物質であり、例えば、有機物質としては各種透光性樹脂（シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂など）が挙げられ、無機物質としては低融点ガラスなどが挙げられる。
また、粉末状の蛍光体１７は、粒子サイズが１ｎｍ以上１ｍｍ未満の蛍光体粒子群１７ｂであり、ナノ粒子（１ｎｍ以上１０ｎｍ未満）、超微粒子（１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満）、小粒子（１００ｎｍ以上１００μｍ未満）、又は、粒（１００μｍ以上１ｍｍ未満）のいずれかである。
尚、前記粒子サイズは、粉体製品の製品カタログなどにおいて、一般に、所定の測定手法による測定結果として記載される、平均径又は中心粒径（Ｄ50）のことを指すものであり、都合上、粒子サイズが１００ｎｍ未満の場合は平均径で、粒子サイズが１００ｎｍ以上の場合は中心粒径で言い表すこととしている。
図２３に示す構造の波長変換体４は、簡便な製造方法によって製造できるだけでなく、実績も多いので、実用面で好ましいものとなる。
また、透光性母材１６を熱伝導率の比較的大きい無機物質とした波長変換体４は、放熱性の面で好ましいものとなり、波長変換体４の上記温度上昇を抑制する面で好ましいものとなる。
尚、波長変換体４の光透過特性や熱伝導特性を高めるために、図２３に示す構造の波長変換体４において、透光性母材１６中に、さらに透光性粉末（例えば、アルミナやシリカなど（図示せず））を含めてもよい。
（波長変換体４の具体的構造例２）
図２４は、蛍光体１７を、成形体（以下「蛍光体成形体１７ａ」と記述する）とした構造の波長変換体４を示している。
蛍光体成形体１７ａとしては、蛍光体粉末の焼結体、透光性蛍光セラミックス、蛍光ガラス、蛍光体単結晶などの呼称で知られる成形体が挙げられるが、本発明においては、前記ＭＧＣ光変換部材などの、蛍光体とセラミックス材料との複合成形体も、蛍光体成形体１７ａに含めるものとしている。
図２４に示す構造の波長変換体４は、熱伝導率が大きい全無機の波長変換体を提供することができるので、放熱性の面で好ましいものとなり、波長変換体４の上記温度上昇を抑制する面で好ましいものとなる。
取扱いなどの面で好ましい蛍光体成形体１７ａは、最薄肉厚が０．１ｍｍ以上１ｃｍ未満の蛍光体成形体であり、このような蛍光体成形体１７ａにすれば、機械的強度に優れたものとなる。
（波長変換体４の具体的構造例３）
図２５に示すように、波長変換体４は、透光性被着基体２０（ガラス、透光性セラミックス、アクリルなど）の少なくとも一面に、蛍光体粒子群１７ｂを付着させた構造のものとすることもできる。
例えば、ガラス上に、蛍光体粒子群１７ｂを膜状に付着させた構造物（蛍光膜付きガラス）は、これまで、蛍光ランプ、陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネルなどで、数多く採用されており、実用実績の面で好ましいものである。
また、波長変換に伴う発熱部分が、波長変換体４の一部の蛍光膜に限定され、透光性被着基体２０がガラスの場合には、透光性被着基体２０が良好な放熱体として機能することになるので、波長変換体４の上記温度上昇を抑制する面で優れたものとなる。
尚、例えば、蛍光体ハンドブック（蛍光体同学会編、オーム社）などの書籍に記載されているように、このような波長変換体４が、印刷法、沈降法、サスペンジョン法などの各種手法を用いて形成可能であることは周知である。
このような波長変換体４は、例えば、有機溶剤（例えば、酢酸ブチル）と、粘性剤として機能する樹脂（例えば、ニトロセルロース（略称：ＮＣ）、あるいは、エチルセルロース（略称：ＥＣ））と、結着剤として機能する低融点無機物質（例えば、Ｃａ−Ｂａ−Ｂ−Ｐ−Ｏを構成元素として含む低融点ガラス（略称：ＣＢＢＰ））と、無機蛍光体（例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+系蛍光体やＥｕ2+付活アルカリ土類金属オルト珪酸塩蛍光体）とを混合してなる蛍光体サスペンジョンを、少なくともガラスバルブの内壁やガラス板に塗布し、乾燥によって有機溶剤成分を除去した後、蛍光膜を焼付ける（例えば、大気中、４００〜６００℃程度の温度で加熱する）ことによって製造可能である。
［実施の形態１］
以下、本発明の半導体発光装置の実施の形態１を、図面を参照しながら説明する。
図１〜図８は、本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置を示す上面図である。尚、図１におけるＩ−Ｉ´線断面については、後述する実施の形態３以降で説明する。
（配線導体Ａ２ａ、配線導体Ｂ２ｂ、配線導体Ｘのパターン形状）
図１〜図８に示すように、本発明の半導体発光装置の実施の形態１は、絶縁性を有する放熱基板１の片面に、少なくとも１つの配線導体Ａ２ａと、配線導体Ｂ２ｂと、固体発光素子３とを備え、配線導体Ａ２ａの上に固体発光素子３が実装され、配線導体Ｂ２ｂの上には固体発光素子３が実装されていない、半導体発光装置であって、固体発光素子３は、その上面又は上下面のいずれかに、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂ（図１７〜図２１参照）を有し、さらに、前記主光取り出し面の対向面となる下面全体が、配線導体Ａ２ａに密着するように実装されており、固体発光素子３の実装面を上方から見たときに、配線導体Ａ２ａは、固体発光素子３の下面全体を実装する素子実装領域と、前記素子実装領域の周辺に隣接して、前記素子実装領域の周辺に対して方向が偏ることなく設けられた複数の流出接着剤捕獲領域とを有し、配線導体Ｂ２ｂは、前記流出接着剤捕獲領域以外の、前記素子実装領域の周辺の隣接部に、配線導体Ａ２ａと電気的に分離して配置されていることを特徴とする。尚、上記した「流出接着剤捕獲領域」とは、導体Ａ２ａ上にＬＥＤチップを実装した際に、素子実装領域以外の部分にはみ出す接着剤が流動し得る導体Ａ２ａ上の領域を指すものとする。
この半導体発光装置の実施の形態１によれば、配線導体Ａ２ａは、固体発光素子３の下面全体を実装する素子実装領域の周辺に、流出接着剤捕獲領域が方向を偏ることなく設けられた形状のものとなり、好ましい形態においては、実装中心に対して、相反する方向へと、実装面を離れて比較的離れた場所に、少なくとも２つの端部を有する形状となるので、固体発光素子３の実装中心となる位置に載置される接着剤（半田材料）の重心の移動、及び、実装不良／実装不具合を抑制し得る配線導体Ａとなる。このように、実施の形態１の半導体発光装置における配線導体Ａ２ａは、固体発光素子３の前記実装ずれや前記局部加熱を抑制するものとなり、高信頼性及び一次光の高出力化を促して、半導体発光装置の高出力化を図ることができるものとなる。
また、上記形状を有する配線導体Ａ２ａは、バランスの取れた良好な放熱体及び光反射体としても機能するので、放熱効果及び光取り出し効果のより高い構造を有する半導体発光装置を実現することができる。
尚、上記好ましい形態においては、見かけ上、ちょうど、配線導体Ａ２ａは、外周の一部にくびれを持ち、かつ、固体発光素子３の実装中心を基点として、相反する方向へと、前記実装面を外れて伸びる形状を少なくとも含む形状を有し、配線導体Ｂ２ｂは、その一部又は全部が、配線導体Ａ２ａの前記くびれの中に収まるように配置された構造となる。
この半導体発光装置の実施の形態１においては、固体発光素子３の主光取り出し面上には波長変換体４をさらに備え、波長変換体４は、固体発光素子３が放つ一次光１５による励起によって一次光１５よりも長波長の光を放つのが好ましい。
また、図１〜図５に示すように、配線導体Ｂ２ｂは、固体発光素子３の縦及び横方向の中心線を避ける位置に外郭中心部を有するように配置されているのが好ましく、また、配線導体Ａ２ａは、回転対称性を持つ形状を有するのが好ましい。これによれば、固体発光素子３の給電電極（一般に、固体発光素子３の縦及び横方向の中心線を避ける位置に配置されている）に近い場所に配線導体Ｂ２ｂを配置して、放熱基板１上の空間を、固体発光素子３の構造及び動作原理に適合するように有効利用した配置構造とすることができるようになるので、半導体発光装置の小型化を図ることができる。
尚、図１、図２、図５〜図８に示す半導体発光装置は、上下面に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する構造の固体発光素子３を用いた場合の例であり、図３、図４は、上面に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する構造の固体発光素子３を用いた場合の例である。
また、図１〜図５に示す半導体発光装置は、各々、固体発光素子３を、直方形の上面の対角をなす位置に、それぞれ、給電電極Ａ１４ａを１つずつ設けた構造、直方形の上面の隣り合う角の位置に、それぞれ、給電電極Ａ１４ａを１つずつ設けた構造、直方形の上面の対角をなす位置に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを設けた構造、直方形の上面の隣り合う角の位置に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを二対設けた構造、及び、直方形の上面の隣り合う角の位置に、２つの給電電極Ａ１４ａを設けた構造を、直方形の上面の対角をなす位置に二対設けた構造とした場合の例である。
また、図６〜図８に示す半導体発光装置は、各々、固体発光素子３を、直方形の上面の１つの角の位置に、給電電極Ａ１４ａを１つ設けた構造、直方形の上面の対角をなす位置に、それぞれ、給電電極Ａ１４ａを１つずつ設けた構造、及び、直方形の上面の隣り合う角の位置に、それぞれ、給電電極Ａ１４ａを１つずつ設けた構造とした場合の例である。このような構造にすれば、投入電力の増加に伴って増大する固体発光素子３の発生熱が、実装面となる当該固体発光素子３の下面全体を利用する熱伝導によって、固体発光素子３の下方に配置された高熱伝導体（配線導体Ａ２ａ、放熱基板１、外部付加放熱体（図示せず）など）へと、均等かつ高い速度で熱伝導し、固体発光素子３の温度上昇を抑制できるようになる。同時に、固体発光素子３の下面を外れる、実装面の水平方向へも、金属を主体とする良好な熱伝導特性を有する配線導体Ａ２ａ（固体発光素子３の下面の外周部全体に亘って縁を有するように形成されたものである）を伝わって熱拡散しやすく、かつ、実装面上で熱源となる固体発光素子３の下面の、３６０°水平方向の熱伝導の経路長が比較的バランスの取れた対称構造となって、比較的均等に熱拡散しやすくなるので、固体発光素子３の局部加熱を間接的ながらも抑制できるようになる。このようにして、配線導体Ａ２ａの、固体発光素子３の下面を外れる部分の、良好な熱伝導特性と比較的大きな面積とを十分に活かして放熱効率を高めるようにすることにより、固体発光素子３の温度上昇及び放熱不均一（温度分布むら）に起因する固体発光素子３の発光効率の低下を抑制して、半導体発光装置の高出力化を図ることができる。
さらに、配線導体Ａ２ａの線対称性を持たない形状を活用して、上記実装面の水平方向に配線導体Ａ２ａを伝わる熱の放熱経路を確保しながら、配線導体Ａ２ａの中央部（均質な材料の場合には、中央重心部）において固体発光素子３の下面が占める面積割合が増えるようにすることができる。そして、これにより、半導体発光装置の小型・高出力化を実現することができる。
尚、配線導体Ａ２ａが線対称性を持つ場合には、上記実装面の水平方向に配線導体Ａ２ａを伝わる熱の放熱経路を確保しようとすると、必然的に、配線導体Ａ２ａの中央部において固体発光素子３の下面が占める面積割合が減少し、高密度実装化を図ることが困難であった。しかし、実施の形態２で説明するように、配線導体Ａ２ａをこのような形状とすることにより、複数の固体発光素子を近接配置し得るものとなり、複数の固体発光素子の高密度実装も可能となる。
尚、「実質的に回転対称性を持ち、線対称性を持たない形状を有する」とは、「回転対称性を持ち、線対称性を持つ形状」の一部の削除、あるいは、「回転対称性を持ち、線対称性を持つ形状」の一部への形状付加によって、「回転対称性を持ち、線対称性を持つ形状とは言えない形状」になっていることが明らかに判別できる形状を含む、当該形状を有する」ことを意味するものとする。
配線導体Ａ２ａは、配線導体Ｂ２ｂよりも上面の面積が大きいのが好ましい。これによれば、配線導体Ｘの中の、配線導体Ａ２ａ（固体発光素子３を実装する配線導体である）が占める相対面積割合が大きくなり、小型で、かつ、固体発光素子３の放熱効率に優れた半導体発光装置を提供することが可能となる。
配線導体Ａ２ａは、固体発光素子３の下面の形状と同じ形状をベースとする形状を有するのが好ましい。これによれば、固体発光素子３の実装面の水平方向に配線導体Ａ２ａを伝わる熱の拡散が一層均質化するので、固体発光素子３の温度の分布むらが少なくなり、高出力化を図ることができるようになる。
尚、上記した、「固体発光素子３の下面の形状と同じ形状をベースとする形状」とは、図１〜図８に一例を示すように、固体発光素子３の下面の中心を基点として、前記下面の形状を同じ拡張割合で次第に大きくしたときに、前記下面の形状の少なくとも二辺（前記下面の形状が多角形の場合）の一部又は全部、あるいは、前記下面の形状の少なくとも二点（前記下面の形状が曲線を有する場合（円又は楕円形状）を含む））が、前記下面の中心に対する対称性をもって、配線導体Ａ２ａの外郭に同時に接触する、配線導体Ａ２ａの形状を指すものとする。
本発明の半導体発光装置において、配線導体Ａ２ａは、例えば、図１、図４、図５、図７、図８に示すように、配線導体Ｂ２ｂよりも数が少ないものとすることもできる。
固体発光素子３は、一般に、対をなす給電電極に電力を供給すると駆動できる構造を有するので、少なくとも１つの配線導体Ｂ２ｂは余り、予備電極として利用できるようになる。そして、その結果、給電端子２２の切り替えができる配線パターンの形成が可能となる。
尚、この具体例を、図９〜図１１に示しているが、これについては後述する。
配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂの全てを指す配線導体Ｘは、図１、図４、図５、図７に示すように、放熱基板１の一平面上に設けられており、かつ、放熱基板１の一平面上で実質的に回転対称性を持つパターンを有するのが好ましい。これによれば、配線導体Ｘのパターン形状がシンプルとなり、配線パターン付きの放熱基板１の、製造ばらつきの軽減、信頼性向上、低製造コスト化などを達成できるものとなる。
また、回路設計が容易になるだけでなく、余っている配線導体Ｂ２ｂを用いて、対称性を持つ、複数系統の電気回路を構成できるようにもなる（図９〜図１１参照、これについては後述する）。
さらに、放熱基板１においては、図１、図４、図５、図７に示すように、少なくとも、配線導体Ａ２ａの回転対称軸は、放熱基板１の中心点（均質な材料の場合には、重心点）と一致するのが好ましく、回転対称性を持つパターンを有する配線導体Ｘの回転対称軸は、放熱基板１の中心点と一致するのがより好ましい。これによれば、放熱基板１の上下左右を気にする必要が無くなるので、製造工程での人為的ミスを減らすことができ、歩留り向上につながるだけでなく、工程の簡略化も可能となる。
また、配線導体Ｘは、放熱基板１上で占める面積割合が５０％以上１００％未満であるのが好ましい。また、この場合には、配線導体Ａ２ａは、配線導体Ｘ中で占める総面積割合が５０％以上であるのが好ましい。さらに、この場合には、放熱基板１は、反転対称性を持つ形状を有し、固体発光素子３は、放熱基板１の対称中心線上に実装面を有するのが好ましい。これによれば、放熱基板１上での、固体発光素子３を実装する配線導体Ａ２ａや配線導体Ｘが占める面積割合が大きくなるので、概して熱伝導率の大きい配線導体の放熱特性を有効に利用できるようになり、固体発光素子３の温度上昇を抑制して、半導体発光装置の高出力化を図ることが可能となる。
また、最小限必要な配線導体Ｘについて、放熱基板１上で占める面積割合が多いものとなり、放熱基板１上の空間を、より固体発光素子３の構造及び動作原理に適合するように有効利用した配置構造とすることができるようになるので、半導体発光装置の一層の小型化を図ることができる。
また、配線導体Ｘの総面積の過半数を配線導体Ａ２ａが占めることになるので、固体発光素子３の放熱体としても機能する配線導体Ａ２ａが放熱基板１上で占める面積割合が多くなり、その結果、固体発光素子３の放熱効果の高い構造を有する半導体発光装置を実現することができる。
また、放熱基板１の対称中心線上に固体発光素子３が位置するものとすることにより、外観の面でも良好なものとなる。
そして、これらの相乗効果により、速い生産スピードと高い信頼性とを伴う小型・高出力の半導体発光装置を実現することが可能となる。
また、一般に、金属光沢を持つ配線導体Ａ２ａ又は配線導体Ｘの同面積割合も大きくなるので、光吸収率が比較的高い放熱基板１を用いた場合であっても、放熱基板１に吸収される光損失割合が少なくなり、光取り出し効率が高くなる。その結果、放熱基板１の選択の幅が広がり、より熱伝導率が高く、良好な放熱特性を有する放熱基板１の採用も可能となる。これにより、固体発光素子３の温度上昇を抑制して、半導体発光装置の高出力化を図ることができる。
尚、前記光取り出し効率の向上の視点に立つと、半導体発光装置における光出力面の直下の配線導体Ａ２ａの上面の総面積は、前記光出力面の面積の、５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上の割合を占めるのが好ましい。これによれば、前記光出力面の直下で、金属光沢を持つ配線導体Ａ２ａ又は配線導体Ｘの同面積割合も大きくなるので、光取り出し効率が良好なものとなり、半導体発光装置の高出力化を図ることができるようになる。
また、固体発光素子３や波長変換体４が放つ光の、放熱基板１による吸収を防ぎ、光反射させて光取り出し効率を高めるために、少なくとも、放熱基板１上の配線導体（配線導体Ａ２ａ、配線導体Ｂ２ｂ）が形成されていない部分に、可視光（波長範囲：３８０〜７８０ｎｍ）の光反射率が５０％以上、好ましくは８０％以上の絶縁性反射体を設けるのも好ましい。
尚、前記絶縁性反射体は、配線導体Ａ２ａや配線導体Ｂ２ｂを覆い隠すようにして設けても構わない。
前記絶縁性反射体としては、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、チタニア（ＴｉＯ2）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）などを利用することが可能であり、例えば、これらの粉末を膜厚が５μｍ以上１ｍｍ未満程度の厚膜にして用いることができる。
尚、当該厚膜は、一般的なスクリーン印刷技術などによって形成することができる。
（固体発光素子３の上面形状と電極取り出し部２１、配線導体Ｃ５）
図１〜図８に一例を示すように、本発明の半導体発光装置において、固体発光素子３の、主光取り出し面側の上面の形状は、多角形、好ましくは、製造が容易な四角形、より好ましくは、正方形を含む直方形であり、固体発光素子３の電極取出し部２１は、固体発光素子３の前記上面の少なくとも１つの角（かど）に設けるのが好ましい。これによれば、配線導体Ｂ２ｂと電極取り出し部２１とを電気的に接続する配線導体Ｃ５（例えば、ワイヤー）によって遮られて生じる発光強度の低い部分が、固体発光素子３の角に位置することになるので、発光強度むらが目立たなくなる。
また、図１、図２、図５、図７、図８に一例を示すように、上下面に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する構造の固体発光素子３を用いる場合には、電極取出し部２１は、偶数個設けるのも好ましい。
電極取出し部２１は、図１、図５、図７に一例を示すように、固体発光素子３の上面の対角をなす位置に設けることもできるし、図２、図８に一例を示すように、固体発光素子３の上面の隣り合う角の位置に設けることもできる。これによれば、電極取出し部２１を複数確保することができ、電極取り出し部２１と配線導体Ｃ５との接合部分の数を増すことができるので、電気的接続の面で、比較的高い信頼性を確保できるようになる。
また、配線導体Ｂ２ｂに少なくとも接続する配線導体Ｃ５を複数個設けることもでき、配線導体Ｃ５の数を増すことによって、配線導体Ｃ５の総抵抗を下げることもできるようになるので、配線導体Ｃ５のジュール熱の発生量を減らして、固体発光素子３の温度上昇を抑制することが可能となる。
尚、固体発光素子３の上面の対角をなす位置に電極取出し部２１が設けられる、図１、図５、図７に一例を示す構造の場合には、図９に一例を示すような、給電端子２２の切り替えができる配線パターンを有する半導体発光装置の提供が比較的容易にできるようになり、半導体発光装置が断線して点灯しなくなっても、光源を交換することなく、簡単に復旧させることのできる光源装置を提供できるようになる。
一方、上面に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを有する構造の固体発光素子３を用いる場合にも、同様の理由で、図４に示すように、電極取出し部２１は、偶数個設けるのが好ましく、これによれば、配線導体Ｃ５の数を増すことができる。
また、図４に示すように、直方形上面の隣り合う角の位置に、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂを二対設けた構造とし、給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂの一方は配線導体Ａ２ａに、もう一方は配線導体Ｂ２ｂに電気的に接続する構造とすることにより、図９に一例を示すような、給電端子２２の切り替えができる配線パターンを有する半導体発光装置の提供もできるようになる。
尚、図５に示す半導体発光装置は、図１と図２に示す半導体発光装置の特徴（良所）を併せ持つように構成されたものであり、電極取出し部２１が、固体発光素子３の上面の四隅に設けられ、固体発光素子３の上面の隣り合う角の２つの電極取り出し部２１と、１つの配線導体Ｂ２ｂとが、２つの配線導体Ｃ５を用いて電気的に接続され、配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂとの間への電力供給手段（つまり、固体発光素子３への電力供給手段である）を二通り備えるようにされている。これによれば、図２に示す半導体発光装置と同様の比較的高い信頼性を確保することができ、図１に示す半導体発光装置と同様に、給電端子２２の切り替えができる配線パターンを有する半導体発光装置を提供できるようになる。
図１〜図８において、配線導体Ｃ５は、金属であるのが好ましい。これによれば、配線導体Ｃ５の熱伝導率が高まり、放熱部材を兼ねる配線導体Ｃ５となる。
本発明の半導体発光装置においては、図１〜図８に示すように、固体発光素子３は、配線導体Ａ２ａの外郭の中央部となる位置に実装され、配線導体Ａ２ａは、固体発光素子３の下面の形状と同じ形状をベースとする形状を有し、かつ、固体発光素子３の下面の外周部全体に亘って縁を有するように形成されているのが好ましく、さらには、固体発光素子３の下面と、配線導体Ａ２ａの上面と、放熱基板１の上面とは、それぞれの中心が一致するように構成されているのが好ましい。これによれば、熱源となる固体発光素子３の下面の面積が、配線導体Ａ２ａ及び放熱基板１の上面の面積よりも小さく、固体発光素子３の下面が配線導体Ａ２ａの外郭の中にある構造となるので、配線導体Ａ２ａと放熱基板１とが、熱源となる固体発光素子３の良好な放熱体として機能するようになり、固体発光素子３の温度上昇を抑制するようになる。また、配線導体Ａ２ａが固体発光素子３の前記実装ずれを幾分許容できるものとなるので、生産スピードを上げても比較的高い信頼性を確保できる半導体発光装置を実現することができる。
さらに、固体発光素子３の下面、配線導体Ａ２ａの上面、及び、放熱基板１の上面の形状は、全て、同じ形状又は同じ形状をベースとする形状のいずれかであるのが好ましく、特に、四角形（特に、正方形を含む直方形）又は四角形をベースとする形状のいずれかであるのが好ましい。これによれば、固体発光素子３の下面と上面形状が似通う放熱体を有する構造となり、水平方向へも比較的均等に放熱する構造となるので、固体発光素子３の局部加熱を抑制して、半導体発光装置の高出力化を図ることが可能となる。
尚、前記「四角形をベースとする形状」は、単なる四角形の他に、例えば、四角形の少なくとも一辺に突出部を有する形状（例えば、図１の配線導体Ａ２ａのような形状）、四角形の少なくとも一辺にくびれ部を持つ形状、四角形の少なくとも一辺が波打つ形状、四角形の少なくとも１つの角が丸みを帯びた形状などを指すものである。
本発明の半導体発光装置においては、固体発光素子３の上面形状が四角形、特に、正方形を含む直方形である場合、配線導体Ｃ５は、固体発光素子３の上面形状となる四角形の一辺に直交するように設けられているのが好ましい。これによれば、配線導体Ｃ５の長さが、短くなり、必要最小限の長さになるので、配線導体Ｃ５の抵抗が小さくなって、発熱が低減されることとなる。
尚、放熱基板１の上面形状が四角形をベースとする形状である場合、配線導体Ｃ５は、放熱基板１の上面形状のベースとなる四角形の一辺に平行に設けられているのが好ましい。これによれば、半導体発光装置を単純な実装工程で製造できるようになり、工程の簡略化を伴う低製造コスト化を図ることが可能となる。
図９〜図１１に具体例を示すように、本発明の半導体発光装置は、配線導体Ｂ２ｂと、固体発光素子３の電極取り出し部２１とが、配線導体Ｃ５によって電気的に接続されており、配線導体Ｂ２ｂは、配線導体Ａ２ａよりも数が多い配線構造を有し、対をなす配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂとを用いて、固体発光素子３に電力を供給する半導体発光装置であって、少なくとも配線導体Ｂ２ｂを切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子３に供給できる配線構造を有するのが好ましい。
尚、図９、図１０は、１つの配線導体Ａ２ａに対して複数個設けられた、配線導体Ａ２ａの給電端子２２も切り替える構造の具体例、図１１は、配線導体Ａ２ａの給電端子２２は切り替えずに、配線導体Ｂ２ｂを切り替える構造の具体例をそれぞれ示している。
このように、配線導体Ｘを、給電端子２２の切り替えができる配線パターンを有するものとすることにより、例えば、暗闇の中で、半導体発光装置が断線して点灯しなくなっても、光源を交換することなく、簡単なスイッチの切り替え作業だけで復旧させることができ、直ちに同一条件で照らすことができる光源装置及び照明システムを提供できるようになる。
また、半導体発光装置の製造工程上の不具合によって一部断線した場合にも対応できるものとなり、別の電気回路系統を用いて点灯させることができるので、製造歩留りの向上を図ることも容易となる。
尚、このような給電構造を有する本発明に係る半導体発光装置の作用効果は、基本的には、配線導体（配線導体Ａ２ａ及び／又は配線導体Ｂ２ｂ）の形状や放熱基板１上の配線導体の配置、及び、固体発光素子３の構造などによって左右されるものではない。
つまり、当該給電構造を有する本発明に係る半導体発光装置は、少なくとも２つの給電電極（給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂ）を介する電力供給によって駆動可能な固体発光素子３を備える半導体発光装置であって、少なくとも一方の給電電極（給電電極Ａ１４ａ又は給電電極Ｂ１４ｂのいずれか）を複数個設ける構造とし、複数個設けた前記一方の給電電極を切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子３に供給できる配線構造を有することを特徴とするものであればよく、配線導体の形状／配置や固体発光素子３の構造はおろか、半導体発光装置の構成要件などについても、特に限定されるものではない。
例えば、図２２を参照しながら説明したフリップチップ下面二電極構造の固体発光素子３を用いる場合であっても、上記と同様の構成要件を満たし、同様の作用効果を奏することのできる半導体発光装置等の提供が可能であることは、当業者であれば予測し得るものである。
また、前記光源装置あるいは照明システムは、前記した、少なくとも配線導体Ｂ２ｂを切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子３に供給できる配線構造を有する本発明の半導体発光装置と、前記本発明の半導体発光装置の給電端子２２を切り替えるための回路切り替え装置３４（図３７等参照）とを用いて容易に構成できることは言うまでもない。
尚、実施の形態１で説明した作用効果と同じ作用効果は、固体発光素子３の主光取り出し面上には波長変換体４を備えておらず、固体発光素子３が放つ一次光１５の光成分を出力光２８（図２８等参照）として放ち、波長変換体４による波長変換光の光成分を出力光２８として放たない半導体発光装置についても同様に得られるものであり、本発明の半導体発光装置は、このような波長変換体４を備えないものであっても構わない。
［実施の形態２］
本発明の半導体発光装置は、実施の形態１の半導体発光装置において、少なくとも配線導体Ａ２ａが、放熱基板１の一平面上に、複数個備わったものとすることもできる。これによれば、複数個の固体発光素子３を備えることができるようになり、おおむね固体発光素子３の数に比例した高出力化が可能となる。
また、前述したように、配線導体Ａ２ａの線対称性を持たない形状を活用して、複数の固体発光素子３を近接配置し得るものとすることにより、複数の固体発光素子３の高密度実装が可能となる。
この一例を、図１２〜図１６に示す。各構成部材の詳細及び作用効果の概要については、実施の形態１その他で説明した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。構成について簡単に説明を加えると、以下の通りである。
図１２に示す半導体発光装置は、図１を参照しながら説明した半導体発光装置の技術思想を応用して、１つの放熱基板１上に３つの固体発光素子３を高密度実装して配置することにより、高出力化と小型・コンパクト化とを図ったものである。
図１２に示すように、固体発光素子３の実装面を上方から見たときに、固体発光素子３は、その下面が配線導体Ａ２ａの外郭の中央部（均質な材料の場合には、中央重心部）と重なるようにして実装されている。そして、固体発光素子３の下面は、配線導体Ａ２ａの外郭の中にあり、固体発光素子３、配線導体Ａ２ａ、放熱基板１の各上面の面積は、固体発光素子３＜配線導体Ａ２ａ＜放熱基板１の順に小さく、配線導体Ａ２ａは、実質的に回転対称性を持ち、線対称性を持たない形状を有する。
尚、図１２は、固体発光素子３が、配線導体Ａ２ａの外郭の中央部となる位置に実装されており、配線導体Ａ２ａが、固体発光素子３の下面の形状と同じ形状をベースとする形状を有し、かつ、固体発光素子３の下面の外周部全体に亘って縁を有するように形成されている場合を示している。
さらに、固体発光素子３の、前記主光取り出し面の対向面となる下面全体は、配線導体Ａ２ａに密着するように実装されている。そして、波長変換体４は、固体発光素子３の実装面を上方から見たときに、波長変換体４の外郭の中に、全ての固体発光素子３の上面が含まれるような構造を有し、固体発光素子３の光取り出し面の上方に配置されている。これによれば、複数個の固体発光素子３が放つ一次光（図示せず）のほぼ全てが、波長変換体４に入射し、波長変換光へと変換されて出射されるので、固体発光素子３が放つ光子を有効利用して、半導体発光装置の高出力化を図ることができるようになる。
尚、製造工程の簡略化を図るためには、複数個の、全ての固体発光素子３の上方に、１つの波長変換体４を設けるようにするのがより好ましい。
図１２に示すように、３つの配線導体Ａ２ａは、個別の配線導体Ａ２ａをとっても、集合体としての配線導体Ａ２ａをとっても、回転対称性を持つものの、線対称性を持たない形状を有し、配線導体Ｂ２ｂよりも、上面の面積が大きい。
配線導体Ａ２ａは、固体発光素子３の下面の形状と同じ形状（正方形）をベースとする形状を有し、配線導体Ｂ２ｂは複数個（図１２では２つ）備え、うち1つは予備電極として利用し得る。そして、配線導体Ａ２ａのみならず、配線導体Ｘは、放熱基板１上で、規則性を持って配置され、かつ、回転対称性を持って配置される構造となっている。これによれば、より高い密度で固体発光素子３を実装できるようになり、半導体発光装置の小型・高出力化を図ることができるようになる。
また、図１２に示す半導体発光装置において、配線導体Ｘは、給電端子の切り替えができる配線パターンを有している。すなわち、図１２に示す半導体発光装置は、給電端子Ａ２２ａ−給電端子Ｂ２２ｂを、給電端子Ｃ２２ｃ−給電端子Ｄ２２ｄに切り替えても、同一条件で照らすことができるものとなっている。
配線導体Ａ２ａの上面の総面積は、固体発光素子３を実装する、放熱基板１の、一平面の面積の、３０％以上の割合を占め、半導体発光装置における光出力面の直下の配線導体Ａ２ａの上面の総面積は、前記光出力面の面積（図１２の上面図における波長変換体４の面積を指す）の、５０％以上（８０％以上）の割合を占める。
固体発光素子３の、主光取り出し面側の上面の形状は、四角形（正方形）であり、固体発光素子３の電極取出し部２１は、固体発光素子３の上面の角に設けられている。
電極取出し部２１は、１つの固体発光素子３当たり偶数個（この例では、２つ）設けられ、かつ、前記上面の対角をなす位置に設けられている。
配線導体Ｂ２ｂと電極取出し部２１とは、配線導体Ｃ５によって電気的に接続されている。配線導体Ｃ５は、金属であるのが好ましい。
また、固体発光素子３、配線導体Ａ２ａ、及び放熱基板１の上面の形状は、全て、四角形又は四角形をベースとする形状のいずれかであり、固体発光素子３、配線導体Ａ２ａ、及び放熱基板１の全ての上面は、中心が一致するように構成されている。
また、配線導体Ａ２ａは、固体発光素子３の下面の外周部全体に亘って縁を有するように形成されている。
さらに、配線導体Ｃ５は、固体発光素子３の上面形状となる四角形の一辺に直交するように設けられ、また、配線導体Ｃ５は、放熱基板１の上面形状のベースとなる四角形の一辺に平行に設けられている。
このようにして、小型・高出力の半導体発光装置が構成されている。
図１３に示す半導体発光装置は、図１２を参照しながら説明した半導体発光装置の一変形例であり、１つの放熱基板１上に、図１２の半導体発光装置を２つ、二列に並ぶように配置し、さらに、これを電気的に直列接続することにより、合計６個の固体発光素子３が駆動するようにしたものである。
図１４に示す半導体発光装置は、図１２を参照しながら説明した半導体発光装置の一変形例であり、図１２の半導体発光装置において構成部材の数を削減して、製造コストの低減を図る一方で、図２に示した半導体発光装置を応用して、１つの固体発光素子３において、上面の隣り合う角の位置に設けた２つの電極取り出し部２１と、１つの配線導体Ｂ２ｂとを配線導体Ｃ５を用いて電気的に接続することにより、配線導体Ｃ５のジュール熱の発生を抑えて、固体発光素子３の温度上昇を抑制すると共に、電極取り出し部２１と配線導体Ｃ５の、接合部分の数を倍増して、電気的接続の面での高い信頼性を確保するようにしたものである。
図１５、図１６に示す半導体発光装置は、図１２を参照しながら説明した半導体発光装置の一変形例であり、１つの放熱基板１上に２つの固体発光素子３を実装配置して、高出力化と小型・コンパクト化とを図ったものである。また、図１５、図１６に示す半導体発光装置は、１つの固体発光素子３において、上面の隣り合う角の位置に設けられた２つの電極取り出し部２１と、１つの配線導体Ｂ２ｂとを配線導体Ｃ５を用いて電気的に接続し、配線導体Ｃ５のジュール熱を抑えて、固体発光素子３の温度上昇を抑制すると共に、電極取り出し部２１と配線導体Ｃ５との接合部分の数を倍増して、電気的接続の面での高い信頼性を確保するようにしたものである。
図１５、図１６は、実施の形態２の一例として、いずれも、放熱基板１の水平方向の中心線を反転対称軸とした、線対称性を持つ構造を示している。
尚、図１５に示す半導体発光装置は、放熱基板１上を占める配線導体Ｘの面積割合が９０％以上であり、配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂの数を、各々、２つと１つとし、左右に位置する配線導体Ｂ２ｂ及び配線導体Ａ２ａに、各１つずつ給電端子２２を備えるようにした半導体発光装置である。これによれば、配線導体Ｘ（特に、配線導体Ａ２ａ）による放熱効率及び光取り出し効率が向上し、半導体発光装置の高出力化を図ることができるようになる。
一方、図１６に示す半導体発光装置は、配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂの数を、各々、２つとし、左に位置する対をなす２つの配線導体Ｂ２ｂに１つずつ給電端子２２を備え、右に位置する１つの配線導体Ａ２ａに２つの給電端子２２を備え、さらに、配線導体Ｃ５を、固体発光素子３の四角形となる上面の一辺、及び、四角形となる放熱基板１の一辺の両方に直交するように配置した半導体発光装置である。これによれば、配線導体Ｃ５の長さが短くなり、配線導体Ｃ５の抵抗が一層小さくなって、ジュール熱による配線導体Ｃ５の発熱が抑制されることになるだけでなく、実装も容易とになる。
尚、これ以外にも、本発明の技術思想を用いて、数多くの変形例が考えられることは言うまでもない。
尚、実施の形態１で説明した理由と同じ理由で、実施の形態２の半導体発光装置も、波長変換体４を備えないものであっても基本的には構わない。
［実施の形態３］
以下、固体発光素子３の配置等について、より詳細に説明する。
図２６は、一例として、図１に示した実施の形態１の半導体発光装置の、図１におけるＩ−Ｉ´線断面（側面）を示したものである。
尚、図２６においては、波長変換体４が省略されている。波長変換体４の配置については、実施の形態４で説明する。
本発明の半導体発光装置は、図２６に具体例を示すように、絶縁性を有する放熱基板１の片面に、少なくとも１つの配線導体Ａ２ａと、配線導体Ｂ２ｂと、固体発光素子３とを備え、配線導体Ａ２ａの上に固体発光素子３が実装（固定）され、配線導体Ｂ２ｂの上には固体発光素子３が実装されていない、半導体発光装置であって、固体発光素子３は、その上面又は上下面のいずれかに、対をなす給電電極を有し（図２６においては、一例として、上下面に対をなす給電電極を有するものが図示されている）、さらに、前記主光取り出し面の対向面となる下面全体が、配線導体Ａ２ａに密着するように、接着剤２３（銀ペーストや半田を含む広い概念のものである）などを用いて実装（固定）されており、側面図では判り難いものの、固体発光素子３の実装面を上方から見たときに、固体発光素子３は、配線導体Ａ２ａの外郭の中央部となる位置に実装されており、かつ、固体発光素子３の下面は、配線導体Ａ２ａの外郭の中にあり、固体発光素子３、配線導体Ａ２ａ、放熱基板１の各上面の面積は、固体発光素子３＜配線導体Ａ２ａ＜放熱基板１の順に小さく、配線導体Ａ２ａは、実質的に回転対称性を持ち、線対称性を持たない形状を有することを特徴とする。
この半導体発光装置の構成によれば、投入電力の増加に伴って増大する固体発光素子３の発生熱が、実装面となる当該固体発光素子３の下面全体を利用する熱伝導によって、固体発光素子３の下方に配置された高熱伝導体（配線導体Ａ２ａ、放熱基板１、外部付加放熱体（図示せず）など）へと、均等かつ速い速度で熱伝導し、固体発光素子３の温度上昇を抑制できるようになる。同時に、固体発光素子３の下面を外れる、実装面の水平方向へも、金属を主体とする良好な熱伝導性を有する配線導体Ａ２ａあるいは配線導体Ａ２ａを兼ねる放熱基板１を伝わって熱拡散しやすくなるので、固体発光素子３の局部加熱を抑制できるようになる。このように、配線導体Ａ２ａ及び放熱基板１が有する良好な熱伝導特性と比較的大きな表面積及び包絡体積とを十分に活かして、固体発光素子３の、直下方向、斜め下方向、及び横方向の放熱効率を高めるようにすることにより、固体発光素子３の温度上昇及び放熱不均一に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
尚、本発明の半導体発光装置は、固体発光素子３の主光取り出し面（図示せず）の上方に、波長変換体４（図２６では図示せず）を備える構造として構成され、この波長変換体４を、固体発光素子３が放つ一次光１５による励起によって、一次光１５よりも長波長の光を放つように構成することにより、半導体発光装置として完成される。
接着剤２３としては、樹脂系の接着剤（シリコーン樹脂系の接着剤など）や無機系の接着剤その他から、固体発光素子３の構造や電極配置、及び、放熱基板１の特性や材質（特に、絶縁基板か導電基板かなど）を考慮して、適宜選択して用いればよい。
また、前記無機系の接着剤としては、絶縁性の無機接着剤（例えば、低融点ガラスなど）、及び、導電性の無機接着剤（例えば、金属ペースト（特に、銀ペースト）や半田（Ａｕ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｓｎ）など）を、固体発光素子３の構造や電極配置、及び、放熱基板１の特性や材質などを考慮して、使い分ければよい。
接着剤２３を用いずに、例えば、配線導体Ａ２ａと給電電極とを同じ金属材料（例えば、Ａｕ）として、加圧あるいは超音波振動などによって外力を加えることにより、両者を物理的に接合するのも好ましい。
尚、図１７に示すような前記フェースアップ上面二電極構造の固体発光素子３を備える本発明の半導体発光装置の場合、放熱基板１が、絶縁基板及び導電基板のいずれの場合であっても、接着剤２３として、絶縁性の接着剤（前記樹脂系の接着剤や絶縁性の無機接着剤など）も導電性の接着剤（前記導電性の無機接着剤など）も使用可能である。
一方、図１９〜図２１に示すような上下電極構造の固体発光素子３を備える本発明の半導体発光装置の場合、固体発光素子３の給電電極Ｂ１４ｂと配線導体Ａ２ａとを電気的に接続するために、接着剤２３としては、導電性の接着剤（前記導電性の無機接着剤など）を選択すればよい。
本発明の半導体発光装置は、図２６に示すように、絶縁基板である放熱基板１と、配線導体Ａ２ａと、接着剤２３と、固体発光素子３とを少なくとも積み重ねて構成したものであってもよい。
配線導体Ｂ２ｂは、図２６に具体例を示すように、放熱基板１の上に配置してもよいが、放熱基板１の上や上方から外れる場所に配置することもできる。
尚、配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂとは、少なくとも絶縁体（空隙を含む）を隔てて配置されていればよく、その配置位置については特に限定されるものではない。
また、固体発光素子３の、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂの一方は、配線導体Ａ２ａと電気的に接続し、もう一方は、配線導体Ｂ２ｂと電気的に接続する。
少なくとも、固体発光素子３の、対をなす給電電極Ａ１４ａ及び給電電極Ｂ１４ｂの前記もう一方と、配線導体Ｂ２ｂとは、両者に配線導体Ｃ５を接続することにより、電気的に接続されている。
尚、配線導体Ｃ５としては、例えば、金属ワイヤー（金線など）を用いることができる。
このような電気的接続を有する半導体発光装置においては、配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂとを用いて、固体発光素子３に電力を供給することができる。そして、固体発光素子３は、電光変換作用によって、電気エネルギーを光に変換し、当該光が、一次光１５として、固体発光素子３から出射されることになる。
図２７、図２８に示すように、本発明の半導体発光装置において、固体発光素子３は、直接又は間接的に、全体を光透過物２５によって封止されるのが好ましい。そして、光透過物２５は、少なくとも配線電極Ａ２ａに接触するのが好ましく、さらには、放熱基板１にも接触するのがより好ましい。これによれば、光透過物２５を介して、配線電極Ａ２ａ及び放熱基板１（いずれも、良好な放熱体として機能するものである）へと至る、固体発光素子３の放熱経路を確保することができ、放熱面積及び放熱包絡体積が増えるだけでなく、前記放熱経路の放熱断面積が増えることにもなるので、放熱効果が高まり、固体発光素子３の温度上昇が抑制されることになる。
また、固体発光素子３の周囲全体に亘って、均等に放熱する放熱経路を確保することにもなるので、固体発光素子３の周囲の上昇温度が均質化し、その結果、固体発光素子３の局部加熱が抑制されて、高出力化が促されることにもなる。
この放熱経路については、後で、図面を参照しながら詳細に説明する。
尚、上記した、「固体発光素子３は、直接又は間接的に、全体を光透過物２５によって封止される」とは、図２７に示すように、光透過物２５が、主光取り出し面を含み、下面を除く、固体発光素子３の周囲全体に、直接接触して、固体発光素子３が包み込むように封止されること、あるいは、図２８に示すように、光透過物２５が、例えば波長変換体４等を含めて、固体発光素子３の下面を除く周囲全体に接触して、固体発光素子３が間接的に包み込むように封止されることを意味する。
光透過物２５としては、透光性樹脂（シリコーン樹脂、フッ素樹脂など）や透光性低融点無機材料（低融点ガラスなど）を利用することができる。
これらの光透過物２５は、比較的高い屈折率を有するものが多く、特に、光透過物２５が、主光取り出し面を含み、下面を除く、固体発光素子３の周囲全体に、直接接触して、固体発光素子３が包み込むように封止された構造（図２７参照）においては、固体発光素子３が放つ一次光１５の光取り出し効率が高まり、半導体発光装置の高出力化を図るためにも好ましいものとなる。
前記透光性樹脂中、あるいは、透光性低融点無機材料中には、光透過物２５の熱伝導特性を高めるために、各種無機材料を含めるのも好ましい。
尚、前記透光性樹脂中に含める無機材料としては、光透過性を有する透光性無機材料、光反射性を有する光反射無機材料、良好な熱伝導特性（熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上、好ましくは１０Ｗ／ｍＫ以上、より好ましくは１００Ｗ／ｍＫ以上）を有する高熱伝導性無機材料、高い屈折率（波長３８０〜７８０ｎｍの可視領域における室温下の屈折率が１．２以上、好ましくは１．４以上で、４．０未満程度）を有する高屈折率無機材料、一次光１５を拡散する光拡散無機材料、一次光１５を吸収して可視光を放つ蛍光無機材料（無機蛍光体である）などから選択することができ、これらの中の少なくとも１つを用いればよい。また、必要に応じて、これらを適宜組み合わせて用いるのも好ましい。
前記透光性無機材料としては、各種酸化物（酸化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化イットリウムその他の希土類酸化物、イットリウムアルミニウムガーネットやＳｒＴｉＯ3その他の複合酸化物など）、各種窒化物（窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、窒化ガリウム、窒化ガリウムインジウムなど）、炭化珪素などの炭化物等を利用することができる。
前記光反射無機材料としては、前記各種酸化物、硫酸バリウムなどの硫酸塩、各種金属（Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇなど）等を利用することができる。
前記高熱伝導性無機材料としては、前記各種酸化物、前記各種窒化物、各種炭化物（炭化珪素など）及び炭素、前記各種金属等を利用することができる。
前記高屈折率無機材料としては、前記透光性無機材料などを利用することができる。
前記光拡散無機材料としては、前記透光性無機材料及び前記光反射無機材料の少なくとも１つから選ばれる、中心粒径（Ｄ50）が０．１μｍ以上１ｍｍ未満（サブミクロン〜サブミリ）程度の粉末（粒子群）などを利用することができる。
前記蛍光無機材料としては、前述した無機蛍光体等を利用することができる。
前記透光性樹脂中に含める無機材料の形状や性状などは特に限定されるものではないが、取扱い、及び、熱伝導特性の、制御の容易さなどの面で好ましい無機材料は、粉体又はフィラーとして知られる粒子群であり、前記平均径あるいは中心粒径（Ｄ50）が１ｎｍ以上１ｍｍ未満程度の、ナノ粒子群、サブミクロン粒子群、ミクロン粒子群、サブミリ粒子群などである。
良好な光透過特性を有する光透過物２５を得るために好ましい前記粒子群は、個々の粒子が球形又は擬球形の粒子形状を有する粒子群、又は、ナノ粒子群（前記平均径あるいは中心粒径（Ｄ50）が１ｎｍ以上１００ｎｍ未満程度）であり、これによれば、光透過率の面で優れた光透過物２５を形成できるようになる。
図２９〜図３１は、本発明の半導体発光装置の代表例として図１、図２６に示した実装構造物（放熱基板１上の配線導体Ａ２ａ上に固体発光素子３を実装した構造物）において、固体発光素子３で生じる熱の放熱経路を示す模式図である。
尚、図２９〜図３１において、発熱部分は黒塗り表示され、放熱経路は矢印表示されている。
図２９に示すように、本発明の半導体発光装置においては、投入電力の増加に伴って増大する固体発光素子３の発生熱が、固体発光素子３の下面を外れる、実装面の水平方向へ、金属を主体とする良好な熱伝導性を有する配線導体Ａ２ａや放熱基板１を伝わって、比較的均一均質に対称性良く、かつ、速い速度で熱拡散するようにされており、これにより、固体発光素子３の大型化に伴って生じ易くなる、固体発光素子３の局部加熱を抑制できるようにされている。
また、図３０に示すように、本発明の半導体発光装置においては、前記発生熱が、実装面となる固体発光素子３の下面全体を利用する熱伝導によって、固体発光素子３の下方に配置された高熱伝導体（配線導体Ａ２ａ、放熱基板１、外部付加放熱体（図示せず）など）へと、均一均等かつ速い速度で熱伝導するようにされている。
さらに、配線導体Ｃ５も、金属を主体とする良好な熱伝導性を有するものとし、放熱部材として活用できるようにされている。
このように、配線導体Ａ２ａ及び放熱基板１が有する良好な熱伝導特性と比較的大きな表面積及び包絡体積とを十分に活かして、固体発光素子３の、直下方向、斜め下方向、及び横方向の放熱効率を高めるようにすることにより、固体発光素子３の温度上昇及び放熱不均一に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
一方、図３１に示すように、固体発光素子３の発熱部分全体を、各種気体（例えば、空気）よりも熱伝導率が良好な光透過物２５で、包み込むようにして接触封止することにより、固体発光素子３の発生熱が、光透過物２５を介して、配線導体Ａ２ａや放熱基板１へと熱伝導するようにしてもよい。これによれば、前記発熱部分の周囲全体に亘って、均等に放熱する放熱経路を確保し、固体発光素子３の近傍の上昇温度の均質化を図り、固体発光素子３の局部加熱を抑制して、半導体発光装置の高出力化を図ることが可能となる。
尚、実施の形態３においては、固体発光素子３として、その上下面に対をなす給電電極を有する構造のものを例に挙げて説明したが、上面に対をなす給電電極を有する構造の固体発光素子３の場合であっても、同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
また、実施の形態１で説明した理由と同じ理由で、実施の形態３の半導体発光装置も、波長変換体４を備えないものであっても構わない。
［実施の形態４］
以下、波長変換体４の配置等について、図面を参照しながら説明する。
図２８、図３２、図３３は、図１に示した実施の形態１の半導体発光装置等の、図１におけるＩ−Ｉ´線断面（側面）を示したものである。
実施の形態４においては、図１に示した実施の形態１の半導体発光装置を代表例として挙げて、波長変換体４の配置等について説明する。
尚、図２８、図３２、図３３に示すいずれの半導体発光装置の場合も、固体発光素子３が放つ一次光１５によって波長変換体４に含まれる蛍光体が励起され、出力光２８は、少なくとも、波長変換体４による波長変換光を含むものとなる。
出力光２８は、一次光１５をさらに含むものであってもよく、一次光１５と波長変換光（図示せず）の両成分を含む混色光であってもよい。
図２８、図３２、図３３に示す半導体発光装置は、波長変換体４が固体発光素子３の少なくとも主光取り出し面に密着するように形成された半導体発光装置の例である。
図３２に示す半導体発光装置においては、例えば、透光性樹脂（特に、シリコーン系樹脂）中に蛍光体粒子群１７ｂ（図２３参照）を分散させることによって形成した波長変換体４が用いられている。そして、固体発光素子３は、直接的に、全体を、波長変換体４によって封止され、波長変換体４は、配線電極Ａ２ａと放熱基板１に接触している。
半導体発光装置をこのような構成にすれば、波長変換体４を介して、配線電極Ａ２ａ及び放熱基板１へと至る、固体発光素子３の放熱経路を確保できるだけでなく、波長変換体４自身の放熱面積及び放熱包絡体積が増えることにもなるので、固体発光素子３と波長変換体４の双方の放熱効果が高まり、固体発光素子３及び波長変換体４の温度上昇が抑制されることになる。
また、固体発光素子３の周囲全体に亘って、均等に放熱する放熱経路を確保することにもなるので、固体発光素子３の近傍の上昇温度が均質化し、その結果、固体発光素子３の局部加熱が抑制されて、高出力化が促されることにもなる。
図３３に示す半導体発光装置においては、先に波長変換体に関わる幾つかの欄で説明した各種の波長変換体４が小片として用いられている。そして、波長変換体４は、固体発光素子３の少なくとも主光取り出し面に密着するように形成されている。波長変換体４は、前記主光取り出し面に接着されるのが好ましい。
半導体発光装置をこのような構成にすれば、固体発光素子３の主光取り出し面の面積と半導体発光装置の光出射面の面積とがほぼ等しくなり、一次光１５が放たれた瞬間に一次光１５の光子全てが波長変換体４に入射することとなるので、デバイス構造上、例えば、車載ヘッドランプ用などとして好適な、高輝度の点光源を提供することが可能となる。
このような点光源構造の半導体発光装置は、波長変換体４への光入射面積が小さいために、一般に、波長変換体４の温度が上昇しやすく、波長変換体４の温度消光によって高出力化が困難になるという課題がある。
しかし、上記構成によれば、波長変換に伴って発熱し、蓄熱されて波長変換体４の温度上昇の要因となる発生熱は大きいながらも、固体発光素子３（一般に熱伝導率が高いものが多いことで知られる）を介して、下部方向へと放熱する、比較的良好な放熱経路を、特に接着によって確保することができ、これが、波長変換体４の温度上昇を抑制するように作用するので、このような点光源構造の半導体発光装置においても、高出力化が促されることとなる。
前記のように、波長変換体４は、熱伝導率が比較的大きい全無機の波長変換体（透光性蛍光セラミックスなど）であり、温度消光の小さい無機蛍光体（例えば、前記したＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+系黄緑色蛍光体など）を含む波長変換体とするのが好ましい。
前記接着は、無機又は有機のいずれかの透光性材料を接着剤として用いて行うことができる。
前記接着剤の具体例としては、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、融点が５００℃程度以下の低融点無機材料（低融点ガラスなど）が挙げられる。
このような接着剤は入手が容易で、実用実績の高いものも多いため、比較的、簡単な工程で接着を行うことができるようになる。
図２８に示す半導体発光装置は、図３３に示した半導体発光装置の変形例であり、図３３に示した半導体発光装置において、固体発光素子３の全体を、間接的に、実施の形態３で説明した光透過物２５によって封止し、光透過物２５を、配線電極Ａ２ａと放熱基板１とに接触させるように構成したものである。
本構成の作用及び効果については、実施の形態３の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
一方、図３４〜図３６に示す半導体発光装置は、波長変換体４が、固体発光素子３の少なくとも主光取り出し面の上方に、前記主光取り出し面に接することなく配置された半導体発光装置の例である。
図３４に示す半導体発光装置は、図２６を参照しながら実施の形態３で説明した実装構造物（放熱基板１上の配線導体Ａ２ａ上に固体発光素子３を実装した構造物）の上方に、先に波長変換体に関わる幾つかの欄で説明した各種の波長変換体４を、空隙を介して配置した構造の半導体発光装置である。
図３５に示す半導体発光装置は、図２７を参照しながら実施の形態３で説明した、光透過物２５が、固体発光素子３の周囲全体に、直接接触して、固体発光素子３が包み込むように封止された実装構造物（放熱基板１上の配線導体Ａ２ａ上に固体発光素子３を実装した構造物）の上方に、先に波長変換体に関わる幾つかの欄で説明した各種の波長変換体４を、空隙を介して配置した構造の半導体発光装置である。
尚、この例においては、図３５に示すように、波長変換体４の片面に遮光物２６を設け、固体発光素子３が放つ一次光１５の指向性が強い光成分だけが波長変換体４に入射するようにして、波長変換体４を通過する一次光１５の光路長差に起因する出力光２８の色むらを抑制するようにされている。
このようにすれば、波長変換体４における一次光１５の光入射面積割合が小さくなり、波長変換体４の、光入射しない部分が、放熱体として機能するようになる。そして、これにより、波長変換体４の温度上昇が抑制されるようになり、波長変換体４の温度消光が抑制されるので、半導体発光装置の高出力化が促されることになる。
尚、遮光物２６を熱伝導率の高い材質（例えば、各種の、金属、半導体、シリサイド、窒化物、炭化物などから選ばれる無機材料）とし、さらに、遮光物２６を波長変換体４に密着又は接着した構造にすれば、遮光物２６も良好な放熱体として機能するようになるので、一層好ましいものとなる。
図３６に示す半導体発光装置は、図２７を参照しながら実施の形態３で説明した、光透過物２５が、固体発光素子３の周囲全体に、直接接触して、固体発光素子３が包み込むように封止された実装構造物（放熱基板１上の配線導体Ａ２ａ上に固体発光素子３を実装した構造物）の、光透過物２５上に、各種の波長変換体４（先に波長変換体に関わる幾つかの欄で説明した少なくとも１つの波長変換体４である）を配置した構造の半導体発光装置である。このようにすれば、光透過物２５を通過した一次光１５が波長変換体４に入射することになり、光透過物２５は、実施の形態３で説明したように、固体発光素子３が放つ一次光１５の光取り出し効率を高めるので、半導体発光装置の高出力化が促されることになる。また、光透過物２５は、光透過物２５自体が、波長変換に伴って発生する波長変換体４の熱を逃がす放熱体としても機能することになり、好ましい形態では、実施の形態３で説明したように、熱伝導率の高い無機材料（透光性無機材料、光反射無機材料、高熱伝導性無機材料、高屈折率無機材料、光拡散無機材料、蛍光無機材料など）を含めて構成され、一層良好な放熱体として機能し得るようになるので、光波長変換体４の温度消光が抑制されて、半導体発光装置の高出力化が促されることになる。
尚、図３６に示すように、波長変換体４は、固体発光素子３の主光取り出し面よりも、光出力面の面積が大きい波長変換体であるのが好ましい。これによれば、放熱面積が比較的大きい波長変換体４となるので、波長変換体４自体の放熱特性も良好なものとなる。
また、耐熱性に優れ、かつ、波長変換体４自体の放熱特性を良好なものとするために、波長変換体４は、無機蛍光体を含む成形体又は無機蛍光体を含む複合体のいずれかであり、光透過物２５上に設けられた構造であるのが好ましく、光透過物２５上に接着した構造であるのがより好ましい。これによれば、光透過物２５を通した放熱経路を確保し、熱発散するようにして、波長変換体４の温度上昇を抑制することができる。
尚、前記接着は、無機又は有機のいずれかの透光性材料を接着剤として用いて行うことができる。
接着剤としては、樹脂系の透光性接着剤（シリコーン樹脂系接着剤など）や低融点無機接着剤（低融点ガラスなど）を利用することが可能である。これら接着剤は、入手が容易であるため、簡単な工程で接着を行うことができるようになる。
さらには、波長変換体４は、直線透過率に優れた前記セラミックス系成形体の波長変換体とし、光透過物２５は、前記光拡散無機材料を含めて構成したものとするのが好ましい。これによれば、温度消光と前記混色光の色分離が抑制され、高出力化と発光色の均質化の面で優れた半導体発光装置を提供することが可能となる。
尚、実施の形態４においても、固体発光素子３として、その上下面に対をなす給電電極を有する構造のものを例に挙げて説明したが、上面に対をなす給電電極を有する構造の固体発光素子３の場合であっても、同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
［実施の形態５］
以下、本発明の半導体発光装置を用いた光源装置の実施の形態について説明する。
図３７は、本発明の半導体発光装置を用いて構成された一般照明用光源の一例を示す側断面図である。
図３７において、半導体発光装置２７は、実施の形態１〜４で説明した半導体発光装置であり、電力供給によって出力光２８を放つものである。
また、実装構造物３７は、実施の形態３及び実施の形態４で説明したように、放熱基板１上に固体発光素子３その他を実装した構造物であり、電力供給によって一次光を放つものである。
また、外部放熱体２９は、例えば、放熱フィンを備えた放熱体などであり、半導体発光装置２７の発生熱を放熱し、半導体発光装置２７を冷却するためのものである。
実施の形態５の光源装置は、図３７に示すように、本発明の半導体発光装置２７を用いて構成したことを特徴とするものである。
尚、好ましくは、実施の形態５の光源装置は、本発明の半導体発光装置２７と、外部放熱体２９とを少なくとも組み合わせてなることを特徴とするもの（又は、実装構造物３７と、波長変換体４と、外部放熱体２９とを少なくとも組み合わせてなることを特徴とするもの）である。実施の形態５の光源装置は、例えば、固定治具３０や取り付けネジ３１などを用いて、本発明の半導体発光装置２７（又は、実装構造物３７）と外部放熱体２９とが接続され、少なくとも、本発明の半導体発光装置２７（又は、実装構造物３７）の動作中に発生する熱が外部放熱体２９を通して放熱される構造を有している。これによれば、高出力の照明光を放つコンパクトな光源装置を提供することができる。
以下、各々、簡単に説明するが、固体発光素子３等の温度上昇の抑制による高出力化については、先に実施の形態３及び実施の形態４で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
図３７に示す光源装置は、本発明の半導体発光装置２７を、外部放熱体２９の中央部に、固定治具３０を用いて固定したものである。
波長変換体４（例えば、前述した透光性蛍光セラミックスなど）は、光透過物２５（樹脂系）の上に密着するようにして固定されており、光透過物２５は、固体発光素子３の主光取出し面を直接覆うようにして形成されている。これによれば、固体発光素子３が放つ一次光（図示せず）が、固体発光素子３の主光取り出し面上に密着する、屈折率の比較的大きい樹脂の存在により、高い光取り出し効率で取り出されて波長変換体４に光入射するので、強い出力光２８が得られるようになる。
尚、本発明の半導体発光装置２７の冷却効率が少しでも高まるように、実施の形態５の光源装置においては、側面の固定治具３０に、通気孔がいくつか設けられている。
図３７においては、図示は省略するものの、先に、図９〜図１１を参照しながら説明した、配線導体Ｘが給電端子の切り替えができる配線パターンを有する半導体発光装置を備える光源装置とし、さらに、給電端子を切り替える回路切り替え装置３４を備える光源装置としている（回路構成については、図９に具体例を示した通りであるので、ここでは説明を省略する）。
尚、回路切り替え装置３４としては、回路断線検知機能と自動切り替え機能とを有し、断線を検知して自動的に回路を切り替えることができる自動の装置、あるいは、手動の装置を、適宜選択して用いればよい。
実施の形態５の光源装置は、先に説明したように、実装構造物３７を、放熱性と耐熱性に優れた構造としているので、外部放熱体２９の包絡体積を小さくして、小型・コンパクトな光源装置とすることができる。
［実施の形態６］
以下、本発明の半導体発光装置を用いた光源装置の別の実施の形態について説明する。
図３８、図３９は、本発明の半導体発光装置を用いて構成された前照灯具（プロジェクション用光源や車載用ヘッドランプなど）の一例を示す側断面図である。
実施の形態６の光源装置も、図３８、図３９に示すように、本発明の半導体発光装置２７を用いて構成したことを特徴とするものである。尚、好ましくは、実施の形態６の光源装置は、本発明の半導体発光装置２７と、外部放熱体２９とを少なくとも組み合わせてなることを特徴とするものである。これによれば、高出力の前照光を放つ小型・コンパクトな光源装置を提供することができる。
図３８、図３９において、半導体発光装置２７は、実施の形態１〜４で説明した半導体発光装置であり、電力供給によって出力光２８を放つものである。
尚、実施の形態６の光源装置においては、高出力の点光源とするために、図２８に示す構造の半導体発光装置が用いられている。
つまり、実施の形態６の光源装置においては、先に説明した各種の波長変換体４（樹脂蛍光膜や透光性蛍光セラミックスなど）が小片として用いられている。そして、波長変換体４は、固体発光素子３の少なくとも主光取り出し面に密着するように形成されている。波長変換体４は、主光取り出し面に接着されるのが好ましい。
光源装置をこのような構成にすれば、固体発光素子３の主光取り出し面の面積と半導体発光装置の光出射面の面積とがほぼ等しくなり、一次光が放たれた瞬間に一次光の光子全てが波長変換体４に入射することとなるので、高輝度の点光源を提供することが可能となる。
尚、好ましい波長変換体４は、全無機の波長変換体であり、例えば、透光性蛍光セラミックス、蛍光ガラス、前記ＭＧＣ光変換部材である。このような全無機の波長変換体は、熱伝導率が高く、蓄熱しにくいので、このような、波長変換体４への入射光エネルギー密度が高くなる構造の半導体発光装置であっても、波長変換体４の温度上昇が比較的抑制され、エネルギー効率の高い出力光２８を得ることが可能となる。
但し、実施の形態６にあっては、光源装置に用いられる半導体発光装置はこれに限定されるものではない。
一方、外部放熱体２９は、例えば、放熱フィンを備える放熱体、放熱作用を有する構造体、あるいは、水冷ジャケットなどであり、半導体発光装置２７の発生熱を放熱して、半導体発光装置２７を冷却するためのものである。
尚、図３８、図３９においては、本発明の半導体発光装置２７が放つ光を集光するための光学レンズ３２を備える光源装置とし、図３８においては、さらに、所望の配光パターンを得るための遮光物２６を備える光源装置としているが、これらの付属物は必要に応じて適宜選択して用いればよいものである。
また、実施の形態６の光源装置においても、実施の形態５の図３７に示す光源装置で説明したような、回路切り替え装置３４を備えたものとすることができる。
以下、各々、簡単に説明するが、固体発光素子３及び波長変換体４の温度上昇の抑制による高出力化については、先に実施の形態３及び実施の形態４で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
図３８に示す光源装置は、前照用光源装置の一例であり、本発明の半導体発光装置２７を、外部放熱体２９に、固定治具３０を用いて固定し、横方向に放たれる半導体発光装置２７の出力光２８が、そのまま光源装置の出力光として放たれるように構成されたものである。
図３９に示す光源装置は、車載用ヘッドランプの一例であり、本発明の半導体発光装置２７を、外部放熱体２９に、固定治具３０を用いて固定し、同図において上方向に放たれる半導体発光装置２７の出力光２８が、反射鏡３５によって反射され、横方向へと向きを変えて、光源装置の出力光として放たれるように構成されたものである。
実施の形態６の光源装置は、放熱性と耐熱性に優れた構造としているので、外部放熱体２９の包絡体積を小さくして、小型・コンパクトな光源装置とすることができる。
［実施の形態７］
以下、本発明の半導体発光装置を用いた光源装置のさらに別の実施の形態について説明する。
図４０は、本発明の半導体発光装置を用いて構成された液晶バックライトの一例を示す上面図と模式側断面図（上面図のII−II´線及びIII−III´線断面図）である。
半導体発光装置２７及び外部放熱体２９については、先に実施の形態５及び実施の形態６で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
また、固体発光素子３等の温度上昇の抑制による高出力化についても、先に実施の形態３及び実施の形態４で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
実施の形態７の光源装置も、図４０に示すように、本発明の半導体発光装置２７を用いて構成したことを特徴とするものである。
尚、好ましくは、実施の形態７の光源装置は、本発明の半導体発光装置２７と、外部放熱体２９とを少なくとも組み合わせてなることを特徴とするものである。例えば、固定治具３０や取り付けネジ３１などを用いて、本発明の半導体発光装置２７を外部放熱体２９に固定し、少なくとも、本発明の半導体発光装置２７の動作中に発生する熱が、外部放熱体２９を通して放熱する構造とすることにより、高出力のバックライト光を放つ光源装置を提供することができる。
図４０に示す光源装置は、平板状の外部放熱体２９の片面に、複数個の半導体発光装置２７を配置し、平板状の外部放熱体２９の片面が、全体に亘って発光するように構成されたものである。
半導体発光装置２７の冷却効率を高めるために、外部放熱体２９に通気孔３６を設けることもできる。
尚、より均一な光を放つ面光源とするために、複数個の半導体発光装置２７は、平板状の外部放熱体２９の片面上に、ほぼ均等な間隔で配置されるのが好ましい。
また、実施の形態７の光源装置においても、実施の形態５の図３７に示す光源装置で説明したような、回路切り替え装置３４を備えたものとすることができる。
光源装置は、図４０に示すように、例えば、固定治具３０及び取り付けネジ３１の着脱などによって、半導体発光装置２７が着脱でき、取替えが可能な構造とすることにより、断線などの故障時への対応が容易で、対応コストも低いものとすることができる。
これ以外にも、同様の技術思想に基づき、本発明の半導体発光装置を用いて、数多くの光源装置の変形例が考えられることは言うまでもない。
［実施の形態８］
図４１は、本発明の照明システムの一例を示す図である。
実施の形態８の照明システムは、少なくとも配線導体Ｂ２ｂを切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子３に供給できる配線構造を有する本発明の半導体発光装置２７（実施の形態１及び実施の形態２に記載した本発明の半導体発光装置である）と、半導体発光装置２７の給電端子を切り替えるための回路切り替え装置３４とを少なくとも用いて構成したことを特徴とする。
すなわち、実施の形態８の照明システムは、少なくとも配線導体Ｂ２ｂを切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子３に供給できる配線構造を有する本発明の半導体発光装置２７（実施の形態１及び実施の形態２に記載した本発明の半導体発光装置である）、又は、当該本発明の半導体発光装置２７を備える本発明の光源装置３８（実施の形態５〜７に記載した本発明の光源装置などである）と、回路切り替え装置３４とを備えた照明システムである。
図４１において、半導体発光装置２７は、実施の形態１又は実施の形態２で説明したような、配線導体Ｂ２ａと、固体発光素子３の電極取り出し部２１とが、配線導体Ｃ５によって電気的に接続されており、配線導体Ｂ２ｂは、配線導体Ａ２ａよりも数が多い配線構造を有し、対をなす配線導体Ａ２ａと配線導体Ｂ２ｂとを用いて、固体発光素子３に電力を供給する構造を有し、少なくとも配線導体Ｂ２ｂを切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子３に供給できる配線構造を有する本発明の半導体発光装置である。
尚、実施の形態８の照明システムは、本発明の半導体発光装置２７の代わりに、当該半導体発光装置２７を備えた本発明の光源装置３８を用いて構成することもできる。
また、回路切り替え装置３４は、本発明の半導体発光装置の給電端子を切り替えるためのものであり、先に、図９〜図１１を用いて回路構成の一例を説明した回路切り替え装置である。
尚、回路切り替え装置３４は、回路断線検知機能と自動切り替え機能とを有し、断線を検知して自動的に回路を切り替えることができる自動の装置であっても、手動の装置であっても構わない。
さらに、電源３９は、本発明の半導体発光装置２７又は本発明の光源装置３８に、給電配線３３及び回路切り替え装置３４を介して電力を供給するためのものであり、本発明の半導体発光装置２７又は本発明の光源装置３８の供給電力仕様に合わせて、所定の、直流又は交流の電圧、あるいは、パルス電圧を発生させる電源又は電源システムである。
このようにして構成された照明システムは、例えば、暗がりの中で、あるいは夜の車両運転中に、配線寿命や振動などで、たとえ配線接合部分が外れて、点灯しなくなるようなことがあったとしても、光源を交換することなく、瞬時に復旧させて、直ちに照らすことができるように配慮された、利便性の高い照明システムとなる。
尚、実施の形態８の照明システムは、半導体発光装置２７あるいは光源装置３８を、放熱性と耐熱性に優れた構造としているので、外部放熱体２９の包絡体積を小さくして、小型・コンパクトな照明システムとすることができる。
これ以外にも、同様の技術思想に基づき、本発明の半導体発光装置２７又は光源装置３８と、半導体発光装置２７の給電端子を切り替えるための回路切り替え装置３４とを用いて、数多くの照明システムの変形例が考えられることは言うまでもない。
以上説明したように、本発明によれば、高出力と高信頼性を兼ね備え、オーソドックスな実用技術の単純応用によって製造することができ、かつ、お客様要望や、都合に合わせて、点灯不具合時の配慮設計も可能な半導体発光装置、並びに、これを用いた光源装置及び照明システムを提供することができ、その実用的価値は大きい。
１ 放熱基板
２ａ 配線導体Ａ（パターン化された電極Ａ）
２ｂ 配線導体Ｂ（パターン化された電極Ｂ）
３ 固体発光素子
４ 波長変換体
５ 配線導体Ｃ（導線Ｃ）
６ 電極パッド
７ 絶縁性基体
８ 導電性基体
９ 透光性基体
１０ 反射層
１１ 半導体発光層
１２ 透光性電極
１３ 電極
１４ａ 給電電極Ａ
１４ｂ 給電電極Ｂ
１５ 一次光
１６ 透光性母材
１７ 蛍光体
１７ａ 蛍光体成形体
１７ｂ 蛍光体粒子群
２０ 透光性被着基体
２１ 電極取り出し部
２２ 給電端子
２２ａ 給電端子Ａ
２２ｂ 給電端子Ｂ
２２ｃ 給電端子Ｃ
２２ｄ 給電端子Ｄ
２３ 接着剤
２５ 光透過物
２６ 遮光物
２７ 半導体発光装置
２８ 出力光
２９ 外部放熱体
３０ 固定治具
３１ 取り付けネジ
３２ 光学レンズ
３３ 給電配線
３４ 回路切り替え装置
３５ 反射鏡
３６ 通気孔
３７ 実装構造物
３８ 光源装置
３９ 電源

Claims (16)

  1. 絶縁性を有する放熱基板の片面に、少なくとも１つの配線導体Ａと、配線導体Ｂと、固体発光素子とを備え、
    前記配線導体Ａの上に前記固体発光素子が実装され、
    前記配線導体Ｂの上には前記固体発光素子が実装されていない、半導体発光装置であって、
    前記固体発光素子は、その上面又は上下面のいずれかに、対をなす給電電極を有し、
    さらに、前記固体発光素子の、主光取り出し面の対向面となる下面全体が、前記配線導体Ａに密着するように実装されており、
    前記固体発光素子の実装面を上方から見たときに、
    前記配線導体Ａは、前記固体発光素子の下面全体を実装する素子実装領域と、前記素子実装領域の周辺に隣接して、前記素子実装領域の周辺に対して方向が偏ることなく設けられた複数の流出接着剤捕獲領域とを有し、
    前記配線導体Ａは、外周の一部にくびれを持ち、前記配線導体Ｂは、その一部又は全部が、前記配線導体Ａの前記くびれの中に収まるように配置された構造をしており、
    対をなす前記給電電極の一方と、前記配線導体Ａの前記くびれの中に収まる前記配線導体Ｂとは、金属ワイヤーを用いて電気的に接続されており、
    前記配線導体Ａは、前記素子実装領域を中心に実質的に回転対称性を持ち、線対称性を持たない形状を有しており、
    前記配線導体Ｂは、前記流出接着剤捕獲領域以外の、前記素子実装領域の周辺の隣接部に、前記配線導体Ａと電気的に分離して配置されていることを特徴とする、半導体発光装置。
  2. 前記配線導体Ｂは、前記固体発光素子の縦及び横方向の中心線を避ける位置に外郭中心部を有するように配置されている、請求項１に記載の半導体発光装置。
  3. 前記固体発光素子は、前記配線導体Ａの外郭の中央部となる位置に実装され、前記配線導体Ａは、前記固体発光素子の下面の形状と同じ形状をベースとする形状を有し、かつ、前記固体発光素子の下面の外周部全体に亘って縁を有するように形成されている、請求項１に記載の半導体発光装置。
  4. 前記配線導体Ａと前記配線導体Ｂの全てを指す配線導体Ｘは、前記放熱基板上で占める面積割合が５０％以上１００％未満である、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光装置。
  5. 前記配線導体Ａは、前記配線導体Ｘ中で占める総面積割合が５０％以上である、請求項４に記載の半導体発光装置。
  6. 前記放熱基板は、反転対称性を持つ形状を有し、前記固体発光素子は、前記放熱基板の対称中心線上に実装面を有する、請求項５に記載の半導体発光装置。
  7. 前記配線導体Ａと前記配線導体Ｂの全てを指す配線導体Ｘは、前記放熱基板の一平面上で実質的に回転対称性を持つ、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光装置。
  8. 前記配線導体Ｂと、前記固体発光素子の電極取り出し部とは、配線導体Ｃによって電気的に接続されており、前記配線導体Ｂは、前記配線導体Ａよりも数が多い配線構造を有し、対をなす前記配線導体Ａと前記配線導体Ｂとを用いて、前記固体発光素子に電力を供給する半導体発光装置であって、
    少なくとも前記配線導体Ｂを切り替えることにより、同一電力を、同一条件で、同じ固体発光素子に供給できる配線構造を有する、請求項１に記載の半導体発光装置。
  9. 前記固体発光素子は、その実装面を下面としたときに、上面近くに前記一次光の発生源となる半導体発光層を備え、前記固体発光素子の上下面に電極を備える構造を有する、請求項１に記載の半導体発光装置。
  10. 前記固体発光素子の主光取り出し面上に波長変換体をさらに備え、前記波長変換体は、前記固体発光素子が放つ一次光による励起によって前記一次光よりも長波長の光を放つ、請求項１に記載の半導体発光装置。
  11. 前記配線導体Ａが、前記放熱基板の一平面上に、複数個備わった、請求項１に記載の半導体発光装置。
  12. 請求項１〜３、８〜１１のいずれかに記載の半導体発光装置を備えたことを特徴とする光源装置。
  13. 請求項８に記載の半導体発光装置と、前記半導体発光装置の給電端子を切り替えるための回路切り替え装置とを備えたことを特徴とする照明システム。
  14. 前記配線導体Ａは、前記前記素子実装領域の中心を基点として、相反する方向へと、前記実装面を外れて伸びる形状を少なくとも含む形状を有している、請求項１に記載の半導体発光装置。
  15. 前記半導体発光装置における光出力面の直下の前記配線導体Ａの上面の総面積は、前記光出力面の面積の５０％以上の割合を占める、請求項１に記載の半導体発光装置。
  16. 絶縁性を有する放熱基板の片面に、少なくとも１つの配線導体Ａと、配線導体Ｂと、固体発光素子とを備え、
    前記配線導体Ａの上に前記固体発光素子が実装され、
    前記配線導体Ｂの上には前記固体発光素子が実装されていない、半導体発光装置であって、
    前記固体発光素子は、その上面又は上下面のいずれかに、対をなす給電電極を有し、
    さらに、前記固体発光素子の、主光取り出し面の対向面となる下面全体が、前記配線導体Ａに密着するように実装されており、
    前記固体発光素子の実装面を上方から見たときに、
    前記配線導体Ａは、前記固体発光素子の下面全体を実装する素子実装領域と、前記素子実装領域の周辺に隣接して、前記素子実装領域の周辺に対して方向が偏ることなく設けられた複数の流出接着剤捕獲領域とを有し、
    前記配線導体Ａは、外周の一部にくびれを持ち、前記配線導体Ｂは、その一部又は全部が、前記配線導体Ａの前記くびれの中に収まるように配置された構造をしており、
    対をなす前記給電電極の一方と、前記配線導体Ａの前記くびれの中に収まる前記配線導体Ｂとは、金属ワイヤーを用いて電気的に接続されており、
    前記配線導体Ａは、実質的に線対称性を持つ形状を有しており、
    前記配線導体Ｂは、前記固体発光素子の縦及び横方向の中心線を避ける位置に外郭中心部を有するように配置されており、
    前記配線導体Ｂは、前記流出接着剤捕獲領域以外の、前記素子実装領域の周辺の隣接部に、前記配線導体Ａと電気的に分離して配置されていることを特徴とする、半導体発光装置。
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