JP2013183057A

JP2013183057A - 発光装置

Info

Publication number: JP2013183057A
Application number: JP2012046375A
Authority: JP
Inventors: Takateru Sakai; 隆照酒井; Takeshi Waragaya; 剛司藁谷
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: JP6005953B2

Abstract

【課題】出射される光の色ムラの改善を図ることができる発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、基板と、基板上に配置され、発光層を含む半導体層と、半導体層上に配置された蛍光体粒子を含む波長変換層とを有する発光装置であって、基板上において半導体層の周囲に配置された反射部材と、開口部を有し半導体層上において波長変換層が開口部内を埋めるように半導体層の縁端部に配置された遮光性の枠体と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子を形成する半導体層上に蛍光体粒子を含む波長変換層を有する発光装置に関する。

発光ダイオード等の発光素子を構成する半導体層上に複数の蛍光体粒子を含む樹脂層からなる波長変換層を形成し、半導体層からの光の一部を波長変換層中の蛍光体粒子で異なる波長の光に変換し、蛍光体粒子による変換後の光を半導体層からの波長変換層を通過する光と混合して放出する発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような発光装置においては、一般に、波長変換層を形成するために半導体層の光出射側の主面上に蛍光体粒子を含む樹脂をポッティング工法により塗布して硬化させることが行われている。

特開２００９−１３５１３６号公報

しかしながら、かかる従来の発光装置においては、発光素子の半導体層の主面上に蛍光体粒子入り樹脂を塗布すると、半導体層端部に樹脂が十分に塗布されないことが生じる。よって、樹脂内の蛍光体粒子が半導体層端部上まで広がらず、特に四角形の主面を有する半導体層の場合には主面の４隅に蛍光体粒子が存在しない領域ができ、半導体層の発光色が波長変換させずそのまま出射されることが生じる。そのため、例えば、半導体層の発光色が青色であって、波長変換層が青色光を白色光に変換する場合に波長変換層の中央部は白色光になるが、その蛍光体粒子が存在しない端部では青色光がそのまま抜け出し、色ムラが発生する。また、このような発光装置を灯具に光源として使用し、発光装置からの出射光をレンズを介して照射する構造にした場合には、照射光の投影像に色ムラが生じ、更に色ムラによる配光不良が発生する。

また、発光装置の観視角度を変化させた場合、蛍光体層の光路長の差異により、低角度側（半導体層の主面に対して垂直な側）に対し、高角度側（半導体層の主面に対して平行な側）の発光色が黄色みを帯びる色ムラ（発光色の角度依存性）が生じ、発光装置を用いる灯具の構成によっては配光不良となるという課題があった。

そこで、本発明の目的は、かかる点を鑑みてなされたものであり、出射される光の色ムラの改善を図ることができる発光装置を提供することである。

本発明の発光装置は、基板と、前記基板上に配置され、発光層を含む半導体層と、前記半導体層上に配置された蛍光体粒子を含む波長変換層とを有する発光装置であって、前記基板上において前記半導体層の周囲に配置された反射部材と、開口部を有し前記半導体層上において前記波長変換層が前記開口部内を埋めるように前記半導体層の縁端部に配置された遮光性の枠体と、を含むことを特徴としている。

本発明の発光装置によれば、例えば、半導体層が青色光を出射し、波長変換層の蛍光体粒子が青色光を黄色光に変換する場合に、半導体層の主面から垂直方向及びその近傍方向に出射された青色光は、波長変換層に入射し、一部が波長変換層内の蛍光体粒子によって黄色光に変換され、蛍光体粒子によって変換されなかった青色光と混合されて白色光となって出射される。半導体層の主面から青色光が斜め上方に出射されるとその青色光は波長変換層内で長い光路長をとるので波長変換層の端部から黄色みの強い白色光となって出射される一方、半導体層の側面から出射された青色光は、反射部材によって反射されて枠体より外側を上方に進行し、この反射された青色光は波長変換層内を長い光路長をとって斜めに出射された黄色みの強い白色光と混合されて白色光となる。よって、色度の角度依存性を低減させることができるので、発光装置から出射される光の色ムラが改善される。また、半導体層の主面上において波長変換層が形成されていない領域から出射される青色光は、遮光性の枠体により遮光され、そのまま外部に放出されることがないため、部分的に青色光が発生する色ムラを生じることがない。

本発明の実施例１の発光装置を示す上面図及び断面図である。実施例１の発光装置の枠体を含む端部の断面拡大図である。実施例１の支持基板上にワイヤーパッドを含む場合の上面図である。実施例１の発光装置の出射光の経路を説明する図である。光出射角度と色度との関係を実施例１と従来例と比較して示す特性図である。従来例の発光装置の断面及び光出射角度を示す図である。本発明の実施例２として段差部の底面を形成する基板上の粗面を示す断面図である。実施例１の発光層の製造方法を示す断面図である。本発明の実施例２の発光装置を示す断面図及びその発光装置の枠体を含む端部の断面拡大図である。実施例２の発光層の製造方法を示す断面図である。本発明の実施例３の発光装置を示す断面図及びその発光装置の枠体を含む端部の断面拡大図である。本発明の実施例４の発光装置を示す断面図及びその発光装置の枠体を含む端部の断面拡大図である。本発明の実施例５の発光装置を示す断面図及びその発光装置の枠体を含む端部の断面拡大図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１(a)は本発明の実施例１の発光装置の上面を示し、図１(b)は図１(a)のＡ−Ａ部分の断面を示している。また、図２は実施例１の発光装置の後述の白色枠体１６を含む端部の断面拡大図である。この発光装置においては、支持基板１０と半導体層１１とからなる発光素子はパッケージ基板１２上に実装されている。支持基板１０はシリコン基板であり、支持基板１０上にはＧａＮ系のエピタキシャル層として形成された発光層を含む半導体層１１が配置されている。半導体層１１の主面サイズは支持基板１０の主面サイズより小さい。本実施例１では半導体層１１の発光色が青色であるとして説明する。

発光素子はメタルボンディング型発光素子（発光ダイオード）であり、半導体層１１は支持基板１０と金属層を介して接合されている。半導体層１１は支持基板１０の四角形の主面中央において支持基板１０と金属層を介して接合されている。本実施例１の発光素子のサイズは、１．１５×１．１５mmで、厚みは、０．３mmであるが、本発明はこの素子サイズに限定されない。

また、発光素子は図示しない共晶ハンダでパッケージ基板１２上に固定されている。パッケージ基板１２の材料は、ＡｌＮ（窒化アルミ）からなるセラミック基板であるが、メタルコア基板（Ｃｕ、Ａｌ基材）やガラスエポキシ基板、セラミック基板（Ａｌ₂Ｏ₃）を使用することができる。また、パッケージ基板１２の厚みは本実施例では０．５mmで、その大きさは３mm×５mm程度ある。パッケージ基板１２の厚みとしては０．４〜１mm程度のものを使用することができる。

支持基板１０上の半導体層１１周囲の残りの部分には反射部材として反射膜１３が枠状に配置されている。反射膜１３は半導体層１１の側面から出射される光を半導体層１１の主面からの光出射方向に反射するために設けられている。反射膜１３はＡｌやＡｇ等の金属膜からなる。

半導体層１１上には波長変換層１４が設けられている。波長変換層１４内には多数の蛍光体粒子（図示せず）が分散されている。その蛍光体粒子は半導体層１１の発する光により励起され所定波長の蛍光を発する例えば、ＹＡＧ蛍光体粒子である。本実施例１では黄色発光蛍光体粒子が用いられているが、本発明では特に限定されず、例えば、緑色発光蛍光体粒子等の他の蛍光色の蛍光体粒子であっても良い。波長変換層１４の基材としては、半導体層１１の発する光と共に、蛍光体粒子が発する黄色蛍光に対して透光性を有する透明樹脂が用いられ、例えば、シリコーン樹脂、ハイブリッド樹脂（エポキシ＋シリコーン）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。波長変換層１４の主面サイズは半導体層１１の主面サイズより小さい。波長変換層１４は、半導体層１１の上面のみに形成され、半導体層１１の側面は波長変換層１４から露出している。

また、半導体層１１上には波長変換層１４の全側面を覆うように白色枠体１６が接着層１５を介して形成されている。すなわち、白色枠体１６は半導体層１１上において波長変換層１４が枠体１６の開口部内を埋めるように半導体層１１の縁端部に配置されている。白色枠体１６は、半導体層１１の上面の、波長変換層１４に覆われていない領域をすべて覆っている。つまり、白色枠体１６は、半導体層１１の上面における、波長変換層１４の端部から波長変換層１４の端部までを覆っている。白色枠体１６は遮光性を有し、半導体層１１から出射される光、すなわち本実施例１では青色光を遮光する。枠体１６の材料としては樹脂やセラミックが用いられ、熱劣化を考慮すると、高反射セラミックが好ましい。また、枠体１６は半導体層１１から出射される光を遮光するならば、不透明材、半透明材であっても、又は拡散材を含有しても良く、また白色材料に限定されない。

白色枠体１６の外形サイズは、半導体層１１の主面サイズより大きいサイズを有している。図２の拡大断面図から分かるように、半導体層１１の側面位置より内側に波長変換層１４の側面、すなわち白色枠体１６の開口部を形成する内壁面が位置し、半導体層１１の側面位置より外側に白色枠体１６の外壁面が位置している。また、白色枠体１６の外壁面は、支持基板１０の側面より内側に位置している。つまり、白色枠体１６の外形サイズは支持基板１０の外形サイズより小さい。白色枠体１６の厚みは、５０〜１００μmである。また、白色枠体１６の幅（内壁と外壁との間の距離）は、１０〜１００μmが好ましいが、１０μm以下でも良い。白色枠体１６の製造方法は、圧縮成形及びプレス加工、又はルーター加工で行うことができる。また、白色枠体１６の形状は発光素子の形状に合わせて四角形であるが、発光素子の構造に応じて形状を変更しても良い。白色枠体１６は例えば、図３に示すように、発光素子の基板１０上にワイヤーパッド２１がある場合には、ワイヤーパッド２１を避けた形状で形成することができる。

かかる構成の実施例１の発光装置においては、図４に示すように、半導体層１１の主面から垂直方向及びその近傍方向に出射された青色光は、波長変換層１４に入射し、一部が波長変換層１４内の蛍光体粒子によって黄色光に変換され、蛍光体粒子によって変換されなかった青色光と混合されて白色光となって出射される（図４の矢印Ｂ）。半導体層１１の主面上に位置する波長変換層１４は白色枠体１６で囲まれその開口部内を埋め込んだ状態であるので、波長変換層１４では端部まで蛍光体粒子が均一に分布している。よって、半導体層１１の主面から垂直方向及びその近傍方向に出射された青色光に対して波長変換層１４では青色光抜けなく白色光を出射させることができる。

半導体層１１の主面から斜め上方に出射される青色光は波長変換層１４内で比較的長い光路長をとるので黄色みの強い白色光となって出射される（図４の矢印Ｃ）。半導体層１１の主面に垂直な方向の光出射角度を０度としてその光出射角度が斜めとなって大きくなるほど波長変換層１４内で光路長が長くなる。つまり、高角度側になるほど、波長変換層１４から放出される白色光の黄色みが強くなる。一方、半導体層１１の側面から出射された青色光は、反射膜１３によって反射されて白色枠体１６より外側を上方に進行する（図４の矢印Ｄ）。この反射された青色光は波長変換層１４内を長い光路長をとって図４の矢印Ｃのように斜めに出射された黄色みの強い白色光と混合されて白色光となる。つまり、半導体層１１の側面から放出される光を、半導体層１１上面から波長変換層１４を通過して放出される光、特に波長変換層１４から高角度側に放出される黄色みの白色光と比較して青みの強い光として放出すると共に、反射膜１３により該黄みの白色光と混色させるよう設計している。

また、半導体層１１の主面上において波長変換層１４が形成されていない領域から出射される青色光は、遮光性の枠体１６により遮光され、そのまま外部に放出されることがないため、青色光抜けを防止することができる。

本実施例及び以降に説明する実施例において、白色枠体１６の外壁面は、半導体層１１の側面位置より外側に位置するように白色枠体１６が配置されているが、本発明の発光装置において、白色枠体１６の外壁面は、少なくとも半導体層１１の側面と同一かそれより外側に位置し、かつ、支持基板１０の側面より内側に位置していればよい。

白色枠体１６の外壁面が、少なくとも半導体層１１の側面位置と同一であれば（つまり、白色枠体１６が少なくとも半導体層１１の上面の波長変換層１４に覆われていない領域を覆っていれば）、半導体層１１の上面から波長変換層１４を通過せずに放出される青色光を遮光することができるため、青色光抜けを防止することができる。

更に、白色枠体１６の外壁面が、半導体層１１の側面位置より外側の位置であれば、半導体層１１の側面から反射膜１３に入射せずに発光装置の低角度側（半導体層１１上面に垂直な方向に近い領域）に放出される青色光をも遮光できるため、青色光抜けをより防止することができる。

図５は光出射角度に対する色度との関係特性を実施例１と従来例の発光装置との比較で模式的に示している。ここで従来例の発光装置は図６の断面図に示すようにパッケージ基板３０上に支持基板３１と半導体層３２とからなる発光素子を有し、支持基板３１上の半導体層３２の主面から発せられた青色光が波長変換層３３によって波長変換されて白色光として出射される装置であり、実施例１で示した白色枠体１６に相当するものがなく、光出射角度が大きくなるほど波長変換層３３内で長い光路長をとるため波長変換層３３から出射される光色の黄色具合が増加するものである。この結果、従来例では図５に破線で示したように光出射角度に対する色度特性が得られている。

一方、実施例１の場合も従来例の場合と同様に光出射角度が大きくなるほど黄色の程度が増加するが、実施例１では図５に実線で示したように従来例に比べて光出射角度が±９０度の近傍の高角度側で黄色味が増すことが低く抑えられる結果が得られた。すなわち、色度の角度依存性が低減され、発光装置の出射光の色ムラが改善された。これは、上記したように、半導体層１１の側面から出射されて反射膜１３で反射された青色光が波長変換層１４内を長い光路長をとって斜めに出射された黄色みの白色光と混合されて白色光となったからである。また、半導体層１１の側面から反射膜１３に入射せずに上記した低角度側（半導体層１１上面に垂直な方向に近い領域）の光出射角度で出射される青色光は白色枠体１６によって遮光される。

図７は図６に従来例として示した構造の発光装置３５を灯具の光源として使用して灯具のレンズ３６を通して投影した場合の投影像３７を示している。従来の発光装置３５では光出射角度が大きいの場合には波長変換層３３における光路長が長くなるので、その結果、投影像３７の両端部に黄色の領域Ａ１が生じる。これに対し、実施例１の発光装置では上記したように、光出射角度が大きく波長変換層１４内で長い光路長をとって黄色光となって出射された光は半導体層１１の側面から出射された反射膜１３によって反射されて上方に達する青色光と混合されて白色光となるので、実施例１の発光装置を灯具の光源として用いた場合に、投影像の両端部が黄色となることを抑制することができる。

なお、本発明では半導体層１１の発光色は青色に限定されず、また、波長変換層１４の蛍光体粒子の蛍光色も黄色に限定されない。

図８(a)〜(d)は図１の実施例１の発光装置の製造方法を示している。発光装置は図８(a)〜(d)の順に製造される。すなわち、ダイボンディング工程、接着剤塗布工程、枠体実装工程、及び蛍光体入り樹脂塗布工程が順に実行される。

ダイボンディング工程では、図８(a)に示すように、支持基板１０と半導体層１１とからなる発光素子をパッケージ基板１２上にダイボンディング（接着）することが行われる。その後、図示しないＡｕワイヤーボンディングが行われる。ダイボンディング工程の前（発光素子製造工程でもよい）に支持基板１０上には半導体層１１と共に反射膜１３が形成されている。なお、半導体層１１に相当するエピタキシャル層は従来技術で形成されているので、ここでの説明は省略される。

接着剤塗布工程では、図８(b)に示すように、半導体層１１の主面の周縁部に接着剤４１がディスペンス工法を用いて塗布される。図８(b)において接着剤４１はディスペンサ４２から半導体層１１の主面の周縁部に向けて吐出されている。

枠体実装工程では、白色枠体１６が用意され、図８(c)に示すように、半導体層１１の接着剤４１塗布部分に白色枠体１６がピンセット４３で実装され、その後、接着剤４１が仮硬化される。接着剤４１の仮硬化時間は例えば、１５分以上である。

蛍光体入り樹脂塗布工程では、図８(d)に示すように白色枠体１６の開口部に蛍光体粒子を含んだ樹脂液４４がディスペンス工法を用いて塗布される。樹脂液４４で開口部は埋め込まれる。樹脂液４４の塗布後、樹脂液４４は仮硬化状態の接着剤４１と共に硬化される。樹脂液４４及び接着剤４１が硬化すると波長変換層１４及び接着層１５が形成され、これにより図１(a),(b)に示した発光装置の製造が終了する。

図９(a)は本発明の実施例２の発光装置の断面を示し、図９(b)は図９(a)の断面図の部分拡大図である。図９(a)及び(b)において、実施例１と同一部分は同一符号が用いられている。この実施例２の発光装置においては、白色枠体１６が半導体層１１の主面の周縁部に透明樹脂２５によって接着されている。その透明樹脂２５は半導体層１１の周縁部と白色枠体１６との間だけでなく反射膜１３と白色枠体１６との間にも充填されている。すなわち、透明樹脂２５は半導体層１１の主面周縁部から側面を覆うことになる。また、透明樹脂２５は反射膜１３上で表面張力により留まる。透明樹脂２５の材料としてはシリコーン樹脂、ハイブリット樹脂（エポキシ＋シリコーン）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。

実施例２の発光装置においても、実施例１と同様に、半導体層１１の主面上に位置する波長変換層１４は白色枠体１６に囲まれているので、波長変換層１４では端部まで蛍光体粒子が均一に分布している。よって、半導体層１１の主面から垂直方向及びその近傍方向に出射された青色光に対して波長変換層１４では青色光抜けなく白色光を出射させることができる。半導体層１１の主面から斜め上方に出射される青色光は波長変換層１４内で長い光路長をとるので黄色みの白色光となって出射され、一方、半導体層１１の側面から出射された青色光は、透明樹脂２５を介して反射膜１３によって反射されて白色枠体１６より外側で上方に進行し、この反射された青色光は波長変換層１４内を長い光路長をとって斜めに出射された黄色みの白色光と混合されて白色光となる。また、半導体層１１の波長変換層１４が形成されていない領域から発光装置の低角度側(０度近傍)に出射される青色光は、遮光性の枠体１６により遮光され、そのまま外部に放出されることがないため、部分的に青色光が発生する色ムラを生じることもない。この結果、色度の角度依存性が低減され、発光装置の出射光の色ムラを抑制することができる。

また、実施例２の発光装置においては、白色枠体１６の下面全面に亘って透明樹脂２５が接着されているので、白色枠体１６を半導体層１１上に安定に配置させることができる。

図１０(a)〜(d)は実施例２の発光装置の製造方法を示している。発光装置は図１０(a)〜(d)の順に製造される。すなわち、ダイボンディング工程、透明樹脂塗布工程、枠体実装工程、及び蛍光体入り樹脂塗布工程が順に実行される。

図１０(a)のダイボンディング工程は、図８(a)に示した実施例１の場合のダイボンディング工程と同一である。

透明樹脂塗布工程では、図１０(b)に示すように、半導体層１１の主面の周縁部及び反射膜１３上に透明樹脂液４６がディスペンス工法を用いて塗布される。図１０(b)において樹脂液４６はディスペンサ４７から半導体層１１の主面の周縁部及び反射膜１３に向けて吐出されている。ここで使用される樹脂液４６は白色枠体１６を半導体層１１の主面の周縁部に接着させるだけでなく、白色枠体１６と反射膜１３との間の空間を埋めるべく塗布されるので樹脂液４６の塗布量は実施例１の接着剤４１の場合より多くなる。

枠体実装工程では、白色枠体１６が用意され、図１０(c)に示すように、樹脂液４６の塗布部分の上に白色枠体１６がピンセット４８で実装され、その後、樹脂液４６が仮硬化される。

蛍光体入り樹脂塗布工程では、図１０(d)に示すように白色枠体１６内の開口部に蛍光体粒子を含んだ樹脂液４４がディスペンス工法を用いて塗布される。樹脂液４４の塗布後、樹脂液４４は仮硬化状態の樹脂液４６と共に硬化される。樹脂液４４及び樹脂液４６が硬化すると波長変換層１４及び透明樹脂２５が形成され、これにより図９(a),(b)に示した実施例２の発光装置の製造が終了する。

図１１(a)は本発明の実施例３の発光装置の断面を示し、図１１(b)は図１１(a)の断面図の部分拡大図である。図１１(a)及び(b)において、実施例１と同一部分は同一符号が用いられている。この実施例３の発光装置においては、白色枠体１６が半導体層１１の主面の周縁部に蛍光体粒子（図示せず）を含む樹脂２６によって接着されている。その樹脂２６は実施例２の透明樹脂２５と同様に、半導体層１１の周縁部と白色枠体１６との間だけでなく反射膜１３と白色枠体１６との間にも充填され、半導体層１１の主面周縁部から側面を覆っている。樹脂２６に含まれる蛍光体粒子は波長変換層１４内の蛍光体粒子と同じものであり、その蛍光体粒子の濃度は波長変換層１４の濃度よりも低い。つまり、半導体層１１の側面から蛍光体粒子を含む樹脂層２６を通過して放出される光は、半導体層１１の上面から放出される光と比較して青みの強い光となる。樹脂２６の材料としてはシリコーン樹脂、ハイブリット樹脂（エポキシ＋シリコーン）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の透明樹脂を用いることができる。また、樹脂２６は実施例２の樹脂液４４の塗布工程と同様の塗布方法によって形成される。

実施例３の発光装置においては、半導体層１１の側面から出射された青色光の一部は、樹脂２６内の蛍光体粒子によって黄色光に変換され、それが青色光と混合されて白色光として白色枠体１６より外側を上方に進行する。また、樹脂２６内を通過して反射膜１３によって反射されて白色枠体１６より外側を上方に進行した青みの強い白色光は、波長変換層１４内を長い光路長をとって斜めに出射された黄色みの白色光と混合されて白色光となる。よって、実施例２と同様に、色度の角度依存性が低減され、発光装置の出射光の色ムラを抑制することができる。

更に、実施例３の発光装置を灯具の光源として用いられる場合には、灯具のレンズ形状や配光設計に応じて樹脂２６内の蛍光体粒子の濃度を設定することができる。

図１２(a)は本発明の実施例４の発光装置の断面を示し、図１２(b)は図１２(a)の断面図の部分拡大図である。図１２(a)及び(b)において、実施例１と同一部分は同一符号が用いられている。この実施例４の発光装置においては、支持基板１０上の周縁部に反射部材として白色樹脂２７が枠状に配置されている。白色樹脂２７は、支持基板１０上の半導体層１１の形成されていない領域に部分的に、白色枠体１６より外側に形成されている。白色樹脂２７は突起状の断面を有し、半導体層１１の側面から出射される光を図１２(b)に矢印Ｅで示すように半導体層１１の主面からの光出射方向に反射するために設けられている。白色樹脂２７の材料としては反射性を有する樹脂が用いられ、例えば、シリコーン樹脂、ハイブリット樹脂（エポキシ＋シリコーン）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の光透過性樹脂に、二酸化ケイ素、硫酸バリウム、硫化アルミニウム、又は酸化亜鉛などの光拡散材を分散したものを用いることができる。

白色樹脂２７の形成は実施例１の製造方法において図８(a)に示したダイボンディング工程の前に半導体層１１を支持する支持基板１０上に白色樹脂２７の樹脂液を塗布してそれを硬化することにより行われる。

実施例４の発光装置においては、半導体層１１の側面から出射された青色光は、白色樹脂２７によって反射されて白色枠体１６より外側を上方に進行する。この反射された青色光は波長変換層１４内を長い光路長をとって斜めに出射された黄色みの白色光と混合されて白色光となる。それ以外は実施例１と同様に機能する。よって、実施例１と同様に、色度の角度依存性が低減され、発光装置の出射光の色ムラを抑制することができる。

実施例４の発光装置によれば、半導体層１１の側面から出射された青色光を効率よく上方に反射し、黄色みの白色との混色性の向上を図ることができる。

なお、支持基板１０上に実施例１〜実施例３に示す反射層１３を（白色樹脂２７の下に）形成してもよく、実施例２に示す透明樹脂２５を配置してもよく、実施例３に示す蛍光体粒子を含む樹脂２６を配置してもよい。

図１３(a)は本発明の実施例５の発光装置の断面を示し、図１３(b)は図１３(a)の断面図の部分拡大図である。図１３(a)及び(b)において、実施例１と同一部分は同一符号が用いられている。この実施例５の発光装置においては、支持基板１０上の周縁部に傾斜反射面を有する反射部材２８が枠状に配置されている。反射部材２８の傾斜反射面は半導体層１１側を向いている。反射部材２８の傾斜反射面にはＡｌやＡｇの金属膜（図示せず）が形成されている。反射部材２８の傾斜反射面は、半導体層１１の側面から出射される光を図１３(b)に矢印Ｆで示すように半導体層１１の主面からの光出射方向に反射するために設けられている。

反射部材２８は、例えば、実施例１の製造方法において図８(a)に示したダイボンディング工程の前に（好ましくは、発光素子の製造段階で）、半導体層１１を支持する支持基板１０をエッチングやダイシングで加工して支持基板１０の端部に傾斜面を有する突起部を形成し、突起部に金属反射膜を形成することにより形成することができる。

実施例５の発光装置においては、半導体層１１の側面から出射された青色光は、反射部材２８の傾斜反射面によって反射されて白色枠体１６より外側を上方に進行する。この反射された青色光は波長変換層１４内を長い光路長をとって斜めに出射された黄色みの白色光と混合されて白色光となる。それ以外は実施例１と同様に機能する。よって、実施例１と同様に、色度の角度依存性が低減され、発光装置の出射光の色ムラの改善を図ることができる。

実施例５の発光装置によれば、半導体層１１の側面から出射された青色光を効率よく上方に反射し、黄色みの白色との混色性の向上を図ることができる。

なお、支持基板１０上に実施例１〜実施例３に示す反射層１３を（反射部材２８の下に）形成してもよく、実施例２に示す透明樹脂２５を配置してもよく、実施例３に示す蛍光体粒子を含む樹脂２６を配置してもよい。

上記各実施例において示した種々の構成は、適宜組み合わせることが可能である。

上記した各実施例においては、半導体層１１はメタルボンディング型発光素子としたが、本発明は他のフェイスアップタイプの発光素子にも適用することができる。また、半導体層１１としては実施例に示したＧａＮ系の発光ダイオードに限らず、ＡｌＧａＡｓ系やＺｎＯ系の他の発光素子を用いることができる。

本発明の発光装置は、テレビのバックライト光源、広告表示灯光源、ヘッドランプ、リアコンビランプ、室内照明、ターンランプ等の車載用光源、一般照明用光源及びコピー読み取り光源に適用することができる。

１０支持基板
１１半導体層
１２パッケージ基板
１３反射膜
１４波長変換層
１５接着層
１６白色枠体
２５透明樹脂
２６蛍光体粒子含有樹脂
４１接着剤

Claims

基板と、前記基板上に配置され、発光層を含む半導体層と、前記半導体層上に配置された蛍光体粒子を含む波長変換層とを有する発光装置であって、
前記基板上において前記半導体層の周囲に配置された反射部材と、
開口部を有し前記半導体層上において前記波長変換層が前記開口部内を埋めるように前記半導体層の縁端部に配置された遮光性の枠体と、を含むことを特徴とする発光装置。
前記枠体の前記開口部を形成する内壁面位置は前記半導体層の側面位置より内側にあり、前記枠体の外壁面位置は前記半導体層の側面位置と同一或いはそれより外側にあり、前記基板の側面位置より内側にあることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
前記反射部材は、前記基板上の前記半導体層形成領域以外を覆うことを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
前記半導体層の側面は、前記波長変換層から露出していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１記載の発光装置。
前記基板上には、前記反射部材と前記半導体層の側面を覆う光透過性樹脂が配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１記載の発光装置。
前記光透過性樹脂は、蛍光体粒子を含有することを特徴とする請求項５記載の発光装置。
前記波長変換層における前記蛍光体粒子の濃度は、前記光透過性樹脂における前記蛍光体粒子の濃度より高いことを特徴とする請求項６記の発光装置。
前記反射部材は、突起部を有し、
前記突起部は、前記遮光性枠体の外壁面位置より外側に位置することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１記載の発光装置。